Pirkdami šviestuvą pirmiausia matote liumenų įvertinimą. Bet ar žinote, kad yra ir kitų ne mažiau svarbių šviesos matavimo vienetų, tokių kaip kandela ir liuksas?
Jei perkate prožektorius arba lazerio šviesą, apsvarstykite galimybę naudoti kandelą, kad apšviestumėte fokusuotą šviesą. Ir bendriesiems šviestuvams kaip LED juostos, vamzdiniai žibintai, lemputes ir pan., patikrinkite liumenų įvertinimą. Tačiau dėl apšvietimo efektyvumo liukso vertė suteikia tikslesnę informaciją.
Ištirkime kandelą, liuksą ir liumeną ir sužinokime, kaip naudoti šiuos įrenginius, kad pasirinktume geriausią šviestuvą bet kokiam pritaikymui:
Kas yra Candela?
Candela (cd) yra šviesos stiprio vienetas. Šis terminas kilęs iš lotyniško žodžio „Candela“ ir yra susijęs su žvakės intensyvumu. Pavyzdžiui, viena kandela yra maždaug lygi žvakės ryškumui.
Tačiau tobulėjant technologijoms, kandelos apibrėžimas keitėsi kartoms. 1979 m. Generalinė svorių ir matų konferencija (CGPM) Kandela apibrėžiama kaip:
„Candela yra šviesos stipris tam tikra kryptimi šaltinio, skleidžiančio monochromatinę 540 x 1012 hercų dažnio spinduliuotę, o spinduliavimo intensyvumas ta kryptimi yra 1/683 vatai steradianui.
Tačiau naujausia apibrėžtis, pakeista 20 m. gegužės 2019 d., yra daug sudėtingesnė ir daugiausia skirta techniniams ekspertams. Tai vyksta taip:
„…… fiksuota skaitinė monochromatinės spinduliuotės, kurios dažnis yra 540 × 1012 Hz, Kcd, šviesos efektyvumo vertė, kuri yra 683, kai išreiškiama vienetu lm⋅W−1, kuris yra lygus cd⋅sr⋅W−1, arba cd⋅sr⋅kg−1⋅m−2⋅s3, kur kilogramas, metras ir sekundė yra = -0987654321, apibrėžti h, c ir ΔνCs.
Kad būtų paprasčiau, kandela matuoja šviesos intensyvumą tam tikra kryptimi arba kampu. Pavyzdžiui, pagalvokite apie prožektorių, kuris nukreipia šviesą tam tikra kryptimi, ir apie lemputę, kuri skleidžia šviesą visomis kryptimis. Kuris turės didesnę kandelos vertę?
Prožektorius turi siaurą šviesos kampą ir suteikia fokusuotą apšvietimą. Taigi jo šviesos intensyvumas ta konkrečia kryptimi bus didelis. Priešingai, lemputės apšvietimas bus išsklaidytas visomis kryptimis, todėl kandelos vertė bus maža.
Kas yra Liuksas?
Liuksas (lx) yra matavimo vienetas apšvieta or šviesos srautas ploto vienetui. Jis matuoja šviesos kiekį vienam kvadratiniam metrui ploto.
1 liuksas yra lygus bendram 1 kvadratinio metro paviršiaus apšvietimo kiekiui, apšviestam 1 liumeno šviesos šaltiniu, esančiu 1 metro atstumu vienas nuo kito. Kad būtų paprasčiau, 1 liuksas yra lygus 1 liumenui kvadratiniam metrui.
Kad būtų paprasčiau, 1 liuksas yra lygus 1 liumenui kvadratiniam metrui.
Taigi, norėdami gauti liukso įvertinimą, turite atsižvelgti į kambario plotą arba šviesos šaltinio atstumą nuo konkretaus taško. Šiuo atveju liukso reikšmė yra atvirkščiai proporcinga atstumo kvadratui.
Pavyzdžiui, 500 liumenų šviesa apšviečia vieno kvadratinio metro plotą. Taigi jo liukso įvertinimas bus (500 lm ፥ 1 m2) = 500 lx. Dabar įdiekite tą pačią 500 liumenų šviesą, nukreiptą į penkių kvadratinių metrų plotą. Liukso vertė čia bus (500 lm ፥ 5 m2) = 100 lx, mažėjant 5 kartus.
Tai yra, didėjant atstumui tarp paviršiaus ir šviesos šaltinio, liukso reikšmė mažėja. Taigi šviesa, kuri atrodo ryški mažoje patalpoje, neatrodys tokia ryški, kai įdėsite į didelį kambarį.
Kas yra Lumenas?
Lumen matuoja šviesos srauto vertę. Tai rodo bendrą šviesos šaltinio ryškumą iš visų krypčių.
Lumenas apibrėžiamas kaip matomos šviesos kiekis, kurį 1 kandelos šviesos šaltinis skleidžia į 1 erdvės kampo vienetą (1/4 sferos ploto). Skirtingai nei kandela (cd), liumenas neapskaičiuoja tam tikros krypties apšvietimo. Vietoj to, jis atsižvelgia į bendrą šaltinio šviesos išeigą iš visų krypčių.
Pavyzdžiui, lemputės, turinčios 3 kandelų reitingus, liumenas yra 38 lm (apytiksliai). Dabar, jei uždensite pusę lemputės ir leisite šviesai apšviesti per vieną pusrutulį, kandelos vertė vis tiek išliks tokia pati. Taip yra todėl, kad tam tikru atstumu uždengtos lemputės šviesos intensyvumas išlieka toks pat. Tačiau liumenų vertė bus sumažinta iki pusės ir bus 19 lm, nes užblokavote pusę šviesos šaltinio.
„Candela“, „Lux“ ir „Lumens“ santykiai
Labiausiai paplitęs ryšys tarp šių trijų terminų yra tas, kad jie visi yra šviesos matavimo vienetas. Norėdami paaiškinti sąvoką, pereikime prie šių terminų šaknų -
a. Lumens ir Candela: santykiai
Lumens yra išvestinė kandelos forma. Abu terminai matuoja šviesumą; tai yra, jie nurodo šviesos šaltinio ryškumą. Skirtumas tas, kad liumenai atsižvelgia į šviesos spindulius iš visų krypčių. Priešingai, Candela mano, kad tam tikra kryptimi. Viso rutulio kietasis kampas yra 4π steradianai, todėl šviesos šaltinis, kuris tolygiai spinduliuoja vieną kandelę visomis kryptimis, turi bendrą šviesos srautą:
| 1 cd × 4πsr = 4π cd · sr ≈12.57 lm 1 kandela = 12.57 liumenų |
Pastaba: kadangi kandela ir liumenas yra du skirtingi vienetai, galite juos sukeisti.
b. Liumenai ir liuksai: santykiai
Liuksas yra gaunamas iš liumeno, todėl liumeno reikšmė turi didesnę įtaką liuksui. Matematiškai 1 lx = 1 lm/m². Ši lygtis tiksliau atvaizduoja šviesos ryškumą nei liumenai.
c. Lux ir Candela: santykiai
Lux yra metrinė pėdų žvakių versija (senas terminas, reiškiantis kandelę). Taigi kandela, liuksas ir liumenai yra tarpusavyje susiję. Juose nurodomos trys atskiros tapatybės, tačiau jos yra sujungtos ir konvertuojamos.
| Kilęs iš Kilęs iš Liuksai ———————→ liumenai ——————–→ Candela 1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd·sr/m2 |
Candela vs Lux vs Lumens – kokie skirtumai?
Candela prieš Lux
Candela apibrėžia šviesos ryškumą tam tikrame regione. Priešingai, liuksas rodo šviesos kiekį, pasiekiantį tam tikrą paviršiaus plotą. Tai yra, liuksas yra susijęs su apšviestos erdvės plotu, tačiau kandela nesusiję su paviršiaus plotu.
Tačiau liukso vertė priklauso nuo paviršiaus ploto ir atstumo tarp šviesos šaltinio ir paviršiaus. Be to, tai taip pat priklauso nuo kandelos vertės. Tačiau kandela nepriklauso nuo šių veiksnių.
| Kriterijai | Kandela (CD) | Liuksas (LX) |
| Priemonės | Šviesos intensyvumas tam tikra kryptimi | Šviesos kiekis tam tikrame paviršiaus plote |
| Šviesos šaltinio atstumas | Neveikia | Paveikia; atvirkščiai proporcingas atstumui. |
| Apšviesto paviršiaus plotas | Neveikia | Paveikia; atvirkščiai proporcingas atstumui. |
Liuksas prieš liumenus
Lumenas apibūdina šviesos kiekį, kurį apšviečia šviesos šaltinis. Priešingai, liuksas apibrėžia šviesos kiekį, patenkantį į tam tikrą paviršiaus plotą.
Pagal liumeną galite nustatyti šviesos šaltinio ryškumą. Didesnis liumenų įvertinimas reiškia ryškesnį šviesos srautą. Tuo tarpu aukštas liukso įvertinimas reiškia, kad tam tikroje srityje krintantis šviesos spindulys šviečia ryškiai. Taigi skirtumas yra tas, kad liukso vertė priklauso nuo atstumo tarp šviesos šaltinio ir apšvietimo paviršiaus. Tačiau liumenas nepriklauso nuo atstumo.
Nors liumenas yra dažniausiai naudojamas įvertinimas šviesai matuoti, liuksas yra svarbesnė reikšmė matuojant šviesos efektyvumą. Štai kodėl turėtumėte atsižvelgti į liukso vertę gerai apšviestam užduočių apšvietimui. Didesnė liukso vertė užtikrina tinkamą darbo vietos ryškumą, todėl galite lengvai dirbti.
| Kriterijai | lux | Lumen |
| Nustato | Šviesos kiekis, pasiekiantis paviršių | Bendras šviesos šaltinio šviesos srautas |
| Priklausomybė | Vertė priklauso nuo atstumo ir liumenų įvertinimo | Vertė priklauso nuo šviesos šaltinio galios |
| Šviesos šaltinio atstumas | reikalai; didėjant paviršiaus plotui, liukso reikšmė mažėja | Nesvarbu |
| Paviršiaus plotas | reikalai; didėjant paviršiaus plotui, liukso reikšmė mažėja | Nesvarbu |
| Tipiškas naudojimas | Užduočių apšvietimas, fokusuotas apšvietimas, pavyzdžiui: gatvių apšvietimas, prožektoriaiIr tt | Bendras apšvietimas, pvz LED šviestuvai, prožektoriai ir kt. |
Lumens vs Candela
Pagrindinis skirtumas tarp liumeno ir kandelos yra tas, kad liumenas atsižvelgia į šviesos šaltinio apšvietimą. Priešingai, kandela matuoja šviesos intensyvumą tam tikra kryptimi.
Naudodami liumenų įvertinimą galite susidaryti supratimą apie šviesos šaltinio ryškumą. Tačiau kandela leidžia žinoti, kaip koncentruota šviesa pasirodys tam tikroje vietoje. Taigi šviestuvas, turintis didelę liumenų vertę, gali apšviesti didelę erdvę. Tuo tarpu aukšta kandelos šviesa reiškia, kad šviestuvas nukreipia sufokusuotą spindulį, todėl šviesa yra labiau koncentruota.
Todėl, jei ieškote bendro apšvietimo, apsvarstykite galimybę naudoti šviestuvus su dideliu šviesos srautu. O jei mėgstate akcentinį ar užduoties apšvietimą ir jums reikia sutelkto apšvietimo, apsvarstykite galimybę naudoti aukštos kandelos lemputes.
| Kriterijai | Lumen (LM) | Kandela (CD) |
| Šviesos krypties įvertinimas | Visomis kryptimis (360° sfera) | Konkreti kryptis (tam tikru kampu) |
| Plotis kampas | Platus | Siauras |
| Priklausomybė | Vertė priklauso nuo bendros šaltinio šviesos išvesties | Vertė priklauso nuo pluošto koncentracijos tam tikra kryptimi. |
| Tipiškas naudojimas | Bendras apšvietimas; pavyzdžiui, vamzdinė lemputė, lemputė, prožektorius ir kt. | Fokusuotas apšvietimas, pvz., prožektoriai, lazeriniai žibintai, bėgių žibintai ir kt. |
Bendra diferencijavimo diagrama: Candela vs Lux vs Lumens
| Specifikacija | Kandela | lux | Liumenų |
| Simbolis (SI) | cd | lx | lm |
| Apibrėžimas | Candela yra šviesos šaltinio ryškumo lygis tam tikru kampu ir kryptimi. | Apšvietimo kiekis, kuris patenka į kvadratinį metrą, yra liuksas. | Lumenas rodo bendrą šviesos srautą visomis kryptimis. |
| Priemonės | Šviesos intensyvumas | apšvieta | Šviesos srautas |
| Priklausomybė nuo atstumo | Ne | Taip | Ne |
| Priklausomybė nuo paviršiaus ploto | Ne | Taip | Ne |
Kaip apskaičiuoti kandelą, liuksą ir liumeną?
Candela skaičiavimas
1 kandela yra lygi 12.57 liumenų. Tačiau jei matote, kad lemputės liumenas yra 1000 lm, tai nereiškia, kad lemputės šviesos intensyvumas (cd) taip pat yra 1000 cd. Norėdami rasti liumeną, turite atsižvelgti į apšviestos šviesos kietąjį kampą. Formulė skamba taip:
| Candela = ( liumenas/Tvirtas kampas) cd = (lm/sr) |
Tai yra, 1000 lm ryškumo lemputės, kurios apšvietimas paskirstomas 2π steradianų erdviniu kampu, šviesos stipris (cd) yra (1000 lm/2π sr) = (1000/6.2832) ≈159.15 cd.
(Pastaba: π reikšmė (pyragas) ≈ 3.14159)
Liukso apskaičiavimas
Liuksas yra šviesos kiekio, kurį skleidžia 1 liumeno lemputė viename kvadratiniame metre, matavimas. Taigi, formulė yra tokia:
| 1 liuksas = 1 liumenas kvadratiniam metrui Arba 1 lx = 1 lm/m² |
Tai yra, jei įrengsite 1000 liumenų šviestuvą 50 kvadratinių metrų patalpoje, paviršiaus apšvietimas bus: (1000 lm/50m²) = 20lx.
Skaičiuojant liumeną
Galite apskaičiuoti liumeną, atsižvelgdami į kandelę ir liuksą. Atsižvelgiant į kandelos vertę, liumenų formulė yra tokia:
| Lumen = kandela x vientisas kampas 1 lm = 1 cd·sr |
Pavyzdžiui, jei turite lemputę, kurios šviesos stipris yra 100 cd, o erdvės kampas 2π sr, jos liumenų vertė yra 100 cd × 2π sr =100 × 6.2832 = 628.32 lm.
Tačiau norėdami rasti liumenų vertę naudodami liuksus, turite atsižvelgti į apšviečiamo paviršiaus plotą. Formulė skamba taip:
| Lumen = liuksai x plotas lm = lx × m² |
Tarkime, 5 kvadratinių metrų ploto grindys gauna 200 lx apšvietimą. Lemputės liumeno vertė bus: 200lx x 5m² = 1000lm.
Veiksniai, turintys įtakos Candela, Lux ir Lumens vertybėms
1. Atstumas
Liukso reikšmė priklauso nuo atstumo iki apšviečiamo paviršiaus/objekto ir šviesos šaltinio. Liuksas yra atvirkščiai proporcingas atstumo kvadratui. Pavyzdžiui, jei atstumas padidės dvigubai, liukso vertė sumažės iki 1/4 pradinių verčių.
Kandela ir liumenų vertė nesikeičia priklausomai nuo atstumo. Pavyzdžiui, 1000 liumenų lemputė skleis 1000 liumenų, net jei stovėsite 1 m arba 10 m atstumu nuo jos. Tačiau šviesa atrodys ne tokia ryški, kai nueisite toli nuo šviesos šaltinio.
2. Spinduliavimo kampas
Mažas kampas sukuria labiau koncentruotą šviesą, padidindama kandelos ir liukso vertę. Vėlgi, esant platesniam kampui, apšviestos erdvės plotas padidėja, o tai sumažina kandelos ir liukso reikšmes. Tačiau spindžio vertei spinduliavimo kampas įtakos neturi.
3. Šviesos efektyvumas
Dėl didėjančios įvesties galios didėja ir šviesos liumenų vertė. Tačiau norėdami užtikrinti šviesos efektyvumą, turite atsižvelgti į maitinimo šaltinio galingumą. Šviesa, kuri siūlo ryškesnį apšvietimą ir mažą galią, turi didelį šviesos efektyvumą.
Praktinis Candela, Lux ir Lumen įvertinimų taikymas renkantis tinkamą šviestuvą
Candela, liuksas ir liumenas kartu padės išsirinkti idealų apšvietimą bet kokiam pritaikymui. Taip turėtumėte naudoti šiuos vienetus šviesos projektavimas:
| Apšvietimas | Namų apšvietimo dizainas | • „Candela“ padės rasti labiau koncentruotą apšvietimą užduočių apšvietimui • „Lux“ padeda pasirinkti tinkamą apšvietimo lygį įvairioms patalpoms • Lumen įvertinimas leidžia suprasti bendrą jūsų erdvės ryškumą. |
| Lauko gatvių apšvietimas | • Candela leidžia pasirinkti tinkamus gatvių žibintus, užtikrinančius tinkamą matomumą. • Lux padeda nustatyti apšvietimą keliuose. • Liumenų įvertinimas nurodo, ar šviesa pakankamai ryški, kad apšviestų didelę atvirą erdvę. | |
| Teatro scenos apšvietimas | • Didelė kandelos vertė užtikrina, kad teatro scenos prožektoriai skleidžia sutelktus spindulius į atlikėjus. • Atsižvelgiant į liukso vertę, scenoje galite pasiekti pageidaujamą ryškumą. • Lumen įvertinimai leidžia nustatyti bendrą scenos atmosferą. Pavyzdžiui, esant žemam liumenui, scena bus aptemdyta, o esant dideliam, jūsų scena atrodys ryški. | |
| Profesionalūs šviestuvai | Architektūros apšvietimo dizaineriai | • „Candela“ padeda išryškinti specialius elementus su fokusuotu spindulio kampu • Liukso įvertinimas padeda pasiekti optimalų ryškumo lygį įvairiose zonose • Lumenai leidžia pasirinkti tinkamą ryškumo lygį, kad apšviestumėte pastatus. |
| Fotografai ir kinematografininkai | • „Candela“ padeda kurti unikalius šešėlius ir šviesius fotografavimo reikmėms. • Atsižvelgdami į liukso vertę, galite gauti norimą ekspoziciją detaliems kadrams. • Lumens užtikrina, kad objektas, kurį spustelėtumėte, ir jo fonas būtų tinkamai matomas. | |
| Pramoninis ir darbo vietos apšvietimas | • „Candela“ nukreipia į ryškų ir sutelktą darbo vietos apšvietimą • „Lux“ palaiko tinkamą apšvietimą darbo erdvėje • Liumenai užtikrina bendrą apšvietimą darbuotojo saugumui ir tinkamam matomumui. | |
| Miesto planuotojai ir miestų dizaineriai | • Candela, liuksas ir liumenas padeda dizaineriui įrengti tinkamą šviestuvą gatvėje, keliuose ir viešose vietose. | |
| Mažmeninė prekyba ir vizualiniai prekybininkai | • „Candela“ padeda išryškinti unikalius daiktus • „Lux“ užtikrina, kad jūsų gaminių demonstravimo zona būtų gerai apšviesta • „Lumen“ užtikrina patogią atmosferą, kad klientas galėtų geriau apsipirkti. |
Dažnos klaidingos nuomonės apie Candela, Lux ir Lumens
Vatų ir ryškumo prilyginimas
Dažniausias klaidingas supratimas apie šviesos ryškumą yra jos matavimas pagal galingumą. Atminkite, kad vatai apibrėžia lemputės energijos suvartojimą, o ne jos ryškumą. Pavyzdžiui, 1000 liumenų kaitrinė lemputė turi 65 vatų galią, tačiau LED lemputė gali suteikti tokį patį ryškumą tik 10–15 vatų.
Tai reiškia, kad LED lemputė gali suteikti tokį patį ryškumą kaip kaitrinė lemputė ir sudeginti daug mažiau energijos. Dėl to šviesos diodai yra efektyvesni.
Kampo ir kryptingumo nepaisymas
Kita dažna klaida yra neatsižvelgti į šviesos šaltinio kampo ir krypties įvertinimą, kai atsižvelgiama į kandelos vertę. Candela matuoja šviesos intensyvumą tam tikra kryptimi. Taigi, jūs turite atsižvelgti į apšvietimo kampas ir kryptį, kad gautumėte norimą fokusuotą apšvietimą.
Per daug dėmesio skiriama vien liumenams
Perkant bet kokį šviestuvą, liumenų įvertinimas yra vienintelė matrica, kurios ieško 98 % žmonių. Tačiau tai neteisinga praktika, ir jūs negalite gauti norimo apšvietimo efekto, atsižvelgiant tik į liumenų vertę.
Pavyzdžiui, jei perkate prožektorius, kad paryškintumėte savo meno kūrinius, apsvarstykite kandelos vertę. Tokiu būdu, norėdami gauti optimalų šviesos srautą, atsižvelkite į visas tris matricas.
Candela, Lux ir Lumens matavimo ir interpretavimo iššūkiai
- Šviesos šaltinio ir aplinkos veiksnių kitimas turi įtakos šviesos matricos matavimui. Taigi, standartizuota kandelos, liukso ir liumenų matavimo procedūra kartais lemia netikslumą.
- Profesionalai dažnai susiduria su klaidomis aiškindami šviesos kampą ir kryptį. Tai keičia kandelos vertę.
- Atnaujinus apšvietimo technologijas, atsiranda didesnis poreikis tobulinti šviesos savybių matavimo metodiką ir mašinas.
Kuris yra standartinis šviesos matavimo vienetas LED juostelėms?
As LED šviestuvai dažniausiai yra skirti bendram apšvietimui, jo standartinis šviesos matavimo vienetas yra liumenai. Tačiau dažnai klystame matuodami LED juostelių ryškumą vatais. Tai visiškai nesąžininga praktika, nes skirtingos lemputės turi skirtingą šviesos efektyvumą.
Tačiau liumenų vertė skiriasi priklausomai nuo LED juostelės spalvos. Pavyzdžiui, baltos LED juostos turi didesnę liumenų vertę nei spalvingos LED juostos.
Be to, priklausomai nuo taikymo, turite atsižvelgti ir į kitus vienetus, tokius kaip candela ir lux.
Kaip yra susiję liumenai ir galia?
Liumenai rodo bendrą šviesos šaltinio našumą, o galia yra energija, naudojama šviesai paleisti. Vis dėlto, norėdami įvertinti šviesos efektyvumą, turite atsižvelgti į šviesos efektyvumą, žinodami liumeną ir galios vertę.
Šiuo atveju efektyviausios yra energiją taupančios lemputės. Nes jie sukuria didesnį liumenų greitį sunaudodami mažiausiai energijos (vatų). Štai kodėl jos vadinamos energiją taupančiomis lemputėmis.
Šviesos efektyvumas apskaičiuojamas kaip liumenas vienam vatui. Tai yra:
| Šviesos efektyvumas, E = lm/W |
Taigi, šviesos efektyvumas didėja, kai padidėja efektyvumas. Tuo pačiu metu labai efektyvūs žibintai sumažina jūsų sąskaitą už elektrą.
DUK
Baigiamasis žodis
Nors kandela, liuksas ir liumenas matuoja šviesą, visi trys yra skirtingi vienetai. Taigi niekada neturėtumėte jų maišyti ar keisti. Norėdami pasiekti geriausią apšvietimo nustatymą, projektuodami apšvietimą apsvarstykite visus tris įrenginius vienas šalia kito.
Tačiau norėdami užtikrinti šviesos pakuotėje nurodytą įvertinimo tikslumą, pirkite patikimų prekių ženklų šviestuvus. Taip pat patikrinkite jų pažymėjimas geresniam užtikrinimui.
