Световой поток люмен что это: Люмены или Ватты? Что важнее в светодиодных лампах?

Содержание

Блог » На сколько люмен должен светить фонарь?

На сколько люменов должен светить фонарь?

Итак, вы решили приобрести фонарь, и думаете над тем, какими характеристиками он должен обладать. Логичнее всего предположить, что яркость света – главный параметр, по которому можно судить о том, хорош прибор или нет. Но не всё так однозначно. Сегодня настоящие фонари, а не жалкое их подобие, обязаны иметь достойную электронику, фурнитуру, защищённость от внешних воздействий, к примеру, от воды и пыли, быть устойчивыми к ударам, и ещё отличаться рядом полезных качеств. Как мы понимаем, эти качества невозможно воплотить в одной модели так, чтоб её себестоимость была на уровне игрушки. Разумеется, цена фонаря тоже играет роль. Можно ещё долго копать, рассуждая о том, что должно быть в хорошем фонаре. Но сейчас мы сконцентрируемся на вопросе о количестве люменов.

Что такое освещённость, яркость и сила света фонаря?

Для обычного пользователя все эти термины – освещённость, яркость, сила света – кажутся приблизительно идентичными понятиями. Но в действительности между ними есть определённая разница.

Сила света

Чтобы объяснить, в чём заключается сила света, нужно сперва сказать о световом потоке. Это такая величина, характеризующая количество световой энергии, переносимой через некую поверхность за единицу времени. Люмен — единица для измерения светового потока, которая обязательно указывается в характеристиках фонарей. Как говорится, фонарь потребляет ватты (мощность) из электросети, и производит люмены.

Вместе с тем понятно, что, если взять две лампы одного типа, то у более мощной будет больше и световой поток. Свет распространяется в разные направления, при этом, в разные стороны прибор может светить с разной силой. Предмет перед автомобильной фарой освещается хорошо, а стоящий чуть дальше сбоку — хуже. Величину светового потока в определённом направлении за единицу времени называют — силой света, и измеряют в канделах (свечах).

Большое число кандел у светильника означает, что он генерирует сильно сфокусированный свет, то бишь, даёт мощный луч, освещающий хорошо даже удалённые предметы. При этом объекты, на которые не направлен луч, почти не получат света. Другой пример — настольная лампа, которая равномерно светит во все стороны, но не сможет как следует осветить дальнее пространство.

Получается, фонарь и настольная лампа будут освещать предметы с разным количеством кандел, даже если испускаемое число люменов у них равное.

Яркость света

Яркость освещения, как физическая величина, представляет собой отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющегося в телесном углу, к площади сечения данного пучка. Иначе её еще именуют плотностью освещения. Единица измерения – кандел на метр квадратный. Субъективно яркость определяет уровень зрительных ощущений смотрящего человека. Это, так сказать, о качестве освещения, комфорте восприятия. По-простому в характеристиках пишут «яркость», имея в виду люмены, чтобы пользователям было легче понимать возможности фонаря. Однако объективно «яркость» и «световой поток», как и «сила света», это не одно и то же.

Освещённость фонаря

Освещённость — световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади. Освещённость показывает, какая часть светового потока попала на конкретный предмет или поверхность, и измеряется в люксах. Чем ближе предмет к источнику света и чем меньше разного рода препятствий на пути света, тем лучше предмет освещён. Световой поток и сила света показывают, как работает прибор. Освещённость демонстрирует, насколько освещены вокруг предметы. Фонарь может испускать мощный световой поток, но если поместить его в коробку — освещённость окружающих предметов будет стремиться к нулю.

То бишь, яркость, сила света, освещённость тесно связаны. И ориентироваться только лишь на люмены вовсе не правильно. Помните: световой поток показывает количество света, без учёта направления его распространения. Поэтому необходимо учитывать и другую характеристику – силу света. А она, как вы уже поняли, измеряется в канделах.

Так сколько же всё-таки люменов достаточно для фонаря?

Конечно, вопрос о люменах – совсем не лишний, и нужно всё же знать, какой световой поток считается нормальным для фонаря. Всё зависит от того, какое целевое назначение модели, и как она будет применяться. Например, 300 люменов будут с избытком выполнять задачу дальнобойного фонаря, в то время, как 3000 люменов может едва хватать при широком (флудерном) свете. Есть, конечно, очень яркие модели вроде Imalent MS12 с его 53 тысячами люменов, или же фонарь Fenix LR40R поисковый на 12 тысяч люменов. Но надо понимать, для чего будет в дальнейшем использоваться тот или иной прибор, и насколько целесообразна большая яркость света.

Казалось бы, очевидно, что чем люменов больше, тем фонарь лучше. Однако оказывается, что между этими утверждениями далеко не всегда прослеживается линейная связь. Яркость важна для всех без исключения фонарей. Однако этот фактор далеко не единственный среди тех, что влияют на общие характеристики освещения и то, насколько удобно будет использовать выбранную модель. Например, совершенно необязательно фонарь на 500 люменов будет светить дальше, чем тот, предел которого — 250 люменов. Поэтому утверждение некоторых пользователей фонарей о том, что для определённых целей достаточно того или иного количества люменов, смело можно считать голословным. Люмены – не главный показатель.

На что следует обратить внимание

Во-первых, производители указывают максимально доступное для своих фонарей значение яркости. Если же модель не оборудована специальным драйвером, который стабилизирует напряжение в батарейках или встроенном аккумуляторе, то с падением уровня заряда будет постепенно снижаться и яркость. А поэтому на практике количество люменов для того светового потока, что используется, будет ниже заявленного. Фонари, оборудованные соответствующим драйвером, будут продолжать светить с заявленной яркостью до тех пор, пока для этого будет хватать заряда элементов питания. Но обратите внимание, что стоят они дороже обычных.

Во-вторых, помимо люменов большое значение имеет форма луча, ширина его боковой засветки, фокусное расстояние луча, особенности центрального пучка света. Хорошо сфокусированный луч будет светить намного дальше, чем рассеянный. Поэтому владелец первого фонаря вполне может заявить, что его модель ярче и лучше. Однако сфокусированный луч гораздо менее удобен, если необходимо освещение территории на ближней или даже средней дистанции. Он будет выхватывать из темноты лишь небольшой сегмент, оставляя остальной участок неосвещённым. Обязательно обращайте внимание на характеристики фокусировки и боковой засветки.

Узконаправленные лучи эффективны для тактических фонарей. Они позволяют чётко подсвечивать цель, и ориентированы на большие дистанции. При этом не происходит напрасного распыления светового потока, который и не эффективен, и нежелателен с точки зрения маскировки охотника на местности. Но даже для охотничьих фонарей большое значение имеет каждая конкретная ситуация. Ведь прицеливаться приходится совсем не всегда к объектам, находящимся очень далеко, а слишком яркий поток света на ближнюю цель может оказаться избыточным. И попросту залить её светом настолько, что охотник даже не увидит, где границы этой цели. Тут поможет выбор фонарей с несколькими режимами яркости.

В то же время, фонари с широким углом освещения, мягкой боковой засветкой и плавным переходом к ней от центрального пучка позволяют получить гораздо более естественное освещение на ближних дистанциях. Они хороши, например, для туризма, поскольку позволяют удобнее ориентироваться в пространстве и снимают дополнительную нагрузку с глаз. И даже в этом случае будет очень хорошо, если для открытой местности и внутри палатки вы сможете использовать разные режимы яркости.

Выводы

Так что, выбирая для себя фонарь, смотрите не только на то, какой яркости свет он дает, но и обращайте внимание на более детальные характеристики светового потока для этой конкретной модели. Таким образом, вы сможете подобрать модель, работой которой будете действительно довольны. Правильно подобранный фонарь станет залогом того, что вы не потратите деньги понапрасну на невостребованную яркость или неудобные для вас характеристики луча.

Купить фонари в России
Купить фонари в Украине

Люмен. Измерение светового потока

Опубликовано: 05.09.2022

Содержание

Что за величина люмены
Параметры светового потока
Перевод люменов в ватты
Таблица соответствия мощности и светового потока ламп

Люмен — это единица измерения светового потока. Ранее она не применялась в быту, поскольку всюду использовались только лампы накаливания, светимость которых пропорциональна потребляемой мощности. Для сравнения осветительных приборов, использующих разные технологии, потребовалось обращение к этой единице.

Что за величина люмены

Часть электромагнитного излучения, получившая название оптический диапазон, воспринимается глазом человека. Измеряется поток в люменах (лм). Излучение в 1 лм создается источником в одну канделу, направленное в угол 1 стерадиан. Полный поток, идущий во всех направлениях, равен 4х3,14 люменам.

Сила света обыкновенной свечи соответствует одной канделе.
Какие виды лампочек используются для освещения?

Параметры светового потока

В светотехнике используются следующие понятия:

Оптическое излучение, занимающее длины волн от 380 до 760 нм. По краям этого участка располагаются ИК (инфракрасный) и УФ (ультрафиолетовый) диапазоны.
Поток света (Ф), выражаемый в люменах (лм). Он характеризует силу воздействия волн на зрение человека. Величина потока не зависит от своей направленности.
Люмен (лм), это излучение, созданное калиброванным источником при заданных условиях окружающей среды. Поверочные и контрольные измерения проводятся при температуре 25 °C.
Освещенность (Е), описываемая соотношением излучения, падающего на плоскость, к охватываемой площади и измеряемая в люксах (лк). Формула Е=Ф/А, где, А — площадь. При полной луне освещенность составляет 0,2 лк, уличные фонари поднимают E до 20 лк, в помещении величина достигает 5000 лк, E в пасмурный день колеблется в пределах 5 000 — 10 000 лк и на солнце E может достигать 100 000 лк.
Сила света (I) характеризует световой поток, проходящий внутри объемного угла, I=Ф/ω. Ее единицей измерения установлена кандела (кд). Вольфрамовая лампа 100 Вт создает излучение, соответствующее 100 кд. Распределение освещенности в пространстве характеризуется кривой силы света (КСС).
Яркость (L) показывает соотношение потока излучения, проходящего в телесном углу, к своему сечению. Выражение L производится в кд/м² по формуле L=I/A (L=I/Cos A). Восприятие яркости находится под влиянием субъективных ощущений. Человек в темноте способен регистрировать яркость в микроканделах на кв.м. (мкд/м²). Обычный газоразрядный источник создает яркость до 11000 кд/м².
Световая отдача (H) есть световой поток, деленный на мощность источника по формуле Н=Ф/Р. Единица измерения определяется как лм/Вт. Она характеризует энергетическую эффективность источника. Замена вольфрамовой лампы (светоотдача 10-20 лм/Вт) на газоразрядную (90 лм/Вт) сокращает расход электрической энергии в 7 раз при сохранении уровня освещенности.
Цветовая температура (Тц) задает тональность источника излучения и освещаемых объектов. Измеряется в Кельвинах (К), которые соотносятся со шкалой Цельсия по формуле Тс = Тц -273.
Индекс передачи цветности (Ra или CRI) определяет воспроизводимость различными материалами излучения с разной длиной волн. Сравнение производится с калибровочным источником. Индекс CRI имеет сверху максимальное ограничение равное 100.

Показатель Ra делится на градации:

90 и более — отличная передача цвета, уровень 1А;
80-89 — 1В, хорошая передача цвета;
70-79 — лучше среднего, уровень 2А;
60-69 — средний показатель, 2В;
40-59 — достаточный уровень, 3;
до 39 — низкий показатель, <3.

Для распространенных источников света Тц в градусах Кельвина:

огонь свечи — 1900;
вольфрамовая лампа — 2700;
лампа газоразрядная с парами ртути — от 3000 до 6500;
солнце — 5000;
небо, закрытое облаками — 6500;
солнечный день — от 10 000 до 20 000.

Color rendering index (CRI) введен в оборот для сопоставления источника излучения с непрерывным спектром. Приемлемая для глаз величина индекса располагается в диапазоне от 80 до 100 CRI.

Перевод люменов в ватты

Чтобы не ошибиться в выборе мощности лампы, не следует смотреть на этот показатель, но нужно принимать во внимание количество излучения, величину потока, выраженную в люменах. Соотношение ватт и люмен зависит от технологии получения потока излучения.

Для вольфрамовых ламп 1 Вт соответствует 10 лм, а для светодиодных ламп на основе LED 1 Вт эквивалентен потоку света в 80 — 100 лм.

Газоразрядная лампа мощностью 18 Вт создает поток величиной 1350 лм, при удвоении расхода электроэнергии до 36 Вт — пропорционально растет излучение до 3350 лм. При частой необходимости в таких операциях лучше прибегать к услугам онлайн-калькулятора или заранее составить подсказку.

Таблица соответствия мощности и светового потока ламп

В быту распространены 3 технологии получения светового излучения.

В таблице приведены их соответствия, чтобы покупатель не ошибся при выборе осветительных ламп.

Излучение, лм	Вольфрамовые, Вт	Люминесцентные, Вт	LED, Вт
250	25	5	2
400	40	10	4
700	60	15	8
900	75	18	10
1200	100	25	12
1800	150	40	20
2500	200	60	25

Видно, что затраты электроэнергии на создание потока в 400 лм различаются на порядок для вольфрамовых ламп и LED. Их люминесцентный аналог занимает промежуточное положение по энергетической эффективности.

При необходимости постоянно замеряйте освещенность помещения. Полагайтесь не только на заявленные значения, приобретите люксометр и самостоятельно оценивайте интересующий параметр.

Люмен и люкс

Физика сохранения: Люмен и люкс

Кандела
люмен и люкс
Индекс

Источник света излучает с интенсивностью в заданном направлении, которая измеряется в кандел . Производители ламп и светильников выпускают диаграммы, на которых показано распределение силы света по всем направлениям.

Бледно-зеленый луч показывает, что этот конкретный широкоугольный прожектор излучает 300 кд в направлении 30 градусов от своей оси. Сила света прямо вперед составляет 460 кд.

Если на пути этого луча есть музейный объект, мы все равно ничего не знаем о том, сколько света он получает. Значение канделы не зависит от расстояния. Можно думать об этом как об излучении лампы, которая затем теряет интерес к тому, что происходит с испущенными ею фотонами. Нам нужна новая единица для световой энергии, движущейся в пространстве в направлении нашего объекта.

Эта единица невидимого света в пути составляет люмен .

Официальное определение люмена, единицы светового потока:

Световой поток dF источника
сила света I (кд) в элементе телесного угла dR определяется как dF = IdR

Говоря простым языком: поток от источника света равен силе света в канделах, умноженной на телесный угол, на который излучается свет, с учетом различной интенсивности в разных направлениях.

Кандела — это единица интенсивности: источник света может излучать с интенсивностью в одну канделу во всех направлениях или в одну канделу только узким лучом. Интенсивность одинакова, но общий поток энергии от лампы в люменах не одинаков. Мощность лампы обычно указывается в люменах, суммированных по всем направлениям, вместе с диаграммой распределения в канделах, показанной выше.

Еще одна величина, которая часто указывается в каталогах, — люменов на ватт. Люмен формально происходит от канделы, которая основана на свете одной длины волны. У практической лампы со многими длинами волн выходной световой поток рассчитывается на основе излучаемой мощности в ваттах как излучения, умноженного на световую отдачу на каждой длине волны, как описано в разделе, посвященном канделе. Это значение важнее, чем обычно думают консерваторы. Низкая светоотдача вольфрамовых ламп, столь любимая дизайнерами выставок, вынуждает устанавливать кондиционеры в климатических условиях, где в противном случае в них не было бы необходимости.

На диаграмме приведены только значения кандел, излучаемых лампой. Дизайнеру выставки необходимо перевести это в световую энергию, падающую на объект на любом расстоянии от лампы. Именно эта энергия делает объект видимым и обесцвечивает краску. Плотность энергии, падающей на объект, выражается в люменах на квадратный метр и обычно известна как люкс .

Это значение легко вычислить по диаграмме для точечного источника. Значение канделы, данное для 60 градусов, 300, соответствует 300 люменам, излучаемым в конус в один стерадиан, в соответствии с определением, данным выше. Один стерадиан покрывает один квадратный метр на поверхности земного шара радиусом 1 метр. Если бы наш объект находился на таком расстоянии, он получил бы 300 люмен на квадратный метр. Чтобы вывести значение для любого другого расстояния, просто используйте закон обратных квадратов. На расстоянии 3 метров от лампы поток на квадратный метр упал до одной девятой от 300 люмен = 33. Таким образом, значение люкса равно 33.

Большинство объектов освещаются более чем одним источником света или расширенными источниками, такими как рассеивающие панели. Арифметика усложняется. Читатель отсылается к специальной литературе. Существуют также компьютерные программы для расчета люксов в любой точке, освещенной несколькими источниками.

Обратите внимание, что освещенность объекта в люксах не является мерой фотохимической повреждающей способности света. Как я уже писал выше, люкс получается из люмена, который получается из канделы, определяемой для монохроматического света. Световой поток от практического источника света представляет собой сумму энергии в каждом диапазоне длин волн, умноженную на световую эффективность этой длины волны. Величина люмена не содержит информации о том, преобладает ли в световом потоке энергия на светонеэффективной, но фотохимически эффективной синей длине волны или, как в случае с вольфрамовой лампой, в значительной степени обеспечивается светонеэффективным, но фотохимически относительно безвредным излучением на красном конце спектра. спектр. Кроме того, значение в люксах не полностью описывает видимость объекта, которая зависит от его способности перенаправлять свет в глаза наблюдателя. Все, что можно сказать, это то, что если удвоить люкс на объекте от источника света того же типа, фотохимическое повреждение удвоится. Таким образом, люкс — довольно расплывчатая единица, учитывая ее центральное значение в управлении музейной средой. Почему мы используем это? Что ж, Интернет должен быть интерактивной средой, поэтому я приветствую комментарии от тех, кто более глубоко разбирается в освещении, чем я. Кажется, что почти все, что связано с измерением освещенности, связано с попытками установить экономичное офисное освещение. До недавнего времени офисные работники перетасовывали листы белой бумаги, идеально светорассеивающие, покрытые черными метками (изредка красными), отлично поглощающими свет. Для этой деятельности кандела, люмен и люкс с кривой световой отдачи, скрывающейся на заднем плане, образуют полезный количественный инструментарий. Этот инструментарий является неполным в музее. Мы должны уделять больше внимания измерению падающего излучения, взвешенного в соответствии с фотохимической активностью, и измерению видимости объекта как яркости.

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works License 3.0.

Кандела
люмен и люкс
Индекс

Что такое люмен? | Светодиодные фонари без ограничений

Формальный ответ на этот вопрос ужасен.

«Люмен — стандартная единица светового потока источника света. Это производная единица СИ, основанная на канделе. Его можно определить как световой поток, излучаемый в единицу телесного угла (1 ср) изотропным точечным источником, имеющим силу света в 1 канделу. Тогда единичный люмен равен cd x sr. Аббревиатура lm и символ Φv. В терминах мощности излучения (также называемого лучистым потоком) это можно выразить как:

Световой поток в люменах = мощность излучения (ватт) x 683 люмен/ватт x световая отдача», согласно HyperPhysics, публикации Университета штата Джорджия.

Это ничего не значит ни для кого, кроме высококлассных ботаников.

Люмен — это количество света, видимого глазом, исходящего от одного источника, например, от лампочки, согласно публикации Национальной оптической астрономической обсерватории (NOAO).

Так что же такое просвет

Подумайте о просвете, как о количестве воды, выходящей из шланга. Иногда это всего несколько капель за раз, иногда несколько галлонов. В случае коммерческих светодиодных гирлянд вам, как правило, нужен последний вариант.

Многие из нас могут спутать ватты с люменами, что кажется логичным, но это не одно и то же. Ватт — это энергия в секунду, потребляемая лампочкой. Возвращаясь к нашей метафоре, представьте, какое давление необходимо, чтобы вытолкнуть несколько капель из шланга или постоянный поток.

Другими словами, это не одно и то же.

Люмен также не является количеством света на поверхности. Это яркость, которая измеряется в люксах. Это интенсивность света в определенной области. Возвращаясь к нашей метафоре, это как количество воды из вашего шланга в определенном месте вашего двора. (Стоит отметить, что это не идеальная метафора.)

«Один люкс равен одному люмену на квадратный метр (люкс = люмен/м2). По сути, когда свет идет от излучателя, он рассеивается по всей площади. Чем дальше должен пройти свет, тем сильнее он будет рассеиваться», — говорится в заявлении Banner Engineering. «Поэтому количество люксов в области или на поверхности может варьироваться в зависимости от расстояния, которое проходит свет, и угла, под которым он рассеивается».

Итак, повторюсь:

Люмены — это количество света от лампочки.

Ватт — это мощность, необходимая для лампочки.

Люкс — это количество света на поверхности перед лампочкой.

Если вы привыкли искать ватты, не беспокойтесь о переключении на люмены.

Какое значение светового потока мне следует искать в моих светильниках?

Вообще говоря, ищите лампочку со световым потоком около 1600 люмен, если вы привыкли покупать 100-ваттные лампы. Точно так же выберите 1100 люмен, чтобы заменить 75-ваттную лампочку. Лампа на 60 ватт будет равняться около 800 люмен. Лампа на 40 Вт будет светить около 450 люмен.

Относится к «эффективности» лампочек накаливания.

Если вы хотите узнать, насколько эффективна лампочка, вы можете рассчитать ее эффективность, которая представляет собой световой поток в люменах, деленный на входную мощность в ваттах. Как только вы разделите эти числа, вы увидите, насколько энергоэффективен ваш свет.

Световой поток люмен что это: Люмены или Ватты? Что важнее в светодиодных лампах? — Lampatron.ru: магазин света