Можно ли увидеть мерцание лампочки на частоте 50 Гц?

Вчера у меня было барбекю с друзьями. Солнце уже село, и единственным оставшимся источником света (кроме окружающего света) была лампочка с низким энергопотреблением.

Через некоторое время я стал замечать изменения освещения на лицах моих друзей и номерных знаках их автомобилей. Было ощущение, что кто-то очень быстро включил свет. Глядя прямо на стену или на свет, я не заметил никакого мерцания.

В моей стране электросеть работает на частоте 50 Гц. Возможно ли, что я действительно видел мерцание, вызванное изменениями в электросети, или я просто схожу с ума?

Подвопрос - употребляли ли вы алкоголь? Я предполагаю, что это замедлило бы вашу реакцию/восприятие.
@Criggie Никакого опьянения - funcact: мои друзья задавали мне тот же вопрос, когда я им говорил :D
Вы не упомянули, была ли это лампа накаливания. Если это так, кажется, что яркость нити накала не сильно изменится во время цикла 50 Гц, но это возможно.
На самом деле нетрудно обнаружить глазом вспышку на частоте 50 Гц даже в хорошо освещенном помещении. Просто проведите взглядом по мерцающему источнику света, и вы увидите регулярно расположенную последовательность изображений на доли секунды в своем поле зрения. Есть даже электрические огни, которые колеблются между разными длинами волн, и такая техника позволит вам это увидеть. Кроме того, даже если вы не делаете этого намеренно, вы можете заметить эффекты, когда переводите взгляд или во время естественных саккад ваших глаз. Но лампы накаливания почти не мерцают, как сказал @rcgldr.
@rcgldr Это была какая-то энергосберегающая лампочка (не знаю, какого типа, но не светодиодная). Не лампа накаливания.
@Timo - возможно, лампочка CFL (компактная люминесцентная лампа) (обычно спиральная трубка). Лампы компактных люминесцентных ламп могут изменять интенсивность почти мгновенно, но обычно в схеме есть некоторая емкость, которая уменьшает мерцание.
@ user21820: Это довольно заметно (по крайней мере для меня) со светодиодными задними фонарями автомобиля, особенно ночью, когда я немного устал. Иногда светофоры и рекламные вывески. Часть этого, я думаю, заключается в том, что они часто используют широтно-импульсную модуляцию для управления интенсивностью света ... Также обратите внимание, что плохой или неисправный светодиод или лампа CFL могут мерцать.
@jamesqf: Да, действительно. Особенно те, которые преднамеренно включаются и выключаются, но что мне показалось интересным, так это то, что некоторые флуоресцентные лампы, дающие «теплый свет», не являются монохроматическими, и я обнаружил это именно тогда, когда впервые случайно провел по ним лучом зрения.
Кажется, я припоминаю, что несколько раз читал утверждения аутичных людей, которые утверждали, что видят мерцание флуоресцентных лампочек. (У меня есть ребенок в спектре аутизма. Это было, когда он был дошкольным возрастом, а сейчас ему 18, так что это было некоторое время назад). что большинство из нас научились фильтровать/игнорировать его. Мы живем в США, так что это было бы 60 Гц.
Кажется, не упоминается в ответах: ваше периферийное зрение намного лучше замечает движение, чем ваше сфокусированное / центральное зрение. Вот почему вы заметили это «краем глаза», но когда вы смотрели на это напрямую, вы не могли увидеть изменения. Были упомянуты старые ЭЛТ, и было совершенно очевидно, если вы поставите два рядом (на расстоянии 1 метра / 3 фута) и посмотрите на один: другой будет мерцать, а не тот, на который вы смотрите.
Вы можете определенно увидеть, является ли источник света непрерывным или мерцающим, наблюдая за быстрым движением. Помашите ярким (например, белым) предметом, освещенным этим источником, перед вашим лицом. С мерцающим светом вы заметите несколько отдельных изображений.
Возможно, это очень дешевая светодиодная лампа, в которой используется только однополупериодный выпрямитель вместо полного моста. Это означает, что каждая вторая волна выключается, и лампа проводит по крайней мере половину своего времени полностью выключенной. Это также приводит к тому, что он мерцает вдвое реже, чем с мостовым выпрямителем.

Ответы (3)

Краткий ответ
Да, мерцание лампочки может быть заметно, и да, это напрямую связано с частотой сети. Однако, поскольку мерцание лампочки примерно в два раза превышает временные пределы нашей зрительной системы, оно вряд ли будет воспринято.

Предыстория
Временное разрешение зрительной системы может быть определено несколькими способами. Поскольку вы имеете в виду относительно простой мерцающий стимул, критическая частота слияния мерцаний , вероятно, является наиболее актуальной. При определенной критической частоте мерцающий стимул будет проявляться как непрерывный стимул. Этот критический предел частоты слияния мерцаний составляет около 50 Гц, но варьируется от 5 до 50 Гц в зависимости от условий освещения (Kalloniatis & Luu) , см. рис. 1 ниже.

Например, поворотник автомобиля явно мерцает (мерцает в районе 1 Гц). Но объект, отображаемый на стандартном компьютере с плоским экраном, кажется устойчивым. Частота обновления монитора обычно составляет 60 Гц, что действительно превышает критическую частоту слияния мерцаний (Holcomb, 2009) .

Тем не менее, старые добрые ЭЛТ-экраны иногда могут мерцать. Сеть, как вы указываете, действительно 50 Гц (Европа, Австралия) или 60 Гц (США), и действительно мерцание именно на этой частоте. Точно так же хорошо функционирующие люминесцентные лампы, кажется, иногда мерцают (когда они достигают своего конца, они тоже начинают мерцать, но это из-за отказа устройства, а не из-за пиковой частоты сети). Из-за подобного эффекта может показаться, что мигают и лампочки. Однако из-за синусоидальной характеристики сетевого переменного тока, имеющей два пика на длину волны (отрицательный и положительный пик), мерцание лампочки фактически в два раза превышает частоту сети., или 100 - 120 Гц. Это намного выше критического предела слияния мерцания и, следовательно, вряд ли будет заметно.

Интересно, что вы упомянули, что это было около заката. Скотопическое зрение (ночное зрение) опосредовано в основном палочками фоторецепторов. Палочковая зрительная система обеспечивает зрение в оттенках серого при слабом освещении. Хотя пространственное разрешение плохое, оно очень хорошо приспособлено для обработки быстро движущихся стимулов. Следовательно, частота слияния мерцаний в условиях скотопического просмотра действительно может быть выше; т . е . мерцание лампочек днем ​​может не ощущаться (Федоров, Мкртичева, 1938) . Хорошая надстройка там.

Чтобы добавить к этому, как указано в комментариях, действительно ли видно мерцание приборов, питающихся от сети, зависит от множества факторов, отличных от частоты мерцания. ЭЛТ-экраны, например, могут иметь улучшенные люминофоры, которые имеют замедленное время отклика, «размазывая» мерцание до невидимости. Другими словами, это не просто вопрос «ВКЛ» и «ВЫКЛ». Точно так же лампочки нагреваются и, следовательно, разница температур может быть для нас незаметна, так как временное мерцание зависит от нагревания и охлаждения провода.

ФликерФьюжн
Рис. 1. Слияние мельканий в зависимости от интенсивности стимула. Обратите внимание, что форма этого графика означает, что фотопическое зрение менее чувствительно к временным изменениям; шкала интенсивности относится к интенсивности стимула, как указано в другом ответе. Скотопическое зрение, способствующее временному разрешению зрения в смысле, упомянутом в этом ответе, относится к условиям окружающего освещения. источник: Каллониатис и Луу (2007 г.)

Литература
- Федоров и Мкртичева, Природа ; 142 : 750–1
— Holcomb, Trends Cog Sci 2009 ; 13 (5): 216-21
- Каллониатис и Луу, WebVision, глава «Временное разрешение», 2007 г.

Отличный ответ, спасибо! Я думаю, помимо вашей точки зрения, если бы солнце еще не зашло, оно бы в любом случае было связано со светом от лампочки, что сделало бы его невозможным для наблюдения. Хорошо, что я не схожу с ума :D
Чтобы добавить точку данных, с ЭЛТ мне пришлось подняться примерно до 80 Гц или около того — 85 — это одна «стандартизированная» (VESA) частота обновления. Чуть меньше, и у меня появилось ощущение мерцания «краем глаза».
ЖК-дисплеи в целом лучше, даже при частоте 60 Гц, но я имел честь использовать три монитора Hanns·G в $JOB[-2]. Они будут работать на частоте 75 Гц и избавят меня от полупостоянной легкой головной боли, которая у меня была раньше.
@WillCrawford - Часть эффекта мерцания ЭЛТ зависит от стойкости люминофоров. Чем больше постоянство, тем медленнее скорость затухания света люминофора. Большее постоянство хорошо для мерцания, но может вызвать размытие виртуальных объектов, движущихся по экрану. Некоторые мониторы с фиксированным полем ввода, в которых прокрутка не использовалась, например, зеленые монохромные терминалы IBM 3740, имели постоянство около 1 секунды, что позволяло отображать очень четкие шрифты и без видимого мерцания. Для многих стандартных ЭЛТ-мониторов мерцание исчезает при частоте около 75 Гц.
@WillCrawford - продолжая, ЭЛТ-телевизоры с чересстрочной разверткой обновляют «пиксели» только около 30 раз в секунду, но мерцание обычно не является проблемой. Стойкость люминофоров, используемых в телевизорах с ЭЛТ, предназначена для предотвращения мерцания на этих более низких частотах.
Я знаю, что вызывает эффект. Я думаю, что устойчивость моей сетчатки (или нервной системы) может быть немного ниже, чем обычно :o) [и я использовал терминалы, подобные тем, которые вы упомянули]
ТВ составляет ~ 25 кадров в секунду здесь, на другой стороне пруда, поэтому мерцание более заметно на старом оборудовании на основе ЭЛТ.
И как бы он ни был спроектирован , я, кажется, особенно чувствителен к «мерцанию» (старые энергосберегающие лампы и многие офисные люминесцентные лампы вызывают у меня головные боли, не говоря уже о том, как они усугубляли мое нарушенное цветовое зрение).
Следует отметить, что способность глаза обнаруживать мерцание (налетное движение) также зависит от угла, под которым свет попадает на сетчатку, поскольку существует 2 различных типа клеток-детекторов. Колбочки в центре (т. е. под острыми углами, в прямом направлении) хорошо различают цвета, в то время как палочки на внешнем крае сетчатки улавливают свет с периферии поля зрения и лучше различают свет и темноту. обнаружение движения. Вы можете протестировать этот IRL, взглянув на слегка мерцающий источник света — мерцание будет более заметным, если смотреть сбоку.
Измерения, показанные на графике, относятся к центральной ямке. Некоторые люди сообщают, что способны обнаруживать мерцание только периферийным зрением, которым в основном являются палочки, что соответствует вашему подозрению, что палочки могут иметь более высокую частоту слияния мерцаний.

Лампа мерцает с частотой, вдвое превышающей частоту сети, т. е. 100 или 120 Гц, что обычно незаметно для человеческого глаза. Это видно курице и насекомым.

При этом лампа низкого качества или лампа с истекшим сроком службы также может мерцать с частотой 50 или 60 Гц, и вы это заметите. Это зависит от яркости, поэтому область, освещенная лампой, может казаться не мерцающей.

Простой способ подавить мерцание ЭЛТ с частотой 60 Гц — надеть солнцезащитные очки. Химия в ваших глазах медленнее при низкой яркости, это делает мерцание менее заметным. Изобретение ЭЛТ-телевизора с частотой 100 Гц (я участвовал) было необходимо для обеспечения более высокой яркости.

+1 за то, что ваша лампа A мигает с частотой, в два раза превышающей частоту сети, т. е. 100 или 120 Гц . Можете ли вы добавить источники? Я адаптировал свой ответ, чтобы намекнуть и на этот эффект. Спасибо.
Настоящая синусоидальная волна с частотой 50 Гц будет проходить через нулевую амплитуду дважды за цикл: один раз в направлении своего положительного экстремума (подъем через ноль) и один раз в направлении своего отрицательного экстремума (падение через ноль). (Здесь я игнорирую напряжение смещения.) Весь цикл проходит, например, от нуля с наклоном X до нуля с наклоном X, но происходят два прохода через ноль, при наклоне X и наклоне -X. Таким образом, мгновенное напряжение будет равно нулю 100 раз в секунду для сигнала переменного тока с частотой 50 Гц (120 раз в секунду для сигнала переменного тока с частотой 60 Гц). Я не знаю, в какой степени это на самом деле влияет на интенсивность светового потока лампы.
Хотя вы правы насчет синусоиды и математики, я решил ту же проблему с набором светодиодных рождественских огней. Светодиоды соединены простой последовательностью, и они получают прямое напряжение только 60 раз в секунду (60 Гц в моем регионе). Поскольку светодиоды работают только с напряжением, текущим в одну сторону, мерцание очень заметно периферийным зрением, но не прямо. Если ОП использовал дешевые светодиодные фонари, возможно, происходило то же самое.
@ JPhi1618: драйверы светодиодов могут использовать диодный мост и сглаживающий конденсатор. Это означает, что только более дешевые светодиодные лампы должны иметь значительные колебания светового потока в зависимости от сетевого цикла.
@RedGrittyBrick, о, да, конечно, они могут, и большинство светодиодных ламп, которые я видел, отлично смотрятся без мерцания, но в крайне дешевом конце, как и в моей цепочке огней, ничего не делается, чтобы сгладить свет или уменьшить мерцание. Извините, если показалось, что я говорил обо всех светодиодных лампах.

Допустим, есть точечный источник света (это может быть лампа или объект с высокой отражающей способностью), который претерпевает большие и быстрые изменения интенсивности, скажем, 50-100 раз в секунду.

Если вы быстро переместите глаза, пока он находится в поле вашего зрения, он проследит путь через вашу сетчатку. Некоторые участки этого пути будут получать мало света, а другие — много. То, что вы видите, будет выглядеть как пунктирная линия. (Частота слияния мерцаний не имеет значения, поскольку она относится к фиксированным точкам в поле вашего зрения. В этом случае мы имеем дело со многими пространственно удаленными фоторецепторами.)

Допустим, требуется 0,15 секунды, чтобы «провести» глазами справа налево. Это означает, что свет, мерцающий с частотой 100 Гц, за это время будет разбит на 30 «выключенных» и 30 «включенных» участков. Так что на самом деле вы сможете обнаружить частоты намного выше 100 Гц. (Это может стать интересным экспериментом с Arduino.) Я заметил эффект, когда мой ноутбук изменяет яркость индикатора зарядки с помощью ШИМ. По мере «затемнения» штрихи в пунктирной линии становятся короче, и наоборот.

Но давайте рассмотрим это в контексте. Описанные вами условия означают, что:

  • Существует большой контраст между отражающими объектами и фоном.
  • Существует большой контраст на некоторых объектах, когда лампа самая яркая и самая темная (предполагая, что светодиодная лампа не имеет сглаживающих конденсаторов, объекты могут практически не получать света от лампы в определенные периоды времени).
  • Объекты не являются "точечными источниками"

Это означает, что всякий раз, когда вы двигаете глазами, быстрая последовательность ярких «призрачных» объектов будет аддитивно объединяться в вашем поле зрения. Эффект, вероятно, будет выглядеть как ускоренная версия стробоскопического освещения. То же самое произойдет с движущимися объектами (например, кто-то машет рукой). Но если вы зафиксируете свой взгляд на неподвижном объекте, вы, вероятно, не увидите мерцания.

Можно ли увидеть мерцание лампочки на частоте 50 Гц?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v