Коли ви купуєте освітлювальний прилад, насамперед ви бачите показник світлового потоку. Але чи знаєте ви, що існують інші не менш важливі одиниці вимірювання світла, такі як кандела та люкс?
Якщо ви купуєте точкові світильники або лазерне світло, розгляньте кандели для фокусованого освітлення. А для світильників загального освітлення на кшталт Світлодіодні стрічки, трубчасті світильники, лампочки тощо, перевірте показник світлового потоку. Однак для ефективності освітлення значення люкс дає точнішу інформацію.
Давайте дослідимо канделу, люкс і люмен і навчимося використовувати ці одиниці, щоб вибрати найкращий освітлювальний прилад для будь-якого застосування:
Що таке Кандела?
Кандела (кд) — одиниця сили світла. Цей термін походить від латинського слова "Candela" і пов'язаний з інтенсивністю свічки. Наприклад, одна кандела приблизно дорівнює яскравості свічки.
Однак із розвитком технологій визначення кандели змінювалося з покоління в покоління. У 1979 році Генеральна конференція з мір і ваг (CGPM) визначена кандела як:
«Кандела — це інтенсивність світла в заданому напрямку джерела, яке випромінює монохроматичне випромінювання частотою 540 x 1012 герц і має інтенсивність випромінювання в цьому напрямку 1/683 Вт на стерадіан».
Однак останнє визначення, змінене 20 травня 2019 року, є набагато складнішим і в основному орієнтоване на технічних експертів. Це виглядає так:
«…… фіксоване числове значення світлової ефективності монохроматичного випромінювання частоти 540×1012 Гц, Kcd, має становити 683, якщо виражено в одиниці lm⋅W−1, що дорівнює cd⋅sr⋅W−1, або cd⋅sr⋅kg−1⋅m−2⋅s3, де кілограм, метр а другий = -0987654321`визначено через h, c і ΔνCs».
Щоб спростити, кандела вимірює інтенсивність світла в певному напрямку або куті. Наприклад, подумайте про прожектор, який спрямовує світло в певному напрямку, і про лампу, яка поширює світло в усіх напрямках. Яка буде мати більше значення кандели?
Прожектор має вузький кут променя і дає сфокусоване освітлення. Таким чином, його інтенсивність світла в цьому конкретному напрямку буде високою. Навпаки, освітлення лампочки буде розсіяним у всіх напрямках, що призведе до низького значення кандели.
Що таке Люкс?
Люкс (лкс) — одиниця вимірювання освітленість or світловий потік на одиницю площі. Він вимірює кількість світла на квадратний метр площі.
1 люкс дорівнює загальному освітленню поверхні площею 1 квадратний метр, освітленої джерелом світла потужністю 1 люмен, розташованим на відстані 1 метра один від одного. Для спрощення, 1 люкс дорівнює 1 люмен на квадратний метр.
Для спрощення, 1 люкс дорівнює 1 люмен на квадратний метр.
Таким чином, для оцінки люкс вам потрібно враховувати площу кімнати або відстань джерела світла від певної точки. У цьому випадку величина люкс обернено пропорційна квадрату відстані.
Наприклад, світло на 500 люменів освітлює площу в один квадратний метр. Отже, його показник люкс становитиме (500 лм ፥ 1 м2) = 500 лк. Тепер встановіть той самий світильник на 500 люменів, спрямований на площу п’ять квадратних метрів. Значення люкс тут буде (500 лм ፥ 5 м2) = 100 лк, зменшившись у 5 разів.
Тобто зі збільшенням відстані між поверхнею та джерелом світла значення люкс зменшується. Таким чином, світло, яке здається яскравим у маленькій кімнаті, не буде виглядати таким яскравим у великій кімнаті.
Що таке Люмен?
Люмен вимірює значення світлового потоку. Він вказує на загальну яскравість джерела світла з усіх боків.
Люмен визначається як кількість видимого світла, яке джерело світла потужністю 1 кандела випромінює на 1 одиницю тілесного кута (1/4π площі сфери). На відміну від кандели (cd), люмен не обчислює освітленість певного напрямку. Замість цього враховується загальний вихід світла джерела з усіх боків.
Наприклад, лампочка з потужністю 3 кандели має світловий поток 38 лм (приблизно). Тепер, якщо ви затулите половину колби і дозволите світлу освітлюватись через одну півсферу, значення кандели залишиться незмінним. Це пояснюється тим, що з певної відстані інтенсивність світла затемненої колби залишається незмінною. Однак значення світлового потоку буде зменшено наполовину і становитиме 19 лм, оскільки ви заблокували половину джерела світла.
Співвідношення між канделою, люксом і люменом
Найпоширенішим співвідношенням між цими трьома термінами є те, що всі вони є одиницею вимірювання світла. Щоб прояснити концепцію, давайте розберемося в корені цих термінів -
a. Люмен і кандела: взаємозв'язок
Люмен є похідною формою кандели. Обидва терміни вимірюють світло; тобто вони визначають яскравість джерела світла. Різниця полягає в тому, що люмени враховують світлові промені з усіх напрямків. Навпаки, Кандела вважає це для певного напрямку. Повна сфера має тілесний кут 4π стерадіани, тому джерело світла, яке рівномірно випромінює одну канделу в усіх напрямках, має загальний світловий потік:
| 1 кд × 4πsr = 4π кд · sr ≈12.57 лм 1 кандела = 12.57 люмен |
Примітка. Оскільки кандела та люмен — це дві різні одиниці, їх можна поміняти місцями.
b. Люмен і люкс: взаємозв'язок
Люкс походить від люменів, тому значення люменів має більший вплив на люкс. З математичної точки зору, 1 лк = 1 лм/м². Це рівняння дає більш точне представлення яскравості світла, ніж люменів.
в. Люкс і Кандела: стосунки
Люкс — це метрична версія свічок для ніг (старий термін, що стосується кандели). Таким чином, кандела, люкс і люмен взаємопов'язані один з одним. Вони стверджують три окремі ідентичності, але вони пов’язані та конвертовані.
| Похідний від Похідний від Люкс ———————→ Люмен ——————–→ Кандела 1 лк = 1 лм/м2 = 1 кд·ср/м2 |
Кандела, люкс, люмен – у чому різниця?
Кандела проти Люкса
Кандела визначає яскравість світла в певній області. Навпаки, люкс вказує на кількість світла, що досягає певної площі поверхні. Тобто люкс пов’язаний з площею освітленого простору, але кандела не стосується площі поверхні.
Однак значення люкс залежить від площі поверхні та відстані між джерелом світла та поверхнею. Крім того, це також залежить від значення кандели. Але кандела не залежить від цих факторів.
| Критерії | Кандела (CD) | люкс (лк) |
| Заходи | Інтенсивність світла в певному напрямку | Кількість світла на певній площі поверхні |
| Відстань джерела світла | Не впливає | Впливає; обернено пропорційна відстані. |
| Площа освітленої поверхні | Не впливає | Впливає; обернено пропорційна відстані. |
Люкс проти люменів
Люмен описує кількість світла, освітленого джерелом світла. Навпаки, люкс визначає кількість світла, що падає на певну ділянку поверхні.
За люменом можна визначити, наскільки яскравим є джерело світла. Вищий показник світлового потоку означає більш яскраве світло. Між тим, високий рівень люкс означає, що світловий промінь, що падає на певну ділянку, світить яскраво. Отже, різниця тут полягає в тому, що значення люкс залежить від відстані між джерелом світла та поверхнею освітлення. Але просвіт не залежить від відстані.
Хоча люмен є найбільш використовуваним показником для вимірювання освітленості, люкс є більш важливим значенням для вимірювання ефективності світла. Ось чому вам слід враховувати значення люкс для добре освітленого робочого освітлення. Більше значення люкс забезпечує відповідну яскравість на вашій робочій станції, дозволяючи вам працювати з легкістю.
| Критерії | Lux | Люмен |
| Визначає | Кількість світла, що досягає поверхні | Загальна світлова потужність джерела світла |
| Залежність | Значення залежить від відстані та потужності світлового потоку | Значення залежить від потужності джерела світла |
| Відстань джерела світла | питання; зі збільшенням площі поверхні значення люкс зменшується | Не має значення |
| Область поверхні | питання; зі збільшенням площі поверхні значення люкс зменшується | Не має значення |
| Типове використання | Освітлення завдань, фокусоване освітлення, наприклад: вуличні ліхтарі, прожектори, І т.д. | Загальне освітлення, напр Світлодіодні стрічки, прожектори тощо. |
Люмен проти Кандели
Основна відмінність між люменом і канделою полягає в тому, що люмен враховує вихід світла від джерела світла. Навпаки, кандела вимірює інтенсивність світла в певному напрямку.
Використовуючи значення люменів, ви можете отримати уявлення про яскравість джерела світла. Але кандела дає вам знати, наскільки концентрованим буде світло в певній точці. Таким чином, світильник з високим значенням світлового потоку може освітлити великий простір. Між тим, високе світло кандели означає, що світильник спрямовує сфокусований промінь, що призводить до більш концентрованого світла.
Тому, якщо ви шукаєте загальне освітлення, зверніть увагу на світильники з високим показником світлового потоку. А якщо вам подобається акцентне або робоче освітлення та вам потрібне сфокусоване освітлення, розгляньте лампи з високою потужністю кандели.
| Критерії | Люмен (лм) | Кандела (CD) |
| Врахування напрямку світла | У всіх напрямках (сфера 360°) | Конкретний напрямок (під певним кутом) |
| Кут променя | Wide | Вузький |
| Залежність | Значення залежить від загального світлового потоку джерела | Значення залежить від концентрації променя в конкретному напрямку. |
| Типове використання | Загальне освітлення; наприклад, трубка, лампочка, прожектор тощо. | Сфокусоване освітлення, таке як прожектори, лазерне світло, трекові світильники тощо. |
Загальна таблиця диференціації: кандела проти люкса та люмена
| Специфікації | Свічка | Lux | Люмен |
| Символ (SI) | cd | lx | lm |
| Визначення | Кандела — це рівень яскравості джерела світла під певним кутом і напрямком. | Кількість освітлення, яке вражає квадратний метр площі, становить люкс. | Люмен вказує на загальний вихід світла в усіх напрямках. |
| Заходи | Інтенсивність світла | Освітленість | Світловий потік |
| Залежність від відстані | Немає | Так | Немає |
| Залежність від площі поверхні | Немає | Так | Немає |
Як розрахувати канделу, люкс і люмен?
Розрахунок кандели
1 кандела дорівнює 12.57 люмен. Однак, якщо ви бачите, що показник світлового потоку лампочки становить 1000 лм, це не означає, що сила світла (кд) лампочки також становить 1000 кд. Вам потрібно врахувати тілесний кут освітленого світла, щоб знайти люмен. Формула виглядає так:
| Кандела = (люмен/Тілесний кут) кд = (лм/ср) |
Тобто, лампочка з яскравістю 1000 лм, яка розподіляє свою освітленість по тілесному куту 2π стерадіан, має силу світла (кд) (1000 лм/2π ср) = (1000/6.2832) ≈159.15 кд.
(Примітка: величина π (кругова) ≈ 3.14159)
Розрахунок люкс
Люкс - це вимірювання кількості світла, випромінюваного лампою 1 люмен на один квадратний метр поверхні. Отже, формула виглядає наступним чином:
| 1 люкс = 1 люмен на квадратний метр Або 1 лк = 1 лм/м² |
Тобто, якщо ви встановите світильник на 1000 люменів у кімнаті площею 50 квадратних метрів, то освітленість поверхні становитиме: (1000 лм/50 м²) = 20 люкс.
Розрахунок люмен
Ви можете розрахувати люмен, враховуючи як канделу, так і люкс. Враховуючи значення кандели, формула для люмен виглядає наступним чином:
| Люмен = кандела х тілесний кут 1 лм = 1 кд·ср |
Наприклад, якщо у вас є лампочка з інтенсивністю світла 100 кд і тілесним кутом 2π ср, її світлове значення дорівнює 100 кд×2π ср =100×6.2832 =628.32 лм.
Однак, щоб визначити значення світлового потоку за допомогою люксів, потрібно врахувати площу освітленої поверхні. Формула виглядає так:
| Люмен = люкс х площа lm = lx × м² |
Припустимо, підлога площею 5 квадратних метрів отримує освітленість 200 лк. Світловий люмен лампи становитиме: 200 лк х 5 м² = 1000 лм.
Фактори, що впливають на значення кандели, люкс і люмен
1. Відстань
Значення люкс залежить від відстані освітленої поверхні/об'єкта та джерела світла. Люкс обернено пропорційний квадрату відстані. Наприклад, якщо відстань збільшиться вдвічі, значення люксів зменшиться до 1/4 початкового значення.
Значення кандели та люмена не змінюються з відстанню. Наприклад, лампочка на 1000 люмен буде випромінювати 1000 люмен, навіть якщо ви стоїте на відстані 1 або 10 метрів від неї. Однак світло буде здаватися менш яскравим, якщо ви відійдете далеко від джерела світла.
2. Кут сяйва
Невеликий кут створює більш концентроване світло, збільшуючи значення кандели та люкс. Знову ж таки, для ширшого кута площа освітленого простору збільшується, а значення кандели та люкс зменшуються. Однак значення люмена не залежить від кута освітлення.
3. Світлова ефективність
Завдяки збільшенню споживаної потужності значення люменів світла також збільшується. Однак, щоб забезпечити ефективність світла, ви повинні враховувати потужність джерела живлення. Світло, яке пропонує більш яскраве освітлення з низькою потужністю, має високу світлову ефективність.
Практичне застосування показників кандели, люксів і люменів у виборі правильного світильника
Кандела, люкс і люмен допоможуть вам вибрати ідеальне освітлення для будь-якого застосування. Ось як ви повинні використовувати ці одиниці під час світлове проектування:
| Загальне освітлення | Дизайн домашнього освітлення | • Candela допоможе вам знайти більш концентроване освітлення для робочого освітлення • Lux допомагає підібрати відповідний рівень освітленості для різних приміщень • Рейтинг люменів дає вам уявлення про загальну освітленість вашого простору. |
| Зовнішнє вуличне освітлення | • Candela дозволяє вибрати відповідні вуличні ліхтарі, забезпечуючи належну видимість. • Lux допомагає визначити освітленість проїжджої частини. • Рейтинг люменів визначає, чи достатньо яскраве світло, щоб освітлити великий відкритий простір. | |
| Освітлення театральної сцени | • Високе значення кандели забезпечує фокусування променів на театральній сцені на виконавцях. • Враховуючи значення люкс, ви можете досягти бажаної яскравості на сцені. • Оцінки світлового потоку дозволяють визначити загальну атмосферу сцени. Наприклад, низький світловий поток зробить сцену тьмяною, а високий — яскравим. | |
| Професійні світильники | Дизайнери архітектурного освітлення | • Candela допоможе вам висвітлити особливі елементи за допомогою сфокусованого кута променя • Показник люкс допоможе вам досягти оптимального рівня яскравості в різних зонах • Люмени дозволяють вибрати правильний рівень яскравості для освітлення ваших будівель. |
| Фотографи та оператори | • Candela керує створенням унікальних тіней і відблисків для потреб фотографії. • Враховуючи значення люкс, ви можете отримати бажану експозицію для детальних знімків. • Lumens гарантує, що об’єкт, який ви клацаєте, і його фон добре видно. | |
| Промислове та робоче освітлення | • Кандела допомагає створити яскраве і сфокусоване освітлення на робочій станції • Люкс забезпечує достатню освітленість робочого простору • Люмени забезпечують загальне освітлення для безпеки та належної видимості працівника. | |
| Містобудівники та проектувальники міст | • Кандела, люкс і люмен керують дизайнером під час встановлення правильного світильника на вулицях, дорогах і громадських місцях. | |
| Роздрібні та візуальні мерчендайзери | • Candela допоможе вам виділити унікальні речі • Люкс подбає про те, щоб місце для демонстрації вашої продукції було добре освітлене • Lumen забезпечує комфортну атмосферу для клієнта, щоб покращити його враження від покупок. |
Поширені помилкові уявлення про канделу, люкс і люмен
Прирівнювання Вт до яскравості
Найбільш поширеним помилковим уявленням про яскравість світла є вимірювання його потужністю. Пам’ятайте, що вати визначають споживану потужність лампочки, а не її яскравість. Наприклад, лампа розжарювання на 1000 люменів має номінальну потужність 65 Вт, але світлодіодна лампа може забезпечити таку ж яскравість лише з 10-15 Вт.
Це означає, що світлодіодне світло може забезпечити таку ж яскравість, як і лампа розжарювання, споживаючи набагато менше енергії. Це робить світлодіоди більш енергоефективними.
Ігнорування кута та спрямованості
Ще одна поширена помилка полягає в тому, що не враховувати кут і напрямок джерела світла, враховуючи значення кандели. Кандела вимірює інтенсивність світла в певному напрямку. Отже, ви повинні враховувати кут освітлення і напрямок, щоб отримати бажане сфокусоване освітлення.
Занадто багато зосередження лише на люменах
При покупці будь-якого освітлювального приладу 98% звичайних людей шукають лише показник світлового потоку. Але це неправильна практика, і ви не можете отримати бажаний ефект освітлення, враховуючи лише значення люмен.
Наприклад, якщо ви купуєте точкові світильники, щоб підкреслити ваш витвір мистецтва, враховуйте вартість кандели. Таким чином, щоб отримати оптимальну світловіддачу, візьміть до уваги всі три матриці.
Складнощі вимірювання та інтерпретації кандели, люксів і люменів
- Зміна джерела світла та факторів навколишнього середовища впливає на вимірювання світлової матриці. Таким чином, стандартизована процедура вимірювання кандели, люксів і люменів іноді призводить до неточності.
- Професіонали часто стикаються з помилками в інтерпретації кута та спрямованості світла. Це змінює значення кандели.
- З оновленням світлотехніки існує більша потреба у вдосконаленні методології та обладнання для вимірювання властивостей світла.
Яка стандартна одиниця вимірювання світла для світлодіодних стрічок?
As Світлодіодні стрічки в основному призначені для загального освітлення, їх стандартною одиницею вимірювання світла є люмен. Але ми часто робимо помилки, вимірюючи яскравість світлодіодних стрічок за допомогою потужності. Це абсолютно несправедлива практика, оскільки різні лампи мають різну світлову ефективність.
Однак значення люменів залежить від кольору світлодіодної стрічки. Наприклад, білі світлодіодні смуги мають більше значення світлового потоку, ніж кольорові світлодіодні смуги.
Крім того, залежно від застосування, вам також потрібно враховувати інші одиниці, такі як кандела та люкс.
Як співвідносяться люмен і потужність?
Люмени вказують на загальну потужність, яку виробляє джерело світла, тоді як потужність – це енергія, яка використовується для роботи світла. Проте, щоб оцінити продуктивність світла, ви повинні враховувати ефективність світла, знаючи значення люменів і потужності.
У цьому випадку найбільш ефективними є енергозберігаючі лампочки. Оскільки вони виробляють більший світловий поток, використовуючи найменшу енергію (потужність). Тому їх називають енергозберігаючими лампочками.
Ефективність світла розраховується як люмен на ват. Тобто:
| Світлова ефективність, E = лм/Вт |
Отже, продуктивність світла збільшується, коли ефективність покращується. У той же час високоефективне освітлення мінімізує ваш рахунок за електроенергію.
Поширені запитання
Підводячи підсумок
Хоча кандела, люкс і люмен вимірюють світло, усі три є різними одиницями. Отже, ви ніколи не повинні змішувати або міняти їх місцями. Щоб отримати найкраще освітлення, розгляньте всі три блоки поруч під час проектування освітлення.
Однак, щоб забезпечити точність рейтингу, зазначеного в упаковці світла, купуйте світильники від надійних брендів. Також перевірте їх сертифікація для кращої впевненості.
