Люмен — единица измерения светового потока

Измерение светового потока

Для измерения светового луча используются 2 вида приборов: сферические фотометры и фотометрические гониометры. Основная проблема заключается в необходимости определить параметры светового луча, движущегося сразу в нескольких  направлениях.

Сферический фотометр – это сфера с коэффициентом отражения 1. Лампочкаа помещается в центр, рассеянный световой луч измеряет фотоэлемент, вставленный в стену. Результат сравнивается с показателями эталонного источника.

Фотометрический гониометр оснащен люксметром, который во время светового излучения перемещается по всем позициям сферы. Данные освещенности интегрируются, получается значение в люменах.

Определяющие формулы

При желании определить световой поток самостоятельно в доме должен быть люксметр. Измерение люксов проводится в нескольких точках одного помещения, потом используется формула:

П=О*Пл, где:

П – световой луч (лм);

О – освещенность (лк);

Пл – площадь помещения.

Значение П обозначается на упаковке лампы.

Узнать примерное значение светового потока возможно без приборов и формул из таблиц, размещенных в сети интернет.

Что такое кандела

Кандела (кд) – единица измерения силы света, равная световому излучению восковой свечи или 1/683 Вт/ср при частоте 540-1012 герц (соответствует зеленому цвету). При изменении частоты меняется объем потребляемой электроэнергии.

Силой света называется показатель, позволяющий определить часть светового потока, который источник излучает в одном направлении. Если световой луч определить как объем, то силу света можно назвать его пространственной плотностью.

Уравнение 1 кд = 1 лм верное только при условии, что световой луч распространяется под углом 65о в конусе.

Производная формула:

1 лм = 1 кд *1 ср.

Люмены и люксы

Случается, что в процессе планирования системы освещения путаются два понятия: люмен и люк. Люмен – полный объем излучаемого светового потока, люкс – показатель уровня освещенности. Люкс – часть люмена, достигшая освещаемой площади и распределенная по ней. Так как до освещаемого объекта весь световой поток не доходит, прямой связи между этими двумя показателями нет. Отношение 1 лк = 1 лм/м2 можно считать верным только при распределении по одному метру квадратному всего люмена.

Люмен — единица измерения светового потока

Если проводится расчет освещенности для конкретного помещения, используется формула:

Клк = Клм/Км2, где:

Клк – цифра, указывающая на количество лк;

Клм – цифра, указывающая на количество лм;

Км2 – площадь (цифра, указывающая количество м2).

Чтобы перевести лк и лм, используется формула:

Клм = Клк * Км²

Люмен и ватт

Совсем недавно лампы выбирались по мощности (количеству ватт). Чем больше ватт, тем выше интенсивность освещения. Сейчас даже отечественные производители на заводских упаковках обозначают люмены. Чем их больше, тем качественнее освещение.

По этой причине можно подумать, что Вт и лм свободно переводятся друг в друга. Это не совсем верно, так как Вт определяет мощность, лм – объем светового луча источника.

Пример: лампа накаливания излучает световой поток 1340 лм, если потребляет 100 Вт, а светодиод способен излучать 1000 лм, если потребляет 13 Вт.

То есть, сила света напрямую не зависит от мощности. Но эти параметры все же связаны между собой. Светоотдача, являющаяся показателем эффективности светового источника – это лм/Вт. Расчет светоотдачи требуется для определения экономичности.

Чтобы перевести люмены в ваты, необходимо учесть дополнительные параметры:

  • вид лампы;
  • светоотдачу (соотношение Вт/лм);
  • эффективность светоотражателя светильника;
  • потери из-за рассеивателя;
  • объем светового потока, прошедший мимо.

Облегчить себе жизнь можно, если найти в сети интернет калькулятор и скачать на компьютер. Имеются так же стандартизированные показатели для разных видов лампочек, позволяющие определить, чем заменить, например, лампочку накаливания, не теряя в уровне освещенности.

Известны данные лампочек накаливания с различной мощностью:

  • 200 Вт – 2500 лм;
  • 150 Вт – 1800 лм;
  • 100 Вт – 1100 лм;
  • 75 Вт – 750 лм;
  • 60 Вт – 550 лм;
  • 40 Вт – 400 лм;
  • 20 Вт – 250 лм.

При желании сэкономить лампу накаливания на 100 Вт можно заменить люминесцентным источником на 25-30 Вт или светодиодом на 12-15 Вт

Важно помнить, что энергосберегающей лампочке для создания определенного светового луча требуется в 3-4 раза меньше ватт, светодиодной – в 8-10 раз. Этого вполне достаточно, чтобы выбрать лампы в магазине при условии, что они качественные

Цветовая температура в фотографии, кинематографе и телевидении.

Для создания картинки, точно передающей цвета, фото и видео операторы учатся настраивать технику правильно. Для фотографов особенно удобна шкала цветовой температуры в миредах.

Миред = 1000000/Кельвин.

Согласно этой шкале температура фотовспышки равняется: 100000/5000(К)=200 (миред).

Шкала удобна тем, что одинаково пропорциональна цветовым изменениям во всем спектре. Впрочем, фото и видео аппаратура настраивается в Кельвинах и в миредах, в зависимости от предпочтений владельца. Цифровые фотоаппараты и видеокамеры автоматически определяют цветовую температуру сюжета: портрет, ночной пейзаж и другие. Настройка цветовой температуры заложена в опции «баланс белого».

Настройка баланса белого на фото и видеокамерах.

Белый цвет на фото можно получить при использовании вспышки, прямого солнечного света, источников света с температурой 5500 К. В остальных случаях результат будет максимально приближен к белому.

ЦТ=6200 К. Цвета естественны.

Для этого надо правильно выставить цветовую температуру. Если фото (видео) вышло в синих тонах, то температура слишком маленькая.

ЦТ=2500 К. Температуру следует увеличить.

Если преобладают красные тона, то слишком она велика.

ЦТ=10000 К. Температуру стоит снизить.

В доцифровую эпоху выпускалась фотопленка для определенных цветовых температур. Например, для дневных съемок производили пленку с ЦТ= 5600 К, для вечерних – 3200 К. Позже стали выпускать промежуточный вариант с ЦТ=4500 К. При обработке пленочных и слайдовых материалов при необходимости проводилась цветокоррекция.

Для получения хорошей картинки активно применяют светофильтры.

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).

Свет и излучение
Под светом понимают электромагнитное излучение, вызывающее в глазу
человека зрительное ощущение. При этом речь идет об излучении в
диапазоне от 360 до 830 нм, занимающем мизерную часть всего известного
нам спектра электромагнитного излучения.
Световой поток Ф
Единица измерения: люмен* . Световым потоком Ф называется вся
мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению
глаза человека. Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт
световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминесцентная
лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный
примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,8 ? 1028 лм.
Сила света I
Единица измерения: кандела** . Источник света излучает световой
поток Ф в разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность
излучаемого в определенном направлении света называется силой света
I.
Освещенность Е
Единица измерения: люкс*** . Освещенность Е отражает соотношение
падающего светового потока к освещаемой площади. Освещенность равна
1 лк, если световой поток 1 лм равномерно распределяется по площади
1м2
Яркость L
Единица измерения: кандела на квадратный метр [кд/м2]. Яркость света
L источника света или освещаемой площади является главным фактором
для уровня светового ощущения глаза человека.
Цветовая температура
Единица измерения: Кельвин**** . Цветовая температура источника
света определяется путем сравнивания с так называемым «черным
телом» и отображается «линией черного тела». Если
температура «черного тела» повышается, то синяя составляющая
в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания
с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700
K, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света — 6000 K.

Распространенные цветности света
Существуют следующие три главные цветности света: тепло-белая
5000 K.

Цветопередача
В зависимости от места установки ламп и выполняемой ими задачи искусственный
свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия
цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется
характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются
с помощью различных степеней «общего коэффициента цветопередачи»
Ra. Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного
цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным
источником света. Для определения значения фиксируется Ra сдвиг
цвета с помощью восьми указанных в DIN 6169 стандартных эталонных
цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого источника
света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого
тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики
цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи
Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет
эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются
цвета освещаемого объекта.

Популярные статьи  Как правильно определить провод (землю) в проводке для люстры и выключателя?

* Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным
источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол
величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд х ср). Полный световой поток,
создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен
4п люменам.

** Канде?ла (обозначение: кд, cd; от лат. candela — свеча) равна
силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического
излучения частотой 540·1012 герц, энергетическая сила света которого
в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.

*** Люкс (обозначение: лк, lx) — единица измерения освещённости,
равен освещённости поверхности площадью 1 м? при световом потоке
падающего на неё излучения, равном 1 лм

**** Ке?львин (обозначение: K) — единица измерения температуры,
один кельвин равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной
точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. Пересчет
в градусы Цельсия. С = K — 273,15

Характеристики

Для описания характеристики применяются названия показателя и его значение.

Данные характеристики приведены в таблице:

Наименование Показатель
Мощность, Вт бытовое применение – 25-150Вт, другое – до 1000
Накаливание нити, градусов до 2000-2800
Напряжение, В 220-330
Световая отдача, Лм/1Вт 9-19
Размер и маркировка цоколя Е 14, Е 27, Е 40
Тип цоколя Резьбовой, штифтовой
Часы работы, часов до 1000
Вес, г 15

Устройство и схема

Устройство лампочки накаливания у всех ее видов практически одинаковое:

  • Основная рабочая деталь – вольфрамовая спираль. Обладает сопротивлением в три раза больше, чем медный материал. Из него достигается выплавка максимально тонких элементов. Электроды поддерживают данную спираль и переводят ток.
  • Стеклянная колба. Она заполнена инертным газом. Именно он не дает сгореть нити и препятствует окислению металлических элементов.
  • Цокольная часть. Она присутствует во всех видах, кроме автомобильных. По цоколю нарезана резьба, ее шаг может отличаться у каждого вида.

Подробная схема составляющих отображена на рисунке:

Принцип действия

Принцип работы лампы накаливания заключается в нагревании вещества, через который протекает ток. Веществом выступает сама нить накаливания, ее температура нарастает в момент замыкания электроцепи. При этом возникает результат электромагнитного термического испускания. Видимым для глаза оно становится при прогревании более 570 градусов, при этом начинается красное свечение.

Нить накаливания нагревается до 2800 градусов. В процессе прогревания вольфрам преобразовывается в оксид (белый поверхностный налет), для этого и происходит закачка в полость нейтральных газов. При монтаже лампочки (закручивания ее в патрон), замыкается цепь и происходит процесс разогрева нити, и происходит подача света.

Цоколь

Распространенными считаются лампочки с маркировкой цоколя E14, E27, E40. Где цифра означает диаметр самого цоколя. Без резьбовые элементы встречаются в автомобильных производствах.

Есть страны, где другое напряжение в сети и, соответственно, применяются лампочки с другим диаметром цоколя – Е12, Е17, Е26, Е39.

Маркировка

Перед покупкой надо изучить маркировку. Она представлена буквенным и цифровым сочетанием. Буквенная маркировка и значение представлены в таблице:

Буквенная маркировка Значение
Б биспиральная
БО Биспиральная с опаловой колбой, наполненной аргоном
БК Биспиральная, наполнение колбы криптоном
ДБ Диффузная с матированием внутри колбы
В Вакуумная
Г Газонаполненная
О Опаловая колба
М Молочная колба
Ш Шаровидная
З Зеркальная
МО Для местного освещения

Цифры указывают на пределы напряжения, мощности.

Коэффициент полезного действия

У данных ламп низкий КПД (коэффициент полезного действия). Он выражается соотношением мощности излучением, заметным человеку. При прогревании нити до 2700 К, КПД до 5 процентов. Остальная энергия затрачивается на инфракрасное излучение, которое не просматривается человеческим глазом, только чувствуется теплом. Если повышать КПД хотя бы до 20 процентов, необходимо увеличить прогревание нити до 3400 К.

Свет при этом будет светить в два раза ярче, но срок службы лампы сократится на 95 процентов. И наоборот, снижение напряжения, увеличит период работы во много раз. Все это учитывается при производстве дежурного освещения, которое требует надежности.

Таблица соотношения люменов и ватт в лампочке

Световой поток измеряется в люменах (Лм). В светодиодах световые потоки колеблются в зависимости от производителя, его качества товара, напряжения. Примерное значение для одного Вт составляет 80-150 Лм. В таблице приведено соотношение Лм и Вт для лампочек накаливания по отношению к светодиодной лампе:

Светодиодная лампа, Вт Лампа накаливания, Вт Световой поток, Лм
4-5 40 400
8-10 60 700
10-12 75 900
13-15 100 1200

Какие лампы подходят для дома

В квартирах и частных домах белый свет не рекомендован. Не обязательно размещать везде одинаковые светильники, лучше воспользоваться индивидуальными рекомендациями по оборудованию освещения в таких помещениях. Светильники с белым нейтральным светом хорошо подойдут для освещения кухни, санузла, впишуься в интерьер прихожей. Их температура может варьироваться от 4000 K до 5000 K.

Но для спальни, детской и комнат, где вы отдыхаете, предпочтительно использовать теплые тона светового спектра. Тут лучшим решением будет теплый белый свет ближе от 2700 до 3200 K. Он снимет дневную напряженность, создаст уют и позволит расслабиться.

Удобно и эффективно пользоваться нормальным белым светом в зоне чтения и рабочем уголке, а также для подсветки зеркал, перед которыми наносится макияж. Этим вы добьетесь максимального цветового контраста и удобств для выполняемых действий.

Письменный стол ребенка лучше оснастить лампой с температурой 3200-3500 K. Она не создаст излишней усталости для глаз, а близость к белому спектру поможет собраться и настроиться на работу. Для всех светодиодных ламп их рабочая температура указана на упаковке.

Хотя наши глаза на протяжении многих лет привыкли к мягкой белой цветовой температуре лампы накаливания, это не означает, что они обязательно являются самым лучшим вариантом для освещения всего дома.

Например, из-за их теплой цветовой температуры, эти мягкие белые огни часто тянут теплые цвета из комнаты (предметы красного, оранжевого цвета), изменяют контрасты во всем пространстве. Вот несколько советов о том, как наиболее эффективно осветить разные комнаты в вашем доме:

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например, смотровые кабинеты, операционные.

Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогут утром быстрее войти в рабочий тонус.

Цветовая температура и наши эмоции

Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека. Теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют активность.

Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.

Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.

Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.

При низком уровне освещенности (мало света) человек лучше чувствует себя при «теплом свете» (Тцв=3000 К), а если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Тцв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).

Популярные статьи  Как определить фазу и ноль — обзор различных способов + пошаговые инструкции

Фотометрические единицы СИ

SI фотометрические величины

Количество Ед. изм Примечания
Имя Условное обозначение Имя Условное обозначение Условное обозначение
Световая энергия Q v люмен второй lm ⋅s Т Дж Секунду просвета иногда называют талботом .
Световой поток , сила света Φ v люмен (= кандела стерадиан ) lm (= cd⋅sr) J Световая энергия в единицу времени
Интенсивность света Я в кандела (= люмен на стерадиан) кд (= лм / ср) J Световой поток на единицу телесного угла
Яркость L v кандела на квадратный метр кд / м 2 (= лм / (ср⋅м 2 )) Л −2 Дж Световой поток на единицу телесного угла на единицу площади проекции источника. Канделу на квадратный метр иногда называют гнидой .
Освещенность E v люкс (= люмен на квадратный метр) лк (= лм / м 2 ) Л −2 Дж Световой поток, падающий на поверхность
Световой поток , световой
поток
M v люмен на квадратный метр лм / м 2 Л −2 Дж Световой поток, излучаемый с поверхности
Световая экспозиция H v люкс второй люкс Л −2 т Дж Интегрированная по времени освещенность
Плотность световой энергии ω v люмен-секунда на кубический метр лм⋅с / м 3 Л −3 т Дж
Световая отдача (излучения) K люмен на ватт лм / Вт M −1 L −2 T 3 Дж Отношение светового потока к лучистому потоку
Световая отдача (источника) η люмен на ватт лм / Вт M −1 L −2 T 3 Дж Отношение светового потока к потребляемой мощности
Светоотдача , световой коэффициент V 1 Световая отдача нормализована максимально возможной световой отдачей.
См. Также: SI  · Фотометрия  · Радиометрия.

Определяющие формулы [ править | править код ]

Если имеется монохроматическое излучение с длиной волны λ <displaystyle lambda > , поток излучения которого равен Φ e ( λ ) <displaystyle Phi _(lambda )> , то в соответствии с определением световой поток такого излучения Φ v ( λ ) <displaystyle Phi _(lambda )> выражается равенством :

Φ v ( λ ) = K m ⋅ V ( λ ) ⋅ Φ e ( λ ) . <displaystyle Phi _(lambda )=K_cdot V(lambda )cdot Phi _(lambda ).>

где V ( λ ) <displaystyle V(lambda )> — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения, имеющая смысл нормированной в максимуме на единицу чувствительности среднего человеческого глаза при дневном зрении, а K m <displaystyle K_> — коэффициент, величина которого определяется используемой системой единиц. В системе СИ этот коэффициент равен 683 лм/Вт .

Световой поток излучения с дискретным (линейчатым) спектром получается суммированием вкладов всех линий, составляющих спектр излучения:

Φ v ( λ ) = K m ∑ i = 1 N V ( λ i ) ⋅ Φ e ( λ i ) , <displaystyle Phi _(lambda )=K_sum _^V(lambda _)cdot Phi _(lambda _),>

где λ i <displaystyle lambda _> — длина волны линии с номером «i», а N — общее количество линий.

В случае немонохроматического излучения с непрерывным (сплошным) спектром малую часть всего излучения, занимающую узкий спектральный диапазон d ( λ ) <displaystyle d(lambda )> , можно рассматривать как монохроматическое с потоком излучения d Φ e ( λ ) <displaystyle dPhi _(lambda )> и световым потоком d Φ v ( λ ) <displaystyle dPhi _(lambda )> . Тогда для связи между ними будет выполняться

d Φ v ( λ ) = K m ⋅ V ( λ ) ⋅ d Φ e ( λ ) . <displaystyle dPhi _(lambda )=K_cdot V(lambda )cdot dPhi _(lambda ).>

Интегрируя данное равенство в пределах видимого диапазона длин волн (то есть от 380 до 780 нм), получаем выражение для светового потока всего рассматриваемого излучения:

nm>V(lambda )cdot dPhi _(lambda ).>

Если использовать спектральную плотность потока излучения Φ e , λ <displaystyle Phi _> , характеризующую распределение энергии излучения по спектру и определяемую как d Φ e ( λ ) d λ <displaystyle <frac (lambda )>>> , то выражение для светового потока приобретает вид :

Φ v = K m ⋅ ∫ 380 n m 780 n m V ( λ ) ⋅ Φ e , λ ⋅ d λ . <displaystyle Phi _=K_cdot int limits _<380

nm>V(lambda )cdot Phi _cdot dlambda .>

Сила света в музеях

Сотрудники музеев измеряют силу света в музейных помещениях, чтобы определить оптимальные условия, позволяющие посетителям рассмотреть выставленные работы, и в то же время, обеспечить щадящий свет, наносящий как можно меньше вреда музейным экспонатам. Музейные экспонаты, содержащие целлюлозу и красители, особенно из натуральных материалов, портятся от продолжительного воздействия света. Целлюлоза обеспечивает прочность изделий из ткани, бумаги и дерева; часто в музеях встречается много экспонатов именно из этих материалов, поэтому свет в экспозиционных залах представляет большую опасность. Чем сильнее сила света, тем больше портятся музейные экспонаты. Кроме разрушения, свет также обесцвечивает материалы с целлюлозой, такие как бумага и ткани, или вызывает их пожелтение. Иногда бумага или холст, на которых написаны картины, портятся и разрушаются быстрее, чем краска. Это особенно проблематично, так как краски на картине восстановить проще, чем основу.

Люмен — единица измерения светового потока
Париж, Версаль

Вред, наносимый музейным экспонатам, зависит от длины световой волны. Так, например, свет в оранжевом спектре наименее вреден, а синий свет — самый опасный. То есть, свет с большей длиной волны безопаснее, чем свет с более короткими волнами. Многие музеи используют эту информацию и контролируют не только общее количество света, но и ограничивают синий свет, используя светло-оранжевые фильтры. При этом стараются выбирать фильтры настолько светлые, что они хоть и фильтруют синий свет, но позволяют посетителям в полной мере насладиться работами, выставленными в экспозиционном зале.

Важно не забывать, что экспонаты портятся не только от света. Поэтому трудно предсказать, основываясь только на силе света, как быстро происходит разрушение материалов, из которых они сделаны

Для долгосрочного хранения в музейных помещениях необходимо не только использовать слабое освещение, но и поддерживать низкую влажность, а также низкое количество кислорода в воздухе, по крайней мере, внутри выставочных витрин.

Табличка, запрещающая фотографирование со вспышкой

В музеях, где запрещают фотографировать со вспышкой, часто ссылаются именно на вред света для музейных экспонатов, особенно ультрафиолетового. Это практически необоснованно. Так же как и ограничение всего спектра видимого света намного менее эффективно, по сравнению с ограничением синего света, так и запрет на вспышки мало влияет на степень повреждения экспонатов светом. Во время экспериментов исследователи заметили небольшие повреждения на акварели, вызванные профессиональной студийной вспышкой только после более миллиона вспышек. Вспышка каждые четыре секунды на расстоянии 120 сантиметров от экспоната практически равносильна свету, который обычно бывает в экспозиционных залах, где контролируют количество света и фильтруют синий свет. Те, кто фотографируют в музеях, редко используют такие мощные вспышки, так как большинство посетителей — не профессиональные фотографы, и фотографируют на телефоны и компактные камеры. Каждые четыре секунды вспышки в залах работают редко. Вред от испускаемых вспышкой ультрафиолетовых лучей также в большинстве случаев невелик.

Единица измерения цветовой температуры.

Измеряется в Кельвинах (К) во всех областях, кроме фотографии. Для удобства работы фотографов ввели единицу измерения Миред (Майред).

Температура упоминавшегося абсолютно черного тела принята за 0 К. Тело полностью поглощает падающий на него свет. Если его разогреть до 500-1000°С, то оно станет красным (800-1300 К). Черное тело превратится в оранжевое (2000 К) при нагреве до 1700°С. Дальнейший нагрев превратит тело в желтое (2500 К), белое (5500 К) и голубое(9000 К). Впрочем, последнее возможно только в термоядерной реакции.

Появление цвета при нагреве абсолютно черного тела.

Все эти цвета встречаются в природе. Например, желтый цвет (2500 К) наблюдается при восходе солнца, а белый (5500 К) – когда оно в зените. На небе облачно? Тогда цветовая температура составит около 7000 К. К сумеркам она увеличивается еще на 1000 К. А ясное небо зимой имеет температуру около 15000 К.

Первым ученым, который начал изучать абсолютно черное тело, был Макс Планк. При его участии разработана цветовая модель XYZ  − диаграмма цветности.

Диаграмма цветности.

Кривая на рисунке – это кривая Планка. Она характеризует цветовую температуру цветов. Согласно этой кривой регулируются настройки фотоаппаратов, видеокамер, графических редакторов. Рассчитывают ЦТ целых сцен. Например, лесной пейзаж в солнечный день имеет температуру в 5500 К. Эта цифра, равная температуре дневного света, получается как среднее арифметическое от сумм отдельных цветов на фотографии.

Расчет ЦТ лесного пейзажа в солнечный день.

На закате солнца картинка будет другая.

Расчет ЦТ пейзажа на закате.

Последний пример – водный пейзаж в сумерках.

Расчет ЦТ пейзажа в сумерках.

Человеческий глаз видит не весь спектр цветов. Мы воспринимаем диапазон от 800К до 25000К. А интервал 4500К-5200К самый комфортный для человека, приближенный к естественному свету.

Единица измерения

Освещенностью называют световую величину, которая равно потоку света, падающему на поверхность, к его площади. Считается прямо пропорциональной световому источнику. Отличается равномерным распределением на площади. Находится делением канделовой силы света на расстояние до светоисточника и перемноженного на косинус угла падения солнечных лучей.

Обратите внимание! Измеряется согласно международной классификационной системе в люксах, что равно десяти фотам или одному люмену на один квадратный метр. Поэтому единицей измерения освещенности является именно люкс

Стоит отметить, что его можно перевести в канделу и ватт.

Люмен — единица измерения светового потока
Основная измерительная единица люкс

Кандела

Кандела, что в переводе с английского свеча, является единицей измерения силы светоисточника по международной единичной системе. Была сформирована в 1979 году. Равна 540⋅1012 Гц или 683 лм/Вт. Измеряется в канделах разные светоисточники, к примеру, лампа накаливания со свечой, сверхъярким светодиодом, люминесцентной лампой и солнцем. Дополнение: примерная солнечная сила в канделах равна 2,8⋅10, что в переводе на ватты 3,83⋅1026

Люмен — единица измерения светового потока
Кандела

Люмены и люксы

Люмен является единицей измерения, которая равна потоку солнечного света, который испускает источник, равный канделе и стерадиану. В люменах измеряется весь светопоток, однако при вычислении не учитывается сила линзы с отражателям, поэтому получающийся показатель — не прямой параметр оценки яркости с КПД источника.

Вам это будет интересно Сумрачные датчики освещения

Люкс — измерительная подъединица люмена по СИ. В отличие от люмена, люкс дает оценку светового потока, который падает на квадратный метр. Тот же дает понимание того, какой световой поток у светоисточника.

Обратите внимание! То есть люкс это характеристика, которая позволяет узнать КПД светильника на конкретной площади. Чтобы лучше понять их основное отличие, стоит рассмотреть рисунок

Он наглядно показывает, как при увеличении высоты расширяется освещение и как убывает яркость

Чтобы лучше понять их основное отличие, стоит рассмотреть рисунок. Он наглядно показывает, как при увеличении высоты расширяется освещение и как убывает яркость.

Люмен — единица измерения светового потока
Люмен и люкс в качестве измерительной единицы

Люмен и ватт

Как было изложено выше, люменом называют полноценное число света от светоисточника. Ватт — показатель того, какая мощность, тепловой поток, звуковая энергия и полная мощность электротока или излучения у прибора. Один ватт равен 100 люменам. Перевод самостоятельно можно осуществить по специальным формулам или с содействием калькуляторов. Нередко все необходимые показатели даны на самом приборе.

Стоит отметить, что самыми лучшими показателями обладают современные светодиоды. Они имеют высокую яркость, гармоничное спектровое распределение, долговечность, устойчивость к разного рода воздействиям. Интересно, если взять приборы с одинаковой освещенностью, то ими будет потребляться в десять раз меньше электрической энергии, чем лампами накаливания.

Обратите внимание! Учитывая реальный срок службы и сниженные эксплуатационные инвестиционные расходы, то покупка этих изделий будет экономически целесообразной. Перевод люмена в ватты

Люмен — единица измерения светового потока
Перевод люмена в ватты

Кратные единицы

Чтобы было удобно, люменные единицы разбирают на части. Так, есть килолюмены, мегалюмены и гигалюмены. В одном килолюмене 1000 люмен, мегалюмене — 1000000, а гигалюмене — 1000000000. Также есть еще величины с приставками дека, гекто, тера,пета, экса, зетта и иотта.

Дольные единицы

К дольным величинам применяется тот же подход. Базовыми являются миллилюмены, микролюмены и нанолюмины, которые равны 10 в −3 степени, 10 в минус 6 степени и 10 в минус 9 степени. Также имеются приставки деци, санти, пико, фемто, атто, зепто и иокто. Стоит отметить, что дольные, как и кратные величины используются только в профессиональных условиях и при выполнении физических задач. В жизни не используются для расчетов меры освещенности и прочих параметров.

В чем измеряется световой поток

Поток света измеряется в люменах, сокращённо Лм. Он сокращён до базовых единиц в системе единиц (сокращённо СИ). 1 люмен эквивалентен 1 канделе стерадиан (кд ср). Это то же самое, что 1,46 милливатт (мВт) потока излучения на длине волны 555 нм, которая находится в середине видимого спектра.

Для более основательного понимания значение светового потока важно отметить его физические характеристики. 1 Лм эквивалентен потоку света, который излучается точечным изотропным источником, вместе с силой света (единица измерения – кандела (кд)), в телесный угол величиной в один стерадиан

Самой же силой света называют величину светового потока, которая переносится в направлении за определённое время.

Формула силы света имеет следующий вид: L = Ф/Ω, где L – поток света, Ф – отношение светового потока, а Ω – световой поток внутри телесного угла. Сила света является мерой яркости луча в определенном направлении. Если у лампы 1 люмен, а её колба и оптика настроены таким образом, чтобы равномерно фокусировать свет в луч 1 стерадиан. В этом случае интенсивность света будет равна 1 канделе. Если оптика изменяется с целью концентрации луча в 1/2 стерадиана, тогда источник будет иметь силу света в 2 канделы.

Полученный луч станет более узконаправленным и ярким, однако поток света не будет претерпевать изменений. Световая отдача является несколько иной характеристикой. Это отношение светового потока к мощности, которую потребляет источник света. Измеритель светового потока – величина СИ Лм/вт.

Где могут понадобиться данные знания

Многие люди любят отгадывать кроссворды и сканворды. Авторы, придумывающие сканворды, используют своеобразную терминологию и все более хотят запутать читателя. Необходимо постараться, чтобы разгадать точный ответ. Думаете, для чего может понадобиться знание единицы яркости? Сканворд вполне может содержать подобный вопрос.

Например, такой случай. Нужно разгадать из сканворда слово из слова: ОТЛИЧНИК. Чтобы проще было разгадать данное слово, есть подсказка — это единица яркости светящейся поверхности, само слово состоит из 3 букв. По данным подсказкам легко можно определить, что это за слово. Ответ на сканворд: НИТ.

Единица измерения светового потока

Для измерения светового потока используются люмены, значение для конкретной лампочки наносится на заводскую упаковку.

1 люмен – это световой луч, выдаваемый источником, обладающим мощностью 1 кандела, внутри угла 1 стерадиан (ср). Если использовать цифры, то получается, что 1 лм излучает источник с мощностью 1/683 Вт при длине волны 555 Нм.

Стерадиан – это угол, вырезающий в сфере площадь с определенным радиусом (р). Это значит, что 1 кд излучает 4р лм.

Существуют производные единицы измерения для светотехники:

  • микролюмен – 10-6 лм;
  • милилюмен – 10-3 лм;
  • килолюмен – 103 лм;
  • мегалюмен – 106 лм и др.

Что такое освещенность и как посчитать ее показатели?

Освещенность — это уровень светового потока, который приходится на 1 квадратный метр. Для этого есть отдельная величина — люксы (лк). То есть если на один квадратный метр падает один люмен света — это равняется одному люксу: 1 лк=1лм/м2.

Далее, чтобы посчитать необходимое количество люменов на одно помещение, надо знать санитарные нормы, разработанные для разных комнат.

Тип помещения Норма освещенности
санузлы (в том числе ванные) в квартире, а также коридоры, подсобные помещения 50 лм/м2
кухня и жилые комнаты: спальня, гостиная 150 лм/м2
детская спальня или игровая для ребенка 200 лм/м2
рабочий кабинет, домашний офис 300 лм/м2

Но еще нужно учесть и высоту потолков в помещении. До 2,7 метров этого не делают, а вот дальше уже добавляют еще один коэффициент.

Высота комнаты ( м. ) Дополнительный коэффициент для вычисления
2,7-3 1,2
3,1-3,5 1,5
3,5-4,5 2

Теперь у нас есть все данные для того, чтобы посчитать минимальный световой поток. Формула выглядит следующим образом:

Световой поток (лм) = площадь помещения (м2) х норма освещенности (лм/м2) х коэффициент высоты потолков (если он есть).

Итоги: как сделать выбор

Выбор электрической лампочки для бытовых нужд не представляет сложности, если покупатель представляет себе, в каком осветительном приборе она будет использоваться, и какой уровень светоотдачи должна обеспечивать. Высокая светоотдача светодиодных ламп позволяют заменить любой из ранее существовавших источников света, значительно экономя при этом на потреблении электроэнергии.

Исключения составляют дизайнерские «лампы Эдисона», которые невозможно имитировать с использованием светодиодов, хотя, некоторые попытки к этому предпринимаются. Тонкую вольфрамовую нить заменяют филаментными светящимися стержнями.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: