Температура цвета светодиодных ламп. Что такое цветовая температура

Температура цвета светодиодных ламп. Что такое цветовая температура

Если использовать физические термины, световая температура – спектр нагретого тела по отношению к полностью черному телу. Проще говоря – это цвет свечения нагретого до определенной температуры тела. Раньше везде использовались лампы накаливания, где эта характеристика является стандартной, у светодиодных устройств есть несколько значений, поэтому полезно разобраться в нюансах маркировки и выбора.

Цветовой ряд от теплого желтого до холодного белого.

Маркировка

Каждая лампа продается в специальной упаковке, на которой указаны основные характеристики. Это цветовая температура, напряжение, мощность, размер и т.д. Дополнительно все характеристики дублируются и на поверхности цоколя или колбы самой лампы.

Маркировка на упаковке ламп Philips.

Температура указывается по названию, например «теплый белый», а также дополнительно в(К). В зависимости от требований и места использования подбираются лампы по температуре.

Три основных температуры светодиодных ламп:

1. Теплый белый цвет. Маркируется показателями от 2700 до 3200 K. По своему свету модели с такими показателями в работе будут похожими на традиционные лампы накаливания. Подойдут для большинства жилых помещений.
2. Дневной белый свет. Показатели в пределах 3500-5000 К. Такие источники света разные производители могут называть еще нормальными или нейтральными. Для описания характера свечения используют сравнение с утренним солнцем. Эти лампы универсальны, они используются не только в жилых, но и в помещениях другого назначения.
3. Холодный белый свет. Маркировка в пределах 5000-7000 К. Также похож на дневной солнечный свет, но очень яркий. Используется для технических помещений и для уличного освещения .

Основные температуры света.

Температура свечения не является показателем мощности светового потока, он измеряется в люменах.

Рабочая температура светодиодной лампы. Суть света

Свет, как физическое явление, может иметь различные проявления. При разном свете мы будем видеть предметы и окружающую нас действительность в разных оттенках, что, несомненно, отразится на нашем мировосприятии. При этом мы можем воспринимать объекты четче или искаженнее. За правильность освещения и то, как мы будем его воспринимать окружающее пространство, отвечает цветовая температура и индекс цветопередачи.

Обратите внимание! Для оптимального подбора любого источника света (не только светодиодного) для дома, улицы, авто и прочих сфер человеческой деятельности, обязательно необходимо учитывать эти два параметра. В противном случае вам будет некомфортно находиться в освещаемом помещении.

Свечение светодиодной лампы

Цветовая температура у светодиодных ламп должна отвечать определенным требованиям, чтобы не приносить неудобств. Это основная характеристика любого типа лампочек, особенно тех, которые способны на нагрев. Стоит отметить, что светодиодные источники света способны на самый минимальный нагрев. Поэтому, даже несмотря на то, что они способны немного греться, их активно используют в тандеме с натяжными потолками. Цветовая температура определяет у светового излучения спектральный состав, который должен объективно восприниматься зрительными анализаторами человека (глазами). Измеряется данный показатель у светодиодных ламп, впрочем, как у других источников света, с помощью колориметра. А сами измеряется он в обратных микроградусах или миредах. При выборе светодиодных моделей потребитель должен быть знаком с этим показателем, чтобы сделать правильную покупку. Для определения оптимального диапазона цветовой температуры существует соответствующая таблица.

Цветовая температура лампы. Чернее чёрного

С чего всё начинается? Всё начинается с нуля, в том числе и световое излучение. Черный цвет – это отсутствие света вовсе. С точки зрения цвета, черный – это 0 интенсивности излучения, 0 насыщенности, 0 цветового тона (его просто нет), это полное отсутствие всех цветов вообще. Почему мы видим предмет черным, а потому, что он почти полностью поглощает весь падающий на него свет. Существует такое понятие как абсолютно черное тело . Абсолютно черным телом называют идеализированный объект, который поглощает всё падающее на него излучение и ничего не отражающее. Конечно же, в реальности это недостижимо и абсолютно черных тел в природе не существует. Даже те предметы, которые кажутся нам черными, на самом деле не абсолютно черные. Но можно изготовить модель почти что абсолютно черного тела. Модель представляет собой куб с полой структурой внутри, в кубе проделано небольшое отверстие, через которое внутрь куба проникают световые лучи. Конструкция чем-то похожа на скворечник. Посмотрите на рисунок 1. Рисунок 1 – Модель абсолютно черного тела. Свет, попадающий внутрь сквозь отверстие, после многократных отражений будет полностью поглощён, и отверстие снаружи будет выглядеть совершенно чёрным. Даже если мы покрасим куб в черный цвет, отверстие будет чернее черного куба. Это отверстие и будет являться абсолютно черным телом . В прямом смысле слова, отверстие не является телом, а только лишь наглядно демонстрирует нам абсолютно черное тело.Все объекты обладают тепловым излучением (пока их температура выше абсолютного нуля, то есть -273,15 градусов по Цельсию), но ни один объект не является идеальным тепловым излучателем. Одни объекты излучают тепло лучше, другие хуже, и всё это в зависимости от различных условий среды. Поэтому, применяют модель абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело является идеальным тепловым излучателем . Мы можем даже увидеть цвет абсолютно черного тела, если его нагреть, и цвет, который мы увидим , будет зависеть от того, до какой температуры мы нагреем абсолютно черное тело. Мы вплотную подошли к такому понятию как цветовая температура. Посмотрите на рисунок 2. Рисунок 2 – Цвет абсолютно черного тела в зависимости от температуры нагревания. а) Есть абсолютно черное тело, мы его не видим вообще. Температура 0 Кельвин (-273,15 градуса Цельсия) – абсолютный нуль, полное отсутствие любого излучения.б) Включаем «сверхмощное пламя» и начинаем нагревать наше абсолютно черное тело. Температура тела, посредством нагревания, повысилась до 273К.в) Прошло ещё немного времени и мы уже видим слабое красное свечение абсолютно черного тела. Температура увеличилась до 800К (527°С).г) Температура поднялась до 1300К (1027°С), тело приобрело ярко-красный цвет. Такой же цвет свечения вы можете увидеть при нагревании некоторых металлов.д) Тело нагрелось до 2000К (1727°С), что соответствует оранжевому цвету свечения. Такой же цвет имеют раскаленные угли в костре, некоторые металлы при нагревании, пламя свечи.е) Температура уже 2500К (2227°С). Свечение такой температуры приобретает желтый цвет. Трогать руками такое тело крайне опасно!ж) Белый цвет – 5500К (5227°С), такой же цвет свечения у Солнца в полдень.з) Голубой цвет свечения – 9000К (8727°С). Такую температуру путем нагреванием пламенем получить в реальности будет невозможно. Но такой порог температуры вполне достижим в термоядерных реакторах, атомных взрывах, а температура звезд во вселенной может достигать десятки и сотни тысяч Кельвин. Мы можем лишь увидеть такой же голубой оттенок света, например, у светодиодных фонарей, небесных светил или других источников света. Цвет неба в ясную погоду примерно такого же цвета.Подводя итог ко всему вышесказанному, можно дать четкое определение цветовой температуры. Цветовая температура – это температура абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение. Проще говоря, температура 5000К – это цвет, который приобретает абсолютно черное тело при нагревании его до 5000К. Цветовая температура оранжевого цвета – 2000К, это означает, что абсолютно черное тело необходимо нагреть до температуры 2000К, чтобы оно приобрело оранжевый цвет свечения.Но цвет свечения раскаленного тела не всегда соответствует его температуре. Если пламя газовой плиты на кухне сине-голубого цвета, это не значит, что температура пламени свыше 9000К (8727°С).  Расплавленное железо в жидком состоянии имеет оранжево-желтый оттенок цвета, что в действительности соответствует его температуре, а это примерно 2000К (1727°С).

Как изменить цвет светодиодной лампы. Эффективные методы покраски

Для того чтобы изменить цвет изделия, рекомендуется использовать высокоэффективные методы покраски. Лучшим решением считается использование специализированной краски, которая создана специально для окрашивания стеклянных предметов.

Паста из шариковой ручки

Если времени на поиск специальной краски нет, то можно воспользоваться пастой из шариковой ручки. Для проведения окрашивания данным способом требуется выполнить следующие действия:

1. Взять стержень с пастой.
2. Снять наконечник и извлечь пасту.
3. Используя кисточку, нанести пасту на лампочку.

Можно использовать как синюю, так и любую другую ручку как источник краски. Конечный результат будет зависеть от количества нанесенной пасты. Стоит понимать, что посредством только чернил из шариковой ручки не удастся идеально затемнить изделие.

Лак для ногтей

При помощи лака для ногтей окрашиваются маломощные лампочки, которые не нагреваются сильно (температура при работе не превышает 100 градусов С). Лак обладает выраженной сцепляемостью и долговечностью. Также с его помощью можно равномерно окрасить всю поверхность. Допускается использовать лаки любых цветов, начиная от желтого, заканчивая красным и зеленым. Бесцветные лаки можно использовать как основание для других красящих веществ. После нанесения лака любая другая краска гораздо лучше и качественнее ляжет на поверхность лампочки.

Светодиодные лампы при минусовой температуре. Температура внутри и снаружи

Заглянув в технические данные современного светодиода, вы обнаружите, что он, как правило, способен работать при температуре до +125°C. Для более дорогих и продвинутых моделей светодиодов верхний предел простирается еще выше. В то же время температура в русской бане не поднимается выше +70°C, в финской сауне — выше +110°С. В рабочей зоне литейного цеха температура в реальности не более +37,4°C. Правда, светильники устанавливаются там под потолком, где температура может достигать +60°С, но, все-равно, она значительно ниже предельно допустимой. Казалось бы, нет никаких проблем для внедрения светодиодов. Но это только на первый взгляд.

Галогенные лампы с цоколем G9 до сих пор разрешены в Евросоюзе

В технических данных на светодиод указываются номинальное и максимально допустимое значения температуры p-n-перехода. Если отбросить технические подробности, то этот показатель означает температуру внутри кристалла светодиода. Под максимально допустимой подразумевается такая температура, выше которой светодиод очень быстро выйдет из строя. Для номинальной температуры p-n-перехода производитель нормирует основные технические параметры. При более низких температурах, чем номинальная, светодиоды показывают характеристики лучше заявленных. При более высоких — резко уменьшается срок службы и падает энергоэффективность. У самых современных светодиодов значение номинальной температуры p-n-перехода составляет 85°C. То есть в финскую сауну светодиодные светильники точно поставить невозможно.

На интуитивном уровне можно вывести правило: внутри светодиода температура выше, чем на внешней поверхности его корпуса. В свою очередь, внешняя поверхность корпуса светильника нагревается до меньшей температуры, чем внешняя поверхность корпуса светодиода. Но как это можно описать в виде формул?

Для определения срока службы светодиодов полный прогон на протяжении заявленного времени не применяется, так как за 50 000 часов (более 5 лет) испытываемая модель светодиода просто устареет. Опытные образцы тестируются за более короткие сроки (порядка 2000 часов) при повышенной температуре, далее определяется степень деградации, исходя из которой по специальным формулам вычисляется срок службы при номинальной температуре.

Световой поток светодиодных ламп. Мощность и основные характеристики светодиодной лампы

При необходимости или желании заменить лампы накаливания на светодиодные, в первую очередь необходимо найти эквиваленты по мощности.

Решить эту задачу поможет таблица:

Существуют и другие критерии выбора:

• цоколь и размеры колбы;
• напряжение (постоянное, переменное);
• световой поток и световая отдача;
• распределение светового луча;
• температура цвета;
• наличие теплоотвода;
• коэффициент пульсации света;
• возможность подключения диммера.

Для замены ламп накаливания требуются светодиодные изделия с цоколем Е27 или Е14, галогеновых ламп – G4, GU5.3, GU10, люминесцентных – поворотный G13. Плафоны у светильников разные, колбы должны помещаться в них.

Чаще всего светодиодные лампочки подключаются к блоку питания на 12 или 24 В (напряжение может быть постоянное или переменное). Изделия для сети 220 В оснащаются преобразователем. Он может быть встроенный или отдельный. Перед покупкой важно выяснить, для какого вольтажа конкретное изделие предусмотрено. При неверном выборе лампочка не будет гореть или вообще выйдет из строя.

Световой поток светодиодной лампы – один из главных параметров (наряду со световой отдачей и распределением потока). Эффективность в лм/Вт рассчитывается, базируясь на световой поток и его направление. Светодиодная лампочка направляет световой луч в одном направлении, при необходимости осветить большую площадь требуется рассеиватель или несколько источников, направляющих свет под различным углом.

Температура цвета выбирается, исходя из предназначения комнаты. Этот показатель обязательно указан на упаковке. Подключение диммера тоже возможно не всегда, данные тоже на упаковке.

Важно! В изделиях для бытового использования радиатор монтируется в корпус. Степень нагрева во время работы зависит от мощности.

Температура нагрева светодиодных ламп. Почему выделяется тепловая энергия?

Как и у прочих осветительных элементов, коэффициент преобразования потребляемого электричества в свет у светодиодов не достигает 100%. Современные модели обладают КПД в районе 30–40%. Остальная часть потребленной электроэнергии рассеивается в виде тепла. Чтобы понять, почему греется светодиодная лампа, необходимо рассмотреть ее светоизлучающие элементы более детально.

Светодиоды имеют совершенно другой физический принцип работы, отличный от нити накала. Поэтому LED лампочки не греются подобно лампам накаливания и не разогревают вокруг себя пространство. Светодиод – это полупроводник, а тепло выделяется на кристалле полупроводникового перехода. Если не отводить тепло от этой площадки, то кристалл перегревается, что приводит к его выгоранию. В светодиодных лампочках используются мощные светодиоды, сконструированные с применением сразу нескольких кристаллов. Отвод тепла от таких излучающих свет диодов особо важен. Поэтому полупроводниковые кристаллы мощных светодиодов монтируются на специальной подложки из материалов с высоким показателем теплопроводности. Светодиоды, в LED лампе, устанавливаются на печатной плате, которая также имеет хорошие показатели проводимости тепла. Печатная плата крепится к радиатору. В целом вся эта конструкция обеспечивает эффективный отвод тепла от полупроводникового перехода и обеспечивает долгий срок службы светодиодов.

Из вышесказанного вытекает другой вопрос — какова температура нагрева светодиодной лампы? Этот показатель не имеет точной цифры, так как зависит от многих параметров: температуры окружающий среды, материалов радиатора, мощности лампочки, производителя, качества сборки. Если говорить о среднем значении, то этот показатель находится на уровне 65–70 градусов по шкале Цельсия.