Измерение светового потока в люменах – что это такое и где используют

Люмен это единица измерения светового потока. Ранее она не применялась в быту, поскольку всюду использовались только лампы накаливания, светимость которых пропорциональна потребляемой мощности. Для сравнения осветительных приборов, использующих разные технологии, потребовалось обращение к этой единице.

Что за величина люмены

Часть электромагнитного излучения, получившая название оптический диапазон, воспринимается глазом человека. Измеряется поток в люменах (лм). Излучение в 1 лм создается источником в одну канделу, направленное в угол 1 стерадиан. Полный поток, идущий во всех направлениях, равен 4х3,14 люменам.

Сила света обыкновенной свечи соответствует одной канделе.

Параметры светового потока

В светотехнике используются следующие понятия:

1. Оптическое излучение, занимающее длины волн от 380 до 760 нм. По краям этого участка располагаются ИК (инфракрасный) и УФ (ультрафиолетовый) диапазоны.
2. Поток света (Ф), выражаемый в люменах (лм). Он характеризует силу воздействия волн на зрение человека. Величина потока не зависит от своей направленности.
3. Люмен (лм), это излучение, созданное калиброванным источником при заданных условиях окружающей среды. Поверочные и контрольные измерения проводятся при температуре 25 °C.
4. Освещенность (Е), описываемая соотношением излучения, падающего на плоскость, к охватываемой площади и измеряемая в люксах (лк). Формула Е=Ф/А, где, А площадь. При полной луне освещенность составляет 0,2 лк, уличные фонари поднимают E до 20 лк, в помещении величина достигает 5000 лк, E в пасмурный день колеблется в пределах 5 000 10 000 лк и на солнце E может достигать 100 000 лк.
5. Сила света (I) характеризует световой поток, проходящий внутри объемного угла, I=Ф/ω. Ее единицей измерения установлена кандела (кд). Вольфрамовая лампа 100 Вт создает излучение, соответствующее 100 кд. Распределение освещенности в пространстве характеризуется кривой силы света (КСС).
6. Яркость (L) показывает соотношение потока излучения, проходящего в телесном углу, к своему сечению. Выражение L производится в кд/м² по формуле L=I/A (L=I/Cos A). Восприятие яркости находится под влиянием субъективных ощущений. Человек в темноте способен регистрировать яркость в микроканделах на кв.м. (мкд/м²). Обычный газоразрядный источник создает яркость до 11000 кд/м².
7. Световая отдача (H) есть световой поток, деленный на мощность источника по формуле Н=Ф/Р. Единица измерения определяется как лм/Вт. Она характеризует энергетическую эффективность источника. Замена вольфрамовой лампы (светоотдача 10-20 лм/Вт) на газоразрядную (90 лм/Вт) сокращает расход электрической энергии в 7 раз при сохранении уровня освещенности.
8. Цветовая температура (Тц) задает тональность источника излучения и освещаемых объектов. Измеряется в Кельвинах (К), которые соотносятся со шкалой Цельсия по формуле Тс = Тц -273.
9. Индекс передачи цветности (Ra или CRI) определяет воспроизводимость различными материалами излучения с разной длиной волн. Сравнение производится с калибровочным источником. Индекс CRI имеет сверху максимальное ограничение равное 100.

Показатель Ra делится на градации:

• 90 и более отличная передача цвета, уровень 1А;
• 80-89 1В, хорошая передача цвета;
• 70-79 лучше среднего, уровень 2А;
• 60-69 средний показатель, 2В;
• 40-59 достаточный уровень, 3;
• до 39 низкий показатель, <3.

Для распространенных источников света Тц в градусах Кельвина:

• огонь свечи 1900;
• вольфрамовая лампа 2700;
• лампа газоразрядная с парами ртути от 3000 до 6500;
• солнце 5000;
• небо, закрытое облаками 6500;
• солнечный день от 10 000 до 20 000.

Color rendering index (CRI) введен в оборот для сопоставления источника излучения с непрерывным спектром. Приемлемая для глаз величина индекса располагается в диапазоне от 80 до 100 CRI.

Перевод люменов в ватты

Чтобы не ошибиться в выборе мощности лампы, не следует смотреть на этот показатель, но нужно принимать во внимание количество излучения, величину потока, выраженную в люменах. Соотношение ватт и люмен зависит от технологии получения потока излучения.

Для вольфрамовых ламп 1 Вт соответствует 10 лм, а для светодиодных ламп на основе LED 1 Вт эквивалентен потоку света в 80 100 лм.

Газоразрядная лампа мощностью 18 Вт создает поток величиной 1350 лм, при удвоении расхода электроэнергии до 36 Вт пропорционально растет излучение до 3350 лм. При частой необходимости в таких операциях лучше прибегать к услугам онлайн-калькулятора или заранее составить подсказку.

Таблица соответствия мощности и светового потока ламп

В быту распространены 3 технологии получения светового излучения.

В таблице приведены их соответствия, чтобы покупатель не ошибся при выборе осветительных ламп.

Видно, что затраты электроэнергии на создание потока в 400 лм различаются на порядок для вольфрамовых ламп и LED. Их люминесцентный аналог занимает промежуточное положение по энергетической эффективности.

При необходимости постоянно замеряйте освещенность помещения. Полагайтесь не только на заявленные значения, приобретите люксометр и самостоятельно оценивайте интересующий параметр.