Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Освещение дома » Что такое индекс цветопередачи ламп и цветовая температура
Количество просмотров: 65894
Комментарии к статье: 12


Что такое индекс цветопередачи ламп и цветовая температура


С вам случалось, что в тускло освещенной комнате вы достаете черные брюки, которые на ярком солнечном свете внезапно оказываются темно-синими? Это связано со значением индекса цветопередачи (CRI) вашего освещения. Индекс цветопередачи отвечает на вопрос, в какой степени цвета выглядят так, как они есть на самом деле при искусственном освещении. Очень важный аспект при выборе освещения!

Известно, что две лампы разного типа, даже с одной и той же цветовой температурой, например люминесцентная лампа и лампа накаливания, зачастую по-разному передают цвета освещаемых ими объектов.

Люминесцентная лампа, по сравнению с лампой накаливания, имеет меньше энергии в красной области спектра, поэтому красный цвет выглядит ярче при освещении тела лампой накаливания, чем при освещении того же самого тела люминесцентной лампой той же цветовой температуры.

Так, цветопередающие свойства различных ламп напрямую зависят от характера спектра их излучения.

Индекс цветопередачи источников света

Параметр, характеризующий степень соответствия естественного цвета объекта видимому цвету этого объекта при освещении его данным источником света, называется индексом цветопередачи Rа, или коэффициентом цветопередачи, по-английски colour rendering index, или сокращенно CRI.

Пример с черными брюками ясно показывает, насколько важно значение CRI.  Итак, что такое индекс цветопередачи? Индекс цветопередачи предоставляет информацию о фактических цветах объектов и о том, хорошо ли они выглядят при свете лампы.

Низкий индекс цветопередачи означает, что цвета не выглядят точными и выглядят тусклыми или неестественными, в то время как высокий индекс цветопередачи означает яркую и естественную цветопередачу. 

Ниже вы можете увидеть, как на самом деле выглядят различия между значениями CRI:

Цветовая температура источников света

Цветовая температура и цветопередача - это разные вещи. Цветовая температура указана в градусах Кельвина (К) и имеет отношение к цвету света. Хотя название цветовой температуры может вызвать путаницу, это не имеет ничего общего с тем, насколько сильно нагреваются лампы. Цветовая температура имеет спектр от 1800K до 6500K, где 1800K - самый теплый, а 6500K - самый низкий.

При повышении температуры тела (например, у печки в темной комнате) мы сначала чувствуем тепло, но видимого излучения не наблюдаем. Весь спектр излучения находится в невидимой инфракрасной (ИК) области, и мы чувствуем тепло, потому что частота фотонов в этой области такая же, как собственная частота атомов и молекул большинства материалов, включая наши тела.

Воздействие инфракрасного излучения приводит атомы и молекулы в резонанс и увеличивает их колебательную энергию. Излучение хорошо поглощается и вызывает повышение температуры.

При температуре около Т = 900 К мы уже наблюдаем темно-красное излучение, потому что спектр уже простирается в видимую область на красной стороне спектра.

Дальнейшее повышение температуры проявляется увеличением интенсивности видимого излучения и дальнейшим смещением края спектра излучения в коротковолновую область.

При температуре Т = 2000 К мы видим ярко-красный свет, при температуре Т = 3200 К ярко-желтый свет, но из кривых видно, что большая часть энергии излучается в невидимом диапазоне длин волн.

Температура поверхности Солнца составляет около 5800 К, а результирующий свет белый с максимумом в желтой области спектра. Самые горячие звезды с температурой поверхности T = 20 000 K кажутся голубыми.

На следующем рисунке показана цветовая температура от самого теплого до самого холодного света:

Выбор источников света по индексу цветопередаче и цветовой температуре

Лампа 2000K может иметь то же значение CRI, что и лампа 4000K. Это означает, что цвета воспроизводятся максимально реалистично. 

Индекс цветопередачи является относительной величиной, и для эталонного источника света он принят равным 100. При этом комфортным для человеческого глаза является диапазон индексов цветопередачи от 80 до 100, например обычная лампа накаливания мощностью 60 Вт имеет индекс цветопередачи Rа равный 80, при цветовой температуре 2680К.

В исследованиях в качестве ориентира используют дневной свет, с которым и сравнивают свет электрических ламп.

В 1948 году Питер Баум, в работе «Физические аспекты цвета: введение в научное исследование цветовых стимулов и цветовых ощущений», написал: «дневной свет содержит большое разнообразие цветов, что позволяет легко различать незначительные оттенки, и цвета окружающих нас объектов, очевидно, выглядят естественно».

В середине 20 века ученые стали делать попытки оценить способность искусственных источников света точно воспроизводить естественные цвета, и приблизительно в 1960-х или 1970-х годах термин «коэффициент цветопередачи» начал применяться.

CRI использовали для сравнения источников света непрерывного спектра, с индексом цветопередачи выше 90. Технически же сравнивать индекс цветопередачи можно только у источников света, которые имеют одинаковую цветовую температуру.

Освещение в магазине

Чтобы получить значение индекса цветопередачи для конкретной электрической лампы, определяют сдвиг цвета при освещении 8 стандартных эталонных цветов (DIN 6169) исследуемой лампой. Расчет производится по методике Международной комиссии по освещению (CIE), которая дает численное значение отклонения цвета от эталонов.

Чем отклонение меньше, тем лучше параметры цветопередачи тестируемой лампы, и, соответственно, выше индекс ее цветопередачи.

По итогам измерений, средние значения отклонений вычитаются из 100, и получается точное числовое значение индекса цветопередачи. Так, при малых отклонениях Ra будет ближе к 100, а при больших – значительно меньше. Если отклонений нет, то источнику присваивается значение Rа равное 100.

Для сравнения цветовых температур диапазона от 2000К до 5000К, в качестве эталонного источника служит «излучатель черного тела», а для более высоких цветовых температур – дневной свет.

Важно помнить, тем не менее, что ни лампы накаливания, ни небо северного полушария не обладают идеальной цветопередачей, однако их индекс цветопередачи принят равным 100. Между тем, лампы накаливания слабы при освещении синих оттенков, а небо (7500К) – при освещении красных тонов.

Практически индекс цветопередачи от 90 до 100 считается безупречным, и область применения таких источников включает в себя и те сферы, где важна очень точная оценка цвета. Ra от 80 до 90 считаются хорошими показателями, и если в той или иной ситуации точная оценка цвета не важна, но требуется качественная цветопередача, такие источники света подойдут.

Если цветопередача не важна, то допустимы источники света с удовлетворительными и плохими показателями, то есть с Ra меньше 80. Вообще, различия в этих величинах менее чем на 5 единиц мало заметны, и на глаз отличить 80 и 84 отнюдь непросто.

Индекс цветопередачи лампы

Средние значения коэффициентов цветопередачи ламп различных типов известны. Свет ламп накаливания, равно как и свет галогенных ламп, близок к солнечному, и значение Ra для них приближается к 100.

Индекс цветопередачи металлогалогенных газоразрядных ламп высокого давления также достигает 90 и выше.

Люминесцентные лампы многих производителей имеют достаточно высокие показатели Ra от 80 до 90, но некоторые бюджетные модели могут иметь и Ra меньше 75, в любом случае, следует обращать внимание на характеристики, указанные на упаковке.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Светодиодные лампы, также как и люминесцентные, в зависимости от качества могут розниться по индексу цветопередачи, однако лучшие экземпляры показывают значение Ra 80 и выше. Наиболее низким индексом цветопередачи отличаются ртутные и натриевые газоразрядные лампы, здесь Ra меньше 40.

Цветопередача различных люминофоров

Относительно конкретно светодиодов проводились исследования, в которых рассматривались как красно-зелено-синие светодиоды, так и покрытые фосфором белые светодиоды.

Была проведена оценка, из которой последовало, что RGB-светодиоды имели коэффициенты цветопередачи в районе 20, но при передаче цветов показали себя хорошо, поскольку видимая насыщенность конкретных цветов повышалась без смещения цветопередачи оттенков.

При этом белый свет, полученный смешиванием света красных, зеленых и синих светодиодов оказывается предпочтительнее, чем свет галогенных ламп и ламп накаливания, несмотря на высокие индексы цветопередачи последних.

По результатам исследований, Международная комиссия по освещению заключила: «индекс цветопередачи, разработанный комиссией, обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета».

Таким образом, коэффициент цветопередачи Ra может служить одним из информационных параметров, используемых для оценки и светодиодных систем освещения, однако, для получения максимально приемлемых результатов, необходимы предварительные тесты и индивидуальные оценки изделия прямо на месте предполагаемой эксплуатации.

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Освещение дома

Подпишитесь на наш канал в Telegram и узнавайте первыми о последних трендах, советах по освещению и технологиях, которые сделают ваш дом более комфортным и стильным: Современное освещение



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Пять мифов об энергосберегающих лампах
  • Как отличить плохую светодиодную лампу от хорошей
  • Выбор типа ламп для бытового освещения - что лучше для здоровья?
  • Достоинства светодиодного освещения
  • Как выбрать светодиодные светильники для интерьера
  • Параметры светодиодных источников света, характеристики светодиодных ламп
  • Классификация и маркировка светодиодных ламп
  • Металлогалогенные лампы: территория излучающих металлов
  • Что такое деградация светодиода
  • Какие лампы сейчас используются в уличном освещении
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Освещение дома

    Светотехнические величины, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Юрий |

    Спасибо за статью, теперь понятно от чего зависит передача цветов. И что важно, я этого не знал, Ra можно посмотреть просто на упаковке. Непонятно одно, если две лампочки разных производителей, а Ra у них одинаковое это будет влиять на цветопередачу? Знаю, что такой прием с цветом используют в супермаркетах, когда продают зеленые апельсины, на витрине выглядят замечательно, а на нормально свету не очень.

      Комментарии:

    #2 написал: Марк Фридман |

    Значение CRI рассчитывается путем измерения цветопередачи восьми эталонных цветов. Примеры цветов, измеренных в этом тесте, - голубой и фиолетовый. Измерение выполняется следующим образом: сначала лампа освещает эталонный цвет, а затем эталонный источник света (например, солнце). Оба результата сравниваются. Этот тест проводится со всеми восемью цветами по отдельности, и рассчитывается средний результат. Это индекс цветопередачи, который выражается в значении Ra (обоснование), которое всегда является числом от 0 до 100. Поскольку значение CRI выражает среднее значение восьми разных цветов, это означает, что лампа может очень хорошо отбирать один цвет, в то время как она освещает другой цвет менее точно. Тем не менее, обычно применяется следующее утверждение: чем выше индекс цветопередачи, тем лучше цветопередача лампы.

    Когда CRI приемлем? Когда значение CRI Ra> 100, это означает, что цвета выглядят так же, как при ярком дневном свете. Идеальная и очень реалистичная цветопередача, которая также показывает тонкие вариации цветов. Однако чем ниже этот показатель, тем более неестественными, тусклыми и менее привлекательными выглядят цвета. Требования CRI различаются в зависимости от комнаты. Также важно назначение освещения. Поэтому всегда задавайте вопрос: что я хочу этим выделить? Само собой разумеется, например, что в примерочных требуется максимально реалистичная цветопередача. Вы когда-нибудь стояли в магазине и думали: я действительно хочу немного посмотреть на это снаружи, чтобы узнать, подходит ли мне этот цвет? Скорее всего, CRI ламп в этом магазине был просто недостаточно высоким. Однако для наружного освещения менее важен высокий индекс цветопередачи. Достаточно даже CRI Ra> 60, потому что тогда реалистичные цвета не так важны. Однако, как правило, желательно значение Ra 80 или выше. Это также важно, например, в вашей ванной комнате. Во время макияжа слишком низкий индекс цветопередачи делает ваш макияж совершенно другим, как только вы выйдете на улицу. Я своим клиентам советую всегда выбирать более высокое значение Ra в этих комнатах. 

      Комментарии:

    #3 написал: Виктория |

    Цвет света, излучаемого выбранными источниками света, имеет очень большое значение. Здесь есть четкие правила. Цвет, указанный на упаковке в градусах Кельвина (K), говорит о том, для какого помещения предназначен светодиод: Теплый цвет- ниже 3300 К. Идеально подходит для спальни, гостиной, ванной комнаты (пока идет рука об руку с соответствующим Ra, т.е. индексом цветопередачи). Нейтральный цвет - 3300 - 5300 К. Идеально подходит для холла, вестибюля, лестницы или соединения в доме. Холодный цвет - более 5300 К. Оптимален для школ, офисов или производственных цехов. Соответствующий Ра (индекс цветопередачи - Ra) - один из важнейших параметров, который необходимо учитывать при покупке светодиодов. Ориентиром здесь является солнечный свет с Ra 100. Поэтому наиболее оптимальными будут лампы с Ra выше 80. Слишком низкое значение Ra заставит видеть все вокруг в неестественных цветах. Это может быть проблематично, особенно при нанесении макияжа в ванной или оценке свежести продуктов на кухне. Ра выше 90 необходимо в салонах красоты и парикмахерских. Такой высокий индекс цветопередачи также требуется и при работе с графикой.

      Комментарии:

    #4 написал: Роман |

    Дневной свет сильно изменчив как по цвету (температура цветности), так и по интенсивности в зависимости от времени суток и времени погоды. Вечером и утром дневной свет очень «теплый» с преобладанием красного и желтого света и малой интенсивностью. Человеческий глаз эволюционно приспособлен к этому. Поэтому при нормальной слабой освещенности в квартирах мы предпочитаем теплый цвет света (лампочки накаливания и тепло-белые люминесцентные лампы). Качество спектра, т. е. адекватное представление излучения во всех видимых длинах волн, характеризуется общим индексом цветопередачи Ra, который при нормальном освещении должен иметь значение не менее 80 (максимум 100). Оба указанных параметра характеризуются европейскими производителями люминесцентных ламп трехзначным числом в конце обозначения типа. Например, подходящая люминесцентная лампа для освещения квартиры имеет Ra = 80 и цветность 2700 К. Категорически не подходит, например, так называемая дневная люминесцентная лампа, имеющая в спектре много коротковолнового света.

      Комментарии:

    #5 написал: andy123456 |

    Индекс цветопередачи Ra — это оценка точности восприятия цвета, создаваемого освещением от источника, по сравнению с восприятием цвета при солнечном свете. Значение Ra может быть от 0 до 100. Значение Ra = 0 означает, что цвета не распознаются при таком освещении. Напротив, Ra = 100 означает, что источник света имеет естественную цветопередачу. Для люминесцентных ламп (линейных, компактных и так называемых энергосберегающих) значение индекса цветопередачи входит в состав условного обозначения типа. В обозначении типа первая цифра после косой черты определяет величину индекса цветопередачи в десятках процентов. Пример: L18W/840 — линейная люминесцентная лампа с потребляемой мощностью 18 Вт, индексом цветопередачи 80 (т. н. трехполосная люминесцентная лампа) и световым цветом (= цветовая температура, цветность) 4000 К, т.е. так называемый нейтральный белый. Другие часто используемые светлые цвета включают так называемый теплый белый, соответствующий температуре цветности 2700 К или 3000 К. Поскольку в некоторых областях (например, в дерматологических отделениях больниц, в отделах контроля цвета производственных линий и т. д.) правовые нормы требуют значения Ra 90, люминесцентные лампы также производятся в этой специальной версии. Однако увеличение Ra сопровождается небольшим уменьшением светового потока при той же потребляемой мощности (т.е. уменьшением КПД источника). В случае с натриевыми лампами с точки зрения цветопередачи предпочтительны лампы высокого давления с оранжевым светом, но цвета все же различимы.  

      Комментарии:

    #6 написал: Михаил |

    Индекс цветопередачи (Ra) является наиболее широко используемой мерой для количественной оценки и сравнения характеристик цветопередачи источников света. Несмотря на свою известность, Ra не лишен ограничений, включая зависимость от эталонных стандартов и невозможность сравнения Ra источников с различной коррелированной цветовой температурой.

      Комментарии:

    #7 написал: Алина |

    Значение индекса цветопередачи источника света рассчитывается путем сравнения внешнего вида данного образца цвета с образцом, имеющим такой же диапазон цветов при естественном освещении или стандартизированном свете той же цветовой температуры, который служит эталоном.

      Комментарии:

    #8 написал: Андрей Повный |

    Цитата: Юрий
    Спасибо за статью, теперь понятно от чего зависит передача цветов. И что важно, я этого не знал, Ra можно посмотреть просто на упаковке. Непонятно одно, если две лампочки разных производителей, а Ra у них одинаковое это будет влиять на цветопередачу? Знаю, что такой прием с цветом используют в супермаркетах, когда продают зеленые апельсины, на витрине выглядят замечательно, а на нормально свету не очень.

    Да, если две лампочки разных производителей имеют одинаковое значение Ra, это не обязательно означает, что они будут иметь одинаковую цветопередачу. Это связано с тем, что Ra оценивает цветопередачу отдельных цветовых тонов, а не всего спектра цветов, которые может воспроизвести лампа. Кроме того, лампы могут иметь разные цветовые оттенки, даже если они имеют одинаковый Ra.

    Поэтому, если вам важна точность цветопередачи, то лучше выбирать лампы одного производителя и модели, которые могут обеспечить более точное и согласованное воспроизведение цветов.

    В случае с супермаркетами, они могут использовать специальное освещение, которое придает продуктам определенный цветовой оттенок, который может отличаться от их естественного цвета при обычном освещении. Это может быть сделано для того, чтобы продукты выглядели более привлекательно и свежо на витринах и прилавках.

    Цитата: Михаил
    Индекс цветопередачи (Ra) является наиболее широко используемой мерой для количественной оценки и сравнения характеристик цветопередачи источников света. Несмотря на свою известность, Ra не лишен ограничений, включая зависимость от эталонных стандартов и невозможность сравнения Ra источников с различной коррелированной цветовой температурой.

    Да, это правда. Индекс цветопередачи (Ra) - это хорошо известная мера для количественной оценки и сравнения цветопередачи источников света, но у нее есть свои ограничения.

    Во-первых, Ra зависит от эталонных стандартов, используемых для определения цветовых характеристик. Разные эталонные стандарты могут приводить к разным значениям Ra для одного и того же источника света.

    Во-вторых, Ra не может использоваться для сравнения источников света с различной коррелированной цветовой температурой, так как он оценивает только цветопередачу отдельных цветовых тонов в спектре света. Для сравнения цветопередачи источников света с различными цветовыми температурами, используются другие меры, такие как цветовая температура и индекс цветовой согласованности (CRI).

    Таким образом, при выборе источника света для конкретной задачи, необходимо учитывать не только значение Ra, но и другие характеристики светового потока, такие как цветовая температура, яркость и равномерность освещения, а также требования конкретного вида деятельности.
    Алина

    Да, это правильно. Индекс цветопередачи (Ra) рассчитывается путем сравнения внешнего вида цветов, освещаемых источником света, с их внешним видом при естественном освещении или при освещении источником света, имеющим такую же цветовую температуру, что и стандартизированный источник света, который служит эталоном.

    Для определения Ra используется цветовая шкала, содержащая 8 стандартных цветов, которые представляют различные цветовые тоновые группы. Затем каждый цвет сравнивается с его идеальным вариантом при естественном освещении или при освещении стандартизированным источником света, и рассчитывается относительная разница между цветами.

    Таким образом, чем выше значение Ra, тем более точно источник света передает цвета, что важно для задач, связанных с точным воспроизведением цветов, таких как фотография, дизайн, театральное и телевизионное освещение и т.д.

      Комментарии:

    #9 написал: Iggierda |

    Как влияют индекс цветопередачи ламп и цветовая температура на здоровье и благополучие людей, особенно на сон, работоспособность и настроение, и какие современные технологии освещения могут быть наиболее эффективными для поддержания здоровья и комфортного окружения в доме, офисе или другом помещении?

      Комментарии:

    #10 написал: Андрей Повный |

    Iggierda,
    Индекс цветопередачи (CRI) и цветовая температура лампы могут оказывать значительное влияние на здоровье и благополучие людей, особенно на сон, работоспособность и настроение.

    Цветовая температура лампы относится к цветовой характеристике света, которая определяет, какой цвет света создается лампой. Выражается в градусах по Кельвину (K). Низкие значения цветовой температуры (от 2000K до 3000K) создают теплый, желтый свет, который часто используется для создания уютной атмосферы. Высокие значения цветовой температуры (от 5000K до 6500K) создают более холодный, синий свет, который часто используется в офисах и больницах.

    Индекс цветопередачи (CRI) - это мера того, насколько точно лампа передает цвета объектов, освещаемых ею. CRI описывает способность лампы воспроизводить естественные цвета объектов, как если бы они были освещены естественным светом. CRI может иметь значения от 0 до 100, где 100 - это наивысший показатель воспроизведения цветов.

    Правильное освещение может повысить уровень энергии, улучшить настроение и повысить продуктивность. Кроме того, оно может улучшить сон и снизить уровень стресса. Современные технологии освещения, такие как светодиодные (LED) лампы, обычно имеют высокий показатель CRI и могут создавать световые температуры, которые лучше всего соответствуют потребностям конкретного помещения и задачи, которую нужно выполнить.

      Комментарии:

    #11 написал: Алексей |

    Индекс цветопередачи (CRI) и цветовая температура - это два важных понятия, связанных с освещением. Индекс цветопередачи (CRI) измеряет способность искусственного источника света передавать естественные цвета объектов. Он оценивается по шкале от 0 до 100, где 100 - максимально возможное приближение к естественному свету. Чем выше CRI, тем лучше лампа передает цвета, что важно, например, для точной работы с цветами, косметических процедур и т.д. Цветовая температура характеризует оттенок света и измеряется в Кельвинах (K). Чем выше значение, тем "холоднее" свет (более синий оттенок), а чем ниже, тем "теплее" свет (более желтый оттенок). Например, свеча имеет низкую температуру (около 2000 К), а дневной свет - высокую (около 5500 К). Используя CRI и цветовую температуру, можно подобрать лампу, которая подходит для определенных задач и создает комфортную атмосферу в помещении. Например, в жилых комнатах и спальнях часто используют лампы с теплой температурой (2700-3000 К), а для рабочих пространств или офисов - с более холодной температурой (4000-5000 К). CRI также важен для точной передачи цветов в различных задачах, таких как рисование, фотография или обработка изображений.

      Комментарии:

    #12 написал: Наталья |

    Цветовая температура и цветопередача являются важными характеристиками источников света, которые определяют качество освещения. Цветовая температура определяет оттенок света, который может быть теплым (желтоватым), нейтральным (белым) или холодным (голубоватым). Цветопередача, с другой стороны, показывает, насколько точно источник света передает цвета предметов в сравнении с идеальным источником света. Чем выше индекс цветопередачи, тем лучше источник света передает цвета. Таким образом, эти две характеристики связаны между собой, так как цветовая температура влияет на цветопередачу.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.