Единица измерения светового потока: формула и от чего она зависит, перечень единиц

формула и от чего она зависит, перечень единиц


На чтение 11 мин Просмотров 1.5к. Опубликовано
Обновлено

Содержание

  1. Что такое освещенность
  2. В каких единицах измеряется освещенность
  3. Кандела
  4. Люмен
  5. Люкс
  6. Люмен и ватт
  7. Как перевести одни единицы освещенности в другие
  8. Как определить освещенность
  9. Особенности определения освещенности для светодиодных приборов

При определении освещенности можно использовать разные единицы измерения. Вариант подбирается исходя из ситуации. Кроме того, часто возникает необходимость перевода одного показателя в другой. Надо учитывать в каких единицах измеряется освещенность, чтобы правильно рассчитать ее, если в этом есть необходимость.

Что такое освещенность

Под освещенностью подразумевается световая величина, которую определяют как отношение светового потока к площади его распространения. Этот показатель прямо пропорционален силе света источника, из которого он исходит. При удалении его от поверхности освещенность уменьшается. Эта зависимость обратно пропорциональна квадрату расстояния (закон обратных квадратов).

Формула освещенности выглядит так: E=(I*cos)/r2. I – это сила света в канделах, r показывает расстояние от источника света до поверхности. Не стоит путать это понятие с яркостью света.

В каких единицах измеряется освещенность

Единица измерения освещенности – это не один показатель, есть несколько основных вариантов, принятых в разных системах измерения. Для прикладного использования нет необходимости разбираться в сложных алгоритмах и формулах. Достаточно изучить особенности каждой из единиц и использовать ее правильно, если это необходимо.

Освещенность может отличаться в разных точках помещения.

Кандела

В системе измерений одна из семи основных единиц, являющихся фундаментальными. Это сила света, которую излучает источник монохроматического излучения с частотой 540х1012 Гц. Причем, световой поток должен распространяться в заданном направлении с соблюдением ряда дополнительных условий.

Частота, которая используется в качестве эталонной, соответствует зеленой части спектра, так как она лучше всего воспринимается зрением человека. При использовании источника света с другой частотой потребуется большая интенсивность для достижения нужного показателя.

1 кандела – это свет, исходящий от свечи.

Не так давно канделу определяли иначе. Она соответствовала силе света, исходящей от черного источника, нагретого до температуры 2042,5 К (плавление платины), который располагался перпендикулярно плоскости и распространялся на площадь в 1/60 квадратного сантиметра. Эта величина применяется в астрономии и многих других науках.

В переводе с латыни «кандела» обозначает свечу. Считается, что свет, который излучает одна свеча равен 1 канделе.

Люмен

Используется в системе измерения физических величин и отражает характеристики освещения. 1 люмен – это световой поток, который испускает источник света силой в 1 канделу. Чтобы было проще разобраться, стоит рассмотреть простые примеры:

  1. У стандартных ламп накаливания мощностью в 100 ватт показатель светового потока равняется 1200-1300 люменам.
  2. Люминесцентный источник света с мощностью в 26 ватт обеспечивает световой поток в 1600 Лм.
  3. Если брать за образец солнце, то у него световой поток составит 3,63х1028 люмен.

Свет отличается и по температуре, это также важно помнить.

Люмен показывает полный световой поток, который исходит из определенного источника. Но он не учитывает важные особенности – наличие линзы, либо отражателя, которые могут концентрировать свет на небольшом участке и тем самым в разы улучшать освещенность. Разные фонари с одинаковой лампой могут освещать как 10 квадратных метров, так и 100. По сути, это весь свет, который дает лампа, в том числе и тот, которые не попадает на заданную поверхность и является бесполезным.

Если мощность превышает стандартный диапазон, используются специальные показатели:

  1. Кратные единицы люмена образуются, если значение в целое число раз больше установленной величины. Обычно они обозначаются в виде степени числа. Для наименования используют установленные приставки, отражающие величину значения.
  2. Дольные единицы люмена наоборот, меньше установленной единицы в целое число раз. Тут также используются специальные приставки, а степень указывается со знаком минус.

Люкс

Эта единица наиболее полезна, так как именно с ее помощью измеряется освещенность в жилых и рабочих помещениях. Она равна световому потоку силой 1 люмен, распространенному на площадь в 1 квадратный метр. Показатель используют для регламентирования различных норм и контроля освещенности там, где это требуется.

Для простоты можно разобрать два примера. Если лампу мощностью 100 Лм направили на площадь в квадратный метр, то освещенность составит 100 Лк. А если этот же источник света распределяются на 10 квадратных метров, то показатель составит 10 люксов.

Люмен и ватт

Когда продавали только лампы накаливания, ватты использовали в качестве ориентира для определения светового потока лампы. Все знали, что чем больше мощность, тем выше яркость света. Но с появлением других типов лампочек эта характеристика утратила актуальность, так как не может использоваться при определении показателей оборудования. У разных вариантов соотношение мощности в ваттах к световому потоку отличается, поэтому надо разобраться в основных видах оборудования:

  1. У ламп накаливания стандартом считается показатель в 1300 Лм при мощности в 100 Вт. У моделей на 40 Вт световой поток составит 400 люменов, а у 60 Вт – 800. И помните о том, что со временем яркость неизбежно падает из-за истончения нити накала, поэтому при вычислении стоит закладывать определенный запас.
  2. Дуговые ртутные лампы имеют соотношение в 58 Лм на ватт, мощность просто умножается на этот показатель.
  3. Люминесцентные источники света имеют соотношение 60 Лм на ватт.
  4. Для светодиодных ламп с матовым рассеивателем нет четкой нормы, так как характеристики колбы и ее светопропускаемость могут различаться. Обычно показатель варьируется от 80 до 90 Лм.
  5. Филаментные (прозрачные) светодиодные лампочки имеют соотношение в 100 люмен на ватт мощности.

Соотношение мощности и светового потока отличается у разных видом ламп.

Фактические показатели могут отличаться от общепринятых, если конструкция лампы имеет особенности, которые влияют на качество света.

Читайте также

Таблица соответствия светодиодных ламп и накаливания

 

Как перевести одни единицы освещенности в другие

Раньше использовались сложные формулы для проведения расчетов, теперь в этом нет необходимости. Самое главное – иметь под рукой значение в определенной единице света, чтобы можно было использовать исходные данные.

Далее нужно просто найти любой конвертер освещенности. Вводятся значения, которые есть в наличии (подбирается соответствующий пункт), а во второй графе выставляются те единицы освещенности, в которые надо перевести. Вычисления занимают считанные секунды и отличаются высокой точностью, так как производятся на основе проверенных формул.

Как определить освещенность

При недостаточном освещении человек намного быстрее устает, приходится постоянно напрягать зрение, что крайне нежелательно. Поэтому в СНиП установлены нормы для основных видов помещений, которых следует придерживаться при определении необходимой освещенности.

Уровни освещенности установлены для всех видов помещений.

В расчет принимается естественное освещение, но основное внимание уделяется искусственному свету, так как с его помощью можно создать оптимальные условия вне зависимости от погоды на улице. Ниже приведены основные значения для разных помещений:

  1. Офисы, в которых работают за компьютерами и оформляют документы – 300 Лк.
  2. Помещения для проведения чертежных работ – 500 Лк.
  3. Конференц-залы, переговорные комнаты – 200 Лк.
  4. Жилые комнаты и кухни – 150 Лк.
  5. Детские – 200 Лк.
  6. Рабочие кабинеты или зоны – 300 Лк.
  7. Учебные классы и аудитории – 400 Лк.
  8. Торговые залы – от 200 до 400 Лк в зависимости от специфики.

Для рабочих зон существуют особые нормы, поэтому там чаще всего используют дополнительные светильники, которые выделяют небольшую часть пространства.

Что касается определения освещенности, для этого используют прибор, который называется люксометр. С его помощью проводятся замеры в нескольких точках помещения, они указаны в СНиП, важно делать все правильно. Может проверяться не только общий показатель, но и освещенность определенной поверхности или оборудования, если нужно обеспечить особые условия при выполнении работы.

Особенности определения освещенности для светодиодных приборов

Этот тип оборудования пользуется самой большой популярностью, поэтому надо использовать несколько рекомендаций при выборе оборудования и его эксплуатации. После того, как определены нужные показатели, следует подобрать конкретные лампочки или светильники и высчитать нужное для помещения количество. Важно распределить их равномерно, чтобы не было плохо освещенных участков.

Проводить замеры показателей следует после того, как оборудование проработает как минимум 2 часа. Это связано с тем, что диоды нагреваются, что влияет на их рабочие характеристики. Повторять измерения там, где это важно, надо 1-2 раза в год. Со временем рабочие показатели диодов, особенно низкокачественных, могут сильно снизиться.

Разобраться в единицах измерения освещенности несложно, так как вариантов немного. А для практического использования хватит и одного, поэтому проще всего выбрать подходящую систему измерения и применять ее.

Единица измерения светового потока в Международной системе единиц (СИ): люмен

Свет – это то, без чего на Земле ничто не способно было бы существовать. Как и все физические величины, его можно исчислить, а значит, существует единица измерения светового потока. Как же она называется и чему равна? Давайте найдем ответы на эти вопросы.

Что называется «световой поток»

Прежде всего, стоит разобраться, что в физике именуется этим термином.

Световой поток – мощность излучения света, оцениваемого по производимому им световому ощущению с точки зрения человеческого глаза. Это количественная характеристика излучения источника света.

Численно рассматриваемая величина равна энергии светового потока, проходящего через определенную поверхность за единицу времени.

Единица измерения светового потока

В чем же измеряется рассматриваемая физическая величина?

Согласно действующим нормам СИ (Международной системы единиц), для этого используется специализированная единица под названием люмен.

Данное слово было образовано от латинского существительного, означающего «свет» — lūmen. Кстати, от этого слова также возникло и название тайной организации «Иллюминаты», которая стала предметом всеобщего интереса несколько лет назад.

В 1960 г. люмен официально начал использоваться во всем мире, как единица измерения светового потока, и остается таковым и до сегодня.

В сокращенном виде в российском языке эта единица записывается как «лм», а в английском – lm.

Стоит отметить, что во многих странах мощность света лампочек измеряется не в ваттах (как на просторах бывшего СССР), а именно в люменах. Иными словами, заморские потребители считают не количество потребляемой энергии, а силу излучаемого света.

Кстати, из-за этого на упаковках большинства современных энергосберегающих лампочек есть информация об их характеристиках и в ваттах, и в люменах.

Формула

Рассматриваемая единица измерения светового потока численно равна свету от точечного изотропного источника (с силой в канделу), излучаемому в телесный угол, равный одному стерадиану.

В виде формулы это выглядит таким образом: 1 лм = 1кд x 1 ср.

Если учесть, что полная сфера образует телесный угол 4П ср, получается, что полный световой поток указанного выше источника с мощностью в одну канделу равен 4П лм.

Что такое «кандела»

Узнав о том, люмен — это что, стоит обратить внимание на единицу связанную с ним. Речь идет о кд – то есть канделе.

Данное название было образовано от латинского слова «свеча» (candela). С 1979 г. и по сей день она является единицей измерения силы света, согласно СИ (Международной системе единиц).

Фактически одна кандела — это сила света, излучаемая одной свечой (отсюда и название). Стоит отметить, что в русском языке долгое время вместо термина «кандела» употреблялось слово «свеча». Однако такое название устарело.

Из предыдущего пункта ясно, что люмен и кандела связаны между собою (1 лм = 1 кд x 1 ср).

Люмены и люксы

Рассматривая особенности такой световой величины как люмен, стоит обратить внимание на такое близкое к ней понятие как «люкс» (лк).

Как и канделы с люменами, люксы тоже относятся к светотехническим единицам. Лк – это единица измерения освещенности, используемая в системе СИ.

Взаимосвязь люкса и люмена выглядит следующим образом: 1 лк равен 1 лм светового потока, равномерно распределенного на поверхности в 1 квадратный метр. Таким образом, помимо приведенной выше формулы люмена (1 лм = 1кд х 1 ср), у этой единицы есть еще одна: 1 лм = 1 лк/ м2.

Говоря более простым языком, люмен – это показатель количества излученного света определенным источником, например, той же самой лампочкой. А вот люкс показывает, насколько реально светло в помещении, так как далеко не все световые лучи достигают освещаемой поверхности. Иными словами, люмен – свет, вышедший из источника, люкс – то количество его, которое действительно дошло до освещаемой поверхности.

Как уже было сказано, не всегда весь излученный свет достигает освещаемой поверхности, ведь часто на пути таких лучей встречаются преграды, создающие тени. И чем больше их на пути, тем меньшая освещенность.

К примеру, при постройке библиотечного зала в нем повесили множество лампочек. Общая освещенность этого пустого помещения была равна 250 лк. Но когда ремонтные работы были завершены и в зал внесли мебель, уровень света упал до 200 лк. Это притом, что лампочки, как и прежде, выдавали столько же люменов световой энергии. Однако на пути каждого ее луча теперь появились преграды в виде стеллажей с книгами и другой библиотечной мебели, а также посетителей и работников. Таким образом, они поглощали часть излученного света, уменьшая общее количество освещенности к зале.

Приведенная в качестве примера ситуация не является исключением в своем роде. Поэтому при постройке любых новых зданий или оформлении интерьера уже имеющихся всегда важно учитывать его освещенность. Для большинства учреждений даже есть система норм освещенности, естественно, она измеряется в люксах.

В современном мире есть несколько программ, в которых можно не только смоделировать дизайн комнаты своей самостоятельно, но и просчитать, насколько она будет светла. Ведь от этого зависит зрение ее обитателей.

Люмен и ватт

В прошлом в нашей стране при выборе лампочки ориентировались на количество ватт, которые она потребляет. Чем из больше – тем лучше светил данный прибор.
Сегодня, даже на отечественных просторах, все чаще мощность излучения ее измеряют в люменах. В связи с этим некоторые полагают, что лм и Вт – это величины одного рода, а значит, люмены в ватты и наоборот можно свободно переводить, как и некоторые другие единицы системы СИ.

Такое мнение не совсем верно. Дело в том, что обе рассматриваемые единицы измерения используются для разных величин. Так, ватт – это не световая, а энергетическая единица, показывающая мощность источника освещения. В то время как люмен показывает, сколько света излучаем конкретный прибор.

К примеру, обычная лампа накаливания, потребляющая 100 ватт, выдает свет в 1340 люменов. При этом более совершенная (на сегодняшний день) светодиодная ее «сестра» при потреблении всего 13 Вт выдает 1000 лм. Таким образом, получается, что светосила лампочки не всегда находится в прямой зависимости от количества и мощности поглощенной ею энергии. Важную роль в этом вопросе играет и используемое для освещения вещество в приборе. А значит, прямой зависимости между люменами и ваттами нет.

При этом данные величины действительно связаны между собою. Светоотдача любого источника света (взаимозависимость потребляемой энергии к выдаваемому количеству света) измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Именно эта единица является свидетельством эффективности того или иного осветительного прибора, а также его экономичности.

Стоит отметить, что при большой необходимости все же можно осуществить перевод люменов в ватты и наоборот. Но для этого нужно учитывать несколько дополнительных нюансов.

  • Характер источника света. Какая лампа используется в расчетах: накаливания, светодиодная, ртутная, галогенная, флуоресцентная и т.д.
  • Светоотдачу прибора (сколько потребляет ватт и какое количество люменов выдает при этом).

Однако чтобы не осложнять себе жизнь, для проведения подобных расчетов можно просто применять онлайн-калькулятор или скачать себе подобную программу на компьютер или другой прибор.

Кратные единицы люмена

Люмен, как и все его «сородичи» в системе СИ, имеет ряд стандартных кратных и дольных единиц. Одни используются для простоты расчетов, когда приходиться иметь дело либо со слишком малыми, либо со слишком большими величинами.

Если речь идет о последних, то они записываются в виде позитивной степени, если о первых — в виде отрицательной. Так, самая большая кратная единица люмена — иотталюмен — равен 1024 лм. Его чаще всего применяют, при характеристике космических тел. Например, световой поток Солнца равен 36300 Илм.

Чаще всего применяются четыре кратные единицы: килолюмен (103), мегалюмен (106), гигалюмен (109) и тералюмен (1012).

Дольные единицы люмена

Самой малой дольной единицей люмена является иоктолюмен — илм (10-24), однако, как и иотталюмен, он практически не используется в реальных расчетах.

Наиболее часто используются такие единицы – миллилюмен (10-3), микролюмен (10-6) и нанолюмен (10-9).

Единица световой отдачи электрической лампочки: (A) ватт(B) люмен(C) люмен\/ватт(D) люкс

Ответ

Verified

231.9k+ views

Подсказка
Световая отдача мера того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет. Он равен отношению светового потока к мощности, т.е.
световая отдача$= \dfrac {luminous}{мощность}$.
Поскольку единицей светового потока является люмен, а единицей мощности — ватт, то мы можем легко определить мощность световой отдачи.

Полное пошаговое решение
Световая отдача — это измерение, обычно используемое в светотехнической промышленности, которое показывает способность источника света излучать видимый свет при заданной мощности. Это отношение излучаемой видимой энергии к мощности, поступающей в лампу от электрической линии (излучаемая видимая энергия также известна как световой поток, и единицы измерения измеряются в люменах).
Люмен можно определить следующим образом: Люмен (лм) — это общее количество света, излучаемого источником света. Это единица световой мощности. 1 люмен = 1 кандела (сила света на единицу телесного угла) × 1 стерадиан (единица телесного угла).
Следовательно, единицей светового потока является люмен, а единицей мощности — ватт.
Следовательно, единицей светоотдачи является
светоотдача $= \dfrac{{lu\min outflux}}{{мощность}} = \dfrac{{люмен}}{{ватт}}$
Следовательно, вариант (C) правильно.

Примечание
Световой поток или мощность, временная скорость потока световой энергии, излучаемой источником света. Выражается в лм. Он отличается от лучистого потока. Поток излучения — это измерение всего испускаемого электромагнитного излучения (включая инфракрасное, ультрафиолетовое и видимое), которое представляет собой общее количество объективного света. Световой поток – это количество света, воспринимаемое человеческим глазом. Он отражает чувствительность человеческого глаза, взвешивая каждую длину волны функцией светимости. Так что это взвешенная сумма всех длин волн мощности в диапазоне видимого света, исключая инфракрасный и ультрафиолетовый.

Недавно обновленные страницы

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А класс 11 по химии JEE_Main

Высокоэффективный метод получения бериллия 11 класс по химии JEE_Main

Какой из перечисленных сульфатов имеет самый высокий класс растворимости 11 по химии 9002 JEE_Main Среди металлов Be Mg Ca и Sr 2 группы 11 класса химии JEE_Main

Какой из перечисленных металлов присутствует в зеленом цвете 11 класса химии JEE_Main

Для предотвращения окисления магния в электролитах 11 класса химии JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А 11 класс химии JEE_Main

Высокоэффективный метод получения бериллия 11 класса химии JEE_Main

Какой из следующих сульфатов имеет наивысший класс растворимости 11 по химии JEE_Main

Среди металлов Be Mg Ca и Sr группы 2 по химии 11 класса JEE_Main

Какой из следующих металлов присутствует в зеленом цвете 11 класса по химии JEE_Main

Для предотвращения окисления магния в электролитах класса 11 химии JEE_Main

Актуальные сомнения

Статья о единице+светового+потока из The Free Dictionary

Единица+светового+потока | Статья о единице+светового+потока в The Free Dictionary

Единица+светового+потока | Статья о единице+светового+потока в The Free Dictionary

Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.

Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:

единица
из
светящийся
поток

Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:

Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.

Полный браузер
?

  • ▲
  • Паевые фонды
  • Тип агрегата
  • код типа блока
  • код типа блока
  • Код типа устройства Файл факторов потребления
  • Наличие кода типа устройства
  • Проверяемый блок
  • Блок на рассмотрении
  • Тестируемый блок
  • Интерфейс требований к тестируемому устройству
  • Система оценки единиц
  • Соотношение стоимости единицы
  • Единичный вектор
  • Единичный вектор
  • Единичный вектор
  • Единичные векторы
  • Единичные векторы
  • Сводная информация об авторизации транспортного средства
  • вентиляционный блок
  • Аппарат ИВЛ
  • Аппарат ИВЛ
  • Подразделение защиты потерпевших
  • Советник по голосованию отряда
  • Список уязвимостей модуля
  • единица содержания воды
  • Выходная мощность блока
  • Тренажер по оружию
  • Требования к веб-сайту подразделения
  • Удельный вес
  • Удельный вес
  • единица+светового+потока
  • ЕДИНИЦА-1
  • единица площади акустический ом
  • Волновод единичной ячейки
  • индивидуальная упаковка
  • Единичная упаковка
  • Станок с цельной головкой
  • Единично-инвариантный абелев
  • Командование и управление на уровне подразделения
  • Моделирование команд на уровне подразделения
  • Документация по оценке эффективности на уровне подразделения
  • Система логистики на уровне подразделения — наземная/авиационная/S4
  • Единый план страхования
  • юнит-связанная политика
  • Доза в литрах
  • блок-мембрана модель
  • связанное с подразделением оборудование и расходные материалы
  • Модульное тестирование
  • Единично-взвешенная регрессия
  • Единично-взвешенная регрессия
  • Единица.