Valaisinta ostettaessa valoteho on se, minkä näet ensimmäisenä. Mutta tiedätkö, että on muita yhtä tärkeitä valonmittausyksiköitä, kuten candela ja lux?
Jos ostat kohdevalaisimia tai laservaloa, harkitse candelaa keskitetyksi valaistukseksi. Ja yleisiin valaisimiin, kuten LED-nauhat, putken valot, polttimot jne., tarkista valoteho. Valaistuksen tehokkuuden kannalta lux-arvo antaa kuitenkin tarkempaa tietoa.
Tutkitaan candelaa, luxia ja lumenia ja opitaan käyttämään näitä yksiköitä parhaan valaisimen valitsemiseen mihin tahansa käyttötarkoitukseen:
Mikä on Candela?
Candela (cd) on valovoiman yksikkö. Tämä termi on peräisin latinan sanasta "Candela" ja liittyy kynttilän voimakkuuteen. Esimerkiksi yksi kandela on suunnilleen sama kuin kynttilän kirkkaus.
Kuitenkin tekniikan kehittymisen myötä candelan määritelmä on muuttunut sukupolvien aikana. Vuonna 1979 Yleiskonferenssi painoista ja mitoista (CGPM) määritellään kandela seuraavasti:
"Candela on valon voimakkuus tietyssä suunnassa lähteestä, joka lähettää monokromaattista säteilyä taajuudella 540 x 1012 hertsiä ja jonka säteilyintensiteetti on 1/683 wattia steradiaania kohti."
Uusin määritelmä, sellaisena kuin se on muutettuna 20, on kuitenkin paljon monimutkaisempi ja suunnattu pääasiassa teknisille asiantuntijoille. Tämä menee näin:
”……taajuudella 540 × 1012 Hz, Kcd, monokromaattisen säteilyn valotehon kiinteä lukuarvo on 683, kun se ilmaistaan yksikössä lm⋅W−1, joka on yhtä kuin cd⋅sr⋅W−1, tai cd⋅sr⋅kg−1⋅m−2⋅s3, jossa kilogramma, metri ja sekunti ovat =-0987654321 "määritelty h:n, c:n ja ΔνCs:n suhteen."
Yksinkertaistamiseksi candela mittaa valon voimakkuutta tietyssä suunnassa tai kulmassa. Ajattele esimerkiksi kohdevaloa, joka suuntaa valon tiettyyn suuntaan, ja lamppua, joka levittää valoa kaikkiin suuntiin. Kummalla on korkeampi kandela-arvo?
Kohdevalolla on kapea valokeila ja se antaa tarkennetun valaistuksen. Siten sen valon intensiteetti kyseisessä suunnassa on korkea. Sitä vastoin lampun valaistus hajaantuu kaikkiin suuntiin, mikä johtaa alhaiseen kandela-arvoon.
Mikä on Lux?
Lux (lx) on mittayksikkö valaistusvoimakkuus or valovirta pinta-alayksikköä kohti. Se mittaa valon määrää neliömetriä kohden.
1 luksi vastaa 1 neliömetrin pinnan kokonaisvalaistusmäärää, joka valaisee 1 lumenin valonlähde, joka sijaitsee 1 metrin päässä toisistaan. Yksinkertaistaen, 1 lux on yhtä suuri kuin 1 lumenia neliömetriä kohti.
Yksinkertaistaen, 1 lux on yhtä suuri kuin 1 lumenia neliömetriä kohti.
Joten lux-luokituksen saamiseksi sinun on otettava huomioon huoneen pinta-ala tai valonlähteen etäisyys tietystä pisteestä. Tässä tapauksessa luksin arvo on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön.
Esimerkiksi 500 lumenin valo valaisee yhden neliömetrin pinnan. Joten sen lux-arvo on (500 lm ፥ 1 m2) = 500 lx. Asenna nyt sama 500 lumenin valo, joka on suunnattu viiden neliömetrin alueelle. Lux-arvo tässä on (500 lm ፥ 5 m2) = 100 lx, pienentyen 5 kertaa.
Eli kun pinnan ja valonlähteen välinen etäisyys kasvaa, luksin arvo pienenee. Näin ollen valo, joka näyttää kirkkaalta pienessä huoneessa, ei näytä yhtä kirkkaalta suuressa huoneessa.
Mikä on Lumen?
Lumen mittaa valovirran arvon. Se osoittaa valonlähteen yleisen kirkkauden kaikista suunnista.
Lumen määritellään näkyvän valon määräksi, jonka 1 kandelan valonlähde säteilee yhteen avaruuskulmayksikköön (1/1 π pallon pinta-alasta). Toisin kuin candela (cd), luumen ei laske tietyn suunnan valaistusta. Sen sijaan se ottaa huomioon lähteen kokonaisvalotehon kaikista suunnista.
Esimerkiksi lampun, jossa on 3 kandelaluokitusta, valoteho on 38 lm (noin). Jos nyt peität puolet polttimosta ja annat valon valaista yhden pallonpuoliskon läpi, candela-arvo pysyy silti samana. Tämä johtuu siitä, että tietystä etäisyydestä katsottuna peitetyn polttimon valonvoimakkuus on edelleen sama. Lumen-arvo kuitenkin pienenee puoleen ja on 19 lm, koska olet estänyt puolet valonlähteestä.
Candelan, Luxin ja Lumensin väliset suhteet
Yleisin suhde näiden kolmen termin välillä on, että ne kaikki ovat valon mittayksikkö. Käsitteen selventämiseksi päästään näiden termien ytimeen -
a. Lumens ja Candela: Suhde
Lumens on johdannainen candelasta. Molemmat termit mittaavat valovoimaa; eli ne ilmoittavat valonlähteen kirkkauden. Erona on, että lumenit huomioivat valonsäteet kaikista suunnista. Sitä vastoin Candela katsoo, että tiettyyn suuntaan. Täyspallon avaruuskulma on 4π steradiaanit, joten yhtä kandelaa tasaisesti kaikkiin suuntiin säteilevän valonlähteen kokonaisvalovirta on:
| 1 cd × 4πsr = 4π cd · sr ≈12.57 lm 1 kandela = 12.57 lumenia |
Huomautus: Koska kandela ja luumen ovat kaksi eri yksikköä, voit vaihtaa ne keskenään.
b. Lumens ja Lux: Suhde
Lux on johdettu lumenista, joten lumenin arvolla on suurempi vaikutus luksiin. Matemaattisesti 1 lx = 1 lm/m². Tämä yhtälö antaa tarkemman esityksen valon kirkkaudesta kuin lumenit.
c. Lux ja Candela: Suhde
Lux on jalkakynttilöiden metrinen versio (vanha termi, joka viittaa candelaan). Siten candela, lux ja luumenit liittyvät toisiinsa. Niissä on kolme erillistä identiteettiä, mutta ne ovat yhteydessä toisiinsa ja vaihdettavissa.
| Johdettu kohdasta Johdettu Lux ———————→ Lumenit ——————–→ Candela 1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd·sr/m2 |
Candela vs Lux vs Lumens – mitkä ovat erot?
Candela vs Lux
Candela määrittää valon kirkkauden tietyllä alueella. Sitä vastoin lux osoittaa tietyn pinta-alan saavuttavan valon määrän. Eli lux liittyy valaistun tilan pinta-alaan, mutta candela ei käsittele pinta-alaa.
Luksin arvo riippuu kuitenkin pinta-alasta ja valonlähteen ja pinnan välisestä etäisyydestä. Lisäksi se riippuu myös candelan arvosta. Mutta candela on riippumaton näistä tekijöistä.
| Kriteeri | Candela (CD) | Lux (lx) |
| Mitat | Valon voimakkuus tietyssä suunnassa | Valon määrä tietyllä pinta-alalla |
| Valonlähteen etäisyys | Ei vaikuta | Vaikuttaa; kääntäen verrannollinen etäisyyteen. |
| Valaistun pinnan alue | Ei vaikuta | Vaikuttaa; kääntäen verrannollinen etäisyyteen. |
Lux vs Lumens
Lumen kuvaa valonlähteen valaiseman valon määrää. Sitä vastoin lux määrittelee tietylle pinnan alueelle putoavan valon määrän.
Lumenin perusteella voit tunnistaa valonlähteen kirkkauden. Korkeampi lumenarvo tarkoittaa kirkkaampaa valotehoa. Samaan aikaan korkea lux-luokitus tarkoittaa, että tietylle alueelle putoava valonsäde loistaa kirkkaasti. Erona on siis se, että luksin arvo riippuu valonlähteen ja valaistuspinnan välisestä etäisyydestä. Mutta luumen on riippumaton etäisyydestä.
Vaikka lumeni on eniten käytetty valonmittausarvo, lux on tärkeämpi arvo valon tehokkuuden mittaamisessa. Tästä syystä sinun tulee harkita hyvin valaistun työvalaistuksen lux-arvoa. Korkeampi lux-arvo varmistaa sopivan kirkkauden työasemassasi, jolloin voit työskennellä helposti.
| Kriteeri | ylellisyys | Lumen |
| Määrittää | Valon määrä, joka saavuttaa pinnan | Valonlähteen kokonaisvaloteho |
| Riippuvuus | Arvo riippuu etäisyydestä ja valotehosta | Arvo riippuu valonlähteen tehosta |
| Valonlähteen etäisyys | Asiat; kun pinta-ala kasvaa, luksiarvo pienenee | Ei väliä |
| Pinta-ala | Asiat; pinta-alan kasvaessa luksiarvo pienenee | Ei väliä |
| Tyypillinen käyttö | Työvalaistus, kohdistettu valaistus, esimerkiksi: katuvalot, valonheittimet, Jne | Yleisvalaistus, esim LED-nauhavalot, valonheittimet jne. |
Lumens vs Candela
Suurin ero luumenin ja kandelan välillä on se, että lumen ottaa huomioon valonlähteen tuottaman valaistuksen. Sitä vastoin candela mittaa valon voimakkuutta tiettyyn suuntaan.
Lumen-arvoa käyttämällä saat käsityksen valonlähteen kirkkaudesta. Mutta candela kertoo, kuinka keskittyneenä valo näkyy tietyssä paikassa. Joten valaisin, jolla on korkea lumenarvo, voi valaista suuren tilan. Samaan aikaan korkea kandelavalo tarkoittaa, että valaisin suuntaa kohdistetun säteen, mikä johtaa keskittynempään valoon.
Siksi, jos etsit yleisvalaistusta, harkitse valoja, joiden valoteho on korkea. Ja jos pidät korostus- tai työvalaistuksesta ja tarvitset keskitettyä valaistusta, harkitse korkean kandela-arvoisia lamppuja.
| Kriteeri | Lumen (lm) | Candela (CD) |
| Valon suunnan huomioiminen | Kaikki suunnat (360° pallo) | Tietty suunta (tietyssä kulmassa) |
| Säteen kulma | Leveä | Kapea |
| Riippuvuus | Arvo riippuu lähteen kokonaisvalotehosta | Arvo riippuu säteen keskittymisestä tiettyyn suuntaan. |
| Tyypillinen käyttö | Yleinen valaistus; esimerkiksi putkivalo, polttimo, valonheitin jne. | Kohdistettu valaistus, kuten kohdevalot, laservalot, ratavalot jne. |
Yleinen erotuskaavio: Candela vs Lux vs Lumens
| tekniset tiedot | Kynttilä | ylellisyys | Lumens |
| Symboli (SI) | cd | lx | lm |
| Määritelmä | Candela on valonlähteen kirkkaustaso tietyssä kulmassa ja suunnassa. | Valaistuksen määrä neliömetriä kohden on Lux. | Lumen osoittaa valon kokonaistuoton kaikkiin suuntiin. |
| Mitat | Valon voimakkuus | Valaistusvoimakkuus | valovirta |
| Riippuvuus etäisyydestä | Ei | Kyllä | Ei |
| Riippuvuus pinta-alasta | Ei | Kyllä | Ei |
Kuinka laskea Candela, Lux ja Lumens?
Candelan laskeminen
1 kandela vastaa 12.57 lumenia. Kuitenkin, jos näet lampun valotehoksi 1000 lm, se ei tarkoita, että lampun valovoima (cd) olisi myös 1000 cd. Sinun on otettava huomioon valaistun valon avaruuskulma luumenin löytämiseksi. Kaava menee näin:
| Candela = ( Lumen/Kiinteä kulma) cd = (lm/sr) |
Toisin sanoen lampun, jonka kirkkaus on 1000 lm ja joka jakaa valaistusvoimansa 2π steradiaanien avaruuskulmalle, on valovoima (cd) (1000lm/2π sr) = (1000/6.2832) ≈159.15 cd.
(Huomautus: π:n arvo (piirakka) ≈ 3.14159)
Luxin laskeminen
Lux on 1 lumenin hehkulampun yhdelle neliömetrin pinnalle säteilemän valon määrän mitta. Eli kaava menee seuraavasti:
| 1 Lux = 1 Lumen neliömetriä kohti Tai 1 lx = 1 lm/m² |
Eli jos asennat 1000 lumenin valon 50 neliömetrin huoneeseen, pinnan valaistusvoimakkuus on: (1000 lm/50m²) = 20lx.
Lumenin laskeminen
Voit laskea lumenin ottaen huomioon sekä candelan että luxin. Kandelan arvon huomioon ottaen lumenin kaava menee seuraavasti:
| Lumen = Candela x Solid Angle 1 lm = 1 cd·sr |
Jos sinulla on esimerkiksi lamppu, jonka valovoimakkuus on 100 cd ja avaruuskulma 2π sr, sen valoteho on 100 cd × 2π sr =100 × 6.2832 = 628.32 lm.
Kuitenkin, jotta voit löytää lumenarvon käyttämällä luksia, sinun on otettava huomioon valaistun pinnan pinta-ala. Kaava menee näin:
| Lumen = Lux x Pinta-ala lm = lx × m² |
Oletetaan, että lattia, jonka pinta-ala on 5 neliömetriä, saa valaistusvoimakkuuden 200 lx. Lampun valoteho on: 200lx x 5m² = 1000lm.
Candelan, Luxin ja Lumenin arvoihin vaikuttavat tekijät
1. etäisyys
Luksin arvo riippuu valaistun pinnan/kohteen ja valonlähteen etäisyydestä. Lux on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön. Jos etäisyys esimerkiksi kasvaa kaksinkertaiseksi, lux-arvo pienenee 1/4 alkuarvoista.
Kandela- ja lumenarvot eivät muutu etäisyyden mukaan. Esimerkiksi 1000 lumenin lamppu lähettää 1000 lumenia, vaikka seisot 1 metrin tai 10 metrin päässä siitä. Valo näyttää kuitenkin vähemmän kirkkaalta, kun siirryt kauas valonlähteestä.
2. Säteilykulma
Pieni kulma tuottaa keskittyneempää valoa, mikä lisää kandelan ja luksin arvoa. Jälleen leveämmässä kulmassa valaistun tilan pinta-ala kasvaa ja se pienentää kandela- ja luksiarvoja. Säteilykulma ei kuitenkaan vaikuta lumenarvoon.
3. Valotehokkuus
Kasvavan tehonsyötön ansiosta myös valon lumenarvo kasvaa. Valotehokkuuden varmistamiseksi sinun on kuitenkin otettava huomioon virtalähteen teho. Valolla, joka tarjoaa kirkkaamman valaistuksen alhaisella teholla, on korkea valotehokkuus.
Candela-, Lux- ja Lumen-luokituksen käytännön soveltaminen oikean valaisimen valinnassa
Candela, lux ja lumen yhdessä ohjaavat sinua valitsemaan ihanteellisen valon kaikkiin sovelluksiin. Näin sinun tulee käyttää näitä yksiköitä ollessasi valon suunnittelu:
| Yleinen valaistus | Kodin valaistussuunnittelu | • Candela opastaa sinua löytämään keskittyneemmän valaistuksen työvalaistukseen • Lux auttaa valitsemaan sopivat valaistustasot eri huoneisiin • Lumen-arvo antaa sinulle käsityksen tilan kokonaiskirkkaudesta. |
| Katuvalaistus ulkona | • Candela antaa sinun valita sopivat katuvalot, mikä varmistaa oikean näkyvyyden. • Lux auttaa sinua määrittämään teiden valaistuksen. • Lumens-luokitus opastaa sinua selvittämään, onko valo tarpeeksi kirkas valaisemaan suuren avoimen tilan. | |
| Teatterin näyttämön valaistus | • Korkea kandela-arvo varmistaa, että teatterilavan valokeila tuottaa keskittyneitä säteitä esiintyjiin. • Lux-arvon huomioon ottaen voit saavuttaa haluamasi kirkkauden lavalla. • Lumen-luokituksen avulla voit määrittää näyttämön yleisen tunnelman. Esimerkiksi alhainen ontelo himmentää lavaa, ja suurella lumenilla lava näyttää kirkkaalta. | |
| Ammattimaiset valaisimet | Arkkitehtoniset valaistussuunnittelijat | • Candela auttaa korostamaan erikoiselementtejä fokusoidulla sädekulmalla • Lux-luokitus auttaa sinua tuomaan optimaalisen kirkkaustason eri vyöhykkeille • Lumenien avulla voit valita oikean kirkkaustason rakennusten valaisemiseen. |
| Valokuvaajat ja kuvaajat | • Candela opastaa luomaan ainutlaatuisia varjoja ja kohokohtia valokuvaustarpeisiin. • Ottamalla huomioon lux-arvon, saat halutun valotuksen yksityiskohtaisia kuvia varten. • Lumens varmistaa, että napsautettava kohde ja sen tausta näkyy oikein. | |
| Teollisuuden ja työpaikan valaistus | • Candela ohjaa kirkkaaseen ja keskittyneeseen valaistukseen työasemalla • Lux ylläpitää riittävää valaistusta työtilassa • Lumenit tarjoavat yleisvalaistuksen työntekijän turvallisuuden ja hyvän näkyvyyden takaamiseksi. | |
| Kaupunkisuunnittelijat ja kaupunkisuunnittelijat | • Candela, lux ja lumen ohjaavat suunnittelijaa oikean valaisimen asentamisessa kadulle, teille ja julkisille paikoille. | |
| Vähittäis- ja visuaaliset kauppiaat | • Candela auttaa sinua korostamaan ainutlaatuisia esineitä • Lux varmistaa, että tuotteesi esittelyalue on hyvin valaistu • Lumen takaa asiakkaalle mukavan tunnelman ostokokemuksen parantamiseksi. |
Yleisiä väärinkäsityksiä Candelasta, Luxista ja Lumensista
Wattien ja kirkkauden rinnastaminen
Yleisin väärinkäsitys valon kirkkaudesta on sen mittaaminen wateilla. Muista, että watit määräävät polttimon virrankulutuksen, eivät sen kirkkautta. Esimerkiksi 1000 lumenin hehkulampun teho on 65 wattia, mutta LED-valo voi antaa saman kirkkauden vain 10-15 watilla.
Tämä tarkoittaa, että LED-valo voi tuoda saman kirkkauden kuin hehkulamppu ja polttaa paljon vähemmän energiaa. Tämä tekee LEDistä energiatehokkaampia.
Kulman ja suunnan huomioimatta jättäminen
Toinen yleinen virhe on se, että valonlähteen kulman ja suunnan arviointia ei harkita, kun otetaan huomioon kandela-arvo. Candela mittaa valon voimakkuutta tiettyyn suuntaan. Joten sinun on harkittava valaistuskulma ja suunta saadaksesi halutun tarkennetun valaistuksen.
Liian paljon keskittyminen yksinään lumeneihin
Kun ostat minkä tahansa valaisimen, valoteho on ainoa matriisi, jota 98 % tavallisista ihmisistä etsii. Mutta se on väärä käytäntö, etkä saa haluttua valotehoa pelkällä lumenarvolla.
Jos esimerkiksi ostat valonheittimiä korostaaksesi taidettasi, harkitse kandela-arvoa. Tällä tavalla optimaalisen valotehon saamiseksi ottamalla huomioon kaikki kolme matriisia.
Haasteita Candelan, Luxin ja Lumenien mittaamisessa ja tulkinnassa
- Valonlähteen ja ympäristötekijöiden vaihtelut vaikuttavat valomatriisin mittaukseen. Näin ollen candelan, luksin ja lumenin standardoitu mittausmenettely johtaa joskus epätarkkuuteen.
- Ammattilaiset käsittelevät usein virheitä valon kulman ja suunnan tulkinnassa. Tämä muuttaa candelan arvoa.
- Valaistustekniikan päivityksen myötä valoominaisuuksien mittausmenetelmien ja -koneistojen parantamisen tarve kasvaa.
Mikä on tavallinen valonmittausyksikkö LED-nauhoille?
As LED-nauhavalot on enimmäkseen suunniteltu yleisvalaistukseen, sen vakiovalon mittausyksikkö on lumenia. Mutta teemme usein virheitä mittaamalla LED-raitojen kirkkautta watteilla. Tämä on täysin epäreilu käytäntö, koska eri valoilla on erilainen valotehokkuus.
Lumenien arvo vaihtelee kuitenkin LED-raidan värin mukaan. Esimerkiksi, valkoiset LED raidat on suurempi lumenarvo kuin värikkäitä LED-raitoja.
Lisäksi sovelluksesta riippuen sinun on otettava huomioon myös muut yksiköt, kuten candela ja lux.
Miten lumenit ja teho liittyvät toisiinsa?
Lumenit osoittavat valonlähteen tuottaman kokonaistehon, kun taas wattimäärä on valon käyttämiseen käytetty energia. Silti valon suorituskyvyn arvioimiseksi sinun on otettava huomioon valon tehokkuus tuntemalla lumen ja wattiarvo.
Tässä tapauksessa energiansäästölamput ovat tehokkaimpia. Koska ne tuottavat suuremman lumennopeuden käyttämällä vähiten energiaa (wattia). Siksi niitä kutsutaan energiansäästölamppuiksi.
Valon tehokkuus lasketaan lumeneina wattia kohden. Eli:
| Valotehokkuus, E = lm/W |
Joten valon suorituskyky paranee, kun tehokkuus paranee. Samalla tehokkaat valot minimoivat sähkölaskusi.
UKK
Käärimistä
Vaikka candela, lux ja lumen mittaavat valoa, kaikki kolme ovat eri yksiköitä. Älä siis koskaan sekoita tai vaihda niitä keskenään. Parhaan valoasetuksen saavuttamiseksi harkitse kaikkia kolmea yksikköä vierekkäin valosuunnittelussa.
Varmista kuitenkin valopakkauksissa mainitun luokitustarkkuuden ostaminen luotettavien merkkien valaisimet. Tarkista myös heidän sertifiointi paremman varmuuden vuoksi.
