Eficacia luminosa

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La eficacia luminosa de una fuente de luz es la relación existente entre el flujo luminoso (en lúmenes) emitido por una fuente de luz y la potencia (en vatios)W.

Dependiendo del contexto, la potencia puede ser el flujo radiante o puede ser la potencia eléctrica consumida por la fuente.[1] [2] [3] [4] En el primero de los casos se le suele denominar eficacia luminosa de la radiación (LER) y en el segundo eficacia luminosa de una fuente (LES) o también rendimiento luminoso.

Eficacia luminosa de la radiación[editar]

Respuesta de un ojo humano tipo a la luz, según estandarización de la CIE en 1924.

La eficacia luminosa de la radiación mide la parte de energía electromagnética que se usa para iluminar y se obtiene dividiendo el flujo luminoso por el flujo radiante.

k = \frac{F}{\phi} \,

En el SI, la eficacia luminosa viene expresada en lúmenes por vatio (lm/W). La eficacia luminosa de una radiación tiene un valor máximo posible de 683 lm/W, para el caso de una luz monocromática de una longitud de onda de 555 nanómetros (verde).

Eficacia luminosa de una fuente[editar]

La eficacia luminosa de una fuente de luz o rendimiento luminoso mide la parte de energía eléctrica que se usa para iluminar y se obtiene dividiendo el flujo luminoso emitido por la potencia eléctrica consumida.

\eta = \frac{F}{P}

Eficacia y eficiencia[editar]

En otros sistemas de unidades diferentes al SI, el flujo luminoso tiene las mismas unidades que el flujo radiante, la eficacia luminosa de la radiación es entonces adimensional y a menudo se le denomina eficiencia luminosa o Coeficiente Luminoso y puede ser expresada como un porcentaje. También es usual elegir que unidades tales como la eficacia máxima posible, 683 lm/W, correspondan a una eficiencia del 100%. La distinción entre eficacia y eficiencia no es siempre mantenida con rigor en algunas publicaciones o escritos técnicos, por lo que no es raro ver eficiencias expresadas en lumenes por vatio y eficacias expresadas como un porcentaje.

Ejemplos[editar]

La siguiente tabla muestra las Eficacias y eficiencias luminosas de varias fuentes de luz:

Categoría
 
Tipo
 
Eficacia luminosa (lm/W) Eficiencia luminosa[5]
Combustión vela 0.3 0.04%
gas natural 1–2 0.15–0.3%
Incandescente 100–200 W tungsteno incandescente (230 V) 13.8[6] –15.2[7] 2.0–2.2%
100–200–500 W tungsteno halógeno (230 V) 16.7[8] –17.6[7] –19.8[7] 2.4–2.6–2.9%
5–40–100 W tungsteno incandescente (120 V) 5–12.6[9] –17.5[9] 0.7–1.8–2.6%
lámparas fotográficas y de proyección 35[10] 5.1%
Lámpara LED LED blanco (sin fuente de alimentación) 4.5–150[11] [12] [13] [14] 0.66–22.0%
4.1 W lámpara LED de Rosca Edison (120 V) 58.5–82.9[15] 8.6–12.1%
7 W LED PAR20 (120 V) 28.6[16] 4.2%
Lámpara de Arco Faros xenón 30–50[17] [18] 4.4–7.3%
Fluorescente T12 tubo con balasto magnético 60[19] 9%
9–32 W fluorescente compacta 46–75[20] [21] [7] 8–11.45%[22]
T8 tubo con balasto electrónico 80–100[19] 12–15%
T5 tubo 70–104.2[23] [24] 10–15.63%
Lámpara de descarga 1400 W lámpara de sulfuros 100[25] 15%
Lámpara de haluro metálico 65–115[26] 9.5–17%
Lámpara de Sodio de Alta Presión 85–150[27] [7] 12–22%
Lámpara de Sodio de Baja Presión 100–200[27] [28] [7] 15–29%
Fuentes ideales Cuerpo negro a 5800 K truncado al espectro visible 251 37%
Luz verde a 555 nm (máximo LER posible) 683,002 100%

Unidades[editar]

Unidades de fotometría del Sistema Internacional
Magnitud Símbolo Unidad Abrev. Notas
Energía lumínica Qv lumen segundo lm·s A veces se usa la denominación talbot, ajena al Sistema Internacional.
Flujo luminoso F lumen (= cd·sr) lm Medida de la potencia luminosa percibida.
Intensidad luminosa Iv candela (= lm/sr) cd Es una unidad básica del Sistema Internacional.
Luminancia Lv candela por metro cuadrado cd/m2 A veces se usa la denominación nit, ajena al Sistema Internacional.
Iluminancia Ev lux (= lm/m2) lx Usado para medir la incidencia de la luz sobre una superficie.
Emitancia luminosa Mv lux (= lm/m2) lx Usado para medir la luz emitida por una superficie.
Eficacia luminosa η lumen por vatio lm/W Razón entre flujo luminoso y flujo radiante.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Ohno, Yoshi (2004), «Color Rendering and Luminous Efficacy of White LED Spectra», SPIE, Bellingham, WA, pp. 88, http://physics.nist.gov/Divisions/Div844/facilities/photo/Publications/OhnoSPIE2004.pdf 
  2. Stimson, Allen (1974). Photometry and Radiometry for Engineers. New York: Wiley and Son. 
  3. Grum, Franc and Becherer, Richard (1979). Optical Radiation Measurements Vol 1. New York: Academic Press. 
  4. Boyd, Robert (1983). Radiometry and the Detection of Optical Radiation. New York: Wiley and Son. 
  5. Definida tal que el máximo valor posible es el 100%.
  6. Bulbs: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (German)
  7. a b c d e f Philips Product Catalog (German)
  8. «Osram halogen» (en alemán) (PDF). www.osram.de. Consultado el 28-01-2008.
  9. a b Keefe, T.J. (2007). «The Nature of Light». Consultado el 05-11-2007.
  10. Klipstein, Donald L. (1996). «The Great Internet Light Bulb Book, Part I». Consultado el 16-04-2006.
  11. White LED Offers Broad Temp Range And Color Yield Electronicdesign Otherwise see:Google Cache
  12. «Nichia NSPWR70CSS-K1 specifications» (pdf). Nichia Corp.. Consultado el 26 de abril de 2009.
  13. Klipstein, Donald L.. «The Brightest and Most Efficient LEDs and where to get them». Don Klipstein's Web Site. Consultado el 15-01-2008.
  14. «Cree XLamp XP-G LEDs Data Sheet». Claims 132 lm/W.
  15. Toshiba E-CORE LED Lamp
  16. GE 73716 7-Watt Energy Smart PAR20 LED Light Bulb
  17. «Technical Information on Lamps» (pdf). Optical Building Blocks. Consultado el 14-10-2007. Note that the figure of 150 lm/W given for xenon lamps appears to be a typo. The page contains other useful information.
  18. OSRAM Sylvania Lamp and Ballast Catalog. 2007. 
  19. a b Federal Energy Management Program (December 2000). How to buy an energy-efficient fluorescent tube lamp. U.S. Department of Energy. http://www1.eere.energy.gov/femp/procurement/eep_fluortube_lamp.html. 
  20. «Low Mercury CFLs». Energy Federation Incorporated. Consultado el 23-12-2008.
  21. «Conventional CFLs». Energy Federation Incorporated. Consultado el 23-12-2008.
  22. «Global bulbs». 1000Bulbs.com fechaacceso=20-2-2010.|
  23. Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts, Australia. «Energy Labelling—Lamps». Consultado el 14-08-2008.
  24. {{cita web | url=http://www.1000bulbs.com/F35T5-6500K/39598/ | editorial=1000Bulbs.com fechaacceso=20-2-2010
  25. «1000-watt sulfur lamp now ready». IAEEL newsletter (1) (IAEEL). 1996. Archivado desde el original el Aug. 18, 2003. 
  26. «The Metal Halide Advantage». Venture Lighting (2007). Consultado el 10-08-2008.
  27. a b «LED or Neon? A scientific comparison».
  28. «Why is lightning coloured? (gas excitations)».

Enlaces externos[editar]