هنگام خرید یک دستگاه نور، درجه لومن همان چیزی است که ابتدا می بینید. اما آیا می دانید واحدهای اندازه گیری نور به همان اندازه مهم دیگری مانند کندلا و لوکس وجود دارد؟
اگر نورافکن یا نور لیزر میخرید، کاندلا را برای نورپردازی متمرکز در نظر بگیرید. و برای وسایل روشنایی عمومی مانند نوارهای LED, چراغ های لوله، لامپ ها و غیره، امتیاز لومن را بررسی کنید. با این حال، برای بهره وری نور، مقدار لوکس اطلاعات دقیق تری به شما می دهد.
بیایید کاندلا، لوکس و لومن را بررسی کنیم و یاد بگیریم که چگونه از این واحدها برای انتخاب بهترین چراغ روشنایی برای هر کاربرد استفاده کنیم:
کاندلا چیست؟
Candela (cd) واحد شدت نور است. این اصطلاح از کلمه لاتین Candela گرفته شده است و به شدت شمع مربوط می شود. برای مثال، یک شمع تقریباً برابر با روشنایی یک شمع است.
با این حال، با پیشرفت تکنولوژی، تعریف کاندلا در طول نسل ها تغییر کرده است. در سال 1979، کنفرانس عمومی وزن ها و اندازه ها (CGPM) کاندلا را به صورت زیر تعریف کرد:
کاندلا شدت نور، در یک جهت معین، منبعی است که تابش تک رنگ با فرکانس 540 x 1012 هرتز ساطع میکند و شدت تابشی در آن جهت 1/683 وات بر استرادیان دارد.
با این حال، آخرین تعریف، همانطور که در 20 می 2019 اصلاح شد، بسیار پیچیده تر است و عمدتاً متخصصان فنی را هدف قرار می دهد. این به این صورت است:
«…… مقدار عددی ثابت اثر نوری تابش تک رنگ با فرکانس 540×1012 هرتز، Kcd، 683 وقتی در واحد lm⋅W−1 بیان میشود، که برابر با cd⋅sr⋅W−1 است، یا cd⋅sr⋅kg−1⋅m−2⋅s3، که در آن کیلوگرم، متر و دوم =-0987654321` بر حسب h، c و ΔνCs تعریف شده است.
برای ساده تر، کندلا شدت نور را در یک جهت یا زاویه خاص اندازه گیری می کند. به عنوان مثال، به نورافکنی فکر کنید که نور را در یک جهت خاص هدایت می کند و لامپی که نور را در همه جهات پخش می کند. کدام یک ارزش کاندلا بالاتری خواهد داشت؟
نورافکن دارای زاویه پرتو باریکی است و نور متمرکز می دهد. بنابراین، شدت نور آن در آن جهت خاص بالا خواهد بود. در مقابل، روشنایی لامپ در همه جهات پخش میشود و در نتیجه مقدار کاندلا کم میشود.
لوکس چیست؟
لوکس (lx) واحد اندازه گیری برای روشنایی or شار درخشان در واحد سطح میزان نور را در هر متر مربع مساحت اندازه گیری می کند.
1 لوکس برابر با مقدار روشنایی کل یک سطح 1 متر مربعی است که توسط یک منبع نور 1 لومن در فاصله 1 متری از هم روشن می شود. برای ساده تر، 1 لوکس برابر با 1 لومن در هر متر مربع است.
برای ساده تر، 1 لوکس برابر با 1 لومن در هر متر مربع است.
بنابراین، برای امتیاز لوکس، باید مساحت اتاق یا فاصله منبع نور از یک نقطه خاص را در نظر بگیرید. در این حالت مقدار لوکس با مربع به فاصله نسبت معکوس دارد.
به عنوان مثال، نوری با 500 لومن سطح یک متر مربع را روشن می کند. بنابراین امتیاز لوکس آن (500 lm یا 1 m2) = 500 lx خواهد بود. اکنون همان نور 500 لومن را به سمت یک منطقه پنج متر مربع نصب کنید. مقدار لوکس در اینجا (500 lm یا 5 m2) = 100 lx خواهد بود که 5 برابر کاهش می یابد.
یعنی با افزایش فاصله بین سطح و منبع نور، مقدار لوکس کاهش می یابد. بنابراین، نوری که در یک اتاق کوچک روشن به نظر می رسد، وقتی در یک اتاق بزرگ قرار می گیرد، روشن به نظر نمی رسد.
لومن چیست؟
لومن مقدار شار نوری را اندازه گیری می کند. روشنایی کلی یک منبع نور را از همه جهات نشان می دهد.
لومن به عنوان مقدار نور مرئی تعریف می شود که یک منبع نور 1 کندلا به 1 واحد زاویه جامد (1/4π مساحت یک کره) ساطع می کند. بر خلاف candela (cd)، لومن روشنایی یک جهت خاص را محاسبه نمی کند. در عوض، کل نور خروجی منبع را از همه جهات در نظر می گیرد.
به عنوان مثال، یک لامپ با 3 درجه بندی کندلا دارای درجه لومن 38 lm (تقریبا) است. حالا اگر نیمی از لامپ را مبهم کنید و اجازه دهید نور از یک نیمکره روشن شود، مقدار کندلا همچنان ثابت می ماند. این به این دلیل است که از یک فاصله خاص، شدت نور لامپ مبهم همچنان یکسان است. با این حال، مقدار لومن به نصف کاهش می یابد و 19 lm خواهد بود زیرا نیمی از منبع نور را مسدود کرده اید.
روابط بین Candela، Lux، و Lumens
رایج ترین رابطه بین این سه عبارت این است که همه آنها واحد اندازه گیری نور هستند. برای روشن شدن مفهوم، بیایید به ریشه این اصطلاحات بپردازیم-
الف لومن و کاندلا: رابطه
لومن شکل مشتق شده از کندلا است. هر دو عبارت نورانی را اندازه گیری می کنند. یعنی روشنایی یک منبع نور را بیان می کنند. تفاوت این است که لومن ها پرتوهای نور را از همه جهات در نظر می گیرند. در مقابل، کاندلا آن را برای یک جهت خاص در نظر می گیرد. یک کره کامل دارای زاویه جامد 4π است استرادیانبنابراین یک منبع نوری که به طور یکنواخت یک کاندلا را در تمام جهات تابش می کند، شار نوری کلی دارد:
| 1 سی دی × 4πsr = 4π سی دی · sr ≈12.57 lm 1 کندلا = 12.57 لومن |
توجه: از آنجایی که کندلا و لومن دو واحد متفاوت هستند، می توانید آنها را تعویض کنید.
ب لومن و لوکس: رابطه
Lux از لومن مشتق می شود، بنابراین مقدار لومن تأثیر بیشتری بر لوکس دارد. از نظر ریاضی، 1 lx = 1lm/m². این معادله نمایش دقیق تری از روشنایی نور را نسبت به لومن ارائه می دهد.
ج لوکس و کاندلا: رابطه
لوکس نسخه متریک شمع های پا است (اصطلاح قدیمی که به کندلا اشاره دارد). بنابراین، کندلا، لوکس و لومن با یکدیگر مرتبط هستند. آنها سه هویت جداگانه را بیان می کنند، اما متصل و قابل تبدیل هستند.
| برگرفته از مشتق شده از لوکس ———————→ لومن ——————–→ کاندلا 1 lx = 1 lm/m2 = 1 سی دی · sr/m2 |
Candela در مقابل Lux در مقابل Lumens - چه تفاوت هایی دارند؟
کاندلا مقابل لوکس
Candela روشنایی نور را در یک منطقه خاص تعریف می کند. در مقابل، لوکس میزان نوری که به یک سطح مشخص می رسد را نشان می دهد. یعنی لوکس مربوط به مساحت فضای روشن شده است، اما کندلا با مساحت سطح سروکار ندارد.
با این حال، مقدار لوکس به مساحت سطح و فاصله بین منبع نور و سطح بستگی دارد. علاوه بر این، به ارزش کاندلا نیز بستگی دارد. اما کندلا مستقل از این عوامل است.
| ضوابط | کاندلا (سی دی) | سوئیت (LX) |
| معیارهای | شدت نور در یک جهت خاص | مقدار نور در یک سطح خاص |
| فاصله منبع نور | تاثیر نمی گذارد | تأثیر می گذارد؛ با فاصله نسبت معکوس دارد. |
| مساحت سطح روشن | تاثیر نمی گذارد | تأثیر می گذارد؛ با فاصله نسبت معکوس دارد. |
لوکس در مقابل لومن
لومن میزان نور روشن شده توسط یک منبع نور را توصیف می کند. در مقابل، لوکس میزان نوری را که به ناحیه خاصی از سطح میافتد را مشخص میکند.
با استفاده از لومن، می توانید میزان روشنایی یک منبع نور را تشخیص دهید. امتیاز لومن بالاتر به معنای خروجی نور روشن تر است. در همین حال، درجه لوکس بالا به این معنی است که پرتو نوری که در یک منطقه خاص میتابد به شدت میدرخشد. بنابراین، تفاوت در اینجا این است که مقدار لوکس به فاصله بین منبع نور و سطح روشنایی بستگی دارد. اما لومن مستقل از فاصله است.
اگرچه لومن بیشترین استفاده را برای اندازهگیری نور دارد، لوکس یک مقدار مهمتر برای اندازهگیری اثربخشی نور است. به همین دلیل است که باید ارزش لوکس را برای روشنایی کاری با نور مناسب در نظر بگیرید. ارزش لوکس بالاتر روشنایی مناسب را در ایستگاه کاری شما تضمین می کند و به شما امکان می دهد به راحتی کار کنید.
| ضوابط | لوکس | واحد تشعشع برابر مقدار نوری که از یک شمع معمولی بین المللی ساطع میگردد |
| تعیین می کند | مقدار نوری که به یک سطح می رسد | مجموع نور خروجی یک منبع نور |
| وابستگی | مقدار به فاصله و امتیاز لومن بستگی دارد | مقدار به توانایی منبع نور بستگی دارد |
| فاصله منبع نور | مسائل؛ با افزایش سطح، مقدار لوکس کاهش می یابد | مهم نیست |
| مساحت سطح | مسائل؛ با افزایش سطح، مقدار لوکس کاهش می یابد | مهم نیست |
| استفاده معمولی | روشنایی وظیفه، نور متمرکز، به عنوان مثال: چراغ های خیابان، نور افکن، و غیره | روشنایی عمومی، مانند چراغ نوار چراغ، نورافکن و غیره |
لومن در مقابل کاندلا
تفاوت اصلی بین لومن و کندلا این است که لومن خروجی روشنایی را از یک منبع نور در نظر می گیرد. در مقابل، کندلا شدت نور را در جهت خاصی اندازه گیری می کند.
با استفاده از رتبه بندی لومن، می توانید ایده ای از روشنایی منبع نور داشته باشید. اما candela به شما امکان می دهد بدانید که یک نور چقدر متمرکز در یک نقطه خاص ظاهر می شود. بنابراین، یک چراغ با مقدار لومن بالا می تواند یک فضای بزرگ را روشن کند. در همین حال، نور کاندلا بالا به این معنی است که فیکسچر یک پرتو متمرکز را هدایت می کند و در نتیجه نور متمرکزتری ایجاد می کند.
بنابراین، اگر به دنبال روشنایی عمومی هستید، نورهایی با درجه لومن بالا را در نظر بگیرید. و اگر به نورپردازی لهجه یا کار علاقه دارید و به نورپردازی متمرکز نیاز دارید، لامپ های با درجه شمعدانی بالا را در نظر بگیرید.
| ضوابط | لومن (LM) | کاندلا (سی دی) |
| در نظر گرفتن جهت نور | همه جهت (کره 360 درجه) | جهت خاص (در یک زاویه خاص) |
| زاویه پرتو | وسیع | باریک |
| وابستگی | مقدار به کل نور خروجی یک منبع بستگی دارد | مقدار به غلظت پرتو در یک جهت خاص بستگی دارد. |
| استفاده معمولی | روشنایی عمومی؛ به عنوان مثال، نور لوله، لامپ، نورافکن و غیره. | نور متمرکز، مانند نورافکن، چراغ های لیزری، چراغ های مسیر و غیره. |
نمودار کلی تمایز: Candela vs Lux vs Lumens
| مشخصات | شمع | لوکس | لومن |
| نماد (SI) | cd | lx | lm |
| تعریف | Candela سطح روشنایی یک منبع نور در یک زاویه و جهت خاص است. | میزان روشنایی که در هر متر مربع مساحت میتابد لوکس است. | لومن کل خروجی نور را در همه جهات نشان می دهد. |
| معیارهای | شدت نور | روشنایی | شار درخشان |
| وابستگی به فاصله | نه | بله | نه |
| وابستگی به سطح | نه | بله | نه |
چگونه Candela، Lux و Lumens را محاسبه کنیم؟
محاسبه کندلا
1 کندلا برابر با 12.57 لومن است. با این حال، اگر درجه لومن لامپ را 1000lm می بینید، به این معنی نیست که شدت نور (cd) لامپ نیز 1000cd است. برای یافتن لومن باید زاویه ثابت نور روشن را در نظر بگیرید. فرمول به این صورت است:
| Candela = (لومن/زاویه جامد) cd = (lm/sr) |
به این معنی که لامپ با روشنایی 1000lm، که روشنایی خود را در یک زاویه جامد 2π استرادیان توزیع می کند، دارای شدت نوری (cd) (1000lm/2π sr) = (1000/6.2832) ≈159.15 cd است.
(توجه: Vale of π (پای) ≈ 3.14159)
محاسبه لوکس
لوکس اندازه گیری میزان نور ساطع شده توسط یک لامپ 1 لومن در سطح یک متر مربع است. بنابراین، فرمول به شرح زیر است:
| 1 لوکس = 1 لومن در هر متر مربع یا، 1 lx = 1 lm/m² |
یعنی اگر در اتاقی به مساحت 1000 متر مربع یک چراغ 50 لومن نصب کنید، میزان روشنایی روی سطح: (1000 lm/50m²) = 20lx خواهد بود.
محاسبه لومن
شما می توانید لومن را با در نظر گرفتن کندلا و لوکس محاسبه کنید. با توجه به ارزش کاندلا، فرمول لومن به شرح زیر است:
| لومن = Candela x زاویه جامد 1 lm = 1 cd·sr |
به عنوان مثال، اگر یک لامپ با شدت نور 100 cd و زاویه ثابت 2π sr دارید، مقدار لومن آن 100 cd×2π sr =100×6.2832 =628.32 lm است.
با این حال، برای یافتن مقدار لومن با استفاده از لوکس، باید مساحت سطح روشن را در نظر بگیرید. فرمول به این صورت است:
| لومن = لوکس x مساحت lm = lx × m² |
فرض کنید یک طبقه با مساحت 5 متر مربع روشنایی 200 lx دریافت می کند. مقدار لومن لامپ خواهد بود: 200lx 5m² = 1000lm.
عوامل موثر بر ارزش های Candela، Lux و Lumens
1. مسافت
مقدار لوکس بستگی به فاصله سطح / جسم روشن و منبع نور دارد. Lux با مجذور فاصله نسبت معکوس دارد. به عنوان مثال، اگر فاصله دو برابر افزایش یابد، مقدار lux به 1/4 مقادیر اولیه کاهش می یابد.
مقدار Candela و Lumen با فاصله تغییر نمی کند. به عنوان مثال، یک لامپ 1000 لومن حتی اگر در فاصله 1000 متری یا 1 متری از آن بایستید، 10 لومن ساطع می کند. با این حال، با دور شدن از منبع نور، نور کمتر به نظر می رسد.
2. Angle Of Radiance
یک زاویه کوچک نور متمرکز بیشتری تولید می کند و ارزش کاندلا و لوکس را افزایش می دهد. باز هم، برای یک زاویه بازتر، مساحت فضای روشن افزایش مییابد و مقادیر کاندلا و لوکس را کاهش میدهد. با این حال، مقدار لومن تحت تاثیر زاویه تابش باقی می ماند.
3. راندمان نورانی
با توجه به افزایش توان ورودی، مقدار لومن نور نیز افزایش می یابد. با این حال، برای اطمینان از بهره وری نور، باید وات منبع برق را در نظر بگیرید. نوری که نور روشن تری را با نرخ وات کم ارائه می دهد، بازده نور بالایی دارد.
کاربرد عملی رتبه بندی Candela، Lux و Lumen در انتخاب فیکسچر مناسب
Candela، lux و lumen با هم شما را در انتخاب نور ایده آل برای هر نوع کاربرد راهنمایی می کنند. این روشی است که باید از این واحدها در حالی که استفاده کنید طراحی نور:
| روشنایی عمومی | طراحی نورپردازی منزل | • Candela شما را راهنمایی می کند تا نور متمرکز بیشتری برای روشنایی کار پیدا کنید • لوکس به انتخاب سطوح روشنایی مناسب برای اتاق های مختلف کمک می کند • رتبه بندی لومن به شما ایده ای از روشنایی کلی فضای شما می دهد. |
| روشنایی خیابان در فضای باز | • Candela به شما امکان می دهد چراغ های خیابان مناسب را انتخاب کنید و دید مناسب را تضمین می کند. • لوکس به شما کمک می کند تا میزان روشنایی در جاده ها را تعیین کنید. • رتبه بندی لومن شما را راهنمایی می کند که آیا نور به اندازه کافی روشن است که فضای باز بزرگ را روشن کند. | |
| نورپردازی صحنه تئاتر | • ارزش بالای کاندلا تضمین می کند که نور کانونی در صحنه تئاتر، پرتوهای متمرکزی را روی اجراکنندگان ایجاد می کند. • با در نظر گرفتن مقدار لوکس، می توانید به روشنایی ترجیحی روی صحنه برسید. • رتبه بندی لومن به شما امکان می دهد فضای کلی صحنه را تنظیم کنید. به عنوان مثال، لومن کم صحنه را تاریک می کند و برای لومن بالا، صحنه شما روشن به نظر می رسد. | |
| نورپردازی حرفه ای | طراحان نورپردازی معماری | • Candela به شما در برجسته کردن عناصر خاص با زاویه پرتو متمرکز کمک می کند • رتبه بندی لوکس به شما کمک می کند تا سطح روشنایی بهینه را در مناطق مختلف به ارمغان بیاورید • Lumens به شما امکان می دهد سطح روشنایی مناسب را برای روشنایی ساختمان خود انتخاب کنید. |
| عکاسان و فیلمبرداران | • Candela ایجاد سایه ها و هایلایت های منحصر به فرد را برای نیازهای عکاسی راهنمایی می کند. • با در نظر گرفتن مقدار لوکس، می توانید نوردهی مورد نظر را برای عکس های دقیق بدست آورید. • Lumens اطمینان می دهد که شیئی که کلیک می کنید و پس زمینه آن به درستی قابل مشاهده است. | |
| روشنایی صنعتی و محیط کار | • Candela به روشنایی متمرکز بر روی ایستگاه کاری راهنمایی می کند • لوکس روشنایی کافی را در فضای کار حفظ می کند • لومن ها روشنایی عمومی را برای ایمنی و دید مناسب کارمند فراهم می کنند. | |
| برنامه ریزان شهری و طراحان شهر | • Candela، lux و lumen طراح را در نصب وسایل مناسب در خیابان، جاده ها و مکان های عمومی راهنمایی می کنند. | |
| خرده فروشی و بازرگانان بصری | • Candela به شما در برجسته کردن موارد منحصر به فرد کمک می کند • لوکس تضمین می کند که فضای نمایش محصولات شما به خوبی روشن است • Lumen یک محیط راحت را برای مشتری تضمین می کند تا تجربه خرید خود را افزایش دهد. |
باورهای غلط رایج درباره Candela، Lux و Lumens
معادل سازی وات با روشنایی
رایج ترین تصور غلط در مورد روشنایی نور، اندازه گیری آن با وات است. به یاد داشته باشید، وات میزان مصرف انرژی لامپ را تعیین می کند، نه روشنایی آن. به عنوان مثال، یک لامپ رشته ای 1000 لومن دارای امتیاز 65 وات است، اما یک چراغ LED می تواند همان روشنایی را تنها با 10-15 وات بدهد.
این بدان معناست که نور LED می تواند همان روشنایی لامپ رشته ای را به ارمغان بیاورد و انرژی بسیار کمتری را بسوزاند. این باعث می شود LED ها در مصرف انرژی کارآمدتر باشند.
نادیده گرفتن زاویه و جهت
یکی دیگر از اشتباهات رایج عدم ارزیابی زاویه و جهت منبع نور در حین در نظر گرفتن ارزش کاندلا است. Candela شدت نور را در جهت خاصی اندازه گیری می کند. بنابراین، شما باید در نظر بگیرید زاویه روشنایی و جهت به دست آوردن نور متمرکز مورد نظر.
تمرکز بیش از حد روی Lumens Alone
هنگام خرید هر وسیله نوری، رتبه بندی لومن تنها ماتریسی است که 98٪ از مردم به دنبال آن هستند. اما این یک عمل اشتباه است و شما نمی توانید تنها با در نظر گرفتن مقدار لومن، جلوه نور مورد نظر را بدست آورید.
به عنوان مثال، اگر برای برجسته کردن آثار هنری خود نورافکن میخرید، ارزش کندلا را در نظر بگیرید. به این ترتیب، برای دریافت نور بهینه، هر سه ماتریس را در نظر بگیرید.
چالشها در اندازهگیری و تفسیر Candela، Lux، و Lumens
- تغییر در منبع نور و عوامل محیطی بر اندازه گیری ماتریس نور تأثیر می گذارد. بنابراین، روش اندازه گیری استاندارد شده برای کندلا، لوکس و لومن گاهی اوقات منجر به عدم دقت می شود.
- متخصصان اغلب با خطاهایی در تفسیر زاویه و جهت نور سروکار دارند. این باعث تغییر ارزش کاندلا می شود.
- با به روز رسانی فناوری روشنایی، نیاز بیشتری به بهبود روش و ماشین آلات اندازه گیری خواص نور وجود دارد.
واحد اندازه گیری نور استاندارد برای نوارهای LED کدام است؟
As چراغ نوار چراغ بیشتر برای روشنایی عمومی طراحی شده اند، واحد اندازه گیری نور استاندارد آن لومن است. اما، ما اغلب در اندازه گیری روشنایی نوارهای LED با وات اشتباه می کنیم. این کاملاً یک عمل ناعادلانه است زیرا نورهای مختلف بازده نوری متفاوتی دارند.
با این حال، مقدار لومن با رنگ نوار LED متفاوت است. به عنوان مثال، نوارهای LED سفید دارای مقدار لومن بالاتر از نوارهای LED رنگارنگ.
علاوه بر این، بسته به کاربرد، باید واحدهای دیگری مانند کاندلا و لوکس را نیز در نظر بگیرید.
لومن و وات چگونه به هم مرتبط هستند؟
لومن ها کل خروجی یک منبع نور را نشان می دهند، در حالی که وات انرژی مورد استفاده برای روشن کردن نور است. با این حال، برای قضاوت در مورد عملکرد نور، باید با دانستن مقدار لومن و وات، کارایی نور را در نظر بگیرید.
در این مورد، لامپ های کم مصرف بیشترین کارایی را دارند. زیرا آنها با استفاده از کمترین انرژی (وات) نرخ لومن بالاتری تولید می کنند. به همین دلیل به آنها لامپ های کم مصرف می گویند.
بازده نور بر حسب لومن بر وات محاسبه می شود. یعنی:
| راندمان نور، E = lm/W |
بنابراین، عملکرد نور با بهبود کارایی افزایش می یابد. در عین حال، چراغهای پربازده هزینه برق شما را به حداقل میرسانند.
سوالات متداول
پسگفتار
اگرچه کندلا، لوکس و لومن نور را اندازهگیری میکنند، اما هر سه واحدهای متفاوتی هستند. بنابراین، شما هرگز نباید آنها را مخلوط یا تعویض کنید. برای بهترین تنظیم نور، هنگام طراحی نور، هر سه واحد را در کنار هم در نظر بگیرید.
با این حال، برای اطمینان از دقت رتبه بندی ذکر شده در بسته بندی سبک، لوازم جانبی را از مارک های معتبر خریداری کنید. همچنین آنها را بررسی کنید گواهی برای اطمینان بهتر
