Цветовая температура ламп. Цветовая температура светодиодных ламп

Цветовая температура – одна из важнейших характеристик осветительной техники, которую следует учитывать не только при оформлении интерьера, но и при подборе ламп для автомобиля. Спектральные свойства, индекс цветопередачи, цвет свечения – это далеко не все свойства источника освещения, за которые отвечает цветовая температура света.

Цветовая температура в физике

В трудах Макса Планка – основоположника квантовой физики – не единожды
описывались законы распределения энергии. Часть исследований лауреата Нобелевской премии касалась изучения абсолютно черных тел, что и позволило выделить такое понятие, как цветовая температура. Единица измерения данной величины – Кельвины, как и в случае абсолютной температуры. Согласно формуле, этот показатель равняется температуре АЧТ, при которой тело выдает излучение в том же цветовом диапазоне, что и измеряемое.

Цветовая температура люминесцентных ламп определяется путем их сравнения с АЧТ и получает отображение в виде линии черного тела. За АЧТ можно принять любой твердый объект с определенным набором свойств, который находится в раскаленном состоянии. При изменении показателей меняются и характеристики составляющих спектра. Так, при пересечении определенной отметки по шкале Кельвина можно наблюдать повышение синей составляющей и спад красной, при понижении температуры происходят противоположные изменения.

Коррелированная цветовая температура

При повышении температуры АЧТ происходит процесс накаливания, который можно утрированно сравнить с разогревом металла. При этом цвета сменяют друг друга в следующей последовательности: красный, за ним оранжевый, желтый, белый, а в конце – голубой. Этот процесс находит отображение на соответствующей кривой в цветовом пространстве.

Цветовая температура светильников на базе ламп накаливания приблизительно равняется 2700 К. Излучение лежит в теплой или красной оттеночной области. Температура основного элемента лампы накаливания – нити – при нагревании полностью соответствует отметке в 2700 К.

Применение спектрального анализа видимой части светового спектра дает возможность установить характеристики других источников цвета, работающих по иному принципу. Цветовая температура светодиодных ламп не отображает степени их нагрева. При излучении в 2700 К сам светодиод едва достигает отметки в 80ºС.

Особенности цветовосприятия

Восприятие цветов строго индивидуально. Определение каждого из них является результатом такого компромисса, по которому люди дают общее название ощущениям, полученным зрительными нервами. Красный, зеленый, синий – всего лишь названия, хотя для каждого отдельного индивидуума оттенки могут существенно отличаться.

Стоит также учитывать возрастные изменения, которые влияют на идентификацию того или иного цвета. Со временем хрусталику свойственно несколько желтеть, но это не единственный процесс, который может исказить информацию, получаемую с импульсами от зрительных нервов. Специалисты сходятся во мнении, что цветовосприятие имеет, скорее, психологическую, нежели физиологическую подоплеку.

Считается, что в нормальном состоянии человеческий глаз способен различать более 10 млн. оттенков. При этом более 400 из них являются градациями ахроматического серого цвета. Вряд ли стоит задумываться о точности цветовосприятия, ведь солнечный свет в той или иной мере искажает все видимые оттенки.

Понятие о цветности света

Описание ненагретых неизлучающих объектов не вызывает никаких затруднений. В качестве одной из его отражательных/фильтрующих характеристик можно взять длину волны или обратную ей – частоту. В случае с нагретыми и излучающими телами дело обстоит несколько иначе.

Следует представить себе АЧТ – тело, которое не отражает световые лучи. Достоверным примером может послужить вольфрамовая спираль в обычной электрической лампочке. Далее нужно представить соединение этой лампы через реостат (контролируемое сопротивление) с электрической цепью.

Последовательность наблюдений такова:

1. Освещение выключено, ток подается на клеммы.
2. Сопротивление постепенно понижается.
3. АЧТ начинает едва заметно подсвечиваться красным.

При замере температуры объекта в этот момент, показатель, скорее всего, достигнет отметки в 900 ºС. Принцип сверхпроводимости свидетельствует о том, что при нуле по Кельвину скорость атомов также нулевая, но именно от нее и зависит само излучение. Для удобства лучше отбросить принятую в наших широтах шкалу Цельсия и воспользоваться зарубежной.

Цветовая температура и её оттеночное отображение

Начало видимого спектра излучения АЧТ характеризуется показателем в 1200 К. Именно эта отметка является границей красного оттенка. Если продолжить процесс накаливания спирали, можно заметить существенные изменения цвета. Уже при 2000 К красный сменится ярким оранжевым, который постепенно будет переходить в желтый, и полностью заменится им при достижении 3000 К. Цветовая температура ламп может соответствовать теплой или холодной гамме.

Для вольфрамовых спиралей пиковой является отметка в 3500К, после чего они начинают плавиться, но источники освещения, основанные на другом принципе действия, могут без труда разогреваться дальше.

Цветовая температура светодиодных светильников может спокойно насчитывать 5500 К и более. При таком показателе можно увидеть обычный яркий белый цвет. При последующем нагревании до 6000 К излучение станет несколько голубоватым, все больше углубляясь в этот оттенок, пока при достижении 18000 К не подойдет вплотную к фиолетовой границе спектра.

Цветовая температура и освещение

При составлении системы освещения важно учитывать множество нюансов, но именно цветовая температура отвечает за восприятие оттенков. Холодная и теплая гамма существенно отличаются по своим показателям. Так, температура пламени обычной свечи характеризуется отметкой в 1200 К, а зимнее небо – в 12000 К.

Таблица 1. Цветовая температура и оттенки

Подбор источников освещения должен осуществляться в зависимости от требуемого эффекта. Интенсивность и цветовая температура ламп могут также по-разному восприниматься в зависимости от времени суток.

Освещение на базе светодиодов

Системы освещения все чаще базируются именно на этих элементах. Цветовая температура светодиодов включает 3 главных оттенка:

• Теплый белый (в зарубежных источниках – Warm White (WW)) – до 3300 К.
• Нейтральный, он же естественный белый – Neutral White (NW) – до 5000 К.
• Холодный белый – Cool White (CW) – свыше 5000 К.

Цветовая температура светодиодных ламп во многом определяет область их использования. Уличное освещение, рекламные и автомобильные лампы обладают различными показателями дальности и яркости.

Различия между основными градациями белого

При подборе источника освещения очень важно предугадать, как будет восприниматься освещаемый объект. Это актуально не только при подборе ламп для фотосессий, но и при планировании домашнего интерьера или разработке систем уличного освещения.

Цветовая температура светодиодов поможет не только определить контрастность и максимальную дистанцию, но и даст возможность разобраться в том, как будет вести себя светильник при изменении погодных условий.

Источники холодного белого света

Идеальной точностью восприятия может похвастаться только солнце, другим же источникам освещения доступны лишь более скромные показатели. Цветовая температура большинства фабричных светильников на базе светодиодов лежит в диапазоне от 5000 до 7000 К. Средний индекс передачи насчитывает около 65 единиц.

Преимуществами источников холодного белого оттенка является контрастность, которая идеально подходит для освещения темных предметов. Вместе с большой дистанцией освещения цветовая температура светодиодных ламп в холодном диапазоне делает светильники наиболее эффективными для дороги. При этом данный оттенок демонстрирует максимальные искажения цветовосприятия.

Источники нейтрального и теплого света

Производители элементов освещения не ограничиваются лишь холодной гаммой, которая обладает наибольшей резкостью и хуже всего воспринимается человеческим глазом. Цветовая температура светодиодных светильников в 2500-6000 К дает возможность достичь показателя индекса цветопередачи в пределах 75-80 единиц. Такие лампы демонстрируют отменные результаты на сравнительно небольших расстояниях.

Наибольшее преимущество лампы теплого и нейтрального оттенков проявляют при неблагоприятных погодных условиях. Дождь, туман и дым, которые становятся явной преградой для холодных ламп, не так существенны для более теплых фонарей. Дело в том, что подобные источники освещают не столько сам предмет, сколько пространство до него. По этой же причине источник теплого света показывают большую эффективность под водой.

Прочие источники освещения

Цветовая температура энергосберегающих ламп, используемых для домашнего освещения, чаще отвечает именно теплому спектру. Холодные источники являются довольно резкими, к тому же им вряд ли под силу сделать жилье более уютным. В целом же характеристики домашних светильников определяются, скорее, их яркостью и сроком службы. При выборе автомобильного освещения значение имеют другие показатели.

Цветовая температура ксенона

Ксеноновые и биксеноновые лампы отличаются не только по производителю, но и по своим особенностям, во многом зависящим от цветовой температуры.

Свойства ламп:

1. Яркий желтый цвет (3000 К).В основном применяется в противотуманном
   освещении, имеет показатель светового потока около 3300 люмен.
2. Желто-белый (4300 К). Является типичным для заводских ламп противотуманного и головного освещения. Высокая цветоотдача (примерно 3400 люмен) и щадящее влияние на глаза делают их отменным вариантом для автомобиля. Такой ксенон хорошо виден на мокром асфальте, но при этом не сильно бросается в глаза попутчикам.
3. Обычный белый (4500-5000 К). Такая цветовая температура ксенона считается оптимальным вариантом с точки зрения восприятия человеческим глазом. Обладают высокой мощностью цветовой отдачи (порядка 3000 люменов), что значительно расширяет область применения таких ламп.
4. Холодный белый, бело-голубой (от 6000 К). В зависимости от типа оптики (линзованной или рефлекторной) оттенок обладает большей или меньшей степенью голубого. Такие лампы уступают более теплым на мокром асфальте, но на сухой земле или на снегу они дают отличную видимость.
5. Синий, сине-фиолетовый (от 8000 К). Такие источники освещения можно отнести к декоративным. Они не отличаются особой мощностью излучения (до 2200 люмен) и плохо различимы на любых дорожных покрытиях.

Согласно опросам нескольких последних лет, большинство автолюбителей предпочло ксеноновые лампы с цветовой темперотурой в 6000 К. Фонари стоит подбирать, исходя из личного комфорта, нельзя однозначно назвать оптимальную температуру, ведь поездки до офиса и длительные загородные путешествия диктуют совершенно различные требования.

Когда важна цветовая температура

Большинство характеристик источников освещения стоит рассматривать неотрывно друг от друга. Цветовая температура неразрывна с яркостью, ведь только так можно подобрать оптимальный источник освещения для любой ситуации. Отталкиваться стоит и от того, как именно будет восприниматься тот или иной светильник, что одинаково важно для освещения интерьеров и экстерьеров, систем автомобильной, уличной и рекламной подсветки.