Характеристики светодиодных ламп: цветовая температура, мощность, свет и другие

Цветовая температура светодиодных ламп — одна из главных величин, которая характеризует осветительную технику. Ее необходимо учитывать как при оформлении дизайна помещения, так и при выборе автомобильных ламп. Температура цвета — это обширное понятие, включающее в себя такие характеристики, как свойства спектра, цвет излучения, индекс передачи цвета и др.

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.

Цветовая температура светодиодов

В светодиоде свет излучает специальное люминофорное покрытие. Традиционно все светодиодные источники освещения делят на три группы по спектру:

• Теплый белый (до 3500К);
• нейтральный белый (3500К – 5200К);
• холодный белый (выше 5200К).

Условно мы имеем следующую таблицу цветовой температуры светодиодных ламп:

Что такое цветовая температура светодиодных ламп

С точки зрения физики световая температура это спектр, излучаемый нагретым телом относительно абсолютно чёрного тела. Что значит цветовая температура лампы? Это цвет свечения тела, раскалённого до соответствующей температуры.

Соответственно, цвет светодиодных ламп имеет три градации – жёлтый (до 3200К), белый (4000-5500К) и бело-голубой (выше 5500К). Чем выше температура, тем короче длинна волны излучаемого светового луча.

Существуют источники с цветом выше 9000К, но для освещения их использовать невозможно. Мы видим предметы благодаря тому, что от их поверхности отражается свет. При повышении цветовой температуры длина волны уменьшается, чем она меньше тем «хуже» свет отражается от окружающих объектов.

Если в мощный фонарь поставить светодиод на 18000К, то сторонний наблюдатель сможет заметить его за несколько километров, а вот под ногами он создаст пятно лишь в десятки сантиметров.

Индекс цветопередачи и цветовая температура

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Цветовая температура и качество освещения

Казалось бы для чего нужны светодиоды теплого и холодного цветов, если они не способны обеспечить нормальные условия восприятия.

Одной из основных областей применения светодиодов с низкой цветовой температурой (2400К-3000К) — освещение в «зашумленной» оптической среде. Проще говоря, освещение в условиях плохой видимости.

Возьмём автомобильную фору. При сильном тумане белый свет из-за малой длины волны отражается от водяной пыли, что существенно ограничивает дальность видимости. У желтого света длинна волны в несколько раз больше, она не отражается от мелких предметов, а огибает их. Поэтому противотуманные фары в автомобилях делают жёлтого цвета.

В то же время короткие волны распространяются без затухания дальше. В качестве аналогии рассмотрим радиоволны и жесткое коротковолновое рентгеновское излучение. Радиоволну блокирует даже тонкий лист металла, а для защиты от рентгена используют толстый свинец. Холодный белый свет используют в системах дальнего оповещения, прожекторах, сигнальных и поисковых фонарях.

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.

Световые цвета

Определение холодного объекта без излучения не создает каких-либо сложностей. Одним из главных отражательных параметров такого объекта является длина волны или обратная ей характеристика — частота. Если же речь идет о разогретом излучающем теле, то дела обстоят по-другому.

Абсолютно черное тело не отражает световые лучи. В качестве примера можно привести спираль из вольфрама в стандартной электрической лампе. Разберемся, как соединяется такая лампочка через реостат с электрической цепочкой.

Ниже представлена последовательность наблюдений:

1. Свет включен, электричество передается на клеммы.
2. Уровень сопротивления медленно снижается.
3. Абсолютно черное тело начинает слегка светиться красным.

Если в этот момент проверить температуру объекта, она будет находиться на уровне 900 градусов выше нуля. Согласно закону о сверхпроводимости, при нулевой температуре по Кельвину скорость атомов также будет равна нулю. Однако именно от скорости и зависит излучение.

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.

Как подобрать лампу для дома

Чтобы выбрать лампочку для использования в одной из комнат, нужно руководствоваться такими критериями помимо цветовой температуры:

• Принцип функционирования. Здесь выделяют стандартные лампы накаливания, светодиодные, галогенные, люминесцентные. Последние менее пригодны к использованию дома, поскольку сильно мерцают и имеют очень высокую цветовую температуру. LED-элементы не оказывают существенного влияния на глаза или предметы интерьера, поскольку являются локальными (точечными) элементами подсветки.
• КПД. Здесь на первом месте стоят светодиоды. На последнем — лампы накаливания.
• Индекс цветопередачи. Маркируется как Ra. Оптимальным считается показатель от 83 до 100. Чем он выше, тем менее будут искажены цвета при освещении такой лампой.
• Тип колбы. Она может иметь форму спирали, груши, свечки, трубки, шара и др. Определить необходимую форму можно по типу торшера/абажура (открытый, закрытый).
• Стоимость. Самыми дешёвыми считаются лампы накаливания. Самыми дорогими – энергосберегающие. Но цена таких элементов полностью окупается низким потреблением мощности.

Сколько потратить на элемент, каждый мастер определяет для себя сам.

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.

Восприятие цветов

Цветовосприятие каждого человека индивидуально. Восприятие каждого цвета — это некий компромиссный результат, полученный на основе обработки сигнала, принятого зрительными нервами. Воспринимаемые оттенки могут значительно отличаться от человека к человеку.

Также следует принимать во внимание и тот факт, что с возрастом происходит искажение цветовосприятия. В частности хрусталик приобретает желтоватый цвет, что вносит коррективы в восприятие приходящей от зрительных нервов информации. Также немалую роль в цветовосприятии имеет фактор психологии.

Общепризнанно, что человеческий глаз может отличать до 10 миллионов оттенков. Причем более четырех сотен из них относятся к разновидностям ахроматического серого цвета. Однако такое количество воспринимаемых оттенков не должно вводить в заблуждение: к примеру, солнечный луч легко искажает цветовосприятие.

Ориентиры выбора LED лампочек

С определением подходящего светодиодного софита не все так однозначно, как с выбором лампы накаливания. Мощность осветителя далеко не единственный параметр, который необходимо учесть при покупке.

Характеристики светового потока

Традиционный показатель мощности, измеряемый в ваттах, не столь актуален при выборе светодиодной лампы. Некорректно рассуждать о яркости LED-осветителя, исходя из его энергопотребления. Лампочки, изготовленные по различным технологиям, при одинаковой яркости света расходуют разный объем электроэнергии.

Правильнее оценивать эквивалент мощности, а также световой поток.

Если эта информация не отображена, то можно ориентироваться на усредненный показатель – освещение от светодиодов в 5 раз превосходит лампу накаливания при равной потребляемой мощности.

Более точное представление о качестве света дает значение светового потока. Параметр характеризует яркость лампы и отображается в люменах. Выбор освещенности зависит от назначения помещения.

Рекомендованные нормы согласно СНиП 23-05-95 из расчета на 1 кв.м:

• кухня, спальня, гостиная – 150 лм;
• детская комната, кабинет – 200 лм;
• санузел, коридор – 50 лм.

Зная площадь комнаты, легко подсчитать требуемую величину светового потока. Значение яркости диодной лампы, как и мощность, указана на упаковке. Однако лучше брать прибор с небольшим запасом по освещенности, так как производители часто завышают эту характеристику.

Цветовой спектр – температура свечения

Спектр свечения LED-лампы варьируется от теплого желтоватого до холодного голубого цвета. Оттенок определяется цветовой температурой, которая находится в диапазоне 1800-6600°K.

Выбор тона свечения зависит от личных предпочтений, назначения освещения и окружающего интерьера. Стоит учесть, что все цвета света воспринимается человеком по-разному:

• 2700 К – теплый белый – способствует расслаблению, отдыху, применим в уютной обстановке, например, спальне;
• 3000 К – желто-белый – немного холоднее предыдущего, рекомендован для гостиной и детской;
• 3500 К – дневной белый – повышает работоспособность; такие лампы подходят для кабинетов и локальной подсветки зеркал;
• 4000-4800 К – нейтральный белый – отлично дополняет интерьеры в стиле хай-тек, минимализм, но несколько подавляет ощущение уюта; софиты устанавливаются в общественных помещениях и офисах.

Осветители с температурой свечения более 5000 К не рекомендованы для домашнего применения. Их назначение – освещение улиц, промышленных и складских объектов.

Значение индекса цветопередачи

Лампы равной температуры свечения могут по-разному передавать цвета окружающих предметов. В отличие от лампочек накаливания, диодные обладают ограниченным спектром, что может приводить к искажению реальной картинки.

Корректность восприятия оттенков зависит от коэффициента цветопередачи. Индекс обозначается как CRI или Ra.

CRI – относительная величина в пределах 100, указывающая насколько хорошо при освещении лампой видны разные цвета. Эталон – солнечный свет, его CRI=100. Высоким индексом цветопередачи обладают и лампочки накаливания – 97-98.

Коэффициент пульсации света

Размышляя, как выбрать качественную светодиодную лампу для дома, многие забывают о таком важном параметре, как мерцание. А ведь именно пульсация света часто становится причиной усталости глаз и ухудшения общего самочувствия.

Нередко производители не указывают степень мерцания лампочки. Значительная пульсация воспринимается как стробоскопический эффект – при резком повороте головы или переводе взгляда.

Установить наличие мерцания можно экспериментальным путем. На светящуюся лампу направить карандаш и быстро покрутить им по полукругу. Отсутствие посторонних контуров свидетельствует о безопасном освещении, если «карандашей несколько», значит, свет пульсирует.

Нормами СНиП установлено, что допустимый коэффициент пульсации света для рабочего места – 10-20%, жилого помещения – 30%. Требования выдвигаются к пульсациям с частотой в пределах 300 Гц. На мерцание свыше 300 Гц сетчатка глаз не реагирует.

Качественные диодные источники света имеют степень мерцания до 5%, лампы накаливания – 8-32%.

Вид цоколя и рабочее напряжение

LED-лампочки производятся под разные типы светильников, что позволяет подобрать диод под любые нужды. В быту наиболее востребованы осветители со следующими цоколями:

• E14, E27 – используются преимущественно для торшеров, люстр, настенных бра;
• GU 10, G4 – предназначены для замены галогенной лампочки соответствующего размера и точечной подсветки.

Большинство LED-осветителей питаются от напряжения в 220 Вт. При наличии качественного драйвера лампа может не бояться скачков на линии электрификации. Некоторые производители заранее закладывают широкий диапазон напряжений – 110-220 Вт.

Ряд модификаций рассчитан на 12 Вт. Для их подключения требуется импульсный преобразователь, обеспечивающий стабилизированное напряжение.

В маркировке лампочки буквенный символ обозначает тип цоколя , а цифра – его диаметр или расстояние между контактами.

Зависимость угла рассеивания от формы колбы

Из-за конструктивных особенностей светодиоды излучают свет в незначительном угловом диапазоне. При отсутствии оптических элементов диод освещает переднюю полусферу. Для расширения диапазона действия применяется вторичная оптика: рассеивающие, фокусирующие линзы и поликарбонатные матовые колбы.

Угловой диапазон освещения зависит от формы самой лампы. Выпуклые колбы рассеивают свет на большее пространство.

Первый тип ламп преимущественно используются в светильниках, где плафон направлен вниз – настольное освещение. Второй вид схож на действие ламп накаливания и применяется для организации основного света.

Из выше представленных модификаций каждая имеет определенный спектр действия и назначение:

• «свеча» – световой поток излучается в разные стороны, передняя полусфера освещается плохо; лампочки подходят для люстр, где колба направлена на потолок;
• Filament – пригодны для общего освещения, но не используются для подсветки рабочего места;
• шарообразная колба – диапазон действия – 200-270°, схожи с лампами накаливания;
• «кукуруза» – угол свечения в 270° позволяет использовать лампочку в качестве основного освещения.

LED-светильники с цоколем GU10 и MR16 работают в диапазоне 15-135°. Условно их можно классифицировать на акцентные и общего освещения.

Необычное рассеивание света имеют лампочки с конусной линзой. В отличие от моделей с матовыми колбами, здесь наблюдается неравномерное рассеивание. Такие светодиоды подходят для светильников с плафонами и абажурами.

Внимание на качество радиатора

Функцию теплоотвода в LED-лампах выполняют радиаторы. Охладители отличаются между собой материалом изготовлением и конструктивом.

Возможны следующие варианты:

• алюминиевый (ребристый и гладкий);
• керамический;
• композитный;
• пластиковый.

Алюминиевый радиатор. Металлический охладитель обладает большой теплопроводностью и отличается невысоким весом.

Пластик. Недорого вариант диодных осветителей со средней эффективностью. Радиатор изготовляется из терморассеивающего полимера. Для повышения теплопроводной способности в корпусе делают дополнительные вентиляционные отверстия.

Композит. Радиатор изготовлен из алюминия и заключен в тонкую пластиковую оболочку. Лампы с композитными радиаторами пользуются спросом благодаря оптимальному тандему цена/качество.

Керамический охладитель. Внешне похож на пластик, но материал тяжелее и гладкий на ощупь. Ф17

Не стоит рассчитывать на керамический радиатор в дешевых изделиях. Однако и избегать пластиковых охладителей нет смысла – они служат долго и точно «отработают» потраченные деньги.

Лампы с рифленым алюминиевым или керамическим радиатором можно ставить там, где теплоотвод критичен. Яркий пример – светильники, встроенные в мебель или подпотолочное пространство натяжного полотна.

Дополнительные возможности диодных софитов

Светодиодные лампочки по праву считаются интеллектуальным прибором, некоторые из них кроме выполнения основной задачи обладают дополнительным функционалом. Наиболее востребованная опция – возможность регулировки яркости свечения.

Эта функция предусмотрена не во всех светодиодных лампах LED, а только в моделях со встроенным диммером.

В некоторых модификациях установлены RGB-светодиоды, излучающие всю гамму радужных красок. Для работы в автономном режиме LED-лампы дополняются встроенным питающим аккумулятором.

Рабочий ресурс и гарантийный срок

Средний период работы диодной продукции – 10-40 тысяч часов. Это означает работу в обычном режиме около 3-4 лет в условиях жилого дома. На практике, срок эксплуатации лампочек может превосходить это значение.

Последние разработки европейских и японских производителей позволяют говорить об увеличении работоспособности ламп до 100 тысяч часов. И даже по истечении этого срока осветитель продолжает функционировать, но со снижением яркости на 30-40%.

Однако встречаются товары, которые выходят из строя в течение первых трех-четырех месяцев работы. Быстрая поломка характерна для китайской дешевой продукции.

После приобретения лампочки надо сфотографировать чек. Если лампа раньше срока выйдет из строя, можно будет ее обменять по гарантии, предъявив фото, если чек выцветет или потеряется.

Особенности диодного света

Светоизлучающий диод представляет собой полупроводниковый прибор, который формирует свечение при прохождении электрического тока через него. Свет, который способен излучать такой диод, располагается в достаточно узком спектральном диапазоне. При этом сам цвет будет завесить от материала, из которого изготовлен светодиодный полупроводник. Формирование белого цвета у таких изделий достигается следующими способами:

• комбинирование диодов разного цвета свечения с целью получения белого света. Данный способ позволяет получить отменное качество цвета с возможностью его подстройки. Но такой метод достаточно затратный, что сказывается на цене изделий, которые доступны не всем;
• использование люминофоров для покрытия диодов. Это довольно дешевый и выгодный способ, который позволяет добиться более высокого коэффициента цветопередачи. Но здесь, из-за наносимого фосфорного покрытия, происходит снижение световой эффективности.

Строение лампы

Светодиодная лампочка состоит сразу из нескольких диодов или, как их иногда называют, чипов. Кроме этого здесь имеется драйвер, который представляет собой устройство, преобразующее переменный ток с напряжением в 220 Вольт в постоянный ток, необходимый для электропитания диодов. Благодаря такому строению эти источники света создают направленный световой поток, который характеризуется углом направленности для создаваемого свечения.

Что нужно знать

При выборе светодиодных лампочек необходимо знать, что для них есть такой параметр, как рабочая цветовая температура. Он отражает тот уровень, на котором источник света будет давать достаточно свечения. Здесь необходимо помнить, что автомобильные фары или светильники для дома должны обладать разными параметрами температуры свечения. В противном случае они не смогут эффективно освещать пространство вокруг себя. При нахождении температуры в пределах 5000К, у излучаемого света спектральный состав будет более сбалансирован. Здесь он будет почти идентичным дневному солнечному свету. Индекс цветопередачи при таких параметрах будет равен 100. При этом максимальная цветовая температура редко используется, так как пограничные состояния могут нанести вред глазам.

Цветовая температура

Обратите внимание! При снижении цветовой температуры в свечении станет больше красного цвета и меньше синего. А чем выше показатель, тем в свечении будет больше синего и зеленого цветов. Это отлично видно на примере лампы накаливания, которая создает свечение с красноватым оттенком.

Светодиодные светильники в данном аспекте отличаются следующими положительными моментами:

• корпуса ламп не греются. По факту, нагрев здесь все же происходит, только он практически неощутим. Нагрев при использовании подобного рода светильников заметен только на примере светодиодной ленты. Но и здесь основной нагрев идет только блока питания. Сами корпуса изделий не нагреваются;
• создают качественный белый свет, который максимально подходит для наших глаз, если говорить об искусственном освещении.

Подсветка машин

Такие параметры позволили широко использовать светодиоды для подсветки дома, улиц и авто. На последнем случае стоит остановиться более подробно, так как авто может иметь светодиодный тюнинг как фар, так и всего кузова. Тем не менее, здесь имеются и свои недостатки. Так, несмотря на то, что такие изделия почти не греются, а их корпуса не деформируются из-за постоянного перегрева, они не всегда эффективно воспроизводят остальные оттенки свечения.