Wolfgg
Witam!
Często pojawia się pytanie: światło ciągłe zamiast błysku – ile watów potrzebuję, aby uzyskać tę samą wartość przysłony? Osoby, które nie znają się na elektryce, mają trudności z udzieleniem właściwej odpowiedzi. W dyskusjach w sieci, które znam, fakty są niestety rozrzucone po wielu wątkach, dlatego poniżej przedstawiam zwięzłe omówienie tego tematu.
Na początek krótkie wprowadzenie do lamp błyskowych. Wszystkie działają na tej samej zasadzie: jest kondensator, który jest ładowany przez przetwornik napięcia do wysokiego napięcia, zazwyczaj 300–500 V. Równolegle do tego kondensatora znajduje się lampa błyskowa, która jednak przy napięciu 300–500 V jeszcze się nie zapala, lecz musi zostać najpierw zjonizowana impulsem wysokiego napięcia, np. 4000 V, w wyniku czego kondensator rozładowuje się przez lampę błyskową i wytwarza pożądany błysk światła. Ilość światła emitowanego przez lampę błyskową zależy wyłącznie od energii zgromadzonej w kondensatorze (założenie: błysk nie jest przerywany przez specjalny obwód elektroniczny). Producenci podają wówczas np.: lampa błyskowa dostarcza 1000 Ws. Co to oznacza? Oznacza to po prostu, że urządzenie to zostało tak zwymiarowane (kondensator i napięcie ładowania), że podczas zapłonu 1000 Ws energii elektrycznej z kondensatora jest przekształcane w światło za pośrednictwem lampy błyskowej.
Co jednak dokładnie oznacza ten Ws? Kto nie ma pojęcia o elektrotechnice, ma zazwyczaj trudności z rozróżnieniem pojęć mocy i energii. Jednostkę mocy, wacie (w skrócie W), zna każdy, bo jest ona podana na każdej żarówce. Aby jednak dowiedzieć się, ile energii zużywa żarówka (to, co mierzy licznik prądu), trzeba wziąć pod uwagę nie tylko jej moc, ale także czas świecenia. Jeśli np. włączymy żarówkę o mocy 100 W na 10 s, zużyje ona energię równą iloczynowi mocy i czasu włączenia, czyli 100 W * 10 s = 1000 Ws (= watosekund). Albo żarówka o mocy 1000 W włączona na 1 s, co również daje 1000 Ws. Jeśli dla uproszczenia założymy, że wszystkie rodzaje żarówek mają taką samą sprawność, to już teraz widać, jak przeliczyć lampę błyskową na światło ciągłe:
jeśli chcę uzyskać na motywie ilość światła odpowiadającą energii 1000 Ws przy świetle ciągłym, podczas gdy migawka jest otwarta, to mogę
- przeprowadzać naświetlanie przez 10 sekund przy całkowitej mocy lampy 100 W (10 s * 100 W = 1000 Ws)
- albo przez 1 sekundę przy łącznej mocy 1000 W (1 s * 1000 W = 1000 Ws)
- albo przez 1/10 sekundy przy imponującej mocy 10 000 W, czyli 10 kilowatów (1/10 s * 10 000 W = 1000 Ws)
- lub w przypadku żywych obiektów 1/30 sekundy, co daje imponującą moc lampy wynoszącą 30 kilowatów (1/30 s * 30 000 W = 1000 Ws).
We wszystkich przykładach przez lampy przepływa energia o wartości 1000 Ws w czasie otwarcia migawki (moc lampy pomnożona przez czas otwarcia migawki). Widać tu istotny związek: wymagana moc zestawu lamp zależy bezpośrednio od wybranego czasu otwarcia migawki – im dłuższy czas otwarcia migawki, tym mniejszy może być zestaw lamp.
Jeśli weźmiemy pod uwagę różne sprawności poszczególnych typów lamp (lampa ksenonowa ok. 50 lm/W, lampa fluorescencyjna również ok. 50 lm/W, halogenowa ok. 20 lm/W), to w zależności od czasu otwarcia migawki następujące moce lamp mogłyby zastąpić lampę błyskową o mocy 1000 Ws:
W przypadku stosowania lamp fluorescencyjnych:
Czas naświetlania -- Moc lampy dla 1000 Ws
1 s 1 kW
1/4 s 4 kW
1/8 s 8 kW
1/15 s 15 kW
1/30 s 30 kW
itd.
W przypadku stosowania lamp halogenowych:
Czas otwarcia migawki -- Moc lampy dla 1000 Ws
1 s 2,5 kW
1/4 s 10 kW
1/8 s 20 kW
1/15 s 37,5 kW
1/30 s 75 kW
itd.
Wartości te są orientacyjne, ale pozwalają zorientować się, na co należy się przygotować w mniej więcej takich samych warunkach (rodzaj reflektora itp.). Wartości te można również łatwo przeliczyć na inne lampy błyskowe: dla 500 Ws moc lamp należy zmniejszyć o połowę, dla 2000 Ws podwoić itd.
Widać, że lampa błyskowa dostarcza ogromną ilość światła w krótkim czasie, nawet amatorska lampa błyskowa o mocy 100 Ws przy czasie naświetlania 1/30 s nadal odpowiada zestawowi lamp halogenowych o mocy 7,5 kW! Różnica polega właśnie na tym, że lampa błyskowa pobiera energię dostarczaną podczas fotografowania „w stanie spoczynku” z sieci przed naświetlaniem (1000 Ws naładowane w 10 s daje obciążenie sieci wynoszące zaledwie 125 W przy 80% sprawności przetwornicy), podczas gdy „lampy ciągłe” z powodu braku możliwości magazynowania energii muszą nieuchronnie pobierać energię potrzebną do naświetlania z sieci podczas (krótkiego) czasu otwarcia migawki.
Mam nadzieję, że dzięki temu sytuacja jest zrozumiała dla wszystkich.
Pozdrawiam, Wolfgang
Robert
Jeśli weźmie się pod uwagę, że niewielka błyskawica potrzebuje zaledwie około 1/500 sekundy (a to właśnie jest efektywny czas naświetlania), aby wyemitować światło, liczby te stają się jeszcze bardziej „imponujące”. Wystarczy po prostu przedłużyć podane tabele do tego czasu.
Wolfgg
Albo jeszcze prościej: jeśli energia o wartości 1000 Ws zostanie dostarczona w ciągu 1/1000 s, to moc kondensatora i lampy błyskowej w tym ułamku sekundy wyniesie aż 1 milion watów ( = 1000 kilowatów = 1 megawat)!
Jeszcze jedna interesująca uwaga:
Wattsekunda (Ws) i jednostka miary stosowana w licznikach energii elektrycznej, kilowatogodzina (kWh), są ze sobą powiązane, obowiązuje następująca zależność (w nawiasach podano skróty, o ile są dostępne):
1 kilowatogodzina (kWh) = 1000 watogodzin (Wh) = 60 000 watominut = 3,6 miliona watosekund (Ws).
Oznacza to np., że nawet dość silną lampę błyskową o mocy 1000 Ws trzeba uruchomić około 3000 razy, aby zużyć 1 kWh (przy założeniu sprawności przetwornika na poziomie 80%).
Pozdrawiam, Wolfgang
cfb_de
To niesamowite, jak można zaimponować fotografom dzięki zastosowaniu nauk przyrodniczych.
Elektronika dla początkujących: Hej, wy tam, omy, co tam robicie, wolty?
Pozdrawiam serdecznie,
Franz (z zawodu naukowiec)
