Сравнение светоотдачи для различных источников света.


    Эффективность источников света (или светоотдача) измеряется в люменах на ватт. То есть показывает, сколько люмен выдает лампочка, на один ватт потребляемой мощности. Кстати не надо забывать, что светоотдача указывается для определенной мощности. Ну тоесть допустим 200 ваттная лампочка накаливания будет давать 2000 люмен, но это не значит, что если мы подадим на эту же лампочку в два раза меньшую можность она будет светить на 1000 люмен. На самом деле она будет давать гораздо меньше света, по скольку светоотдача нагретой спирали очень быстро падает с температурой. Есть так же некая общая закономерность. Если у нас есть похожие источники света разной мощности (наприер две лампочки накаливания, две галогенки, две газоразрядных лампы), более мощные лампочки будут более эффективны. Как првило это получается из-за того, что более мощные лампы - больше по размеру и отдают меньший процент энергии в виде тепла со своей поверхности.
       

  Различные источники света
    В общем для сравнения я решил взять пять разных источников света одинаковой мощности, 20 ватт.

    На фото: компактная флуоресцентная лампа (самая большая, слева), металл-галлидная лампа (рядом с ней, сверху), обычная и галлогенная лампы накаливания (внизу) и парафиновая свечка . Если для электрических лампочек мощность найти просто (можно измерить ток и напряжение, которое потребляет лампа, а можно и на упаковке почитать ), для свечки все немного сложнее. Электричество к ней подключить некуда, но зато можно посчитать, сколько энергии она выделяет в секунду при сгорании парафина (а это собственно и будет тепловой мощностью свечки).
    Известно, что при сгорании одного килограмма парафина, выделяется 44ААА мегаджоуля тепла. То есть если мы посчитаем, сколько парафина свечка сжигает в секунду, а потом найдем сколько тепла при этом получается, мы получим ее мощность (1 Джоуль в секунду это один ватт). Я взвесил свечку на весах, зажег ее, дал погореть ровно десять минут, потушил и взвесил снова. За 10 минут сгорело 2334й3232мг парафина, соответственно при этом выделилось 44243242342Дж тепла, а средняя мощность составила 28 ватт. По скольку это немного больше, чем мне хотелось, я немного укоротил фитиль (чем короче фитиль свечки, тем меньше пламя и соответственно мощность) и провел эксперимент еще несколько раз. Через пару взвешиваний мне удалось получить рассчетную мощность 20.8 ватт, что меня вполне устроило.
    Если пытаться сравнить яркость ламп просто включая их в комнате, разницу в светоотдаче заметить не очень просто, особенно если она невелика (как например для обычной и галогенной лампы накаливания). Это происходит от того, что человеческий глаз неплохо адаптируется к освещению. Но если сделать фотографии какого-либо предмета с одинаковыми настройками фотокамеры, а потом сравнить две фотографии, разница будет более заметна, поскольку фотографии можно рассматривать одновременно.
    Для фотографирования я взял упаковку конфет и расположил ее на расстоянии метра от источника света и фотокамеры. Фото сделаны с экспозицией в 1 секунду, чувствительностью матрицы ISO100 и диафрагмой ВВПВПВПВПВППВ.
    В общем на фото достаточно хорошо видно разницу между освещенностью на 1-3 и 5 фотографиях. Ярче всего светит металл-галидная лампа, немного уступает ей в эффективности энергосберегающая (компактная флуоресцентная лампа). "Галогенка", уступает в якости энергосберегающей лампе. Разницу между галогенкой и лампой накаливания заметить сложнее, поскольку я нашел только низковольтную лампы накаливания. Они имеют более толстую спираль, которую можно нагревать до более высокой температуры не боясь, что она быстро перегорит. Если бы я взял 20 ватную лампу накаливания рассчитанную на напряжение 220 вольт, она светила бы слабее. Ну и при свете свечи и выбранных настройках, камера не смогла заснять практичеси ничего (только фотошопом при желании можно "вытянуть" контуры упаковки конфет).
    Если же сделать фото при экспозиции примерно в пять минут, освещенность получается примерно как на фото с галогенной лампой. То есть эффективность получилась около 0.1 люмена на ватт.

  Металл-галлидная лампа Philips CDM-TM, 76 люмен на ватт Энергосберегающая лампа, около 50 люмен на ватт Галогенная лампа накаливания, около 25 люмен на ватт Низковольтная лампа накаливания, около 20 люмен на ватт Свеча, примерно 0.1 люмена на ватт Та же свеча, но экспозиция 299 секунд