追憶麒麟
1、 將電壓表並聯在燈泡兩端,並與電流表串聯,當燈泡正常發光時,記錄電壓表與電流表讀數,燈泡兩端電壓伏數與燈泡電流安培數的乘積就是該燈泡在該工作電壓時的消耗電功率即瓦數。
2、 將燈泡通過電度表接入電源,點亮燈泡記錄點亮時間,記錄電度表在此時間內走過的讀數,將電度表讀數除以燈泡點亮的小時數,得到該燈泡的功率(千瓦數)。
3、當燈具正常點亮使用時,總功率=輸入電壓*輸入電流*功率因數,燈珠實際消耗功率=輸出電壓*輸出電流,效率=燈珠實際消耗功率/總功率。也可以,總功率=輸出電壓*輸出電流/效率
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燈泡的亮度與功率大小不成比例,與以下幾個因素有關
有關光(光度學)的幾個基本概念
0、前言
經常發現一些愛好者對對光度學的一些基本概念比較模糊,比如到底什麼是亮度?衡量亮度的單位是什麼?如何測量亮度?
本文將試圖以不失嚴格性 的情況下儘量通俗的回答這些問題,因此,文中列舉了大量的例子,同時給出四個量之間的關係和轉換算法,這也是大多數光學書裡所沒有的。
光 度學與光相關的常用量有4個:發光強度、光通量、照度、亮度。這4個量儘管是相關的,但為不同的,不能相混。正像壓力、重力、壓強、質量是不同的 物理量一樣。
圖:光度學測量儀器
1、發光強度(I、Intensity),單位坎德拉,即cd。
定義:光源在給定方向的 單位立體角中發射的光通量定義為光源在該方向的(發)光強(度),
解釋:發光強度是針對點光源而言的,或者發光體的大小與照射距離相比比較小的場 合。這個量是表明發光體在空間發射的會聚能力的。可以說,發光強度就是描述了光源到底有多“亮”,因為它是光功率與會聚能力的一個共同的描述。發光強度越 大,光源看起來就越亮,同時在相同條件下被該光源照射後的物體也就越亮,因此,早些時候描述手電都用這個參數。
現在LED也用這個單位來描述,比 如某LED是15000的,單位是mcd,1000mcd=1cd,因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd(mcd)而不直接 用cd來表示,是因為以前最早LED比較暗,比如1984年標準5mm的LED其發光強度才0.005cd,因此才用mcd表示,現在LED都很厲害了, 但還是沿用原來的說法。
用發光強度來表示“亮度”的缺點是,如果管芯完全一樣的兩個LED,會聚程度好的發光強度就高。因此,購買LED的時候不 要一味追求高I值,還要看照射角度。很多高I值的LED並非提高自身的發射效率來達到,而是把鏡頭加長照射角度變窄來實現的,這儘管對LED手電有用,但 可觀察角度也受限。另外,同樣的管芯LED,直徑5mm的I值就比3mm的大一倍多,但只有直徑10mm的1/4,因為透鏡越大會聚特性就越好。
之 所以用發光強度來表示手電或LED,是因為在相同距離下對被照射地的照度是與這個成正比的。特別的說,距離1m的lx就是cd值。但是,很多場合下我們需 要照射面積大一些,所以只用發光強度這一特性還不能全面反應手電的能力。比如,同樣的筒身,換個大頭(大反光杯)則I值馬上增大許多。因此,很多情況下我 們用光通量(單位流明,見下)來表示手電了。
以上我們說“亮”和“亮度”時帶了引號,是因為這是我們常規說的亮度,並非光度學嚴格意義上的亮 度,這一單位後面會展開。
常見光源發光強度(cd):
太陽,2.8E27
高亮手電,10000
5mm超高亮LED,15
圖:LED的發光強度的測量,測量值不能轉換成光通量lm。
2、光通量(F,Flux),單位流明,即lm。
定義:光源在單位時間內發射出的光量稱 為光源的發光通量
解釋:同樣,這個量是對光源而言,是描述光源發光總量的大小的,與光功率等價。光源的光通量越大,則發出的光線越多
對於 各向同性的光(即光源的光線向四面八方以相同的密度發射),則 F = 4πI。也就是說,若光源的I為1cd,則總光通量為4π =12.56 lm。與力學的單位比較,光通量相當於壓力,而發光強度相當於壓強。要想被照射點看起來更亮,我們不僅要提高光通量,而且要增大會聚的手段,實際上就是減 少面積,這樣才能得到更大的強度。
要知道,光通量也是人為量,對於其它動物可能就不一樣的,更不是完全自然的東西,因為這種定義完全是根據人眼對 光的響應而來的。
人眼對不同顏色的光的感覺是不同的,此感覺決定了光通量與光功率的換算關係。對於人眼最敏感的555nm的黃綠光,1W = 683 lm,也就是說,1W的功率全部轉換成波長為555nm的光,為683流明。這個是最大的光轉換效率,也是定標值,因為人眼對555nm的光最敏感。對於 其它顏色的光,比如650nm的紅色,1W的光僅相當於73流明,這是因為人眼對紅光不敏感的原因。對於白色光,要看情況了,因為很多不同的光譜結構的光 都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大,光譜不同。
至於電光源的發光效率,是另外一個相關的話題,是說1W的 電功率到底能轉化成多少光通量。如果全部轉換成555nm的光,那就是每瓦683流明。但 如果有一半轉換成555nm的光,另一半變成熱量損失了,那效率就是每瓦341.5流明。白熾燈能達到1W=20 lm就很不錯了,其餘的都成為熱量或紅外線了。測量一個不規則發光體的光通量,要用到積分球,比較專業而複雜。
常見發光的大致效率(流明 /瓦)
白熾燈,15
白色LED,20
日光燈,50
太陽,94
鈉燈,120
圖:人眼對 不同顏色光的相對響應曲線,主線為正常的明視覺,左邊的曲線是暗視覺曲線(比較暗的場合下)
圖:用積分球測量LED的光通量
圖:典型白色LED發光光譜
定 義:1流明的光通量均勻分佈在1平方米表面上所產生的光照度
解釋:光照度是對被照地點而言的,但又與被照射物體無關。一個流明的光,均勻射到 1m2的物體上,照度就是1 lx。照度的測量,用照度表,或者叫勒克斯表、lux表。事實上,照度是最容易測量的了(相對其它三個量),照度表很便宜就可以買到(幾百元)。為了保護 眼睛便於生活和工作,在不同場所下到底要多大的照度都有規定,例如機房不得低於200 lx。陽光下的照度是自然界裡面很大的也很常見的了,為11萬lx左右(自己實測)。我剛才測量了一下,房間是3.8mx6.5m,有12個20W的日光 燈管,桌面照度為400勒克司。
常見照度(勒克司):
陽光直射(正午)下,110,000
陰天室外,1000
商場內,500
陰天有窗室內,100
普 通房間燈光下,100
滿月照射下,0.2
圖:常見照度計
4、亮度(L,Luminance),單位尼特,即nt。
定義:單位光源面積在法線方向 上,單位立體角內所發出的光流
解釋:這個是最容易被誤解的概念了。亮度是針對光源而言,而且不是對點光源,是對面光源而言的。無論是主動發光的還 是被動(反射)發光的。亮度是一塊比較小的面積看起來到底有多“亮”的意思。這個多“亮”,與取多少面積無關,但為了均勻,我們把面積取得比較小,因此才 會出現“這一點的亮度”這樣的說法。事實上,點光源是沒有亮度概念的。另外,發光面的亮度與距離無關,但與觀察者的方向有關。說一個手電很“亮”,並不是 說該手電的亮度高(因為手電是沒有亮度概念的),而是說其發光強度大,或者是說被它照射的物體亮。說一個星星(點光源)很亮,並非是說其亮度高,而是說其 星等高而已。亮度不僅取決於光源的光通量,更取決於等價發光面積和發射的會聚程度。比如激光指示器,儘管其功率很小,但可會聚程度非常高,因此亮度非常 高。
常見發光體的亮度(尼特):
紅色激光指示器,20,000,000,000
太陽表面,2,000,000,000
白熾燈燈 絲,10,000,000
陽光下的白紙,30,000
人眼能習慣的亮度,3,000
滿月表面,2,500
人眼能比較好的 分辨出顏色的亮度,1
滿月下的白紙,0.07
無月夜空,0.0001
圖:兩款攝影用測光表,可以測量亮度
5、一個綜合計算的例子。
一個普通40瓦的白熾燈泡,其發光效率大約是每瓦10流明,因 此可以發出400流明的光。我們可以認為燈泡在空間上發光是均勻的,那麼距離該燈泡1米處,其照度為400/12.56=32勒克司。其中12.56 = 4π,就是半徑1米的球體的表面積(已經假設400流明的光是均勻分佈在這個球體上的)。再假設被照射物體是某種綠色漫反射的,反射率是15%,那麼,這 個綠色物體被照射後就成為被動發光的,其表面亮度是15% * 32 / π = 1.5尼特。
圖:某公司的光度測量儀 器,高靈敏、高準確、多用途。
泰東唐琦東
知足常樂98954541
亮與不亮與功率難比較,冷白光20W年輕人說十分亮老年人說不咋的,反之20W的暖黃光年輕人說不咋的老年人說很亮,LED燈有桓流多串的並串的,簡單降壓桓流的,開關振盪穩壓桓流的,接法多了,功率有一部份耗在電源桓流板上,你說40W沒有全部用於發光,只能在總入囗測試電流後估算出總功率,LED單元串也好並也罷只能單隻功率簡單加一下計總功率,損失的不計的話
老湯包包
總的亮度差異,與功率,質量有關。測試是多此一舉,正規廠保正質量的多少錢一個,差的多少錢一個你.應該知道吧,。如同等功率節能燈中等價十多元,正廠二十多元,LED十幾元的有,過百元的有,亮度不一樣,節能效果也不一樣。中國就是如此,.窮富差別。