100个两瓦的灯泡和一个两百瓦的灯泡,哪个更亮?
说到照明效果,就要涉及到亮度、照度和光通量等指标。这里的光通量是描述光源向外辐射光能的指标。所以很多灯具都会标有这个参数。
我们先以220V白炽灯泡为例作一简单分析。白炽灯是靠灯丝产生的高热来发光的,温度越高灯泡越亮。由于小瓦数灯泡的内阻较高,为避免灯丝过长所以选用钨丝很细,这就不允许温度过高,否则机械强度难以保证。这也是小瓦数灯光偏红的原因。而且灯泡瓦数越小光效越低。
现在的LED灯具也有类似的问题。一般5W以下的LED驱动受体积和成本等因素限制,转换效率只有60%左右,而100w以上的大功率驱动效率可达95%以上。从这个角度看,用一堆小瓦数不如用一个大瓦数划算。但和照明效果相关的指标不仅仅是光效,还有亮度和照度。
如果从光源本身亮度来说,同样光通量的光源,面积越小亮度越高。比如一颗0.06W的LED灯珠和一个20W的日光灯相比,显然是小灯珠的亮度高。尽管它的照明效果很差,但它把光能集中到了一个点上所以它的单位面积发光强度要高,看上去也很刺眼。回到我们的题目上,当然是200w灯泡亮度高。
如果指被照物体的亮度,这和物体表面的反光率、照射角度等诸多因素有关,而且测试方法也较为复杂。所以亮度是一个非常专业的光学参数。
下面再介绍一下照度。它的定义是指单位面积的光通量,单位(勒克斯)Lux。这是人们在规划照明现场经常要用到的参数。对于同一个光源来说,照度值和距离的平方成反比。例如距某光源2m远的照度为100Lux,那么6米处照度就为2²/6²=1/9≈11Luⅹ。
问题中提到的1个200W和100个两W哪个好,要看具体照明环境。比如为一间1000m²高5m房间提供照明。
在中间放一个200W灯泡,设房间四周墙壁中部照度为20Lux、墙角处为14.14Luⅹ,灯下地面为200Lux。如改为100个两瓦,灯下照度就是2Luⅹ、再加上四周交叉光照整个地面约为5~6Lux。再看远处墙壁,因最边缘灯距已缩至1.44m,所以照度值就是200Lux(1.44²/5²)=16.5Luⅹ,再考虑到两侧交叉照明,实际约在23.3Luⅹ左右。和200W灯泡相比周围墙壁照度得到了提升,如和墙角处相比升幅达64.8%,而且非常均匀。