Caractéristiques des lampes LED : température de couleur, puissance, luminosité et autres

Avantages et inconvénients des lampes LED

Résumons et définissons les avantages et les inconvénients des sources lumineuses à semi-conducteurs. Leurs avantages incluent :

• Enregistrez une efficacité énergétique élevée. Le rendement lumineux des LED (le rapport du flux lumineux généré à la puissance consommée), comme nous l'avons découvert, est presque un ordre de grandeur supérieur au rendement lumineux des lampes à incandescence, ce qui peut considérablement économiser de l'électricité.
• Longue durée de vie. Je n'ai pas abordé ce sujet, mais il sera intéressant pour vous de savoir qu'une lampe à LED durera 20 à 30 fois plus longtemps qu'une lampe Ilyich sans diminution significative du niveau de flux lumineux.Et une telle fiabilité est une économie supplémentaire, car les lampes à diodes devront être changées extrêmement rarement.
• Fonctionnement dans des conditions difficiles. Les LED n'ont pas de flacons et de spirales, et ne craignent donc pas les vibrations et même les chocs. Les illuminateurs semi-conducteurs peuvent être utilisés dans les conditions les plus sévères et à des températures ambiantes de -40 à +40 degrés Celsius.
• Ne chauffe presque pas. La température maximale à laquelle une lampe LED puissante chauffe ne dépasse pas 60 degrés Celsius. Vous pouvez l'utiliser sur des objets dangereux pour le feu.
• Température de couleur optimale. La grande majorité des lampes à LED, à l'exception des lampes spéciales, créent un flux lumineux similaire à la lumière du jour. Avec un tel éclairage, les yeux se fatiguent le moins et les couleurs des objets environnants ne sont pas déformées.

Les lampes à LED ont malheureusement un inconvénient très important - leur coût est encore assez élevé. Mais cela est en partie payant avec une longue durée de vie et une faible consommation d'énergie. De plus, le développement de la technologie LED vient de commencer, ce qui signifie que dans un avenir proche, le prix des sources lumineuses à LED diminuera définitivement.

Vous en savez maintenant suffisamment sur les lampes à LED et leur flux lumineux pour pouvoir décider : pourquoi et dans quels cas les sources lumineuses à semi-conducteurs sont meilleures que les ampoules conventionnelles.

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Utilisation pratique

Le calcul de la température de couleur est nécessaire dans tous les domaines où l'éclairage est généralement utilisé.Chacun des spectres a ses propres caractéristiques, avantages et inconvénients, qui sont utilisés pour s'assurer qu'une certaine source de lumière remplit au mieux sa fonction. Voici quelques exemples d'utilisation de lumières avec différentes valeurs de paramètres :

Un éclairage chaud et lumineux avec une température de 3 000 à 4 000 K vous permet de bien voir non seulement les objets, mais également l'espace qui les entoure, ce qui les rend pratiques à utiliser dans des conditions de visibilité limitée ou médiocre. Des exemples de ceci sont les phares antibrouillard et les lampes de poche pour la recherche sous-marine.
Des lampes à température de couleur froide sont utilisées dans les zones de travail

Ils aident à concentrer l'attention et ne permettent pas de se détendre. Cet éclairage est particulièrement efficace dans les hôpitaux, les laboratoires, les salles d'examen, les usines et les installations industrielles.

Cependant, leur exposition prolongée entraîne une réfraction, il est donc recommandé pour les bureaux d'utiliser des lampes blanches plutôt neutres.
L'éclairage froid est également populaire dans la conception d'entrepôts, de vitrines, d'expositions, de musées et d'autres endroits où vous devez attirer l'attention des gens sur quelque chose. Il aide à souligner les couleurs et les contrastes, à attirer l'attention sur les détails. Pour cette raison, il est également utilisé dans les panneaux d'affichage et l'éclairage de secours. De plus, les couleurs du spectre froid donnent aux objets éclairés une fraîcheur, ce qui les rend avantageux à utiliser dans les vitrines des épiceries, par exemple avec du poisson.
La température de couleur neutre dans la plage de 4500-5000 K est universelle et adaptée à tout type de tâche. Il ne fatigue pas les yeux, a le moins d'effet sur le rendu des couleurs et convient à la décoration de tous types d'espaces de travail, ainsi que de nombreuses pièces à vivre.
Une valeur de température de couleur strictement définie doit également être maintenue dans certains autres cas non liés au confort humain, par exemple lors de la création de films photographiques et de l'impression.

Une attention particulière doit être accordée à l'utilisation de lampes à différents niveaux de température de couleur dans la conception des locaux d'habitation. Des sources de couleurs de différentes nuances sont utilisées à ces fins:

• La lumière rouge-orange chaude jusqu'à 2700 K contribue à créer une atmosphère chaleureuse et confortable. Ils vous préparent à la détente en raison de la similitude avec l'éclairage naturel du soir. Cette lumière est aussi la moins irritante pour les yeux. Il est irremplaçable lors de l'enregistrement des chambres et des salles de repos.
• La lumière orange avec une température de 3000-3500 K s'accorde à la communication, crée une atmosphère conviviale et animée. Il est souvent utilisé dans la décoration intérieure des lieux publics : restaurants, magasins, boutiques, bibliothèques, ainsi que des zones résidentielles telles que les couloirs et les salons.
• La lumière blanche neutre, correspondant à une valeur de température de couleur de 3500-4000 K, renforce le sentiment de sécurité et crée un certain confort, mais ne permet pas de trop se détendre. Peut être utilisé dans la conception de la cuisine, de la salle de bain et de presque tous les autres espaces de vie.
• La lumière froide avec des températures allant jusqu'à 5000 K crée une ambiance de travail, augmente la productivité, clarifie les pensées et aide à mieux se concentrer, et rend également la pièce propre. Il est utilisé pour décorer les lieux de travail, par exemple dans les lampes de table pour un bureau ou dans un bureau.

Selon la réglementation, les sources lumineuses avec une température colorimétrique supérieure à 5300 K ne doivent pas être utilisées dans les zones résidentielles.Cela est dû à leur effet nocif sur les yeux lorsqu'ils restent trop longtemps à l'intérieur. Ainsi, une lampe avec une température de 6500 kelvins (la lumière qui se produit à l'extérieur par une belle journée d'été) sera utile pour les procédures courtes qui nécessitent une grande concentration d'attention, mais cela fera mal si elle est installée dans la chambre.

Conversion d'une lampe à incandescence en LED : tableau

Par exemple, comparons trois lampes qui donnent un flux lumineux de 250 lm. Ce paramètre correspond à :

• Lampe à incandescence 20 W ;
• fluorescent - avec une puissance de 5-7 watts.

Une telle intensité d'éclairage peut être fournie par une lampe LED d'une puissance de seulement 2-3 watts.

Ci-dessous un tableau de conversion des lampes incandescentes, fluorescentes et LED par flux lumineux :

Les résultats de l'analyse comparative ci-dessus indiquent clairement les avantages des lampes à LED.

Avantages et inconvénients des lampes LED

Les avantages des lampes LED incluent :

• Durée de vie. Les sources lumineuses fonctionnent de 50 000 à 100 000 heures sans interruption.
• Consommation d'énergie économique. Les LED sont classées comme des sources lumineuses avec une efficacité 10 fois supérieure à leurs homologues.
• Stabilité thermique. Les lampes à LED résistent aux changements atmosphériques, ne se détériorent pas avec un changement brusque de température.
• Respect de l'environnement. Ils sont fabriqués à partir de matériaux sûrs qui ne nuisent pas à la santé.

Inconvénients des lampes LED :

• Prix. Les éléments d'éclairage sont plus chers que leurs principaux homologues.
• La taille. Les lampes à haute puissance sont grandes. Ce n'est pas toujours pratique pour les pièces avec une petite surface.
• Pilote de LED.Pour un fonctionnement stable du système LED, vous avez besoin d'une alimentation spéciale, qui a également un coût élevé.

Un autre inconvénient est la difficulté de remplacer les diodes en cas de grillage. Parfois, ce n'est pas possible.

L'avantage le plus évident est l'économie d'énergie.

La différence entre les lampes LED et les autres sources lumineuses réside dans la transformation de la lumière en n'importe quelle nuance.

Perception des couleurs

La perception des couleurs de chaque individu a ses propres caractéristiques. La perception des couleurs est l'effet de la réfraction des ondes lumineuses reçues par le nerf optique et traitées par le centre visuel du cerveau. Chaque personne a sa propre perception des nuances. Plus une personne vieillit, plus sa perception des couleurs est déformée. Les caractéristiques de la psyché de l'individu affectent également sa perception des couleurs.

La perception d'une couleur particulière peut être déformée par le rayonnement solaire. La chaleur de la lumière est également caractérisée par la perception individuelle et dépend des caractéristiques de l'organisme et de l'état de la personne au moment de la perception.

échelle de température de couleur

D'une autre manière s'appelle l'indicateur colorimétrique. Il est indiqué sur l'emballage des lampes. Sur la base de ces paramètres, vous pouvez déterminer dans quelle plage la lampe éclairera la pièce. Pour un séjour confortable (pour que la lumière n'irrite pas les yeux), il faut savoir à l'avance quel spectre est préférable pour chaque pièce : chaud, neutre, froid.

Parfois, il n'est pas possible de trouver une lampe avec la bonne température. Ensuite, vous pouvez combiner les lampes de la gamme froide et chaude.

Indice de rendu des couleurs des lampes LED

Il montre à quel point les couleurs différeront dans un certain spectre de rayonnement.Par exemple, au crépuscule, les couleurs s'estompent visuellement et peuvent fusionner, tandis que le bleu et le bordeaux peuvent être perçus de manière égale par la vision.

Le tableau montre le rapport des sources lumineuses avec la température de couleur et l'indice de rendu des couleurs (mesuré de 0 à 100):

La gamme froide des ondes leur permet de se dissiper davantage. Pour un éclairage confortable et un rendu des couleurs acceptable, l'indice ne doit pas descendre en dessous de 80.

Quelle lumière est meilleure chaude ou froide

Les lampes à LED, qui sont utilisées dans l'éclairage, sont divisées en froides et chaudes. L'état psychologique et émotionnel des habitants de la maison dépend du type de couleur. Les lampes LED à lueur chaude conviennent pour la soirée. Ils contribuent à l'endormissement rapide, à la relaxation, à la création de confort. Les tons froids sont les plus naturels pour la journée. Il tonifie, maintient une personne en bonne forme.

L'utilisation de couleurs froides et chaudes à des heures inappropriées peut perturber le fonctionnement de l'organisme.

Il est important de se rappeler que l'abat-jour, les abat-jour et autres diffuseurs affectent également la lumière.

De plus, à différents âges, les gens perçoivent différemment l'éclairage. Avec l'âge, il y a une distorsion, qui doit également être prise en compte. Les caractéristiques de la psyché affectent également la perception des couleurs.

Répondant à la question, quoi de mieux - couleur froide ou chaude, la réponse sera une combinaison de nuances.Il est souhaitable qu'il soit également possible de contrôler les appareils d'éclairage séparément.

Qu'est-ce que la température de couleur ?

La température de couleur est un phénomène physique. Il caractérise l'intensité du rayonnement d'une source lumineuse et détermine la composition du spectre visible. La température de couleur n'indique pas la chaleur du corps, mais montre seulement comment l'œil humain perçoit le flux lumineux. Cet indicateur est mesuré en Kelvin (K).

En termes simples, la température de couleur est la nuance de lumière émise par une source. Zero Kelvin a un corps complètement noir.

Si on parle de métal, les premières couleurs apparaissent lorsque la température monte au-dessus de 500°C : l'objet devient rouge foncé. Avec un chauffage supplémentaire, le spectre de couleurs passe à l'orange, puis au jaune, puis au blanc et enfin au bleu.

Comparaison des lampes par facteur de pulsation

Les LED surpassent toutes les autres sources d'éclairage d'une autre manière. Nous parlons du scintillement des lampes, qui reflète le coefficient d'ondulation (%). C'est l'une des caractéristiques les plus importantes de la source lumineuse, dont l'amplitude détermine le confort et la sécurité de l'éclairage. Plus le facteur d'ondulation est petit, mieux c'est. S'il dépasse 5 à 10%, des processus négatifs commencent dans le corps: des maux de tête apparaissent en fin de journée, de la fatigue, de l'insomnie.

Le coefficient de pulsation de l'éclairage dans les bureaux et autres locaux non résidentiels doit être conforme aux normes sanitaires établies, et cela est contrôlé par des organismes d'inspection. À la maison, nous devons nous-mêmes surveiller la qualité de la lumière si la santé de la famille est importante pour nous.

Tableau 3Coefficients de pulsation typiques des lampes domestiques.

Comme on peut le voir dans le tableau 3, les LED peuvent pulser le moins. Mais seulement ceux dans la conception desquels une source d'alimentation de haute qualité est installée. Certaines "glaces" bon marché scintillent pour être clairement visibles à l'œil nu. Vous ne pouvez pas utiliser ces appareils.

Mais, même si les pulsations ne sont pas fixées visuellement, cela ne signifie pas qu'elles n'existent pas. Peut-être que l'œil ne remarque pas les fluctuations du flux lumineux, mais en même temps, elles dépassent la norme. Pour établir la présence de pulsations basse fréquence d'un niveau inacceptable, un photomètre avec la fonction de compteur d'impulsions RADEX LUPINE aidera. Cet appareil est conforme à GOST et offre une grande précision de mesure.

Efficacité

Ce paramètre (efficacité) caractérise l'efficacité de conversion de l'énergie électrique en lumière. Plus il est élevé, moins il y a de perte de chaleur. Les lampes à LED ont le rendement le plus élevé : le rendement des modèles de haute qualité atteint 90 %. La LED convertit l'énergie en lumière directement, avec un minimum de génération de chaleur.

Les lampes à incandescence ont le rendement le plus faible - 4-5%. Pendant le fonctionnement, ils chauffent considérablement, car ils convertissent plus de 90 % de la puissance consommée en chaleur. L'efficacité des "halogènes" est plus élevée - 15-20%. Pour les luminaires fluorescents, ce paramètre dépend du type d'ampoule. L'efficacité la plus faible des ampoules fluocompactes en spirale est de 7 à 8 %. L'efficacité de leur utilisation est également réduite en raison de la perte de la majeure partie de l'énergie lumineuse qui passe à l'intérieur de la spirale. Par conséquent, à un rendement lumineux plus élevé, l'éclairage créé par ces lampes est le plus faible (voir).

Choisissez vos lampes avec le posemètre multifonctionnel

La seule façon de vérifier la qualité de l'éclairage est d'acheter un posemètre domestique, tel que RADEX LUPIN. Il mesure les principales caractéristiques - la luminosité de la lampe, l'éclairage de la surface et le facteur d'ondulation. Le posemètre aidera à établir :

• si le fabricant a correctement indiqué les paramètres du dispositif d'éclairage ou de la lampe;
• si l'éclairage des pièces de l'appartement, du bureau, des chambres d'enfants correspond à la norme;
• quelle est la pulsation de l'éclairage dans votre maison et votre lieu de travail.

Il est impossible de déterminer tout cela sans un luxmètre-pulsomètre. Avec ce posemètre, vous sélectionnerez les meilleures lampes LED pour votre maison, et ce sera un choix techniquement judicieux. Les "glaces" de haute qualité surpassent vraiment les autres appareils d'éclairage à bien des égards. Ils ne chauffent pas l'air, ne surchargent pas votre vue et vous aident également à économiser sur les factures d'électricité. Et vous n'avez pas besoin de changer souvent ces ampoules : leur durée de vie est supérieure à 30 000 heures.

Alors quoi de mieux

Le plus souvent, la meilleure option sera une combinaison de lumière froide et chaude, ainsi que la possibilité de contrôler les luminaires individuellement pour créer une certaine ambiance dans toute la pièce ou une partie de celle-ci.

Le soir, vous pourrez allumer des lampes à incandescence, allumer une cheminée pour vous détendre et vous relaxer dans une ambiance de lumière chaleureuse. Et si vous avez soudainement envie de lire un livre, utilisez une lampe séparée qui donne une lumière plus froide.

Un éclairage chaud s'intégrera parfaitement dans un petit appartement décoré dans un style vintage avec une prédominance de couleurs chaudes à l'intérieur, tandis qu'une lumière froide soulignera favorablement les solutions de design modernes dans une pièce spacieuse aux couleurs vives et aux murs clairs.

Lampe LED : design et principales caractéristiques techniques

Lampe à LED - une source lumineuse dont le rayonnement est réalisé en utilisant plusieurs LED dans la conception, connectées en un seul circuit. Contrairement à d'autres types de lampes, il n'utilise pas de filament de tungstène, divers gaz, mercure et autres composants dangereux pour la vie humaine. C'est un appareil respectueux de l'environnement qui n'émet pas de substances nocives pendant le fonctionnement et les pannes. Selon ses indicateurs d'économie d'énergie, il est le plus économique parmi les analogues. Il peut être utilisé pour éclairer les rues, les installations et les locaux industriels ou résidentiels.

La conception de cette ampoule se compose des éléments suivants : un diffuseur, des LED, un circuit imprimé, un radiateur, une alimentation, un boîtier et un culot. Le dernier élément peut avoir deux tailles de cartouche : E14 (petite) et E27 (grande).

Lors du choix, vous devez être guidé par les valeurs des caractéristiques principales :

• Flux lumineux, mesuré en lm (lumens). La quantité de lumière qui se propage dans toutes les directions à partir d'une source lumineuse.
• Puissance, unité W. La quantité d'énergie consommée par unité de temps.
• Température de couleur de lueur, unité K. Détermine la couleur du flux lumineux provenant de la source de rayonnement. Les lampes à incandescence sont pour la plupart de 3000K, c'est une teinte "chaude", jaunâtre.Les sources de lumière LED sont différentes, de 3000K à 6500K (couleur "froide", avec un léger mélange de bleu).
• Flux lumineux, mesuré en lm/W. Caractéristique qui détermine l'efficacité et l'économie d'une source lumineuse. Pour les produits de différents fabricants, c'est bien sûr différent.
• Température de chauffage, unité °C. Indique la température de fonctionnement pour chauffer la surface en verre de la lampe.
• Durée de vie, mesurée en heures. Détermine la durée de vie maximale dans les conditions optimales et déclarées par le fabricant.
• Indice de rendu des couleurs, IRC. Mesuré de 0 à 100 points. Pour une perception humaine optimale du rendu des couleurs à partir d'une source lumineuse, plus il y a de points, plus c'est élevé. Une valeur de 80 IRC est considérée comme normale.

Ce type d'ampoule à économie d'énergie peut être produit en deux types : standard (en forme de poire) et en forme de "maïs". Ce facteur doit être pris en compte lors du remplacement de la source lumineuse dans le luminaire. Ce dernier type n'est pas recommandé, car dans cette conception, les LED sont situées à l'extérieur.

Principe de fonctionnement et principales caractéristiques

La production de lampes à LED peut être divisée en trois étapes :

• faire croître un cristal par la méthode d'épitaxie organométallique ;
• création d'une puce par traitement planaire de films;
• tri des copeaux par binning ;
• assemblage de toutes les parties de la LED.

Le principe de fonctionnement de la lampe LED

Le principe de fonctionnement d'une LED peut être décrit comme l'interaction de deux semi-conducteurs chargés de manière opposée qui créent une jonction p-n (contact électronique). Dans le processus d'échange mutuel d'électrons, un rayonnement lumineux est créé à sa frontière.

Les principales caractéristiques qui permettent d'évaluer la qualité de la lampe LED :

• puissance (mesure quantitative de l'électricité consommée) ;
• température de couleur (la couleur de la lumière émise par l'élément);
• flux lumineux (la quantité de lumière produite).

Le choix des lampes pour la maison et le bureau

La grande durabilité et la simplicité d'utilisation des lampes à LED les rendent indispensables dans la vie de tous les jours. Mais il est nécessaire d'aborder le choix d'une telle lampe de manière réfléchie et consciente.

Le confort d'être à la fois dans des locaux de travail et d'habitation dépend de de la température de couleur Lampes à LED avec lesquelles ils sont allumés. Quelles lampes choisir pour la maison et lesquelles pour le bureau ? La différence dans le type d'éclairage peut être vue dans le tableau des températures lumineuses. Et sur cette base, choisissez la lumière la plus confortable dans certaines pièces.

Où les lampes LED pour la maison conviennent-elles ?

• Eclairage de la cuisine. Lumière chaude pour un repas paisible ou lumière froide pour les passionnés de cuisine. La bande LED est une excellente solution pour décorer la zone de travail de la cuisine.
• Lumière dans le couloir. Certainement froid. Se mobilise et s'adapte à l'ambiance de travail.
• Éclairage froid ou chaud dans la salle de bain, au choix.
• Lumière chaude dans la chambre.

La principale différence entre l'espace de bureau et la maison est la nécessité d'ajuster la psyché à une ambiance de travail. Ceci est facilité par une luminosité accrue et un éclairage blanc froid. Si la lumière est semblable à la lumière naturelle du jour, c'est la moins fatigante. La plupart des gens constatent une augmentation des performances en pleine lumière, ce qui chasse la somnolence et augmente la productivité.De plus, l'utilisation de telles lampes réduit le coût de l'électricité, respectivement, les coûts supplémentaires mensuels de l'entreprise sont réduits.

Rendement lumineux des lampes LED

Je n'ai pas inclus cette caractéristique technique importante dans la liste générale et je l'ai volontairement laissée à la fin, d'abord parce qu'elle ne s'applique pas à chaque lampe spécifique, mais à toute la classe. Et, deuxièmement, après avoir traité du rendement lumineux, vous pouvez comprendre l'efficacité de tel ou tel type d'appareils d'éclairage. Le rendement lumineux est le rapport entre le flux lumineux et la consommation d'énergie d'un luminaire et est noté lm/W. Ce paramètre montre littéralement l'efficacité avec laquelle l'appareil convertit l'énergie électrique en lumière.

Quant aux sources lumineuses LED, elles sont aujourd'hui le rendement lumineux est de 60-120 lm/W, et à mesure que la technologie s'améliore, ce chiffre continue d'augmenter. Supposons que le nombre de lumens pour une LED de 1 watt soit de 100. Est-ce beaucoup ou peu ? Jetez un œil au tableau comparatif :

Comparatif tableau de l'efficacité énergétique des lampes de différents types

Comme vous pouvez le voir sur la tablette, bien connue de vous lampe fluorescente compacte ("économie d'énergie"), par exemple, à la même puissance, il brillera presque 2 fois plus faiblement que son homologue semi-conducteur. C'est gênant de parler d'une lampe à incandescence. 8 watts sur 10 qu'un appareil à LED convertirait en un flux lumineux, la lampe d'Ilyich se transforme en chaleur.L'efficacité d'une lampe à diode due au rendement lumineux est de loin la plus élevée.

Mais revenons à nos LED. Est-il possible de choisir de telles lampes non pas en fonction du flux lumineux, mais en fonction de la consommation électrique? Puisque vous savez combien de lumens une LED produit avec un watt d'électricité, vous comprenez : bien sûr que vous le pouvez. Pour obtenir le flux lumineux, il suffit de multiplier la puissance de la lampe par 80. Bien sûr, vous n'obtiendrez pas le chiffre exact, car le rendement lumineux réel dépend de nombreux facteurs, notamment la technologie de production, les matériaux, le type et nombre de LED utilisées. Mais le résultat obtenu est tout à fait adapté à un usage domestique.

Ne pas oublier! Le facteur 80 pour calculer le flux lumineux généré par la consommation d'énergie ne convient que pour les lampes à LED. Pour tous les autres types de luminaires, ce sera différent.

Pour ceux qui n'aiment pas se multiplier, je donnerai un tableau de la dépendance du flux lumineux à la puissance de la lampe pour des appareils de différents types: