Цветовая температура светодиодных ламп / Статьи и обзоры / Элек.ру

«Не понравились мне эти ваши светодиоды! Вкрутил лампочку в зале, а свет, как в больнице…» Слышали такую фразу? Для удачного знакомства с новыми технологиями достаточно было обратить внимание на два волшебных слова в маркировке — «цветовая температура». Что это такое и как связано с именем лорда Кельвина? Разбираемся в материале.

Светодиоды: история и принцип работы

Светодиодные приборы вошли в быт сравнительно недавно и уже прочно обосновались в домах и общественных зданиях. Прародители современных источников света появились еще в начале XX в. Массовое производство LED-ламп началось уже в конце века после изобретения недорогих синих диодов.

Светодиод — это полупроводниковое устройство, основанное на принципе люминесценции. Оптическое излучение создается в результате пропускания через него тока.

Характеристики светодиодных ламп

В отличие от ламп накаливания, мощность — не единственный параметр, который следует учитывать при выборе светодиодных источников света. Так, световой поток характеризует интенсивность свечения, индекс цветопередачи отвечает за восприятие оттенков. Помимо этого, важен коэффициент пульсации: если его значение высокое, свет будет раздражать глаза. Наконец, цветовая температура отвечает за цвет свечения.

Что такое цветовая температура?

Цветовая температура — это параметр, характеризующий излучение, испускаемое телом. Единица измерения, кельвин, названа в честь автора термодинамической шкалы Уильяма Томсона, лорда Кельвина. Температуру, равную нулю, имеет абсолютно черное тело, 800 К — нижняя граница видимого излучения темно-красного цвета.

Теплый и холодный свет светодиодных ламп

Цветовая температура всех ламп накаливания примерно одинакова: значения находятся в диапазоне между 2 000 и 3 000 кельвинов. Теплое желтое свечение характеризуется, как приятное для глаз, уютное и способствующее расслаблению. Светодиодные источники разнятся сильнее: цветовая температура составляет от 2700 до 6500 К. При этом, интервал от 2700 до 3300 кельвинов — теплый белый свет, от 3300 до 5000 — нейтральный белый, более 5000 — холодный белый.

Применение LED-ламп с теплым светом

Поскольку теплое свечение способствует релаксации, то производящие его лампы и светильники лучше всего подходят для жилых помещений. С помощью светодиодных источников света с цветовой температурой до 3300 К создается освещение спален, детских, зон отдыха. Также их можно располагать над обеденным столом — еда будет выглядеть привлекательнее, а люди — чувствовать себя более комфортно. Кстати, к трюку с «аппетитной» подсветкой нередко прибегают владельцы кафе и ресторанов.

Однако есть исключения из общего правила. Если комната оформлена в холодных сине-зеленых тонах, теплый свет их заметно исказит, сделав голубые обои зеленоватыми, а синие — выцветшими. Решение — установка светильников с нейтральным или холодным свечением.

Использование светодиодных ламп с нейтральным светом

LED-лампы нейтрального света — универсальное решение и для жилых, и для общественных пространств. Их свечение способствует бодрости и повышает рабочий настрой. Такие источники света устанавливают в ванных комнатах, прихожих, кухнях, над письменными столами и другими поверхностями. Большинство учреждений, магазинов, офисов и учебных заведений оснащается приборами с цветовой температурой 3300 — 5000 кельвинов.

Нейтральный свет меньше других искажает цвета и подходит для интерьеров и в теплой, и в холодной гамме.

LED-лампы холодного света: сфера применения

«Специализация» ламп холодного света — освещение производственных и других рабочих помещений, медицинских кабинетов, подсветка витрин с ювелирными изделиями. Светильники, создающие холодное свечение, следует использовать осторожно из-за ослабления красных и желтых оттенков. Так, красный приобретает фиолетовые «нотки», оранжевый — буреет, а желтый становится зеленоватым. Кроме того, источники света с температурой более 5000 К, могут создать напряженную и тревожную атмосферу, особенно в небольшом пространстве.

Полный ассортимент светодиодных ламп представлен в каталоге.

Источник: ЗАО «Компания Электрокомплектсервис»

Цветовая температура светодиодных ламп: что такое?

Каждая лампочка имеет свое название и описание излучаемого освещения: «теплый», «холодный» свет или «дневной». Но не всегда достаточно просто знать наименование, чтобы определиться с выбором освещения – очень важно правильно определить предназначение этого самого света.

Цветовая температура светодиодных ламп

Ответим на вопрос, что такое цветовая температура светодиодных ламп и выясним, какие именно оттенки света лучше всего использовать в тех или иных случаях.

Что это такое?

Цветовая температура (ЦТ) – это тон источника света. По формуле Планка она определяется как температура абсолютно черного тела, излучающего свет сопоставимого с цветом источника излучения.

Температура цвета является характеристикой видимого света и имеет важные применения в освещении, фотографии, кинематографе, издательском деле, производстве, астрофизике, садоводстве и других областях. На практике же она имеет смысл только для источников света, которые ближе всего соответствуют излучению черного тела, то есть на линии от красновато-оранжевого и желтого до белого и сине-белого цвета.

Температура света не является фактической температурой тела – горячая поверхность выделяет тепло, но при этом не является излучением абсолютно черного тела. То есть термин «температура» не имеет никакого отношения к тому, насколько горячая лампочка на ощупь.

Лампа накаливания

Цветовая температура ламп накаливания имеет примерно 2 700 К, при этом нить накала нагревается до этой же температуры, что относит этот вид освещения к электромагнитному тепловому излучению света.

Многие другие источники света, такие как флуоресцентные лампы или светодиоды, излучают свет преимущественно в результате процессов, отличных от теплового излучения. То есть испускаемое излучение не следует за формой спектра черного тела. Подобные источники освещения относят к коррелированным цветовым температурам – температура абсолютно черного тела, которое находится в раскаленном состоянии и обладает определенными свойствами.

Люминесцентные лампы

Цветовая температура люминесцентных ламп характеризуется сравнением с абсолютно черным телом. Изменение показателей меняет свойства составляющих цветового спектра. При пересечении определенной отметки по шкале Кельвина наблюдается повышение синего света и спад красного, при понижении температуры происходят противоположные изменения.

Светодиодная лампа

Цветовая температура светодиодов при свечении не использует тепловые источники нагрева – при излучении в 2 700 К они нагреваются максимум до 80º C.

Шкала цветовой температуры

Существует шкала цветовой температуры, которая выражается не в градусах, а в Кельвинах, и обозначается символом «K» – единица измерения для абсолютной температуры. Она подходит как для светодиодных ламп, так и для ламп другого типа.

Шкала цветовой температуры

Спектральный пик теплого цвета близок к инфракрасному, в то же время большинство естественных источников теплого цвета излучают значительное инфракрасное излучение. Тот факт, что теплое освещение в этом смысле фактически имеет более холодную цветовую температуру, может привести к путанице.

Индекс цветопередачи (CRI)

Индекс цветопередачи – мера способности источника света правильно отображать цвета различных объектов по сравнению с естественным источником света. Источники света с высоким индексом цветопередачи желательны в критически важных для цвета ситуациях, таких как уход за новорожденными, фотография и кинематография. Шкала измерения CRI обычно принимает 100 за идеальную цветопередачу, а если индекс меньше 39 – цветопередача плохая. Естественный источник тепла – Солнце – имеет CRI, равный 100.

Излучение Солнца приближено к абсолютно черному телу. Эффективная температура, которая определяется общей способностью излучения на единицу площади, составляет около 5 780 К. Цветовая температура солнечного света над атмосферой составляет около 5 900 K.

Поскольку люди видят Солнце через слой атмосферы, оно может показаться им красным, оранжевым, желтым или белым в зависимости от его положения. Меняющийся цвет Солнца в течение дня в основном является следствием рассеяния света, но не имеет отношения к изменениям излучения абсолютно черного тела. Синий цвет неба обусловлен рэлеевским рассеянием солнечного света, который стремится рассеивать синий свет больше, чем красный.

Спектр дневного света аналогичен спектру черного тела с коррелированной цветовой температурой 6 500 K или 5 500 K.

Во время восхода и захода Солнца свет имеет более теплую цветовую температуру из-за увеличения рассеяния света в низкой длине волны с помощью эффекта Тиндаля

Выбор цвета светодиодной подсветки

Какой свет выбрать: теплый или холодный? Предпочтение цветности свечения светодиодных ламп – дело субъективное. Географические и климатические факторы также могут сыграть роль в выборе оттенков света. Чаще всего те, кто живет в более холодных северных климатических условиях, предпочитают теплый свет, а жители южных мест – любители холодного света.

Таблица цветовой температуры светодиодного освещения, как можно увидеть, находится в пределах от 2 700K до 6 500K по шкале Кельвина и включает в себя теплый, холодный свет и дневной.

Свечение светодиодных ламп выше 5 000 К относят к холодному белому свету (голубовато-белый), а более низкие цветовые температуры – 2 700-3 000 К к теплому (от желтовато-белого до красного)

• Теплый белый свет (warm white) находится в диапазоне от 2 700 K до 3 500 K. Он создает успокаивающий и расслабляющий свет, который отлично подходит для спален, гостиных, столовых или ресторанов.
• Дневной свет (neutral white) колеблется от 5 000K–6 000K – четкий и ясный белый свет, который отлично подходит для гаражей, уличного освещения, офисов или магазинов.
• Холодный белый свет (cool white) находится между 6 000K и 7 000K – подходит для повышения бдительности, хорош в коммерческих и промышленных помещениях.

Также могут еще выделять естественный белый свет, который варьируется от 3 500 K до 4 500 K. Чистый белый свет лучше остальных имитирует солнечный, что делает его пригодным для использования практически в любом месте. Подвалы, гаражи и другие темные места, которые имеют слабое освещение, являются хорошим местом для прохладных белых светодиодов.

Цвет свечения светодиодов для освещения нужно выбирать в зависимости от того, где именно вы собираетесь использовать лампу, и от ваших личных предпочтений. Теплый свет хорошо применяем в различных жилых помещениях или в местах, где требуется расслабленная атмосфера. Прохладные цвета хороши для современного стиля и в промышленных, коммерческих условиях; или же если вы просто хотите увеличить яркость.

Используя светодиодные источники света, можно подобрать любой белый цвет по шкале Кельвина. Светодиод продается как источник света «полного цветового спектра» или же «улучшенного спектрального освещения».

Источники света LED, лампы или светильники хорошего качества излучают длину волны света, что больше соответствует тому, что мы видим в естественном солнечном свете, где присутствует полный цветовой спектр.

Выбирая холодный или теплый свет, ориентируйтесь на то, что светодиодные изделия для интерьера предлагаются в диапазоне от теплого белого света и нейтрального до белого дневного.

Оттенки теплее (например, 2 700k) выделяют желтый свет, что может быть полезно для кожи, но не подойдет для коммерческих и промышленных помещений и освещения тканей, продуктов питания, где присутствуют насыщенные яркие цвета, такие как красный, оранжевый и пурпурный. Как правило, внешние помещения освещаются в белом диапазоне дневного света. Любой холодный свет дает синий оттенок, а также искажает восприятие цвета – он подойдет для мастерских, гаражей или наружного освещения.

• Для освещения дома предлагают светодиодные лампы на 3 500 K, 4 000 K и 5 000 K.

• Лампы для встраиваемых потолочных светильников предлагаются в 3 000 K, 4 000 K, 5 000 K.

• Лампы для внешнего уличного освещения предлагаются на 5 200 K.

Лампы для внешнего уличного освещения предлагаются на 5 200 K

• Освещать такие места как гаражи, подвалы и паркинги для машин предлагается с помощью ламп в 5 000 K и 5 700 K.

Освещать такие места как гаражи, подвалы, паркинги для машин предлагается с помощью ламп в 5 000 K и 5 700 K

Использование полноцветного источника света, такого как светодиодные лампы, улучшает остроту зрения (даже при более низком уровне освещенности), оказывает положительное влияние на внутренние биологические часы организма (циркадный ритм) и просто способствует эффективному освещению.

 

потребитель предпочитает теплый светодиодный свет.

Цветовая температура светодиодных ламп имеет большое значение при составлении интерьера. А светодиодные лампы стали не просто источниками освещения, но и верными помощниками дизайнера. Теплый свет светодиодных ламп поможет  преобразовать из любого помещения в милую и уютную  комнату. А холодный свет лампа, которая его излучает придаст деловую обстановку как в кабинете, так и в домашней мастерской или гараже.

Что такое светодиодные лампы и в чём их преимущество и недостатки?

Времена, когда в комнатах было всего две розетки и одна лампа накаливания, давно ушли в прошлое. Всего за несколько лет интересы и предпочтения общества сильно изменились. Если раньше человеку для полного удобства нужна была одна свеча, то сейчас и лампочки накаливания уже стало недостаточно. На смену старым технологиям,  учёные предлагают всё новые способы экономичного и более длительного освещения помещения. Одним из таких изобретений являются светодиодные лампы и светильники, которые могут излучать как теплый свет, так и холодный свет. Этот вид освещения теперь можно найти везде: в современных квартирах или офисах, на предприятиях или улицах на столбах освещения и т.д.
Светодиодные лампы в качестве источника света используют полупроводниковые приборы, так называемые светодиоды. С их помощью лампы создают световое излучение, которое мы видим, как поток световых лучей. На сегодняшний день учёные не изобрели более экологически чистого источника света, чем эти лампы.

Среди некоторых недостатков таких источников света можно выделить несколько основных:
Первое – теплоотвод светодиодной лампы должен быть высокого качества, чтобы не возникало проблем с перегревом лампы;

Второе – что при применении диммера необходимы специальные светодиодные лампы с возможностью диммирования;

Третье – относительно высокая цена ламп, как товара.
Но положительных сторон у них всё же больше.
Если сравнивать светодиодные технологии с обычными лампами накаливания, то можно выделить ряд таких преимуществ ламп на светодиодах, как:

1. Экономия энергии. Светодиодные лампы, в отличие от обычных при одинаковой светоотдаче потребляют меньше энергии . Такая особенность позволяет подключать светодиоды даже на маломощной проводке;
2. Долгий срок службы. Для сравнения при одинаковых условиях работы (мощность, время непрерывной работы, внешние факторы риска и т.д.) светодиодная лампа продолжает работать на протяжении 30000 – 50000 часов, в то время, как обычная лампа накаливания рассчитана только на 1000 часов работы;
3. Одно из главных преимуществ светодиодных ламп заключается в изменении цвета освещения. В зависимости от того в каких тонах выполнен интерьер комнаты можно подобрать подходящий спектр света в лампе без использования фильтров. Это может быть как теплый свет, так и холодный свет;
4. Изменение направления светового потока при помощи линз;
5. Наличие функции диммирования (способность изменять силу светового потока). С помощью диммера, при желании,  можно регулировать яркость лампы от совсем тусклого света до яркого. При этом цветовая температура светодиодных ламп не меняется;
6. В составе диодов отсутствует ртуть и почти отсутствует люминофор, что делает процесс использования светодиодной лампы более безопасным;
7. Лёгкость и компактность конструкции лампы;
8. Стеклянная оболочка ламп накаливания очень хрупкая и потому часто разбивается под давлением, перебоем электричества, температурой выше нормы и т.д. В данной ситуации конструкция светодиодной лампы проявляет большую прочность;
9. Свойства встроенных диодов, обеспечивает практически полное отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения, которые вредны для человеческого глаза.

Цветовая температура светодиодных ламп

Если не углубляться детально в классификацию светодиодов, можно сказать, что в основе их различия лежит такая характеристика, как цветовая температура светодиодных ламп. Данное понятие относится ещё к школьному курсу по физике, и потому касается не только светодиодов.

Проще говоря, каждый оттенок белого света имеет свою «температуру», при которой мы можем различать цвета. Измеряется она в Кельвинах. На упаковке со светлыми светодиодными лампами теплого белого и холодно оттенков обычно указывают показатель температуры излучаемого света. По ним можно понять в каком примерно цветовом диапазоне будет светить лампа.

Цветовая температура светодиодных ламп – визуальный эффект, создаваемый человеческим глазом по отношению к источнику излучения. То есть каждая лампа имеет свой цветовой спектр по отношению к солнечному свету.

Важно! Обычно солнечный свет имеет нейтральный белый оттенок, который мы можем наблюдать в офисе и иногда в больницах.

Чем ближе спектр к яркому жёлтому солнечному свету, тем теплее становится освещение в комнате, и наоборот. Если спектр отдаляется от солнечного света к синему оттенку, тем более холодный свет лампа излучает. Такой эффект относится не только к светодиодным лампам, но и ко всем остальным. Этому есть научное объяснение.
При нагревании куска металла при высоких температурах он может вырабатывать излучение, которое проявляется  в определённом оттенке. Сначала будет красный цвет, повышая температуру дальше, он будет постоянно тускнеть: жёлтый, белый, голубой, синий и т.д. Хоть диоды и имеют немного другой принцип работы, но суть остаётся той же, что и у обычных ламп накаливания.
Так, например, светодиодные лампы цветовая температура в кельвинах которая ниже 5500К, имеют более тёплый свет, а холодный свет лампа получает только при показателях выше указанного.
Цветовая температура светодиодных ламп таблица:

Тёплые светодиодные лампы имеют такие показатели на упаковке:

• 2000К — оранжевое излучение в данном показателе можно сравнить со светом горящей свечи или внутренней частью пламени костра. Более низкие показатели, которые характерны для красного излучения, не используются при изготовлении светодиодных ламп для дома. Красный цвет сильно контрастирует на фоне всех естественных оттенков, которые человек наблюдает в природе и окружении;
• 2500К —жёлтое излучение получается при повышении «температуры» цвета. Также такой оттенок можно наблюдать при восходе солнца. Это наиболее удачный оттенок для освещения гостиных комнат в квартире. Светодиодные лампы тёплый белый свет рассеивают лучше, чем яркий оранжевый, поэтому лёгкий жёлтый свет дарит чувство уюта и спокойствия.

На этом тёплый светодиодный свет не заканчивается. В зависимости от показателей температуры на упаковке, можно делать тот или иной оттенок света более явным или наоборот приблизить к нейтральному.
Светодиодные лампы белый цвет или как его ещё называют «нейтральный» с показателем 5500К/5227°С – максимально приближен к естественному солнечному свету на улице в середине дня. Он наиболее привычный человеческому глазу и не вызывает чувства раздраженности. Популярные светодиодные лампы е27 теплый оттенок дают, как и другие модели ламп. Поэтому, чтобы достичь эффекта природного света достаточно нескольких светильников с такими лампами.

• 9000К — холодный голубой оттенок. Такой показатель редко используется в жилых помещениях. Так как на практике цифровые значения приобретают цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно. Однако близкие значения оттенка к нейтральному, активно используются маркетологами и рекламщиками.

Применение оттенков светодиодного свечения ламп

Самый широкий спектр тёплых и холодных цветов среди всех остальных имеют светодиодные лампы. И этим активно пользуются дизайнеры, маркетологи и рекламщики для продвижения своего товара. Основываясь на психологии человека и всех возможностей спектра светодиодных ламп можно сделать вывод, где наиболее удачно будет вписываться тот или иной вид освещения.
Так, например, тёплый светодиодный свет подходит больше для помещений с большим количеством посетителей: гостиные, детские сады, библиотеки, кофейни. В таких местах посетителю или клиенту захочется остаться подольше.

Однако не всегда вариант с тёплым спектром излучения является выигрышным. Как показывает практика, на предприятиях светодиодные лампы тёплый белый цвет, как основной источник освещения в помещении, будет отвлекать работников от трудового процесса. Там больше подходит холодный свет.

Не мешает добавлять яркие элементы в интерьере и на на местах первой важности (выставки, стенды, расписание, план эвакуации и т.д.).

Светодиодные лампы обеспечивают не только экономическую выгоду со стороны потребителя, но также с их помощью можно дополнять интерьер помещения, продвигать товар и даже воздействовать на людей.
Советы по подбору освещения для дизайна помещений видео:

Цветовая температура светодиодных ламп или 2700К, 4000К, 6500К какой это цвет?

На сегодняшний день существует три основных типа свечения ламп.
В этой статье мы расскажем о том, какое свечение бывает у ламп, и как правильно подобрать освещение для дома.

 Как бы странно это не звучало свет имеет свою цветовую температуру!

 В вашей квартире, доме, офисе или продуктовом супермаркете через дорогу установлены лампы и устройства освещения.

 И от того какую цветовую температуру они имеют. Зависит ваше восприятие объектов и даже настроение.

 Давайте же разберемся в этих цифровых значениях.

2700К — в народе звучит как теплое свечение или теплый белый.

4000К — 4200К это естественно белый, хотя многие считают его холодным белым или холодным свечением, хотя данная температура наиболее приближена к утреннему солнцу и солнцу в обеденное время. :).

5500К — 6000К  яркий белый или близкий к дневному свету.
 

Рис.1

 Рис.2

 В интерьер и экстерьере используют разные типы ламп исходя из задач, условий и личный предпочтений человека. 

 В классическом дизайне интерьера в основном используют теплый или теплый белый свет(2700К) для этих нужд идеально подойдут светодиодные лампы. В графе цветовая температура поставьте галочку «теплое свечение«. 

 Для быстро развивающего мира все больше подходит температура свечение в 4000К-4200К, так в Hi-tech дизайн-интерьерах используют естественно белый свет.

 И для этих целей у вас есть отличный выбор светодиодных ламп, галогенных ламп и энергосберегающих ламп. Перейдя по ссылкам в  графе цветовая температура выберите необходимое свечение.
 
 Для офисов, конференц-залов, лабораториях и для других высокоточных работ выполняющихся в помещениях используют яркий белый от 6000К и выше.

 При таком свечение мозг и глаза наиболее продуктивны и эффективны. 

Рис.3

Видео про цветовую температуру.

Что такое Цветовая температура? from Elektrostandard.net on Vimeo.

Таблица различия цветовой температуры светодиодных ламп

Статья расскажет о светодиодных лампах. В ней имеется таблица со значениями, которые влияют на этот параметр ламп.

Популярность применения светодиодных ламп в наше время существенно возросла и продолжает расти далее, так как цена на лампы такого типа стала доступной и выбирать тоже есть из чего. Можно выбрать понравившийся цвет свечения или цвета, если нравится несколько.

Светодиодный светильник имеет следующие полезные свойства:

1. Минимальное потребление количества электроэнергии.
2. Использовать такой светодиодный светильник можно и в хозяйстве, и дома.
3. Этот светильник можно выбрать по его свечению, в зависимости от предпочтений покупателя, например, цветовой температуры 3000 К достаточно для освещения мест где происходит работа. Цветовой температурой 3000 К в порядке исключения можно пользоваться для освещения стола для чтения книг. Кроме народного хозяйства, лампы на светодиодах нашли применение и в автомобилях, на предприятиях, для освещения рекламных щитов и во многих других ситуациях, которые требуют света.
4. Лампы на светодиодах имеют более долгий срок пригодности, чем обычные лампы накаливания, но стоит отметить что цена на них выше, но вполне доступна любому обычному человеку.

Теплота свечения

Это понятие имеет ввиду не степень нагревания, создающуюся в результате излучения света осветительным прибором, а вид свечения, который создаёт светильник. Каждое свечение по-своему принимается зрением человека. Цветовой спектр, приближаясь к цвету солнца, приобретает теплоту и светодиодные осветительные приборы могут иметь разную теплоту в зависимости от того как они изготовлены.

Оттенок света, похожий на пламя свечи, считается тёплым, а голубой оттенок считается холодным, так как вызывает у человека воспоминания зимы и бледного пасмурного неба. Например, тепловая температура 3000 К, (буква К означает единицу измерения Кельвин), будет выглядеть как белый свет, такой свет считается благоприятным для бодрствования.

А также, цветовой температуры 3000 К достаточно для работы, а цветовой температурой К6500 пользуются на производстве. Выглядит цветовая температура К6500 не идеально белым оттенком, а с синевой. Цветовой температурой К6500 пользуются для освещений улиц, складов, торговых точек.

Цветовая температура К 6500 будет иметь синеватый оттенок, это считается холодным оттенком свечения. 5000 К – цветовая температура будет наиболее подходящей для освещения на производстве. При нагревании металла, он сначала будет иметь тёплый оттенок свечения, при дальнейшем повышении температуры он приобретёт нейтральный оттенок, став белым, а если ещё более повысить температуру металла, то он приобретёт холодный оттенок, голубоватого цвета.

Свечение кристаллов светодиодов

Светодиоды имеют другой спектр цветов свечения их кристаллов, который отличается от тех цветов которыми светится металл, так как происхождение этих материалов разное. Для металла и кристалла светодиода есть одна схожесть: чтобы получить определённый оттенок, нужна цветовая температура определённой величины, в этом случае количество тепловой энергии, выделяемой при свечении светодиода, является совершенно не имеющей отношения к процессу свечения величиной, возникающей по своим причинам.

Температура цветов светодиодных ламп

В настоящее время в торговле имеется довольно много различных светильников на светодиодах. Они способны работать в разных диапазонах, этот параметр выбирают исходя из личных предпочтений, а также в зависимости от назначения помещения и других факторов. Раньше в наличии были лишь лампы накаливания, они все излучали тёплый свет. С появлением светильников на светодиодах диапазон теплоты света стал широким.

Температура, освещение: какова связь между ними

Узнав из таблицы определённые значения, можно определить о каком именно цвете идёт речь. Люди имеют разное восприятие цвета и на вид определить степень теплоты света могут не многие.

Группы, которые содержат диапазоны свечения источника света

В наше время источники света разделены на три группы:

1. Тёплого свечения, белого. Это теплота свечения в пределах от 2700 до 3200 Кельвинов. Считается целесообразно применять такое освещение в жилых комнатах.
2. Дневного света, белого. Этот диапазон составляет от 3500 до 5000 Кельвинов. Такое свечение наиболее похоже на утренний солнечный свет. 5000 К цветовая температура нейтрального диапазона, рекомендуется к применению в санузлах или прихожей.
3. Также 5000 К цветовой диапазон применяется в учебных заведениях, офисах, в аллеях, парках и на производстве.
4. Холодного свечения, белые. Диапазон света составляет от 5000 Кельвинов цветовой температуры до 7000 К, температура К 6500 также входит в этот диапазон.

Таблица температур свечения ламп на светодиодах

Температуры свечения, типы светового излучения и область их применения:

• 2700 К свет, называемый «белый с тёплым оттенком», тёплой части. Похоже на свечение ламп накаливания, имеется в нескольких видах LED ламп. Подойдёт для домашней обстановки и отдыха.
• 3000 К, свет «белого свечения, тёплый». Имеет жёлтый оттенок, тёплой части свечения. Имеется в немногих лампах галогенного типа, а также в лампах на светодиодах. Холоднее предыдущего, но также подходит в жилье.
• 3500 К, свет типа «белый, дневной», белой части спектра. Изготавливается при помощи флуоресцентных трубок и несколькими моделями ламп на светодиодах. Применяется в квартирах, офисах, помещениях общественного типа.
• 4000 К, «белый, холодный», холодной части спектра. Считается достойным атрибутом для стиля хай-тек, имеет свойство подавлять бледностью. Чаще устанавливается в больницах, в помещениях, расположенных под землёй.
• 5000 К-6000 К, свет типа «дневного», «белый с синим оттенком», дневного свечения. Нашёл применение в помещениях для работы, на производстве, в теплицах, оранжереях, террариумах и похожих помещениях.
• 6500 К, световое излучение «холодного дневного типа», «белый с сиреневым оттенком», холодной части спектра. Используется для освещения улиц, складов, промышленных зданий.

Из этих характеристик следует, что низкая температура свечения имеет красный оттенок и не имеет синего. При определённом повышении цветовой температуры происходит исчезновение красного цвета, происходит появление зелёного и синего. Все свойства лампы, в том числе температура свечения указаны на заводской упаковке.

Лампы, предназначенные для офисных помещений

В офисных помещениях рекомендуется установить лампы более мощные, обычного белого свечения. Учёные доказали, что наилучшее освещение для максимальной отдачи человека на работе от 3500 до 5600 К, это белый или нейтральный цвет, немного отдающий оттенком синего. Такое освещение повышает способность человека к концентрации и увеличивает работоспособность.

Лампы холодного свечения в диапазоне 6500К значительно сокращают трудоспособность работника, цветовая температура К6500 вызывает утомляемость и снижение концентрации внимания, наилучше для такой ситуации подойдёт 5000К цветовой температуры.

Лампы, предназначенные для использования дома

Для жилого помещения подойдут лампы тёплых оттенков. В прихожей и санузле лучше установить светильник диапазона от 4000 К до 5000 К. Для спален и детских комнат наилучшим вариантом будет установить лампы тёплого тона от 2700К до 3200К. Такой оттенок расслабляет, снимает напряжение, создаёт уют. Цветовой температуры 3000 К будет достаточно для спальной комнаты.

Но для чтения нужно установить лампу на диодах нормального свечения, белого, также такой свет пригодится у зеркала, это создаст удобства при определённых занятиях. Для детского стола лучше подойдёт лампа от 3200К до 3500 К. Такой диапазон не утомит глаза и одновремённо настроит на работу.

Показатели температурной надёжности светодиодных светильников

Осторожно! Сделано в Китае

Прежде всего, следует отдать должное огромному разнообразию, отличному дизайну, простоте, продуманности и низкой цене изделий промышленности Поднебесной. Большой ассортимент созданных в Китае промышленных светодиодных светильников теперь доступен на рынке СНГ. Кроме того, предлагается немало светильников местной сборки, но созданных из китайских «конструкторов». Практически вся эта продукция определяется поставщиками как крайне надежная, работающая в самых сложных климатических условиях, в широком диапазоне питающих напряжений и, зачастую, почти в астрономическом диапазоне температур.

Закономерен вопрос, насколько можно доверять заявленным характеристикам и получит ли предприятие, использующее такие светильники, ожидаемую экономию?

В нашей компании была проведена большая работа по разработке, изготовлению и испытаниям светильников с модульными светодиодами COB (Chip on Board – кристалл на подложке, читается КОБ). Основная задача при этом – определение температурных режимов, обеспечивающих длительную эксплуатацию в диапазоне воздействия окружающей среды, которые установлены техническими условиями. Был разработан математический аппарат расчета радиаторов охлаждения. Температуры готовых изделий замерялись контактными и бесконтактными измерителями, в том числе тепловизором Fluke.

Сделаем небольшое отступление, чтобы пояснить значимость температурных режимов для работы осветительных светодиодов.

На модели десятиваттного светодиодного модуля белого света (Рис. 1) показаны основные составляющие. Излучающие синий свет кристаллы размещаются на массивной, обычно медной с покрытием серебром, подложке и залиты коллоидным раствором желтого люминофора. В светильнике модуль через тонкий слой теплопроводящей пасты монтируется на радиаторе, рассеивающем тепло в окружающую среду.

Рис. 1. Модель 10-ти ваттного светодиодного модуля

Максимальная указываемая разработчиками неразрушающая температура функционирования кристаллов обычно не превышает 135-150 °C. Но такой нагрев приводит к деградации структуры полупроводников и постепенному снижению светового потока. Для сохранения большей части потока при длительной эксплуатации температура кристаллов должна быть много ниже.

Так как непосредственное измерение температуры кристаллов затруднено, принято нормировать температуру подложки, учитывая тепловое сопротивление кристалл-подложка. Перепад температур между кристаллами и подложкой меняется в зависимости от мощности модуля, режимов охлаждения и внешних условий. В среднем перепад температур составляет примерно 20 °C.

На рисунке 2 приведен график работоспособности светодиодных модулей в зависимости от рабочей температуры по данным тайваньской компании «Huey Jann Electronics Industry», специализирующейся на выпуске светодиодных модулей COB. Сохранение 70% светового потока после 50 тыс. часов эксплуатации возможно, если температура подложки составляет не более 60 °C, а температура кристаллов, соответственно, не превышает 80 °C.

Каким должен быть охладитель, обеспечивающий такой режим работы? Речь, прежде всего, о пассивных радиаторах, рассеивающих тепло за счет естественной конвекции воздуха и излучения.

На теплоотвод влияет много факторов. Большое значение имеет температура окружающей среды. Но также важны ориентация радиатора в пространстве, конфигурация, материал и свойства поверхности радиатора и многое другое. Все эти параметры будут рассмотрены в другой раз. Пока ограничимся оценкой размеров радиатора относительно температуры окружающей среды.

Рис. 2. Зависимость работоспособности светодиодных модулей от температуры

Один из часто применяемых в китайских светильниках радиаторов показан на рисунке 3. Такие охладители обычно поставляют со светодиодными модулями от 30 до 150 Вт. Высота радиатора при установке 50-ти ваттного модуля – 100 мм, площадь поверхности 3480 см². Указанные размеры даются большинством изготовителей светильников и рекомендуются производителями самих радиаторов.

Рис. 3. Экструдированный алюминиевый радиатор диаметром 160 мм

Расчеты показывают, что на этом радиаторе при 50-ти ваттной нагрузке и температуре окружающей среды 40 °C в наиболее благоприятном случае температура подложки достигнет 100 °C. Светильник будет работать некоторое время, но быстрое уменьшение светового потока сведет на нет все преимущества светодиодного освещения. Обеспечить нормируемые 50 тыс. часов работы возможно только в условиях температуры окружающей среды не выше 10-15 °C. Очевидно, что такой режим эксплуатации неприемлем. Еще хуже обстоят дела с рассеиванием большей мощности, так как рекомендуются и поставляются радиаторы с меньшим соотношением площади поверхности на ватт отводимой мощности.

Светильники с большим количеством маломощных светодиодов поверхностного монтажа здесь не рассматриваются. Их применение гораздо важнее не в промышленном, а в офисном или бытовом приложении. Можно только отметить, что хотя они имеют несколько иные характеристики, проблемы теплоотвода и эксплуатации на предельных температурах присутствуют и там, и зачастую в гораздо большей степени. Справедливости ради важно отметить, что по выкладкам компании-изготовителя осветительных светодиодов «Edison», требуемые для охлаждения площади могут быть меньше, чем при использовании светодиодных модулей. К сожалению, их расчеты слишком упрощены и не приводится подтверждающая информация из практики применения.

Проблема высокой эксплуатационной температуры кристаллов светодиодов в осветительной технике не осталась незамеченной изготовителями. Предлагается довольно много иных вариантов охладителей, но практически всегда финансовая выгода преобладает над показателями надежности.

Увы, предельная экономия на материалах в изделиях китайской промышленности не обошла стороной и область промышленного освещения. У потребителя остается право критически относится к предлагаемой продукции и требовать от поставщиков обоснованные характеристики того или иного светодиодного светильника.

Наше предприятие при разработке элементов охлаждения исходило из требований технических условий, по которым максимальное значение температуры окружающей среды 40 °C не должно влиять на работоспособность и срок службы светильника.

Рассчитанные согласно этим требованиям радиаторы для 50 Вт подводимой мощности должны иметь охлаждающую поверхность около 200 дм². Это почти в шесть раз больше, чем у китайских аналогов. Меньшая площадь приводит к повышению температуры кристаллов и сокращению срока службы. В частности, на одном из опытных образцов светильника со светодиодом мощностью 50 Вт фирмы «Edison», размещенном на радиаторе площадью 90 дм2, замеры температуры показали следующую картину (Рис. 4). На рисунке указана температура в градусах Цельсия. Максимальная температура кристаллов при этом замере 89,8 °C, температура подложки 60 °C, температура окружающей среды во время измерения 22 °C. И хотя этот режим можно признать допустимым, любой рост температуры окружающего воздуха или ухудшение условий конвекции могут привести к ускоренному снижению светового потока.

Рис. 4. Изображение светодиода 50 Вт, сделанное тепловизором Fluke

Размер площади охлаждения 90 дм² был выбран на основании рекомендаций по применению тайваньской компании «Edison Opto Corporation». Для модулей 50 Вт компания предлагает использовать охладитель площадью 70-73 дм².

Таким образом, следует очень внимательно относиться к импортной светодиодной осветительной технике с точки зрения заявляемых параметров долговечности и условий функционирования, если от нее ожидается существенная экономия ресурсов, как в плане уменьшения энергопотребления, так и в плане длительного срока эксплуатации.

Н. Н. ГАВРИЛОВ
Зам. директора по техн. вопросам
ООО «Промышленная группа Кальченко и К»
[email protected]

Цветовая температура светодиодных ламп. Типы и особенности

С течением времени светодиодные лампы становятся все более популярными. Применение этих современных источников освещения находит использование в разных областях народного хозяйства и промышленного производства. Светодиодные лампы используются в автомобилях, наружной рекламе, освещают производственные цеха, жилые дома, а также освещают улицы городов. В офисах они встроены в светильники. Мощные прожекторы уже невозможно представить без таких источников светового потока.

Цветовая температура светодиодных ламп часто ошибочно принимается за количество излучаемого тепла, но она имеет несколько иное значение. Это понятие означает визуальный эффект ощущения источника света глазом человека. Величина «теплоты» лампы зависит от удаленности цветового спектра к солнечному световому потоку. Голубоватый оттенок подобен пасмурному небу или ночному сиянию. Такой свет у человека вызывает холодные ощущения.

Интервал цветовой температуры

При нагревании металла возникает специфическое свечение. В начале интервал цвета имеет красные оттенки. Но при увеличении температуры спектр цвета постепенно приближается к желтому, белому и далее к голубому и фиолетовому цвету.

Для отдельного цвета свечения металла имеется свой температурный интервал, что дает возможность описать это явление физическими величинами. Это определяет свойства цветовой температуры как некоторого диапазона нагревания до образования необходимого цвета спектра.

Светодиоды излучают свет с несколько другим спектром, отличающимся от света металла, так как у него другая природа происхождения. Однако суть остается одна: для создания определенного оттенка цвета понадобится заданная цветовая температура. В этом случае нельзя считать, что этот параметр связан с температурой нагревания лампы, физическая и цветовая температура являются абсолютно разными показателями.

Шкала для источников света

Сегодня в продаже предлагается большой перечень источников света, работающих на основе светодиодных кристаллов. Они функционируют в разных интервалах температур. Чаще всего их подбирают по месту планируемой установки, так как каждая лампа способна создать индивидуальный облик. Комнату можно преобразить путем изменения цвета светового потока ламп.

Для рационального использования светодиодного источника освещения необходимо заблаговременно определить, какой цвет для вас наиболее комфортен. Цветовая температура важна не только для светодиодных приборов освещения, она зависит от состава спектра излучения. Этот показатель имеется у каждого прибора освещения, например, у ламп накаливания свет бывает только теплым желтым.

При появлении галогенных и люминесцентных ламп в обиход вошел холодный белый свет. А светодиодные лампы имеют более широкую гамму цветов света, поэтому выбор таких ламп стал более сложным, а оттенки цветов зависят от материала изготовления полупроводника.

Связь освещения и цветовой температуры

Если знать табличные значения этого параметра, то становятся понятными соответствующие ему цвета. Каждый человек обладает индивидуальным восприятием цвета, поэтому визуально определить цветовую температуру очень трудно.

Основой считают средние показатели некоторой группы источников света, функционирующих в определенном спектре, а при конечном выборе светодиодных источников света учитывают их предназначение, освещаемое помещение и место установки.

Группы светодиодных ламп по цветовой температуре:

• Теплый белый свет находится в диапазоне цветовой температуры 2700-3200К. Такой спектр освещения аналогичен простой лампе накаливания. Такие лампы рекомендуются к применению в жилых помещениях.
• Дневной белый свет излучают лампы в интервале 3500-5000К. Их свет внешне похож с утренним солнечным светом. Это нейтральный свет, который может применяться, например, в туалете, прихожей, школьных классах.
• Холодный белый свет называют дневным, который относится к диапазону 5000-7000К. Это создает аналогию яркого дневного освещения. Такие лампы чаще всего используют в лабораториях, медицинских учреждениях, парках и рекламных щитах.

Из этих параметров видно, что низкая цветовая температура светодиодных ламп имеет преимущественно красный цвет, а синего цвета нет вовсе. При повышении этого параметра появляются синий и зеленый цвета, а красный постепенно исчезает.

Где обозначается цветовая температура светодиодных ламп

Чаще всего фирма изготовитель на упаковке лампы указывает ее параметры. Среди других характеристик есть и этот рассматриваемый нами параметр. Перед приобретением ламп следует обращать на это внимание. Эти данные обозначаются как на упаковке, так и на корпусе лампы.

Рекомендации по выбору

Для каждого помещения следует индивидуально выбирать лампы, обладающие заданным цветовым спектром свечения.

Для офиса

Целесообразно применять светодиодные приборы освещения с цветовой температурой 4400-5600 К. Это значит, что лампа должна светить белым светом. Это повышает эффективность труда сотрудников.

При установке ламп в офисе с другим цветовым оттенком света, эффективность работы сотрудников уменьшится. Исследования показали, что лампа с оранжевым свечением ухудшает производительность до 80%. Белый или нейтральный свет содержит синий спектр, ускоряющий концентрацию внимания и реакцию в дневное время.

Для жилых помещений

Для квартиры или дома рекомендуется устанавливать приборы освещения, у которых другая цветовая температура светодиодных ламп, отличающаяся от офисных моделей. Лампы синего спектра не рекомендуется использовать для спальни или детской.

Цветовая температура светодиодных ламп для гостиной выбирается в диапазоне от 2700 до 3200 К, что создает комфортную и уютную обстановку.

В ванной комнате специалисты рекомендуют использовать лампы белого и дневного света от 4000 до 5000 К. Такая же лампа подойдет и для кухни, места чтения или домашнего кабинета.

Похожие темы: