Λάμπες φθορισμού Σύγκριση λαμπτήρων πυρακτώσεως, φθορισμού και led

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ ΟΜΑΔΑ: ΑΓΓΕΛΟΙ ΦΩΤΟΣ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Π.ΤΟΥΜΠΑΝΙΑΡΗΣ ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ

Περιεχόμενα Εισαγωγή Μονάδα μέτρησης Lumen Μονάδα μέτρησης Lux Μονάδα μέτρησης ΚΑΝΤΕΛΑ Θερμοκρασία λευκού χρώματος Μήκη κύματος Πειράματα

Εισαγωγή Οι λέξεις: λούξ (lux), λούμεν (lumen), και καντέλα (candela) αφορούν μονάδες μέτρησης φωτισμού, είναι αρκετά δύσκολες στην κατανόηση και μας έκαναν να καταβάλουμε ιδιαίτερη προσπάθεια ώστε να τις χρησιμοποιήσουμε για την επιλογή του καλύτερου τύπου ηλεκτρικού λαμπτήρα. Είναι πολύ σημαντικά κριτήρια στην αγορά λαμπτήρων, ώστε να έχετε μια εικόνα της απόδοσής τους. 

Μονάδα μέτρησης lumen Το επιθυμητό αποτέλεσμα κάθε φωτεινής πηγής είναι η φωτεινή ροή (lumen) και όχι η ηλεκτρική ισχύς (Watt) που απαιτείται για να την παράγει! Οι μονάδες λούμεν (lumen:lm) μετράνε την φωτεινή ροή (luminous flux) που παράγει μια φωτεινή πηγή και θα λέγαμε ότι είναι η πιο βασική πληροφορία που πρέπει να γνωρίζει κάποιος για τον λαμπτήρα που πρόκειται να αγοράσει Αυτό γιατί, αποτελεί τον πιο εύκολο τρόπο αναγνώρισης της πραγματικής φωτεινής ισχύος ενός λαμπτήρα και μπορεί να αποδώσει το πόσο «δυνατό» θα είναι το φως του συγκεκριμένου λαμπτήρα, ανεξάρτητα από το είδος του και από τη θέση στην οποία θα τοποθετηθεί. 

Μονάδα μέτρησης lux Η μονάδα λούξ (lux:lx) μετράει την φωτεινότητα (illuminance), δηλαδή την φωτεινή ροή που προσπίπτει σε μία συγκεκριμένη επιφάνεια, μακριά από μία φωτεινή πηγή.  Η τιμή αυτή επηρεάζεται από τη συχνότητα της ακτινοβολίας και την απόσταση από την πηγή.  Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση από τη φωτεινή πηγή, τόσο μικρότερη θα είναι η φωτεινότητα. Η μονάδα lux αντιπροσωπεύει τα lumens ανά τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας (lumen/m2) και χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει την απαραίτητη φωτεινή ροή στο φωτιζόμενο σημείο, ανάλογα με το είδος της απαιτούμενης εργασίας.

Μονάδα μέτρησης ΚΑΝΤΕΛΑ Η καντέλα (candela:cd). είναι η φωτεινή ένταση που προκύπτει στην κάθετη διεύθυνση επιφάνειας μέλανος σώματος, εμβαδού ίσου με το 1/600.000 του τετραγωνικού μέτρου (m2) στη θερμοκρασία πήξης τηγμένου λευκόχρυσου (περίπου στους 1.773 C°) σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση.

Θερμοκρασία λευκού χρώματος Ένα ενδιαφέρον μέγεθος είναι η θερμοκρασία λευκού χρώματος. Λόγω διαφορετικών υλικών, οι λαμπτήρες εκπέμπουν φώς διαφορετικού χρώματος. Αυτό μετράται με τη θερμοκρασία λευκού σε βαθμούς Kelvin και πρακτικά δείχνει πόσο θερμό (προς το κίτρινο) ή ψυχρό (προς το μπλε) είναι το λευκό χρώμα που εκπέμπει μία λάμπα. Ενδεικτικά φαίνεται στο παρακάτω πίνακα:

Μήκη κύματος Μήκη κύματος ορατού φωτός Σε nm (νανόμετρα) Μήκος κύματος και ενέργεια σε kj/mole (γραμμομόριο)

Α: Μεγαλύτερο μήκος κύματος από το Β , άρα μικρότερη ενέργεια από το Β.

Πειράματα (1) Με υπόβαθρο Φωτεινότητας 3 Lux ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως 75 W μας έδωσε 150 Lux, με ένταση ρεύματος I=0.32 A μετρημένη με αμπεροτσιμπίδα. Το ισοδύναμο για λαμπτήρα 55 W θα ήταν 110 Lux.(τιμή αγοράς 1.2 ευρώ), αναμενόμενες ώρες λειτουργίας 1000 πριν την αλλαγή. Με υπόβαθρο Φωτεινότητας 5Lux ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως οικονομίας(αλογόνου) 42 W Philips Ecoclass έδωσε 69 Lux. Το ισοδύναμο για λαμπτήρα 55 W θα ήταν 90 Lux (τιμή αγοράς 3.5 ευρώ) αναμενόμενες ώρες λειτουργίας 1000.

Πειράματα (2) Με υπόβαθρο Φωτεινότητας 3Lux ένας λαμπτήρας φθορισμού 20 W Spar Green έδωσε 66 Lux, μετά από 85 δευτερόλεπτα (κατά το άναμμα αρχική τιμή 25 Lux σε 5 δευτερόλεπτα) με ένταση ρεύματος I=0.19 A μετρημένη με αμπεροτσιμπίδα.. Το ισοδύναμο για λαμπτήρα 55 W θα ήταν 181.5 Lux (τιμή αγοράς 4 ευρώ), αναμενόμενες ώρες λειτουργίας 6000-10000. Με υπόβαθρο Φωτεινότητας 3Lux ένας λαμπτήρας Led 5 W έδωσε 88 Lux, με ένταση ρεύματος I=0.02 A μετρημένη με αμπεροτσιμπίδα. Το ισοδύναμο για λαμπτήρα 55 W θα ήταν 968 Lux. (τιμή αγοράς 14.5 ευρώ), αναμενόμενες ώρες λειτουργίας 60000. 14 < 14 14

Πειράματα (3) Επειδή αρκετοί άνθρωποι παραπονούνται ότι κουράζονται από το φωτισμό των λαμπτήρων φθορισμού εξετάσαμε τα φάσματα των τύπων λαμπτήρων που είδαμε προηγουμένως. Στις διαφάνειες που ακολουθούν βλέπουμε την ένταση ακτινοβολίας σε σχέση με το μήκος κύματος

Συμπεράσματα (1) Οι λαμπτήρες led έχουν την καλύτερη απόδοση φωτεινότητας, τη χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας, το υψηλότερο όμως κόστος αγοράς. Οι λαμπτήρες φθορισμού έχουν πολύ καλή φωτεινότητα, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και είναι προσιτές στο ευρύ κοινό. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως έχουν καλή φωτεινότητα, υψηλή κατανάλωση και έχουν το χαμηλότερο κόστος αγοράς.

Συμπεράσματα (2) Η σύγκριση των φασμάτων δείχνει ότι οι λαμπτήρες πυρακτώσεως και led έχουν ομοιόμορφη κατανομή εντάσεων ακτινοβολίας χρωμάτων ενώ οι λαμπτήρες φθορισμού παρουσιάζουν έντονες γραμμές φάσματος με αποτέλεσμα την αρνητική αντίδραση του νευρικού συστήματος λόγω ευαισθησίας στα συγκεκριμένα μήκη κύματος αλλά και αδυναμία προσαρμογής στην έλλειψη των υπολοίπων μηκών κύματος

Βιβλιογραφία

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ ΤΕΛΟΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ