Mitä LED-lamppujen värilämpötila tarkoittaa? LED-lamppujen värilämpötila

Optoelektronisten laitteiden valmistuksessa käytetään eri tarkoituksiin tarkoitettujen huoneiden valaistukseen kaikenlaisia ​​esineitä ja tuotteita sekä näyttöjä, energiaa säästäviä valodiodeja. Indikaattorilla, kuten LEDien värilämpötilalla, on valtava rooli niiden havaitsemisessa. Tämä on parametri, joka määrittää LED-valon valkoisuuden tai luonnollisuuden asteen, toisin sanoen sen säteilyn koostumuksen. Valodiodin säteilemä valo on hyvin kapealla spektrialueella, ja säteilyn väri riippuu suoraan puolijohdemateriaalista.

Värilämpötilan yksikkö on Kelvin (K). Valoemissio alkaa mustalla värillä, ts. se on kukkien puuttuminen ollenkaan. Tämä tarkoittaa, että emissiivisyys, kylläisyys ja sävy ovat kaikki 0K. Muistetaan, että 0K on yhtä kuin miinus 273,15 0 C. Jos tätä mustaa kappaletta kuumennetaan, niin se saa lämmityslämpötilasta riippuen tietyn värin, mikä näkyy selvästi seuraavasta kuvasta

Tässä näkyy selvästi, että sininen komponentti kasvaa ja punainen komponentti vähenee.

Ledeille on tunnusomaista 3 pääasteikkoa Kelvinin lämpötila-asteikolla:

• 2700 - 3500 K - lämmin valkoinen;
• 3500 - 5000 K - neutraali valkoinen tai luonnollinen;
• 5000 - 7000 K - kylmä valkoinen tai päivänvalkoinen.

Nämä ovat arvoja, jotka ostaja näkee lampun kannassa sen ostaessaan. Värilämpötilan mittaamiseen käytetään laitetta, jota kutsutaan kolorimetriksi.

Värintoistoindeksi

LEDit valitaan paitsi värilämpötilan, myös toisen yhtä tärkeän indikaattorin - värintoistoindeksin - mukaan. Tämä on parametri, joka luonnehtii kohteen luonnollisen värin vastaavuutta tämän kohteen näkyvään väriin, kun se valaistaan ​​valodiodilla. Värintoistoindeksi on merkitty englanninkielisistä sanoista color rendering index lyhenteellä CRI. Auringon ihanteellinen värintoistoindeksi on 100 yksikköä.

Ledejä valmistavat kotimaiset ja ulkomaiset valmistajat vaihtelevalla asteella ja värintoistoindeksillä (60 - 90 tai enemmän). Mitä korkeampi CRI-indeksi, sitä parempi on värin havaitseminen ja sitä mukavampi on näkeminen.

Sovellus

Valodiodin valinta valaistukseen värilämpötilan ja värintoistoindeksin perusteella riippuu sen asennuspaikasta ja käyttöolosuhteista.

Lämmin valkoinen väri luo rentouttavan ja kodikkaan tunnelman, neutraalia valkoista väriä käytetään työpaikkojen ja toimistotilojen valaistukseen, kylmää valoa esineiden valaisemiseen (ei vääristä esineen väriä).

Katuvalaistukseen käytetään valkoisia päivänvalon LEDejä, joiden värilämpötila on 5000-7000 K ja värintoistoindeksi 65 yksikköä, koska niillä on parempi kontrasti, mutta samalla niillä on myös haittapuoli - värin havaitseminen.

Kotikäyttöön valitaan yleensä neutraalit valkoiset LEDit, joiden värilämpötila on 3500–5000 K ja värintoistoindeksi 75 tai korkeampi.

Indikaattorit, joilla valodiodi arvioidaan ja kiinnitetään huomiota sitä ostettaessa, ovat seuraavat:

• teho;
• Värikäs lämpötila;
• värintoistoindeksi;
• valovirran suuntakulma;
• elinikä;
• lisätoiminnot (kirkkauden säätö);
• valmistaja.

Johdanto…………………………………………………………………………………… 1. Värilämpötilan käsite………………………………… ………………………………… ….. 1.1. Taulukko yleisten valonlähteiden värilämpötilan numeerisista arvoista…………………………………………………………………………………….. 1.2. XYZ-värimaattisuuskaavio………………………………………………….

1.3. Auringonvalo ja värintoistoindeksi (CRI - värintoistoindeksi).

2. Värilämpötilan mittausmenetelmät……………………………………………………………………………………………………….

Johdanto.

Psykologisten tuntemiemme mukaan värit ovat lämpimiä ja kuumia, kylmiä ja hyvin kylmiä. Itse asiassa kaikki värit ovat kuumia, erittäin kuumia, koska jokaisella värillä on oma lämpötilansa ja se on erittäin korkea. Minkä tahansa ympärillämme olevan kohteen lämpötila on absoluuttisen nollan yläpuolella, mikä tarkoittaa, että se lähettää lämpösäteilyä. Jopa jää, jonka lämpötila on negatiivinen, on lämpösäteilyn lähde. Sitä on vaikea uskoa, mutta se on totta. Luonnossa -89°C ei ole alhaisin lämpötiloja, mutta toistaiseksi laboratorio-olosuhteissa voidaan saavuttaa. Alin lämpötila, joka tällä hetkellä on teoriassa mahdollista universumissamme, on absoluuttisen nollapisteen lämpötila ja se on yhtä suuri kuin -273,15 °C. Tässä lämpötilassa aineen molekyylien liike pysähtyy ja keho lakkaa kokonaan lähettämästä säteilyä (lämpö-, ultravioletti- ja vielä enemmän näkyvää). Täysi pimeys, ei elämää, ei lämpöä. Jotkut teistä saattavat tietää, että värilämpötila mitataan kelvineinä. Jokainen, joka osti energiansäästölamppuja kotiinsa, näki pakkauksessa merkinnän: 2700K tai 3500K tai 4500K. Tämä on juuri hehkulampun lähettämän valon värilämpötila. Mutta miksi se mitataan kelvineinä ja mitä Kelvin tarkoittaa? Tätä mittayksikköä ehdotettiin vuonna 1848. William Thomson (alias Lord Kelvin) ja hyväksytty virallisesti kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä. Fysiikassa ja fysiikkaan suoraan liittyvissä tieteissä termodynaaminen lämpötila mitataan kelvineinä. Lämpötila-asteikon raportin alku alkaa 0 Kelvinin pisteestä, mikä tarkoittaa - 273,15 celsiusastetta. Eli 0K on absoluuttinen nollalämpötila. Voit helposti muuntaa lämpötilan Celsius-asteista Kelvineiksi. Tätä varten sinun tarvitsee vain lisätä numero 273. Esimerkiksi 0 °C on 273 K, sitten 1 °C on 274 K, analogisesti ihmisen kehon lämpötila 36,6 °C on 36,6 + 273,15 = 309,75 K. Näin kaikki toimii juuri niin.

Luku 1. Värilämpötilan käsite.

Yritetään selvittää, mikä värilämpötila on.

Valonlähteet ovat korkeisiin lämpötiloihin kuumennettuja kappaleita, joiden atomien lämpövärähtelyt aiheuttavat säteilyä eripituisten sähkömagneettisten aaltojen muodossa. Säteilyllä on aallonpituudesta riippuen oma värinsä. Alhaisissa lämpötiloissa ja vastaavasti pidemmillä aalloilla vallitsee säteily, jonka valovirran väri on lämmin, punertava, ja korkeammissa lämpötiloissa, kun aallonpituus pienenee, kylmällä, sini-sinisellä värillä. Aallonpituuden yksikkö on nanometri (nm), 1nm = 1/1 000 000 mm. Vielä 1600-luvulla Isaac Newton hajotti prisman avulla niin sanotun valkoisen päivänvalon ja sai spektrin, joka koostui seitsemästä väristä: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo, violetti ja erilaisten kokeiden tuloksena. hän osoitti, että mikä tahansa spektriväri voidaan saada sekoittamalla valovirtoja, jotka koostuvat kolmen värin - punaisen, vihreän ja sinisen - eri suhteista, joita kutsuttiin tärkeimmiksi. Näin syntyi kolmikomponenttiteoria.

Ihmissilmä havaitsee valon värin reseptorien, niin kutsuttujen kartioiden, ansiosta, joilla on kolme lajiketta, joista jokainen havaitsee yhden kolmesta pääväristä - punaisen, vihreän tai sinisen ja jolla on oma herkkyytensä jokaiselle niistä. Ihmissilmä havaitsee sähkömagneettisia aaltoja alueella 780-380 nanometriä. Tämä on spektrin näkyvä osa. Näin ollen tiedonvälittäjien - elokuvan ja valokuvafilmin tai kameramatriisin valovastaanottimissa tulee olla silmän kanssa identtinen väriherkkyys. Videokameroiden herkistetyt filmit ja matriisit havaitsevat sähkömagneettisia aaltoja hieman laajemmalla alueella, sieppaamalla infrapunasäteilyä (IR) lähellä punaista aluetta alueella 780-900 nm ja ultraviolettisäteilyä (UV) lähellä violettia alueella 380 -300 nanometriä. Tätä spektrin aluetta, jolla geometrinen optiikka ja valoherkät materiaalit toimivat, kutsutaan optiseksi alueeksi.

Valo- ja tumma-sopeutumisen lisäksi ihmissilmällä on ns. värisovitus, jonka ansiosta se havaitsee oikein värejä eri lähteissä, päävärien eri aallonpituuksien suhteilla. Kalvolla ja matriisilla ei ole tällaisia ​​ominaisuuksia, ne on tasapainotettu tiettyyn värilämpötilaan.

Kuumennetulla kappaleella on lämmityslämpötilasta riippuen erilainen eri aallonpituuksien suhde säteilyssään ja vastaavasti valovirran eri värit. Standardi, jolla säteilyn väri määritetään, on absoluuttinen musta kappale (ABB), ns. Planck-lähetin. Täysin musta kappale on virtuaalinen kappale, joka absorboi 100 % siihen tulevasta valosäteilystä ja jota kuvaavat lämpösäteilyn lait. Ja värilämpötila on mustan kappaleen lämpötila Kelvin-asteina, jossa sen säteilyn väri on sama kuin tietyn säteilylähteen väri. Celsius-asteina ilmaistun lämpötila-asteikon, jossa veden jäätymispisteeksi otetaan nolla, ja kelvinasteisen asteikon ero on -273,16, koska Kelvin-asteikon aloituspiste on lämpötila, jossa atomien liikkeet keho pysähtyy ja vastaavasti mikä tahansa säteily pysähtyy, niin sanottu absoluuttinen nolla, joka vastaa -273,16 asteen celsiuslämpötilaa. Eli 0 Kelvin-astetta vastaa lämpötilaa -273,16 astetta. Celsius.

Pääasiallinen luonnollinen valonlähde meille on Aurinko ja erilaiset valonlähteet - tulen muodossa oleva tuli, tulitikut, taskulamput ja valaistuslaitteet aina kodinkoneista, teknisistä laitteista ammattimaisiin, erityisesti elokuviin ja televisioon luotuihin valaistuslaitteisiin. Sekä kodin- että ammattikäyttöön tarkoitetuissa kodinkoneissa käytetään erilaisia ​​lamppuja (emme käsittele niiden toimintaperiaatteita ja suunnittelueroja), joilla on eri energiasuhteet päävärien emissiospektreissään, jotka voidaan ilmaista värilämpötilalla. Kaikki valonlähteet on jaettu kahteen pääryhmään. Ensimmäinen, värilämpötila (Tc.) 5600 0K, valkoista päivänvaloa (DS), jonka säteilyä hallitsee optisen spektrin lyhytaaltoinen kylmä osa, toinen - hehkulamput (LN), joissa on Tc - 32000K ja pitkäaaltoisen lämpimän osan hallitsevuus säteilyn optisessa spektrissä.

Mistä kaikki alkaa? Kaikki alkaa tyhjästä, myös valosäteily. Musta väri on valon puute. Värin näkökulmasta musta on 0 säteilyintensiteettiä, 0 kylläisyyttä, 0 sävyä (se yksinkertaisesti ei ole olemassa), se on kaikkien värien täydellinen puuttuminen ollenkaan. Miksi näemme esineen mustana, johtuu siitä, että se imee melkein kokonaan kaiken siihen putoavan valon. On olemassa sellainen asia kuin täysin musta vartalo. Absoluuttinen musta kappale on idealisoitu esine, joka absorboi kaiken siihen tulevan säteilyn eikä heijasta mitään. Tietenkin todellisuudessa tämä on saavuttamaton ja luonnossa ei ole täysin mustia ruumiita. Jopa ne esineet, jotka näyttävät meistä mustilta, eivät itse asiassa ole täysin mustia. Mutta on mahdollista tehdä malli melkein kokonaan mustasta rungosta. Malli on kuutio, jonka sisällä on ontto rakenne, johon on tehty pieni reikä, jonka läpi valonsäteet tunkeutuvat kuutioon. Suunnittelu on hieman lintukodin kaltainen. Katso kuvaa (1).

kuva 1). – Malli täysin mustasta rungosta.

Reiän läpi tuleva valo imeytyy täysin toistuvien heijastusten jälkeen, ja reiän ulkopinta näyttää täysin mustalta. Vaikka maalaamme kuution mustaksi, reikä on mustaa kuutiota mustempi. Tästä reiästä tulee täysin musta runko. Sanan kirjaimellisessa merkityksessä reikä ei ole ruumis, vaan se vain osoittaa meille selvästi täysin mustan ruumiin.

Kaikki esineet säteilevät lämpöä (niin kauan kuin niiden lämpötila on absoluuttisen nollan yläpuolella, mikä on -273,15 celsiusastetta), mutta mikään esine ei ole täydellinen lämmön lähettäjä. Jotkut esineet päästävät lämpöä paremmin, toiset huonommin, ja kaikki tämä riippuu erilaisista ympäristöolosuhteista. Siksi käytetään mustaa runkomallia. Täysin musta runko on ihanteellinen lämpösäteilijä. Voimme jopa nähdä mustan kappaleen värin, jos lämmitämme sen, ja näkemämme väri riippuu lämpötilasta, johon lämmitämme mustan kappaleen. Olemme tulleet lähelle värilämpötilan käsitettä.

Katso kuvaa (2).

Kuva (2). – Täysin mustan rungon väri lämmityslämpötilasta riippuen.

a) On täysin musta ruumis, emme näe sitä ollenkaan. Lämpötila 0 Kelvin (-273,15 celsiusastetta) on absoluuttinen nolla, säteilyn täydellinen puuttuminen.

b) Sytytä "supervoimakas liekki" ja ala lämmittää täysin mustaa kehoamme. Kehon lämpötila nousi lämmittämällä 273K:iin.

c) Hieman enemmän aikaa on kulunut ja näemme jo himmeän punaisen hehkun täysin mustasta kehosta. Lämpötila nousi 800 K:een (527 °C).

d) Lämpötila nousi 1300 K (1027°C), keho sai kirkkaan punaisen värin. Voit nähdä samanvärisen hehkun lämmitettäessä joitain metalleja.

e) Keho on lämmennyt 2000K (1727°C) lämpötilaan, mikä vastaa oranssia hehkua. Kuumat hiilet tulessa, jotkut metallit kuumennettaessa ja kynttilän liekki ovat samanvärisiä.

f) Lämpötila on jo 2500K (2227°C). Hehku tässä lämpötilassa muuttuu keltaiseksi. Tällaisen kehon koskettaminen käsillä on erittäin vaarallista!

g) Valkoinen väri – 5500K (5227°C), sama väri kuin Auringon hehku keskipäivällä.

h) Hehkun sininen väri – 9000K (8727°C). Todellisuudessa on mahdotonta saavuttaa tällaista lämpötilaa lämmittämällä liekillä. Mutta tällainen lämpötilakynnys on melko saavutettavissa lämpöydinreaktoreissa, atomiräjähdyksissä, ja tähtien lämpötila universumissa voi nousta kymmeniin ja satoihin tuhansiin kelvineihin. Voimme nähdä vain saman sinisen valon esimerkiksi LED-valoista, taivaankappaleista tai muista valonlähteistä. Taivaan väri kirkkaalla säällä on suunnilleen samanvärinen. Yhteenvetona kaikesta yllä olevasta voimme antaa selkeän määritelmän värilämpötilalle. Värilämpötila on täysin mustan kappaleen lämpötila, jossa se lähettää saman värisävyistä säteilyä kuin kyseessä oleva säteily. Yksinkertaisesti sanottuna 5000K on väri, jonka musta runko saa, kun se kuumennetaan 5000K:een. Oranssin värilämpötila on 2000K, mikä tarkoittaa, että täysin musta kappale on lämmitettävä 2000K:n lämpötilaan, jotta se saa oranssin hehkun.

Mutta kuuman kappaleen hehkun väri ei aina vastaa sen lämpötilaa. Jos keittiön kaasulieden liekki on sini-sininen, se ei tarkoita, että liekin lämpötila olisi yli 9000K (8727°C). Nestemäisessä tilassaan sulalla raudalla on oranssinkeltainen sävy, joka itse asiassa vastaa sen lämpötilaa, joka on noin 2000 K (1727 °C).

LED-lamppujen värilämpötila on yksi valon laatua ja sävyä kuvaavista parametreista, ja se myös määrittää osittain valaistuselementin kirkkaustason. Kun valitset, muista kiinnittää huomiota värilämpötilaan. Jos laama valitaan väärin, on vaikea varmistaa mukavuuden tunne huoneessa.

Valonlähde Kelvinissä

Aikaisemmin, kun pääasiassa käytettiin hehkulamppuja, joille oli ominaista vakiovärilämpötila, tällä parametrilla ei ollut yhtä merkittävää roolia kuin nykyään.

LED-säteilijöiden myötä valintatehtävä on monimutkaistunut, koska valon sävy määräytyy tässä tapauksessa puolijohdemateriaalin mukaan. Siksi meidän pitäisi harkita yksityiskohtaisemmin, mikä tämä parametri on. Mittayksikkö on asteet, K (Kelvinin asteikko).

Arvoalue on erittäin laaja: 1 800 - 10 000 K. Kuitenkin asuin-, toimisto- ja julkisiin tiloihin suositeltavimmat ovat lamput, joiden värit ovat välillä 2 700 - 6 600 K. Perinteisesti useita alueita on erottuva:

• 2 700–3 200 K (lämmin valkoinen hehku);
• 3 500–4 500 K (neutraali tai päivänvalo);
• 4 700 000–6 000 000 (valkoinen);
• yli 6000 K – kylmä valkoinen hehku.

Vertailun vuoksi hehkulampulle on ominaista värilämpötila ensimmäisestä ryhmästä. Siksi tällaisten ominaisuuksien valonlähteet ovat mukavampia ja lämmin hehku lisää kodikkuutta sisustukseen. Työilmapiiriä luovat neutraalivalkoiset lamput.

Toimiston valaistusjärjestelmän ominaisuudet

Suositeltava säteilysävy työpaikoilla on 4200-5500 K, eli valkoinen tai neutraali valo on parempi. Tämä johtuu siitä, että tällaisissa olosuhteissa suorituskyky on suurin (jopa 100%).

Valaistuksen valinta toimistotiloihin

Muulla valaistuksella (keltainen, punainen, sininen, syaani ja oranssi sävyt) työn tuottavuus laskee huomattavasti, etenkin oranssin valon osalta (noin 80 %).

Neutraalin tai valkoisen säteilyn lamppujen käyttötarkoitus työilmapiirissä selittyy sillä, että ne sisältävät sinisen spektrin, joka päiväsaikaan auttaa keskittymään huomion ja nopeuttamaan reaktioita.

Kaikki nämä tekijät ovat hyviä työlle, kun on tärkeää lisätä työn tuottavuutta.

Värilämpötila asuinalueilla

Se, mikä sopii toimistolle, ei aina hyödytä yksityisessä kodissa tai asunnossa. Esimerkiksi valoa, jossa sininen spektri hallitsee, ei suositella käytettäväksi lastenhuoneessa, makuuhuoneessa, eli huoneissa, joissa ihminen on yöllä. Jokaiselle yksityisen asunnon huoneelle on yksilölliset suositukset valaistusjärjestelmän järjestämiseksi.

Esimerkiksi olohuoneet ja makuuhuoneet tulisi varustaa lampuilla, joiden valaistuslämpötila on 2 700 - 3 200 K (lämmin valkoinen). Tämä hehku lisää huoneeseen viihtyisyyttä.

, on suositeltavaa varustaa keittiöt säteilijöillä, joiden värilämpötila on 4 000-5 000 K (päivänvalo, valkoinen valo). Tämän spektrin säteily on parempi myös lukutilassa, kotitoimistossa sekä paikallisessa valaistuksessa (esimerkiksi kylpyhuoneen peilin lähellä).

Kirkas valkoinen ja viileä valo, jonka värilämpötila on 5 000-6 500 K, sopii myös keittiöön ja kylpyhuoneeseen. Tämäntyyppinen valaistus sopii ihanteellisesti autotalliin, sillä se luo erityisen työskentelyilmapiirin.

Lampun kirkkaus ja väritaso

Valonlähteen hehkun intensiteetti määräytyy useiden parametrien mukaan: teho, värilämpötila, emitterien tyyppi (diodit) ja diffuusori. Spektrin ja kirkkaustason välillä ei ole suoraa yhteyttä, mutta tämä parametri määrittää silti hehkun tehokkuuden, vaikka se ei olekaan avain. Esimerkiksi lamput, joilla on sama teho, mutta joilla on erilainen emissiospektri, tarjoavat erilaisia ​​hehkun voimakkuuksia.

Kirkkaus ja väri

Tämä johtuu siitä, että korkeamman arvon lampun sytyttäminen (kylmät sävyt 6 000 K ja enemmän) tuottaa kirkkaimman valon. Mutta tämä sääntö pätee vain, jos muut parametrit (diodityyppi, tehotaso) vastaavat eri lamppuja.

Jos verrataan valonlähdettä, jonka teho on 18 ja 5 W eri säteilyspektreillä (ensimmäisessä tapauksessa 3 000 K ja toisessa 5 000 K), on selvää, että 18 W hehkulamppu on tehokkaampi, huolimatta se, että säteilyn värilämpötila on selvästi alle.

Emme saa myöskään unohtaa sellaista käsitettä kuin hajoaminen, joka tarkoittaa kiteiden luonnollista samenemisprosessia (luminesenssin intensiteetin vähenemistä). Tietyn ajan kuluttua kaikki diodilamput heikkenevät vähitellen. Jotta valonlähde kestäisi pidempään, sinun on valittava mallit luotettavilta merkeiltä.

Siksi värilämpötila on yksi nykyaikaisen valaistuselementin avainparametreista. Jos jätät sen huomioimatta, valaistusjärjestelmä ei ehkä ole tarpeeksi tehokas epämiellyttävän hehkun ja heikon valon kirkkauden vuoksi.

Huoneille, joilla on erilaisia ​​käyttötarkoituksia, on olemassa yksittäisiä suosituksia, joiden avulla voit valita sopivimman valaistusvaihtoehdon. Keittiöön, kylpyhuoneeseen - valkoinen tai neutraali valo. Makuuhuoneessa, lastenhuoneessa ja olohuoneessa on parempi käyttää lämpimiä valonlähteitä.

Mustaa mustaa

Kuva 1 - Malli täysin mustasta rungosta.

Reiän läpi tuleva valo imeytyy täysin toistuvien heijastusten jälkeen, ja reiän ulkopinta näyttää täysin mustalta. Vaikka maalaamme kuution mustaksi, reikä on mustaa kuutiota mustempi. Tämä reikä tulee olemaan täysin musta runko. Sanan kirjaimellisessa merkityksessä reikä ei ole ruumis, vaan vain osoittaa selvästi meillä on täysin musta vartalo.
Kaikki esineet säteilevät lämpöä (niin kauan kuin niiden lämpötila on absoluuttisen nollan yläpuolella, mikä on -273,15 celsiusastetta), mutta mikään esine ei ole täydellinen lämmön lähettäjä. Jotkut esineet päästävät lämpöä paremmin, toiset huonommin, ja kaikki tämä riippuu erilaisista ympäristöolosuhteista. Siksi käytetään mustaa runkomallia. Täysin musta vartalo on ihanteellinen lämmöntuottaja. Voimme jopa nähdä täysin mustan rungon värin, jos sitä kuumennetaan, ja väri, jonka näemme, riippuu mikä lämpötila Me lämmitetään se täysin musta runko. Olemme tulleet lähelle värilämpötilan käsitettä. Katso kuva 2.

Kuva 2 - Täysin mustan kappaleen väri lämmityslämpötilasta riippuen.

A) On täysin musta ruumis, emme näe sitä ollenkaan. Lämpötila 0 Kelvin (-273,15 celsiusastetta) - absoluuttinen nolla, säteilyn täydellinen puuttuminen.
b) Sytytä "supervoimakas liekki" ja ala lämmittää täysin mustaa kehoamme. Kehon lämpötila nousi lämmittämällä 273K:iin.
c) Hieman enemmän aikaa on kulunut ja näemme jo himmeän punaisen hehkun täysin mustasta kehosta. Lämpötila nousi 800 K:een (527 °C).
d) Lämpötila nousi 1300 K (1027°C), keho sai kirkkaan punaisen värin. Voit nähdä samanvärisen hehkun lämmitettäessä joitain metalleja.
e) Keho on lämmennyt 2000K (1727°C) lämpötilaan, mikä vastaa oranssia hehkua. Kuumat hiilet tulessa, jotkut metallit kuumennettaessa ja kynttilän liekki ovat samanvärisiä.
f) Lämpötila on jo 2500K (2227°C). Hehku tässä lämpötilassa muuttuu keltaiseksi. Tällaisen kehon koskettaminen käsillä on erittäin vaarallista!
g) Valkoinen väri - 5500K (5227°C), sama väri kuin Auringon hehku keskipäivällä.
h) Sininen hehkuväri - 9000K (8727°C). Todellisuudessa on mahdotonta saavuttaa tällaista lämpötilaa lämmittämällä liekillä. Mutta tällainen lämpötilakynnys on melko saavutettavissa lämpöydinreaktoreissa, atomiräjähdyksissä, ja tähtien lämpötila universumissa voi nousta kymmeniin ja satoihin tuhansiin kelvineihin. Voimme nähdä vain saman sinisen valon esimerkiksi LED-valoista, taivaankappaleista tai muista valonlähteistä. Taivaan väri kirkkaalla säällä on suunnilleen samanvärinen Yhteenvetona kaikki edellä mainitut, voimme antaa selkeän määritelmän värilämpötilasta. Värikäs lämpötila on mustan kappaleen lämpötila, jossa se lähettää säteilyä, jonka värisävy on sama kuin kyseessä oleva säteily. Yksinkertaisesti sanottuna 5000K on väri, josta tulee musta kappale, kun se kuumennetaan 5000K:een. Oranssin värilämpötila on 2000K, mikä tarkoittaa, että täysin musta kappale on lämmitettävä 2000K:n lämpötilaan, jotta se saa oranssin hehkun.
Mutta kuuman kappaleen hehkun väri ei aina vastaa sen lämpötilaa. Jos keittiön kaasulieden liekki on sini-sininen, se ei tarkoita, että liekin lämpötila olisi yli 9000K (8727°C). Nestemäisessä tilassaan sulalla raudalla on oranssinkeltainen sävy, joka itse asiassa vastaa sen lämpötilaa, joka on noin 2000 K (1727 °C).

Väri ja sen lämpötila

Kuva 3 - Auton ksenonlamppujen värilämpötila.

Kuva 4 - Loistelamppujen värilämpötila.

Wikipediasta löysin yleisten valonlähteiden värilämpötilojen numeeriset arvot:
800 K - kuumien kappaleiden näkyvän tummanpunaisen hehkun alku;
1500-2000 K - kynttilän liekkivalo;
2200 K - hehkulamppu 40 W;
2800 K - 100 W hehkulamppu (tyhjiölamppu);
3000 K - hehkulamppu 200 W, halogeenilamppu;
3200-3250 K - tyypilliset kalvolamput;
3400 K - aurinko on horisontissa;
4200 K - loistelamppu (lämmin valkoinen valo);
4300-4500 K - aamu-aurinko ja lounasaurinko;
4500-5000 K - ksenonkaarilamppu, sähkökaari;
5000 K - aurinko keskipäivällä;
5500-5600 K - valokuvasalama;
5600-7000 K - loistelamppu;
6200 K - lähellä päivänvaloa;
6500 K - normaali valkoisen valon lähde, lähellä keskipäivän auringonvaloa 6500-7500 K - pilvinen;
7500 K - päivänvalo, suuri osa hajavaloa kirkkaalta siniseltä taivaalta;
7500-8500 K - hämärä;
9500 K - sininen pilvetön taivas pohjoispuolella ennen auringonnousua;
10 000 K - "äärettömän lämpötilan" valonlähde, jota käytetään riuttaakvaarioissa (vuokonsininen sävy);
15 000 K - kirkas sininen taivas talvella;
20 000 K - sininen taivas napaleveysasteilla.
Värilämpötila on lähteen ominaisuudet Sveta. Kaikilla näkemillämme väreillä on värilämpötila, eikä sillä ole väliä mikä väri se on: punainen, karmiininpunainen, keltainen, violetti, violetti, vihreä, valkoinen.
Mustan kappaleen lämpösäteilyn tutkimustyöt kuuluvat kvanttifysiikan perustajalle Max Planckille. Vuonna 1931 kansainvälisen valaistuskomission (CIE, kirjallisuudessa usein kirjoitettu nimellä CIE) VIII istunnossa ehdotettiin XYZ-värimallia. Tämä malli on kromaattisuuskaavio. XYZ-malli on esitetty kuvassa 5.

Kuva 5 - XYZ-värimaattisuuskaavio.

Numeeriset X- ja Y-arvot määrittävät kaavion värikoordinaatit. Z-koordinaatti määrittää värin kirkkauden, sitä ei käytetä tässä tapauksessa, koska kaavio esitetään kaksiulotteisessa muodossa. Mutta mielenkiintoisin asia tässä kuvassa on Planck-käyrä, joka kuvaa kaavion värien värilämpötilaa. Katsotaanpa sitä tarkemmin kuvassa 6.

Kuva 6 - Planckin käyrä

Planckin käyrä tässä kuvassa on hieman katkaistu ja "hieman" käännetty, mutta tämä voidaan jättää huomiotta. Värin värilämpötilan selvittämiseksi sinun on yksinkertaisesti pidennettävä kohtisuoraa viivaa kiinnostavaan pisteeseen (värialueeseen). Pystysuora viiva puolestaan ​​luonnehtii sellaista käsitettä kuin puolueellisuus- värin poikkeama vihreäksi tai violetiksi. Ne, jotka ovat työskennelleet RAW-muuntimien kanssa, tietävät sellaisen parametrin kuin Sävy - tämä on offset. Kuva 7 näyttää värilämpötilan säätöpaneelin RAW-muuntimissa, kuten Nikon Capture NX ja Adobe CameraRAW.

Kuva 7 - Eri muuntimien värilämpötilan asetuspaneeli.

On aika tarkastella, kuinka värilämpötila ei määritetä vain yksittäisen värin, vaan koko valokuvan kokonaisuutena. Otetaan esimerkiksi maaseutumaisema kirkkaana aurinkoisena iltapäivänä. Valokuvauksesta käytännön kokemusta omaavat tietävät, että aurinkoisen keskipäivän värilämpötila on noin 5500K. Mutta harvat tietävät, mistä tämä luku on peräisin. 5500K on värilämpötila koko lavan, eli koko tarkasteltavana oleva kuva (kuva, ympäröivä tila, pinta-ala). Luonnollisesti kuva koostuu yksittäisistä väreistä ja jokaisella värillä on oma värilämpötilansa. Mitä tapahtuu: sininen taivas (12000K), puiden lehdet varjossa (6000K), ruoho aukiolla (2000K), erityyppinen kasvillisuus (3200K - 4200K). Tämän seurauksena koko kuvan värilämpötila on yhtä suuri kuin kaikkien näiden alueiden keskiarvo, eli 5500K. Kuva 8 osoittaa tämän selvästi.

Kuva 8 - Aurinkoisena päivänä kuvatun kohtauksen värilämpötilan laskeminen.

Seuraava esimerkki on kuvattu kuvassa 9.

Kuva 9 - Auringonlaskun aikaan kuvatun kohtauksen värilämpötilan laskeminen.

Kuvassa punainen kukkanuppu, joka näyttää kasvavan vehnäjauhoista. Kuva on otettu kesällä kello 22:30 auringon laskiessa. Tätä kuvaa hallitsee suuri määrä keltaisia ​​ja oransseja värisävyjä, vaikka taustalla on sininen sävy, jonka värilämpötila on noin 8500K, ja on myös lähes puhdasvalkoinen väri, jonka värilämpötila on 5500K. Otin tästä kuvasta vain 5 perusväriä, sovitin ne väritaulukkoon ja laskin koko kohtauksen keskimääräisen värilämpötilan. Tämä on tietysti suunnilleen, mutta totta. Tässä kuvassa on yhteensä 272816 väriä ja jokaisella värillä on oma värilämpötilansa Jos laskemme kaikkien värien keskiarvon manuaalisesti, niin parin kuukauden päästä saadaan vielä tarkempi arvo kuin minä. laskettu. Tai voit kirjoittaa ohjelman laskeaksesi ja saada vastauksen paljon nopeammin. Jatketaan: Kuva 10.

Kuva 10 - Muiden valonlähteiden värilämpötilan laskenta

Show-ohjelmien isännät päättivät olla rasittamatta meitä värilämpötilalaskelmilla ja tekivät vain kaksi valonlähdettä: valkovihreää kirkasta valoa säteilevän kohdevalon ja punaisella valolla loistavan kohdevalon, ja koko juttu laimennettiin savulla... no, kyllä ​​- ja he asensivat esityksen tuojan Frontiin. Savu on läpinäkyvää, joten se läpäisee helposti kohdevalon punaisen valon ja muuttuu itse punaiseksi, ja punaisen värimme lämpötila on kaavion mukaan 900K. Toisen valonheittimen lämpötila on 5700K. Niiden välinen keskiarvo on 3300K Muut kuvan osat voidaan jättää huomioimatta - ne ovat melkein mustia, eikä tämä väri edes putoa kaavion Planck-käyrään, koska kuumien kappaleiden näkyvä säteily alkaa noin 800K:sta (punainen. väri). Puhtaasti teoreettisesti voidaan olettaa ja jopa laskea lämpötila tummille väreille, mutta sen arvo on mitätön verrattuna samaan 5700K:een.
Ja viimeinen kuva kuvassa 11.

Kuva 11 - Lasketaan illalla otetun kohtauksen värilämpötila.

Kuva on otettu kesäiltana auringonlaskun jälkeen. Taivaan värilämpötila sijaitsee kaaviossa sinisen värisävyn alueella, joka Planckin käyrän mukaan vastaa noin 17000K lämpötilaa. Vihreän rannikon kasvillisuuden värilämpötila on noin 5000K ja hiekan, jossa on levää, värilämpötila noin 3200K. Kaikkien näiden lämpötilojen keskiarvo on noin 8400 K.

valkotasapaino

Kuva 12 - Valkotasapainon asetustilat valokuvakamerassa (videokamera).

On sanottava heti, että esineiden valkoinen väri voidaan saada, jos käytä lähdettä Sveta värilämpötilan kanssa 5500K(tämä voi olla auringonvalo, valokuvasalama tai muut keinovalaisimet) ja jos kyseessä ovat itse esineitä valkoinen(heijastavat kaiken näkyvän valon säteilyn). Muissa tapauksissa valkoinen väri voi olla vain lähellä valkoista. Katso kuvaa 13. Siinä näkyy sama XYZ-värimaattisuuskaavio, jota tarkastelimme äskettäin, ja kaavion keskellä on valkoinen piste, joka on merkitty ristillä.

Kuva 13 - Valkoinen piste.

Merkityn pisteen värilämpötila on 5500K ja, kuten aito valkoinen, se on spektrin kaikkien värien summa. Sen koordinaatit ovat x = 0,33 ja y = 0,33. Tätä kohtaa kutsutaan yhtä suuri energiapiste. Valkoinen piste. Luonnollisesti, jos valonlähteen värilämpötila on 2700K, valkoinen piste ei ole edes lähellä, mistä valkoisesta väristä voidaan puhua? Siellä ei koskaan tule valkoisia kukkia! Tässä tapauksessa vain kohokohdat voivat olla valkoisia. Esimerkki tällaisesta tapauksesta on kuvassa 14.

Kuva 14 – Eri värilämpötilat.

valkotasapaino– tämä asettaa arvon värilämpötila koko kuvalle. Oikein asennettuna saat näkemääsi kuvaa vastaavat värit. Jos tuloksena olevaa kuvaa hallitsevat epäluonnolliset siniset ja syaanit värisävyt, se tarkoittaa, että värit "ei ole tarpeeksi lämmenneet", kohtauksen värilämpötila on asetettu liian alhaiseksi, sitä on nostettava. Jos koko kuvaa hallitsee punainen sävy, värit ovat "ylikuumentuneet", lämpötila on asetettu liian korkeaksi, sitä on alennettava. Esimerkki tästä on kuva 15.

Kuva 15 – Esimerkki oikeista ja vääristä värilämpötila-asetuksista

Koko kohtauksen värilämpötila lasketaan seuraavasti keskiverto lämpötila kaikki värit annettu kuva, joten sekavalolähteiden tai hyvin erilaisten värisävyjen tapauksessa kamera laskee keskilämpötilan, mikä ei aina pidä paikkaansa.
Esimerkki yhdestä tällaisesta virheellisestä laskelmasta on esitetty kuvassa 16.

Kuva 16 – Väistämätön epätarkkuus värilämpötilan asettamisessa

Kamera ei pysty havaitsemaan yksittäisten kuvaelementtien terävästi erilaisia ​​kirkkauksia ja niiden värilämpötiloja samalla tavalla kuin ihmisen näkö. Siksi, jotta kuva näyttää melkein samalta kuin mitä näit sen ottamisen yhteydessä, sinun on säädettävä sitä manuaalisesti visuaalisen havainnon mukaan.

Tämä artikkeli on tarkoitettu enemmän niille, jotka eivät vielä tunne värilämpötilan käsitettä ja haluaisivat oppia lisää. Artikkeli ei sisällä monimutkaisia ​​matemaattisia kaavoja ja joidenkin fysikaalisten termien tarkkoja määritelmiä. Kommenttienne ansiosta, jotka kirjoitit kommentteihin, tein pieniä muutoksia artikkelin joihinkin kohtiin. Pahoittelen mahdollisia epätarkkuuksia.

LED-tuotteet ovat nykyään valtava menestys kuluttajien keskuudessa. Vain parissa vuodessa uusia valonlähteitä alettiin käyttää lähes kaikkialla. LED-lamppuja tarvitaan autoihin, ulkomainontaan, kotiin ja muuhun ihmisen toimintaan.

Mutta tänään emme puhu siitä, kuinka näitä hehkulamppuja käytetään kotona, julkisissa tiloissa, autoissa jne. Tässä artikkelissa puhumme LED-lamppujen värilämpötilasta ja kuinka tämä ilmaisin vaikuttaa niiden lämmitykseen. Mutta ymmärtääksesi sellaisen käsitteen kuin LED-lämmitys, sinun on aloitettava perusasioista.

Valon olemus

Valolla fyysisenä ilmiönä voi olla erilaisia ​​ilmenemismuotoja. Eri valossa näemme esineet ja ympärillämme olevan todellisuuden eri sävyissä, mikä epäilemättä vaikuttaa maailmankuvaamme. Samalla voimme havaita esineet selkeämmin tai vääristyneemmin.
Värilämpötila ja värintoistoindeksi ovat vastuussa oikeasta valaistuksesta ja siitä, miten havaitsemme ympäröivän tilan.

Huomautus! Kaikkien valonlähteiden (ei vain LED-valonlähteiden) optimaaliseen valintaan kotiin, kadulle, autolle ja muille ihmistoiminnan aloille on välttämätöntä ottaa nämä kaksi parametria huomioon. Muuten tunnet olosi epämukavaksi valaistussa huoneessa.

LED-lamppu hehkuu

LED-lamppujen värilämpötilan on täytettävä tietyt vaatimukset, jotta se ei aiheuta haittaa. Tämä on kaikentyyppisten hehkulamppujen pääominaisuus, erityisesti niille, jotka pystyvät lämmittämään. On syytä huomata, että LED-valonlähteet pystyvät lämmittämään hyvin vähän. Siksi, vaikka ne voivat lämmetä hieman, niitä käytetään aktiivisesti yhdessä venytyskattojen kanssa.
Värilämpötila määrittää valosäteilyn spektrikoostumuksen, joka ihmisen visuaalisten analysaattoreiden (silmien) tulee havaita objektiivisesti. Tämä indikaattori mitataan LED-lampuille, kuten muille valonlähteille, kolorimetrillä. Ja se mitataan käänteisinä mikroasteina tai miredeinä.
LED-malleja valitessaan kuluttajan on tunnettava tämä indikaattori, jotta hän voi tehdä oikean oston. Siellä on vastaava taulukko optimaalisen värilämpötila-alueen määrittämiseksi.

Värilämpötilataulukko

Huomautus! Tämä ilmaisin on identtinen muiden maailmassa yleisesti käytettyjen hehkulamppujen kanssa.

Kun valitset valonlähdettä kotiin, kadulle tai autollesi, sinun tulee muistaa, että hehkulampun lähettämän valon tulee olla mahdollisimman lähellä luonnollista valaistustasoa.

LED-valon ominaisuudet

Valodiodi on puolijohdelaite, joka tuottaa hehkua, kun sähkövirta kulkee sen läpi. Valo, jonka tällainen diodi pystyy lähettämään, sijaitsee melko kapealla spektrialueella. Tässä tapauksessa itse väri riippuu materiaalista, josta LED-puolijohde on valmistettu.
Valkoisen värin muodostuminen tällaisissa tuotteissa saavutetaan seuraavilla tavoilla:

• yhdistämällä eri hehkuvärien diodeja valkoisen valon tuottamiseksi. Tämän menetelmän avulla voit saavuttaa erinomaisen värilaadun ja mahdollisuuden säätää sitä. Mutta tämä menetelmä on melko kallis, mikä vaikuttaa sellaisten tuotteiden hintaan, jotka eivät ole kaikkien saatavilla;
• loisteaineiden käyttö diodien päällystämiseen. Tämä on melko halpa ja hyödyllinen menetelmä, jonka avulla voit saavuttaa korkeamman värintoistokertoimen. Mutta tässä käytetyn fosforipinnoitteen vuoksi valotehokkuus laskee.

Lampun rakenne

LED-lamppu koostuu useista diodeista tai, kuten niitä joskus kutsutaan, siruista. Lisäksi on ajuri, joka on laite, joka muuntaa 220 voltin vaihtovirran tasavirraksi, joka tarvitaan diodien virransyöttöön. Tämän rakenteen ansiosta nämä valonlähteet luovat suunnatun valovirran, jolle on tunnusomaista syntyvän hehkun suuntakulma.

Mitä sinun tarvitsee tietää

Kun valitset LED-lamppuja, sinun on tiedettävä, että niillä on sellainen parametri kuin käyttövärilämpötila. Se heijastaa tasoa, jolla valonlähde tuottaa tarpeeksi hehkua. Tässä on muistettava, että auton ajovaloilla tai kodin valaisimilla on oltava erilaiset hehkulämpötilaparametrit. Muuten ne eivät pysty valaisemaan tehokkaasti ympäröivää tilaa.
Kun lämpötila on 5000 K sisällä, säteilevän valon spektrikoostumus on tasapainoisempi. Täällä se on lähes identtinen päivän auringonvalon kanssa. Värintoistoindeksi näillä parametreilla on 100. Maksimivärilämpötilaa käytetään kuitenkin harvoin, koska rajaolosuhteet voivat vahingoittaa silmiä.

Värikäs lämpötila

Huomautus! Kun värilämpötila laskee, hehku muuttuu punaisemmaksi ja vähemmän siniseksi. Ja mitä korkeampi ilmaisin, sitä enemmän sinisiä ja vihreitä värejä hehkussa on. Tämä näkyy selvästi esimerkissä hehkulampusta, joka luo hehkua punertavalla sävyllä.

Tässä suhteessa LED-lampuilla on seuraavat positiiviset näkökohdat:

• Lamppukotelot eivät kuumene. Itse asiassa lämmitystä tapahtuu täällä edelleen, mutta se on melkein huomaamaton. Lämpeneminen käytettäessä tällaisia ​​lamppuja on havaittavissa vain LED-nauhan esimerkissä. Mutta myös täällä päälämmitys tulee vain virtalähteestä. Itse tuotteen rungot eivät kuumene;
• luoda korkealaatuista valkoista valoa, joka sopii parhaiten silmillemme keinovalaistuksen suhteen.

Auton valaistus

Tällaiset parametrit ovat mahdollistaneet LEDien laajan käytön kotien, katujen ja autojen valaisemiseen. Jälkimmäiseen tapaukseen kannattaa keskittyä tarkemmin, sillä autossa voi olla sekä ajovalojen että koko rungon LED-viritys.
Tässä on kuitenkin myös haittoja. Joten huolimatta siitä, että tällaiset tuotteet tuskin kuumenevat ja niiden runko ei muutu jatkuvan ylikuumenemisen vuoksi, ne eivät aina toista tehokkaasti muita valon sävyjä.

Ero LED-lamppujen välillä

LED-tuotteet eroavat toisistaan ​​värilämpötilakertoimessaan. Nykyään kaikki tuotteet käyttötarkoituksesta riippumatta (katu, koti, auto) jaetaan kolmeen pääryhmään niiden luminesenssialueen mukaan:

• vaihteluväli 2700-3500K. Tällaiset tuotteet lähettävät valkoista lämmintä valoa, joka on hyvin samanlainen kuin hehkulamppujen hehku. Käytetään asuintiloihin;
• vaihteluväli 3500-5000K. Tämä on niin kutsuttu neutraali alue. Tässä olevaa hehkua kutsutaan "normaaliksi valkoiseksi". Tällä alueella työskentelevistä tassuista tuleva valo muistuttaa auringonvaloa aamulla. Soveltuu talon teknisiin tiloihin (kylpyhuone, wc), toimistoihin, koulutustiloihin;
• vaihteluväli 5000-7000K. Tällä alueella säteilevää hehkua kutsutaan "viileäksi tai päivänvalkoiseksi" valoksi. Se vastaa kirkasta päivänvaloa. Sitä käytetään puistojen, kujien, parkkipaikkojen, mainostaulujen jne. katuvalaistukseen.

Lamppujen erilainen hehku

Jos värilämpötila ei vastaa 5000K, sävyissä, valkoista lukuun ottamatta, on lämpimiä sävyjä (jos tämä arvo ylittyy) tai kylmiä sävyjä (jos tätä arvoa pienennetään). Samalla valonlähteiden kotelot eivät kuumene, mikä ei vaikuta mitenkään näiden energiansäästölamppujen käyttöikään.
Muista, että kun valitset tällaisia ​​valaistustuotteita, sinun on aina asetettava etusijalle sopivin värintoistoindeksi.

Johtopäätös

Keinovaloa on tietysti vaikea verrata luonnonvaloon, mutta kaikkien eri mallien LED-lamput ovat mahdollisimman lähellä tätä. Lisäksi ne tuskin kuumenevat! Kun päätät käyttää LED-valolähteitä valaistukseen, sinun on tunnettava sellainen ilmaisin kuin värilämpötila. Valovirta, jolla on suora vaikutus ihmisen visuaaliseen analysaattoriin, riippuu tästä parametrista. Jos et ota huomioon värilämpötilaa, ideasi ei tarjoa haluttua mukavuutta, vaan tuo vain epämukavuutta.

USB-lamput työpöydän attribuuttina Akkukäyttöisellä anturilla varustetun lampun valinta asuntoon, valmiit vaihtoehdot