Когато купувате осветително тяло, луменът е това, което виждате на първо място. Но знаете ли, че има други също толкова важни мерни единици за светлина като кандела и лукс?
Ако купувате прожектори или лазерна светлина, помислете за кандела за фокусирано осветление. И за общи осветителни тела като LED ленти, тръбни светлини, крушки и т.н., проверете оценката на лумена. Въпреки това, за ефективност на осветлението стойността на лукса ви дава по-точна информация.
Нека проучим кандела, лукс и лумен и да научим как да използваме тези единици, за да изберем най-доброто осветително тяло за всяко приложение:
Какво е Candela?
Кандела (cd) е единицата за интензитет на светлината. Този термин произлиза от латинската дума "Candela" и е свързан с интензитета на свещта. Например, една кандела е приблизително равна на яркостта на свещ.
Въпреки това, с напредъка на технологиите, определението за кандела се е променило през поколенията. През 1979г. Генерална конференция по мерки и теглилки (CGPM) дефинира кандела като:
„Канделата е интензитетът на светлината в дадена посока на източник, който излъчва монохроматично лъчение с честота 540 x 1012 херца и има интензитет на излъчване в тази посока от 1/683 вата на стерадиан.“
Последната дефиниция обаче, изменена на 20 май 2019 г., е много по-сложна и насочена главно към технически експерти. Това става така:
„…… фиксираната числена стойност на светлинната ефективност на монохроматично излъчване с честота 540×1012 Hz, Kcd, да бъде 683, когато е изразена в единица lm⋅W−1, която е равна на cd⋅sr⋅W−1, или cd⋅sr⋅kg−1⋅m−2⋅s3, където килограм, метър и вторите са=-0987654321`дефинирани от гледна точка на h, c и ΔνCs.”
За опростяване канделата измерва интензитета на светлината в определена посока или ъгъл. Например, помислете за прожектор, който насочва светлината в определена посока и за крушка, която разпространява светлината във всички посоки. Кое ще има по-висока стойност на канделата?
Прожекторът има тесен ъгъл на светене и осигурява фокусирано осветление. По този начин неговият интензитет на светлина в тази конкретна посока ще бъде висок. За разлика от това, осветлението на крушката ще бъде разсеяно във всички посоки, което ще доведе до ниска стойност на кандела.
Какво е Lux?
Лукс (lx) е мерната единица за осветеност or светещ поток на единица площ. Той измерва количеството светлина на квадратен метър площ.
1 лукс се равнява на общото количество светлина на 1 квадратен метър повърхност, осветена от източник на светлина от 1 лумен, разположен на 1 метър един от друг. За опростяване, 1 лукс е равен на 1 лумен на квадратен метър.
За опростяване, 1 лукс е равен на 1 лумен на квадратен метър.
Така че, за оценка на лукса, трябва да вземете предвид площта на стаята или разстоянието на източника на светлина от определена точка. В този случай стойността на лукса е обратно пропорционална на квадрата към разстоянието.
Например, светлина с 500 лумена осветява повърхност от един квадратен метър. Така че неговият лукс рейтинг ще бъде (500 lm ፥ 1 m2) = 500 lx. Сега инсталирайте същата светлина от 500 лумена, насочена към площ от пет квадратни метра. Стойността на лукса тук ще бъде (500 lm ፥ 5 m2) = 100 lx, намалявайки 5 пъти.
Тоест, когато разстоянието между повърхността и източника на светлина се увеличава, стойността на лукса намалява. Така светлината, която изглежда ярка в малка стая, няма да изглежда толкова ярка, когато бъде поставена в голяма стая.
Какво е Lumen?
Лумен измерва стойността на светлинния поток. Той показва общата яркост на светлинен източник от всички посоки.
Луменът се определя като количеството видима светлина, което източник на светлина от 1 кандела излъчва в 1 единица телесен ъгъл (1/4π от площта на сфера). За разлика от канделата (cd), луменът не изчислява осветеността в определена посока. Вместо това той отчита общата светлинна мощност на източника от всички посоки.
Например, крушка с 3 кандели има лумен 38 lm (приблизително). Сега, ако скриете половината от крушката и оставите светлината да свети през едно полукълбо, стойността на канделата ще остане същата. Това е така, защото от определено разстояние интензитетът на светлината на затъмнената крушка е все същият. Стойността на лумена обаче ще бъде намалена наполовина и ще бъде 19 lm, тъй като сте блокирали половината от източника на светлина.
Връзки между Candela, Lux и Lumens
Най-често срещаната връзка между тези три термина е, че всички те са мерната единица за светлина. За да изясним концепцията, нека стигнем до корена на тези термини -
а. Лумени и кандела: Връзка
Луменс е производна форма на кандела. И двата термина измерват светлината; тоест те определят яркостта на светлинен източник. Разликата е, че лумените отчитат светлинните лъчи от всички посоки. За разлика от това, Кандела счита това за определена посока. Пълната сфера има телесен ъгъл от 4π стерадиани, така че източник на светлина, който равномерно излъчва една кандела във всички посоки, има общ светлинен поток от:
| 1 cd × 4πsr = 4π cd · sr ≈12.57 lm 1 кандела = 12.57 лумена |
Забележка: Тъй като канделата и луменът са две различни единици, можете да ги размените.
b. Лумени и лукс: Връзка
Луксът се извлича от лумена, така че стойността на лумена има по-голямо влияние върху лукса. От математическа гледна точка 1 lx = 1 lm/m². Това уравнение предоставя по-точно представяне на яркостта на светлината от лумените.
c. Лукс и Кандела: Връзка
Lux е метричната версия на свещите за краката (стар термин, отнасящ се до кандела). По този начин канделата, луксът и луменът са взаимосвързани помежду си. Те заявяват три отделни идентичности, но те са свързани и конвертируеми.
| Произлиза от Произлиза от Лукс ———————→ Лумени ——————–→ Кандела 1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd · sr/m2 |
Candela срещу Lux срещу Lumens – Какви са разликите?
Кандела срещу Лукс
Candela определя яркостта на светлината в определен регион. За разлика от тях, луксът показва количеството светлина, достигащо до определена повърхност. Тоест луксът е свързан с площта на осветеното пространство, но канделата не се занимава с площта на повърхността.
Стойността на лукса обаче зависи от площта на повърхността и разстоянието между източника на светлина и повърхността. Освен това зависи и от стойността на канделата. Но канделата не зависи от тези фактори.
| Критерии | Кандела (CD) | Lux (LX) |
| мерки | Интензитет на светлината в определена посока | Количество светлина в определена повърхност |
| Разстояние на източника на светлина | Не влияе | засяга; обратно пропорционална на разстоянието. |
| Площ на осветената повърхност | Не влияе | засяга; обратно пропорционална на разстоянието. |
Лукс срещу Лумени
Луменът описва количеството светлина, осветено от светлинен източник. За разлика от тях, луксът определя количеството светлина, попадащо в определена област от повърхността.
По лумена можете да определите колко ярък е източникът на светлина. По-високият лумен означава по-ярка светлинна мощност. Междувременно високата степен на лукс означава, че светлинният лъч, падащ в определена област, свети ярко. И така, разликата тук е, че стойността на лукса зависи от разстоянието между източника на светлина и осветителната повърхност. Но луменът не зависи от разстоянието.
Въпреки че луменът е най-използваната оценка за измерване на светлината, луксът е по-важна стойност за измерване на ефективността на светлината. Ето защо трябва да имате предвид стойността на лукса за добре осветено работно осветление. По-високата стойност на лукса осигурява подходяща яркост във вашата работна станция, което ви позволява да работите с лекота.
| Критерии | лукс | Лумен |
| Определя | Количеството светлина, което достига до повърхността | Общата светлинна мощност на светлинен източник |
| Зависимост | Стойността зависи от разстоянието и лумена | Стойността зависи от капацитета на източника на светлина |
| Разстояние на източника на светлина | въпроси; тъй като площта на повърхността се увеличава, стойността на лукса намалява | Няма значение |
| Площ | въпроси; тъй като повърхността се увеличава, стойността на лукса намалява | Няма значение |
| Типично използване | Работно осветление, фокусирано осветление, например: улично осветление, прожекториИ др | Общо осветление, като напр LED светлинни ленти, прожектори и др. |
Лумени срещу Кандела
Основната разлика между лумен и кандела е, че луменът отчита светлинния поток от светлинен източник. За разлика от тях канделата измерва интензитета на светлината в определена посока.
Като използвате оценката на лумена, можете да получите представа за яркостта на източника на светлина. Но канделата ви позволява да знаете колко концентрирана светлина ще се появи на определено място. Така че осветително тяло с висока стойност на лумена може да освети голямо пространство. Междувременно силна кандела светлина означава, че осветителното тяло насочва фокусиран лъч, което води до по-концентрирана светлина.
Ето защо, ако търсите общо осветление, помислете за светлини с висок лумен. И ако сте в акцентно или задачно осветление и имате нужда от фокусирано осветление, помислете за крушки с висока кандела.
| Критерии | Lumen (LM) | Кандела (CD) |
| Съобразяване с посоката на светлината | Всички посоки (360° сфера) | Конкретна посока (под определен ъгъл) |
| Ъгъл на лъча | Широк | Тесен |
| Зависимост | Стойността зависи от общата светлинна мощност на източника | Стойността зависи от концентрацията на лъча в определена посока. |
| Типично използване | Общо осветление; например тръбна светлина, крушка, прожектор и др. | Фокусирано осветление, като прожектори, лазерни светлини, пистови светлини и др. |
Обща диференцираща диаграма: кандела срещу лукс срещу лумени
| Характеристики | Свещ | лукс | Lumens |
| Символ (SI) | cd | lx | lm |
| дефиниция | Кандела е нивото на яркост на светлинен източник под определен ъгъл и посока. | Количеството осветеност, което пада на квадратен метър площ, е Lux. | Луменът показва общото излъчване на светлина във всички посоки. |
| мерки | Светлинен интензитет | осветеност | Светлинен поток |
| Зависимост от разстояние | Не | Да | Не |
| Зависимост от повърхността | Не | Да | Не |
Как да изчислим кандела, лукс и лумен?
Изчисляване на Candela
1 кандела е равна на 12.57 лумена. Въпреки това, ако видите лумена на крушката като 1000lm, това не означава, че светлинният интензитет (cd) на крушката също е 1000cd. Трябва да вземете предвид плътния ъгъл на осветената светлина, за да намерите лумена. Формулата е следната:
| Кандела = ( лумен/Плътен ъгъл) cd = (lm/sr) |
Тоест крушката с яркост от 1000 lm, разпределяща своята осветеност върху телесен ъгъл от 2π стерадиана, има светлинен интензитет (cd) от (1000lm/2π sr) = (1000/6.2832) ≈159.15 cd.
(Забележка: Стойността на π (пай) ≈ 3.14159)
Изчисляване на лукс
Lux е измерването на количеството светлина, излъчвано от 1-луменна крушка върху един квадратен метър повърхност. И така, формулата е следната:
| 1 лукс = 1 лумен на квадратен метър Или 1 lx = 1 lm/m² |
Тоест, ако инсталирате лампа от 1000 лумена в стая от 50 квадратни метра, осветеността на повърхността ще бъде: (1000 lm/50m²) = 20lx.
Изчисляване на лумена
Можете да изчислите лумена, като вземете предвид както канделата, така и лукса. Като се има предвид стойността на канделата, формулата за лумен е следната:
| Лумен = кандела x плътен ъгъл 1 lm = 1 cd·sr |
Например, ако имате крушка със светлинен интензитет 100 cd и телесен ъгъл 2π sr, нейната стойност на лумена е 100 cd×2π sr =100×6.2832 =628.32 lm.
Въпреки това, за да намерите стойността на лумена с помощта на лукс, трябва да вземете предвид площта на осветената повърхност. Формулата е следната:
| Лумен = лукс х площ lm = lx × m² |
Да предположим, че под с площ от 5 квадратни метра получава осветеност от 200 lx. Стойността на лумена на крушката ще бъде: 200lx x 5m² = 1000lm.
Фактори, влияещи върху стойностите на Candela, Lux и Lumens
1. Разстояние
Стойността на лукса зависи от разстоянието на осветената повърхност/обект и източника на светлина. Луксът е обратно пропорционален на квадрата на разстоянието. Например, ако разстоянието се увеличи двойно, стойността на лукса ще намалее до 1/4 от първоначалните стойности.
Стойността на канделата и лумена не се променя с разстоянието. Например, крушка с 1000 лумена ще излъчва 1000 лумена, дори ако стоите на 1 m или 10 m от нея. Въпреки това светлината ще изглежда по-малко ярка, когато се отдалечите от източника на светлина.
2. Ъгъл на излъчване
Малкият ъгъл произвежда по-концентрирана светлина, увеличавайки стойността на канделата и лукса. Отново, за по-широк ъгъл площта на осветеното пространство се увеличава и намалява стойностите на канделата и лукса. Стойността на лумена обаче остава незасегната от ъгъла на излъчване.
3. Светлинна ефективност
Поради нарастващата входяща мощност, стойността на лумена на светлината също се увеличава. Въпреки това, за да осигурите светлинна ефективност, трябва да имате предвид мощността на източника на енергия. Светлината, която предлага по-ярко осветление с ниска мощност, има висока светлинна ефективност.
Практическо приложение на оценките за кандела, лукс и лумен при избора на правилното приспособление
Кандела, лукс и лумен заедно ви водят при избора на идеалната светлина за всякакъв вид приложение. Ето как трябва да използвате тези единици, докато светлинен дизайн:
| Общо осветление | Дизайн на домашно осветление | • Candela ви напътства да намерите по-концентрирано осветление за работно осветление • Lux помага да се изберат подходящите нива на осветеност за различните стаи • Оценката на лумена ви дава представа за цялостната яркост на вашето пространство. |
| Външно улично осветление | • Candela ви позволява да изберете подходящи улични светлини, осигуряващи подходяща видимост. • Lux ви помага да определите осветеността на пътните платна. • Рейтингът на лумени ви насочва дали светлината е достатъчно ярка, за да освети голямо открито пространство. | |
| Театрално сценично осветление | • Високата стойност на канделата гарантира, че прожекторите на театралната сцена произвеждат фокусирани лъчи върху изпълнителите. • Като се има предвид стойността на лукса, можете да постигнете предпочитаната яркост на сцената. • Оценките на лумена ви позволяват да зададете цялостната атмосфера на сцената. Например нисък лумен ще направи сцената затъмнена, а при висок лумен вашата сцена ще изглежда ярка. | |
| Професионални осветителни тела | Дизайнери на архитектурно осветление | • Candela ви помага да подчертавате специални елементи с фокусиран ъгъл на лъча • Луксозната оценка ви помага да постигнете оптимално ниво на яркост в различни зони • Лумените ви позволяват да изберете правилното ниво на яркост за осветяване на вашите сгради. |
| Фотографи и оператори | • Candela ръководи създаването на уникални сенки и акценти за нуждите на фотографията. • Като вземете предвид стойността на лукса, можете да получите желаната експозиция за детайлни снимки. • Lumens гарантира, че обектът, върху който щракнете, и неговият фон са правилно видими. | |
| Промишлено и работно осветление | • Candela насочва към ярко и фокусирано осветление на работната станция • Lux поддържа адекватна осветеност в работното пространство • Лумените осигуряват общо осветление за безопасността и правилната видимост на служителя. | |
| Градостроители и градски дизайнери | • Кандела, лукс и лумен насочват дизайнера при инсталирането на правилното осветително тяло на улицата, пътищата и обществените места. | |
| Търговия на дребно и визуални търговци | • Candela ви помага да подчертаете уникални елементи • Lux гарантира, че зоната за представяне на вашия продукт е добре осветена • Lumen осигурява комфортна атмосфера за клиентите, за да подобри тяхното пазаруване. |
Често срещани погрешни схващания за кандела, лукс и лумени
Приравняване на ватове с яркост
Най-често срещаното погрешно схващане за яркостта на светлината е измерването й с мощност. Не забравяйте, че ватовете определят консумацията на енергия на крушката, а не нейната яркост. Например, крушка с нажежаема жичка от 1000 лумена има 65 вата, но LED светлината може да даде същата яркост само с 10-15 вата.
Това означава, че LED светлината може да осигури същата яркост като крушката с нажежаема жичка, изгаряйки много по-малко енергия. Това прави светодиодите по-енергийно ефективни.
Игнориране на ъгъл и насоченост
Друга често срещана грешка е да не се обмисли оценката на ъгъла и посоката на източника на светлина, докато се взема предвид стойността на канделата. Candela измерва интензитета на светлината в определена посока. Така че трябва да имате предвид ъгъл на осветяване и посока, за да получите желаното фокусирано осветление.
Фокусиране твърде много само върху лумени
При закупуване на каквото и да е осветително тяло, луменът е единствената матрица, която 98% от обикновените хора търсят. Но това е погрешна практика и не можете да получите желания светлинен ефект, като вземете предвид само стойността на лумена.
Например, ако купувате прожектори, за да подчертаете вашите произведения на изкуството, помислете за стойността на канделата. По този начин, за да получите оптимална светлинна мощност, вземете под внимание и трите матрици.
Предизвикателства при измерване и тълкуване на кандела, лукс и лумен
- Промените в източника на светлина и факторите на околната среда влияят върху измерването на светлинната матрица. По този начин стандартизираната процедура за измерване на кандела, лукс и лумен понякога води до неточност.
- Професионалистите често се сблъскват с грешки при тълкуването на ъгъла и посоката на светлината. Това променя стойността на канделата.
- С актуализирането на осветителната технология има по-голяма необходимост от подобряване на методологията и машините за измерване на свойствата на светлината.
Коя е стандартната единица за измерване на светлина за LED ленти?
As LED светлинни ленти са предназначени предимно за общо осветление, стандартната единица за измерване на светлината е лумен. Но често правим грешки, измервайки яркостта на LED лентите с мощност. Това е напълно нечестна практика, тъй като различните светлини имат различна светлинна ефективност.
Стойността на лумените обаче варира в зависимост от цвета на LED лентата. например, бели LED ленти имат по-висока стойност на лумена от цветни LED ленти.
Освен това, в зависимост от приложението, трябва да имате предвид и други единици като кандела и лукс.
Как са свързани лумените и мощността?
Лумените показват общата мощност, която източникът на светлина произвежда, докато мощността е енергията, използвана за пускане на светлината. Все пак, за да прецените ефективността на светлината, трябва да вземете предвид ефективността на светлината, като знаете стойността на лумена и мощността.
В този случай най-ефективни са енергоспестяващите крушки. Тъй като те произвеждат по-висока скорост на лумена, като използват най-малко енергия (мощност). Затова се наричат енергоспестяващи крушки.
Ефективността на светлината се изчислява като лумен на ват. това е:
| Светлинна ефективност, E = lm/W |
Така че ефективността на светлината се увеличава, когато ефективността се подобри. В същото време високоефективните светлини минимизират сметката ви за електричество.
Въпроси и Отговори
Завършвайки
Въпреки че кандела, лукс и лумен измерват светлината, и трите са различни единици. Така че никога не трябва да ги смесвате или разменяте. За най-добра настройка на светлината, помислете и за трите единици една до друга, докато проектирате светлината.
Въпреки това, за да осигурите точността на оценката, посочена в светлинната опаковка, купувайте тела от надеждни марки. Освен това проверете техните сертифициране за по-добра сигурност.
