Расчет света для аквариума (немного математики)

[Starcomputer]

Посмотрим на это под другим углом.
Имеем - цепь из последовательно включенных полупроводникового симистора и лампы накаливания.
Симистор ВТ-139-600 в корпусе ТО220 рассеивает 1,5 ватта БЕЗ радиатора.
При этом ток через него 1,5 / 1,4 = 1,07 А, падение напряжения - 1,4 В.
Тогда на долю лампы останется 220-1,4=218,6 В. Какую лампу можно при этом подключить ?
218,6 * 1,07 = 233,9 ватта.
КПД ламп накаливания 5%, у самых лучших до 15%. Возьмем самую лучшую, тогда на нагрев уходит 233,9 *(1-15/100) = 198,8 ватта.
Таким образом последовательно включенные в одну цепь полупроводниковый симистор и лампа накаливания греют:
Симистор - 1,5 ватта
Лампа - 198,8 ватта.
Исходя из этого "полупроводниковые" ватты в 132,5 раза меньше обычных

[Starcomputer]

Сообщение от пень

И если в полупроводниковой технике написанно 10 ват, значит там по теплу и будет 10 ват, по мощности, если на такой параметр (передача тока к примеру) там определяеться (для данного прибора). Если диод 50 ват, он и греться будет как 50 ватный полупроводник. Если он грееться меньше, то там не 50 ват. Если не 50 ват, то заявленный светодиод фуфло и в топку его!

Если в паспорте на полупроводник написано ХХ ватт, то это значит, что он способен рассеять такую мощность без радиатора.

Сообщение от пень

Если он грееться меньше, то там не 50 ват.

Конечно, там больше, у данного диода меньшее прямое падение напряжения, чем в паспорте - шикарный диод !!!

Сообщение от пень

Если не 50 ват, то заявленный светодиод фуфло и в топку его!

Т.е. чем больше греется тем лучше ?
Поскольку подводимая мощность одинакова, то чем больше греется светодиод и больше тратится мощности на его нагрев, то тем меньше ее остается на свечение. Таким образом идеальный светодиод тот, который вообще не светит, а только греет

[пень]

Сообщение от Starcomputer

Хм.... вообще оригинально
Ну а как тогда такое понять:
Лампа 50 ватт включена через симистор ВТ-139-600 (600В, 16А = 9600 ватт). Лампа греется - не дотронешься, симистор холодный

Ну так симистор рабортает последовательно, он ограничивает ток, допустим процентов 5. Чему ему греться, основной ток то паадет на потребитель-лампу. Так и должно быть.

[Starcomputer]

Симистор ток не ограничивает. При последовательном включении ток через симистор равен току через лампу.

Сообщение от пень

я, который работал в разработках полупроводниковых приборов, самих физичесских макетных кристалов микросхем в заводе который на 97% выпускал продукцию для тогдашних (1986г.) военных целей а так же лазеров

И при этом вы не знаете правил Киргофа ? Очень странно. Их вообще-то в школе учат, даже институт не нужен. А для любого электронщика это как таблица умножения.

[пень]

Сообщение от Starcomputer

Исходя из этого "полупроводниковые" ватты в 132,5 раза меньше обычных

Скоко ват рассеиваеться на полупроводнике, столько он и греет.
Лампа, уже не так. Лампа часть тока отдаёт как свет, другую часть как тепло.
Полупроводник всегда подключён последовательно. Если параллельно, тогда короткое замыкание.
Но мозет быть последовательно и с 0,01 ома, это ещо не короткое замыкание, т.к. на такой ток уже будет работать в импульсном режиме.
Ну, я не педа... гог, я теорию пояснять неумею. Могу ещо больше запутать.

[Starcomputer]

Скоко ват рассеиваеться на полупроводнике, столько он и греет.

Таки да.

Лампа, уже не так. Лампа часть тока отдаёт как свет, другую часть как тепло.

Другими словами часть энергии излучает в видимом диапазоне, часть в ИК. Точно как светодиод.

Полупроводник всегда подключён последовательно.

Не всегда (стабилитроны, шунтирующие диоды подключаются параллельно).

Таким образом к чему мы пришли.
Никаких "полупроводниковых" ватт нет.
На полупроводнике рассеивается мощность в зависимости от протекающего тока и прямого падения напряжения, а не то, что написано в паспорте (максимально возможная рассеиваемая мощность).
Прибор тем лучше, чем меньше он греется (выше КПД).
КПД полупроводников выше чем любых ламп:
Лампа накаливания - 5-15%
ЛЛ, МГ 25-50%
Светодиоды 60-80%

[Ye_Lviv]

Сообщение от Starcomputer

А люмен и меряется в точке.

пень якщо бути точним то в точці міряються не люмени а Люкси!!!, люмени розраховуються по замірах в багатьох точках кругом лампи, посуті Люмен це інтегральне по всій освітлюваній зоні!

Сообщение от Starcomputer

ЛЛ, МГ - в среднем 50-60 люмен/ватт.
Мощные ЛЭД - в среднем 100 люмен/ватт. В лучших фирмы CREE до 150 люмен/ватт.

тут теж маю зауваження для МГ в самому гіршому випадку 70 Лм/ВА і це буде фітолампа, хіба ви берете поправку на старіння лампи (http://aquasvet.com.ua/lampy/metallo...-metalarc.html)
для економок 50-60 Лм/ВА, в кращому випадку 80 Лм/ВА
але зараз випускають фітолампи ЛЛ з 80-82 Лм/ВА які для рослин діють як 100-110 Лм/ВА
трьохсмугові побутові лінійні Т5 8ХХ мають в середньому 100 Лм/ВА які пр. на 15-20% гірші від фітоламп але в них ресурс більший.
Тому спокійно можна замінити діоди на останні лампи особливо зважаючи що їх ціна пр. 1гр. ВА, діоди в кращому випадку 8 гр. ВА при ресурсі пр. 60000 г а діоди з ефективністю 100-150 Лм/ВА ще дорожчі і тут слід добавити, що вони теж втрачають від старіння ефективність. При температурі пр. 50 гр.Ц. ресурс буде від 30000 до 50000 годин в залежності від якості виготовлення. Тому діоди стануть вигідні тільки при вартості десь 2-3 грн/ВА

Взагалі я фанат відкритих акваріумів і тому діоди викинув зі списку як придатних, вони тільки для акв з кришками, інакше якщо підняти на 50см потрібні лінзи (кут випромінювання 120 гр.) Майже по цій самій причині відкинув і ЛЛ, світильник з ЛЛ буде громіздкий.

А при сьгоднішній ситуації схильний купити 6 шт. МГ 150 ВА фіто ламп замість діодів з тою самою потужністю і в сумі буду мати якісніше і дешевше світло з ефективністю пр. 70 Лм/ВА при 48000 ресурсу і по ціні 6 гр/ВА, але при цьому всьому отримаю ще естетичну насолоду, буду мати ефект сонячних зайчиків і мій світильник буде разів в 20 маньший в розмірі і не буде муляти око, при кольропередачі від 80 до 89 відсотків, а не 70 діодних
(http://aquasvet.com.ua/lampy/metallo...de-150-dw.html)

Діоди вигідні тільки для морських акваріумів!

[anvlin]

Извените что снова вмешиваюсь. В вашем случае это выглядит так: по цепи идет ток равный 50/220=0,23 А падение на симисторе где то порядка 1 В тогда рассеиваемая мощность уходящая на тепло будет 1В х 0,23 = 0,23 Вт, а на лампе все 50 Вт. Имея кпд лампы накаливания примрно 50% получим 25Вт уходящих на тепло. Разница понятна.
А мощность бывает разная: коммутированая (как вы посчитали 9600 Вт) и потребляемая (в случае лампы). Кроме этого необходимо учитывать и кпд прибора который показывает какая мощность полезная, а какая уходит в тепло и рассеивается.

[пень]

Сообщение от Ye_Lviv

якщо бути точним

...ну я вообще то мало что понял на украинском, сори

Сообщение от Starcomputer

Не всегда (стабилитроны, шунтирующие диоды подключаются параллельно).

Сразу после моста ни один полупроводник не подключить. Стабилитрон то же. Он всегда стоит последовательно резистору. Резистор в свою очередь может быть и полупроводником. Стабилитрон в парралель мосту можно ставить лишь последовательно предохранителю, если напряжение стабилизации будет выше напряжения моста, таким образом, при достижении напряжения стабилизации (при аварии) стабилитрон станет "гвоздём" и сожжот предохранитель, это некая защита от перенапряжения.
А на счёт диодов, там далеко не так, что пишут.
Есть у меня на что их купить. Но проблема другая. Тепло. У меня на пятом этаже, в жаркое лето, даже ранним утром, после ночного дождя, температура в комнате стоит около 30...32.
Если кондиционер, так... токо на аквариум и работать, что ли?
Я же уже всё перепробовал. Одолжил у друга (свой магазин) 8 штук светильников, подключил с охлаждением, померил силу света, температуру ЦВЕта... вобщем всё подходит. Потребление около 1500 ват, тепла... осенью за час стало около 45 в комнате.
Ну, возможно вам повезёт

[Ye_Lviv]

Сообщение от пень

ну я вообще то мало что понял на украинском, сори

сори лень переписывать, воспользуйтесь переводчиком в гугле

Сообщение от anvlin

В вашем случае это выглядит так: по цепи идет ток равный 50/220=0,23 А падение на симисторе где то порядка 1 В тогда рассеиваемая мощность уходящая на тепло будет 1В х 0,23 = 0,23 Вт, а на лампе все 50 Вт. Имея кпд лампы накаливания примрно 50% получим 25Вт уходящих на тепло. Разница понятна.

Все не так, КПД лампы это бред здесь сравнивают наверное ефективность по отношению к лампе накаливания, а в общем в физике есть такая величина как теоретический максимум излучения это примерно 600 Люмен/ВА точно не помню, тогда КПД вашей лампы накаливания при ее эфективности 12 Лм/ВА = 2%
Здесь речь идет о другом, а именно при мощности 50ВА излучение = ХХХ тоесть мощность на тепло = 50 ВА.

Вот нашел: максимальное теоретическое значение излучения = 683 Лм/Вт тогда КПД диода с эффективностью 150 Лм/Вт = 22%

[гарфилд]

баян конечно но может сгодится...

http://fishworld.info/images/stories/f3.jpg

[Позднешев]

Перепрошую що втручаюся. може це допоможе. Сила света (освещение аквариума)

В каждой книге для начинающего аквариумиста вы найдете информацию, подобную следующей: "Аквариум следует освещать из расчета 1 Вт на каждые 2 л объема". Безусловно, новичку надо получить хоть какую-нибудь рекомендацию. Проблем у начинающего аквариумиста хватает, поэтому в первое время он не станет уточнять эти величины. Однако поднабравшись опыта, аквариумист прочтет, что "растения лучше растут, если мощность освещения достигает 1 Вт на 1 л". Можно также встретиться и с другими, более изощренными рекомендациями. К сожалению, они малообъективны, и придерживаться подобных советов или возражать против них бесполезно. Забудьте о ваттах - они ничего не говорят о силе света, эта величина лишь показывает потребление тока лампой.

Итак, из предыдущей главы вы узнали, какой спектр более пригоден для растений. Но какова сила света должна быть в аквариуме, чтобы эффективно происходил фотосинтез? Прежде всего, определимся, что такое сила света и освещенность, как они измеряются.

В разговоре неспециалистов эти величины могут замещать друг друга. Сила света измеряется в канделах (cd). В переводе с латинского этот термин переводится как "свеча", так что источник в 1 канделу светит не очень ярко. Световой поток, создающий источник света в 1 канделу в 1 стеррадиане пространственного угла, называют 1 люменом. Такое определение может показаться сложным, однако оно правильное, на практике с этим измерением вам почти не придется встречаться. Зато люмен просто необходим для того, чтобы дать определение часто встречающейся величине люкс.

Освещенность в 1 люкс создает световой поток в 1 люмен, падающий на площадку 1 м2: 1 люкс = 1 люмен/м2.

Специалисты-светотехники применяют еще много других параметров, оценивающих энергию светового потока, но мы попробуем ограничиться только приведенными выше. Силу освещения лампы в канделах указывают крайне редко, хотя эта величина свидетельствует о количестве света, которое излучает та или иная лампа. А нам это измерение необходимо для того, чтобы, зная потребности различных растений, рассчитать количество ламп и их мощность.

Очевидно, что освещенность снижается по мере удаления от лампы: это понятно из самого определения этой величины. Однако очень важно, чтобы аквариумист не забывал, что количество света измеряется на площади, а значит, по мере удаления от лампы освещенность начнет снижаться прямо пропорционально не расстоянию до лампы, а квадрату. То есть освещенность домашнего водоема глубиной 40 см в 2^2 = 4 раза ниже, чем освещенность на оде сосуда глубиной 20 см. Добавьте сюда еще поглощение света водой, которое трудно просчитать заранее, а также потери света на материале крышки аквариума.

Чтобы вы ориентировались в том, какие растения более светолюбивы, а какие - менее, обратите внимание на эти данные:

Широколистные виды криптокорин > 50 люкс
Узколистные виды криптокорин < 400 люкс
Барклаи > 400 люкс
Лагенандры < 600 люкс
Анубиасы > 600 люкс
Акорусы < 800 люкс
Эхинодорусы > 800 люкс
Апоногетоны < 1000 люкс
Бакопы > 1000 люкс
Людвиги < 1200 люкс
Эгерии < 1200 люкс
Лимнофилы < 1500 люкс
Гигрофилы > 1500 люкс
Валлиснерии < 1700 люкс
Стрелолисты < 1700 люкс
Перистолистники > 1700 люкс
Кринумы < 2000 люкс
Кубышки < 2000 люкс
Эйхорнии > 2000 люкс
Оттелии < 2500 люкс
Сальвинии > 2500 люкс
Писции < 3000 люкс
Нимфеи > 3000 люкс

Список начинают теневыносливые крипто-корины, многим из которых необходимо небольшое количество света, благодаря чему они прекрасно выживают возле ручьев, протекающих под густым пологом леса. Чтобы защитить себя от яркого света, эти растения содержат в листьях много красного пигмента, придающего окраске листовой пластинки коричневые, красноватые и оливковые тона. Это характерно для многих растений, оказавшихся на ярком свету, а для нас они становятся привлекательными, заметными в коллекциях. Светолюбивые растения оказываются преимущественно зеленой окраски. Замыкают список плавающие на поверхности воды растения и нимфеи, листья которых также всегда стремятся к солнечным лучам.

Но как же измерить освещенность листьев аквариумных растений? Для этого существуют фотоэкспонометры, получившие широкое распространение во второй половине прошлого века, когда выдержку и диафрагму на фотоаппарате устанавливали вручную, в соответствии с чувствительностью пленки и условиями освещенности. Современные фотоаппараты выбирают режим съемки автоматически благодаря встроенным экспонометрам.

Для измерения освещенности установите на экспонометре чувствительность пленки 100 единиц ISO (на старых фотоаппаратах это соответствует величинам ASA или 18 DIN). Затем откройте диафрагму до значения 2,8, направьте экспонометр на дно аквариума и приблизьте фотоаппарат вплотную к переднему стеклу.

Если экспонометр рекомендуют снимать при выдержке 1/8 секунды, то освещенность составляет 50 люкс;

если 1/15 секунды - то 130 люкс;
если 1/30 секунды - то 260 люкс;
если 1/60 секунды - то 540 люкс;
если 1/125 секунды - то 1100 люкс;
если 1/250 секунды - то 2 300 люкс;
если 1/500 секунды - то 3 200 люкс.

Прежде всего вам надо определиться, какие растения вам больше по душе - тенелюбивые криптокорины, мхи и анубиасы или яркая зелень светолюбивых растений. Единых рекомендаций здесь быть не может.

Заканчивая рассказ о силе света, нам следует вернуться к главе, посвященной спектру. Спектральная кривая - это не что иное, как сила света в отдельных частях спектра. Теперь попробуем решить несложную логическую задачу: нам понравились лампы, способствующие фотосинтезу, а значит, и росту растений, с высоким значением PAR. Но такие лампы, к сожалению, обладают плохой цветопередачей, низким CRI. Лампы с хорошей цветопередачей, напротив, имеют низкое значение PAR. Изменить CRI прибора мы не можем, поэтому аквариумисты используют лампы разной мощности. Если в домашнем водоеме, несмотря на общие рекомендации, применить более мощные лампы, то часть спектра, необходимого для фотосинтеза, будет перекрыта. В таком случае аквариум будет освещен выбранным вами спектром, а растения получат необходимую энергию для фотосинтеза. Иными словами, вместо того, чтобы гоняться за лампами с замысловатым спектром, лучше увеличить их количество в аквариуме.

И. Шереметьев

[Ye_Lviv]

Сообщение от Позднешев

Однако очень важно, чтобы аквариумист не забывал, что количество света измеряется на площади, а значит, по мере удаления от лампы освещенность начнет снижаться прямо пропорционально не расстоянию до лампы, а квадрату. То есть освещенность домашнего водоема глубиной 40 см в 2^2 = 4 раза ниже, чем освещенность на оде сосуда глубиной 20 см.

А в цій частині не все так, особливо при параболічному відблискувачу з паралельним пучкоп світла. Мова про пропорційність квадрату доречна при точковому світлі, тоді зрозуміло площа сфери пропорційна квадрату відстані.
Але при паралельному пучку тільки 1/3 світла (120 гр.) буде пропорційна квадрату відстані, тоді решта 2/3 що збирається відблискувачом в паралельний пучок буде мати загасання пропорційно загасанню повітря тобто практично без загасання!
Корисний допис відносно таблиці для рослин і фотоекпонометра, правда таблиця трохи слабенька переліком та що по рослінах .

[Позднешев]

Якщо Вам вдасться відтворити ідеальну параболу відносно діаметру лампи і саму лампу встановити точно в фокусі і прозорість води всюди буде одинакова тоді можна щось вираховувати за допомогою формул. А так лише люксометр або експозиметр. І 120 градусів в воду не попадає. Під певним кутом вода не гірше від дзеркала відбиває промені світла. Так що під час розрахунків потрібно і цей параметр врахувати.

[Ye_Lviv]

Сообщение от Позднешев

тоді можна щось вираховувати

Без фанатизму, достатньо лише попасти пучком на дно а не в вікно сусіднього будинку Відносно 120 гр. ви перегнули палку, подиівться на початку цієї теми такмй пучок без відблискувача дає нижня частина лампи з висоти трохи меньшої ніж ширина акваріума і про відбите світло від води в темі теж є інфа і то все в межах 5%
А про розрахунки осівтленості по дну, як на мене, то теж зайва робота, так як майже всі наукові спостереження ведуться при замірах на поверхні води для зменьшення затрат праці решта то так чи інакше похідна від поверхні і такмх даних вистарчає.