В чем измеряется сила света и что такое световой поток

Полки в ванной из гипсокартона: что учесть для создании долговечных конструкций

Измерение количества света для светодиодных устройств

Для наглядности удобно представить значение освещенности в типовых ситуациях. Эти значения можно сравнить с параметрами, которые приводят в сопроводительной документации производители светодиодных приборов.

Таблица освещенности

Значение, лк	Условия
0,001-0,003	Ночью при сильной облачности
0,2-0,25	Полная луна, ясное небо
15-25	В океане на глубине 45-50 метров при малой замутненности
90-250	Изображение на экране, созданное с применением проекционной техники
90-120	Центр помещения с большими окнами в ясный солнечный день
40-60	Место для чтения
400-550	Рабочее пространство для выполнения сложных операций с миниатюрными объектами
1200-2500	Облачный день
10000-12000	Искусственное освещение съемочной площадки в теле,- или киностудии

В рекламных проспектах для улучшения продаж лампочку могут назвать яркой и энергосберегающей. Чтобы сделать правильный вывод о потребительских параметрах изделия, можно пользоваться представленной выше информацией.

Что такое «световой поток»

Физики световым потоком обозначают мощность видимого глазами светового излучения (его электромагнитную энергию), которая проходит через тело или поверхность за определенное время. Человеку, не имеющему определенного уровня знаний в физике, это понятие ни о чем не говорит. В быту световой луч определяет свойства и качество освещения в зависимости от вида лампы. Для промышленных, общественных и офисных зданий значения регламентированы, в частном доме показатели можно использовать при расчете системы освещения.

Физики знают, что световая энергия – это электромагнитные волны, глаза человека их видят только в определенном диапазоне длины.

Качество светового луча зависит от:

• мощности источника;
• химического состава лампы;
• особенностей колбы (линзы);
• уровня светоотдачи.

В быту важно знать, что световой поток прямо пропорционален мощности лампы. Еще одно определение понятия «световой поток» – общий объем света, не зависящий от установленной вокруг лампы оптической системы

Например, лампа с нитью накаливания излучает 415 люмен независимо от конструкции и материала абажура

Еще одно определение понятия «световой поток» – общий объем света, не зависящий от установленной вокруг лампы оптической системы. Например, лампа с нитью накаливания излучает 415 люмен независимо от конструкции и материала абажура.

Это интересно: Как устроена и чем хороша лампа КЛЛ

Ослабление — интенсивность — световой поток

Ослабление интенсивности светового потока при прохождении через раствор, очевидно, зависит от количества поглощающих свет центров, встречающихся на пути светового потока.
 

Ослабление интенсивности светового потока при прохождении через раствор, газ или твердое тело, очевидно, зависит от количества поглощающих свет центров, встречающихся на пути потока излучения.
 

Ослабление интенсивности светового потока при прохождении через раствор, очевидно, зависит от количества поглощающих свет центров на пути светового потока. Рассмотрим поглощение света раствором окрашенного соединения при условии, что состав и структура этого соединения не меняется с изменением его концентрации. Примером такого раствора может быть хромат калия; для постоянства рН при разбавлении к раствору прибавляют тетрабо — — рат натрия.
 

С чем связано ослабление интенсивности светового потока.
 

Турбидиметрия основана на измерении ослабления интенсивности светового потока I, прошедшего через пробу.
 

Знак минус говорит об ослаблении интенсивности светового потока.
 

Турбидиметрический метод основан на измерении ослабления интенсивности светового потока, прошедшего через суспендированный раствор. По технике выполнения турбидиметрическое определение не отличается от колориметрического. Степень помутнения раствора можно измерить визуально путем сравнения со стандартной шкалой. При освещении раствора со суспендированными частицами лампой дневного света чувствительность значительно повышается.
 

При всех методах колориметрического анализа определяется ослабление интенсивности светового потока после прохождения его через окрашенный раствор. Принято сравнивать интенсивность светового потока, проходящего через испытуемый раствор, с интенсивностью потока, проходящего через стандартный раствор известной концентрации. Такое сравнение производится аналитиком либо глазом — визуальный метод, или с помощью фотоэлементов-приборов, в которых под влиянием света возникает электрический ток; сила тока зависит от интенсивности светового потока.
 

В основе любого метода измерения интенсивности окраски лежит определение ослабления интенсивности светового потока ( лучше — при определенной длине волны) после прохождения через испытуемый раствор. Для этого обычно сравнивают два световых потока: один, проходящий через испытуемый раствор, а другой через определенный стандартный раствор или, по крайней мере, через растворитель.
 

Турбидиметрическим называют метод оптического анализа, основанный на измерении ослабления интенсивности светового потока, прошедшего через суспензию, вследствие поглощения и рассеивания светового потока суспензией.
 

В основе любого метода измерения оптической плотности раствора лежит определение ослабления интенсивности светового потока ( лучше-при определенной длине волны) после прохождения через испытуемый раствор. Для этого обычно сравнивают два световых потока: один, проходящий через испытуемый раствор, а другой, проходящий через определенный стандартный раствор или, по крайней мере, через растворитель.
 

Оптическая схема прибора ФЭК-60.| Фотоколориметр ФЭК-60. А — основной прибор. Б — блок питания.

Щелевая диафрагма Дд, расположенная в левом световом пучке, служит для ослабления интенсивности левого светового потока, падающего на тот же фотоэлемент.
 

Рассеивание и поглощение света мутным раствором.

Турбидиметрическим методом анализа ( турбидиметрией) называют метод, основанный на измерении ослабления интенсивности светового потока, прошедшего через раствор, содержащий твердые частицы, вследствие поглощения и рассеяния светового потока.
 

Подбор уровня освещения

Уровень освещения можно подбирать самостоятельно при помощи двух- или трехклавишных выключателей, а также при помощи устройств регулирования напряжения на источник света (электрические диммеры).

Диммер освещения позволит плавно убавлять или добавлять уровни светового потока в помещениях, также он нужен для регулировки внешнего освещения дома или офиса. Световой поток от светодиодных ламп является самым ровным источником, то есть он дает свет без различных пульсаций, как в газоразрядных лампах.

Свет от источников электрического освещения можно оптимизировать под свои потребности с использованием фильтров различного уровня. В качестве фильтров можно использовать оргстекло, кварцевое стекло, прозрачные или полупрозрачные пластиковые панели различной конфигурации.

Применение пластиковых панелей для создания световых фильтров – наиболее приемлемый вариант в отличие от панелей из оргстекла. Пластиковые панели со временем не будут терять прозрачность от воздействия солнечной радиации. Если применять в качестве светофильтров панели из оргстекла, то нужно понимать, что этот материал со временем становится матовым, и световой поток через такие фильтры ухудшается.

При помощи различного вида электроосветительных источников получаются интересные световые комбинации. Также в настоящее время есть немало светотехнических устройств, использующих в своей конструкции лазерные излучатели светового потока. Сами по себе лазеры работают в разных диапазонах светового спектра, диапазон излучения может быть как в видимом спектре излучения, так и в невидимом уровне света для глаз человека.

Лазерные световые потоки могут быть как опасным уровнем излучения для зрения человека или животных, так и безопасным. Все зависит от мощности излучателя лазерного устройства и длины радиоволн светового спектра излучения.

При помощи лазерных световых потоков можно создавать различные пространственные эффекты, объемные графические визуализации (3D, 5D). Также с помощью лазерных установок делается всевозможное освещение или подсветка фасадов зданий или рекламных баннеров.

Световые потоки от лазерных устройств позволяют получать контрастные и четкие изображения. Они дают возможность воспроизводить тексты, видеоизображения (в том числе объемные), качественные фотоизображения.

Поток от лазеров, особенно от достаточно мощных, следует направлять вверх, избегая попадания лазерного излучения в сторону людей или животных. Попадание излучения в глаза может нанести вред здоровью, в том числе и непоправимый.

Типовое значение светового потока для различных источников света

Типовые значения светового потока для источников света зависят от их конструкции. Наглядно представить, насколько формируемый ими световой поток может отличаться, позволяет таблица:

ТАБЛИЦА 1

Световой поток ламп накаливания, формируемый различными источниками света

ТАБЛИЦА 2

Таблица светового потока люминесцентных ламп

Сравнение света разных источников

Чаще всего сравнению подлежать источники света, используемые в быту:

• лампы накаливания;
• галогеновые лампы;
• люминесцентные лампы;
• светодиодные (LED) лампы.

Максимально допустимая в быту лампа накаливания обычно не превышает мощности 200 Вт. Более мощные лампы сильно нагреваются и являются пожароопасными. Следует учитывать, что световая отдача различных видов ламп не характеризуется одной лишь мощностью.

Световой поток лампы накаливания мощностью 100 Вт достаточен для создания комфортного освещения в помещении площадью 9-12 м2 .

Такой же световой поток люминесцентных ламп обеспечивается при мощности 40 Вт.

Светодиодный источник света – самый экономичный в плане энергопотребления. Блок светодиодов мощностью 7 Вт по светоотдаче заменяет стоватовую лампочку.

Освещение рабочей поверхности

К освещению рабочих поверхностей применяются требования, содержащиеся в:

• СНиП 23-05-95;
• СанПин 2.2.1/2.1.1.1278-03

Рабочий стол должен иметь освещенность 300 лк, рабочее место для производства точных работ – 500 лк, для освещения рабочих поверхностей на кухне достаточно 150 лк.

Низкие напольные радиаторы для отопления

Низкий радиатор отопления в помещении.

Если окна в помещении выполнены в варианте, когда имеется небольшое расстояние между полом и подоконником, для качественного отопления можно монтировать батареи, крепящиеся к полу. Их использование в холодных климатических условиях позволит не допустить образование наледи на стекле, обеспечит комфорт, тепло. Такие элементы отопительной системы обладают необходимыми техническими характеристиками, имеют разнообразные габариты, отличаются по дизайну.

Радиатор отопления электрический напольный может быть выбран для установки, когда помещение не подключено к центральной отопительной системе, с успехом используется для обогрева комнат в загородных домах как альтернатива дровяным печам. Напольные радиаторы водяного отопления монтируются в виде элемента конструкции отопления частного или многоквартирного дома, другого помещения.

Напольное крепление для радиаторов отопления необходимо, когда помещение имеет особые характеристики – его стены выполнены из гипсокартона, толстой фанеры, пеноблоков или пластика. Такие элементы не способны надежно удерживать крепления обычных батарей, что может привести в самопроизвольному, внезапному демонтажу отопления.

В качестве материала производители используют чугун, алюминий, нержавеющую сталь и биметаллические сплавы. Теплоотдачу прибора увеличивают встроенные вентиляторы, их можно использовать по желанию потребителя.

Что учитывают при монтировании напольных радиаторов?

Радиатор установлен в торговом центре.

Радиаторы отопления напольные низкие водяные требуется вмонтировать в имеющуюся систему. Необходимым условием для начала работы является полный спуск воды. Перед покупкой изделия рекомендуется проконсультироваться со специалистами-теплотехниками и обсудить с ними важные параметры:

• показатели рабочего давления внутри отопительной системы;
• технические характеристики, которым должен обладать теплоноситель;
• соответствие диаметров труб и элементов для подключения самого изделия;
• особенности влажности воздуха в комнате, химические характеристики воды, используемой для отопления.

Для электрических нагревателей самой важной характеристикой является их мощность, затем покупатель оценивает внешний дизайн. Установить батарею можно двумя способами – когда конвектор будет направлен на окно или развернут в комнату

Выбор особенностей монтажа определяет назначение помещения. Например, если напольная батарея располагается у витрины торговой точки, выставочного зала, важно обеспечить для стекла способность не замерзать, исключить образование конденсата. В жилом помещении направить струю теплого воздуха важно внутрь. При желании конвектор можно отключить

Установить батарею можно двумя способами – когда конвектор будет направлен на окно или развернут в комнату. Выбор особенностей монтажа определяет назначение помещения

Например, если напольная батарея располагается у витрины торговой точки, выставочного зала, важно обеспечить для стекла способность не замерзать, исключить образование конденсата. В жилом помещении направить струю теплого воздуха важно внутрь

При желании конвектор можно отключить.

Для установки любого типа конструкции используется напольный кронштейн для радиатора отопления. Такой элемент обеспечивает устойчивость, безопасность, требуется для недопущения чрезмерного нагревания пола, предохраняет напольное покрытие от порчи.

Фотометр

Фотометр – это прибор-измеритель освещенности. Свет поступает на фотодетектор, затем преобразуется в электрический сигнал и измеряется. Встречаются фотометры, работающие по другому принципу. В основном фотометры показывают уровень света в люксах, но есть и такие, которые используют другие единицы. Те фотометры, которые также называют экспонометрами, участвуют в определении выдержки и диафрагмы, тем самым помогая фотографам и операторам. Помимо того, фотометры применяют для определения уровня безопасной освещенности в других областях, например, в растениеводстве, в музеях, там, где необходимо поддерживать нужную освещенность.

Безопасный поток света на работе

Работая в темном или слабоосвещенном помещении, могут возникнуть различные проблемы со здоровьем, будь это ухудшение зрения, депрессия или другие физиологические и психологические нарушения. По этой причине на рабочем месте, в рамках правил охраны труда, включаются требования о минимальной безопасной освещенности. В конечный результат измерения, который выдает фотометр, входит площадь распространения света. Эти показатели обеспечивают достаточную освещенность всего помещения.

Световой поток и экспонаты музея

От освещенности и силы потока от источника света зависит скорость, с которой будут ветшать и выцветать экспонаты музея. Работники музеев проводят работу по определению освещенности экспонатов. Это делается для того, чтобы убедиться в безопасном количестве светового потока на музейные единицы, а также для обеспечения достаточного уровня освещенности посетителям во время рассматривания экспоната.

Уровень освещенности можно измерить фотометром, что осуществить нелегко, так как его нужно устанавливать как можно ближе к экспонату, а это требует извлечения защитного стекла, выключения сигнализации и получения разрешения. Эту задачу облегчают другим способом, который часто используют сотрудники музея. Вместо фотометра применяют фотоаппарат, который не является заменой фотометра в ситуациях, где требуются более точные измерения найденной проблемы с освещением, но чтобы выявить отклонение от нормы вполне достаточно.

Определить экспозицию фотоаппаратом можно на основе показаний об уровне освещенности. Уровень освещенности экспозиции легко определить посредством нехитрых вычислений. Сотрудники музеев прибегают к формуле или пользуются таблицей, где экспозиция представлена в единицах освещенности. Производя вычисления, не нужно забывать о том, что камера поглощает некоторое количество света, поэтому следует это учитывать.

Световой поток в садоводстве и растениеводстве

Прежде чем обеспечить растение светом, который необходим для фотосинтеза, нужно знать, сколько требуется его каждой культуре. Садоводам и растениеводам это известно. Они измеряют уровень освещенности, чтобы удостовериться в том, что каждое растение получает необходимое ему количество света. Часто для таких процедур применяются фотометры.

Фотометры также широко применяются в лабораторной практике. Например, определяется спектр образцов, с помощью которых устанавливается химический состав. К особому классу таких приборов относится пламенный фотометр. Он выявляет в образцах щелочные металлы, такие как натрий, литий, калий. Чтобы их обнаружить, нужно сжечь образец при высокой температуре и с помощью фотометра проанализировать спектр пламени. Данная задача другими способами решается гораздо труднее.

Современные фотометры преобразуют световое излучение в электрические импульсы, они регистрируются по принципу амперметра и вольтметра, а после конвертируются в компьютерный формат.

Фотометр — это прибор, охватывающий многие области знаний, такие как химия, молекулярная биология, физика, материаловедение и другие. Фотометр широко применяется в промышленности, в лазерной и оптической продукции. Помимо химической лаборатории, фотометр находит применение в лабораториях судебно-медицинской экспертизы.

Таким образом, из вышеизложенного вы узнали о единицах измерения света, что лампы лучше покупать с указанным числом люменов, что понятия освещенности и яркости разнятся, а количество света можно измерить специальным прибором.

Крепление подвесов для штор

Если шторы будут крепиться к потолку, то нужно заранее смонтировать соответствующие подвесы, что делается следующим образом:

1. Сначала нужно установить закладные для карнизов. Установка очень проста – сначала нужно высверлить отверстия, вставить в них дюбели и при помощи саморезов зафиксировать прямые подвесы. Далее между стенами протягивается малярный шнур на той же высоте, где будет проходить натяжной потолок.
2. На отмеренном уровне нужно установить деревянный брус подходящей длины. Если длины не хватает, нужно взять еще один кусок и совместить их. Он крепится к потолку при помощи металлических подвесов. Чтобы дерево могло прослужить достаточно долго, его перед монтажом рекомендуется обработать защитным составом, который предотвратит контакт материала и влаги.

Что это такое сила света

Прежде всего стоит понимать, что излучение от любого источника света распределяется в пространстве неравномерно. Чтобы характеризовать распределение его в разных направлениях и используется понятие силы света. То есть, это пространственная плотность светового потока, определяющаяся его отношением к телесному углу, на вершине которого и находится источник света. Сегмент, в пределах которого распределен световой поток и называется сила света – формула его такова:

Ф отражает световой поток, а ω – телесный угол. Единица силы света – кандела. Чтобы не разбираться в физических терминах дальше, можно использовать более распространенный показатель – 1 кандела, распространяемая в пределах телесного угла равна 1 люмену.

Если разобраться в нюансах, понять, что такое сила света и чем она отличается от других показателей несложно.

Для прикладного использования информации надо затронуть и такой показатель как освещенность. Она отражает количество света, приходящееся на определенную поверхность.

Что такое световой поток?

Поток света – это мощность светового излучения, видимого глазом человека; световая энергия, излучаемая поверхностью (светящейся или отражающей лучи). Энергия светового потока измеряется в люмен-секундах и соответствует потоку 1 люмен, излучаемому или воспринимаемому за 1 секунду. Этот показатель описывает полный поток, не учитывая сосредоточивающую эффективность всего прибора. Такая оценка включает также рассеянный, бесполезный свет, поэтому одно и то же количество люменов может оказаться у разных по конструкции источников.

Следует различать световую величину и энергетическую – последняя характеризует свет независимо от его свойства вызывать зрительные ощущения. Каждая фотометрическая световая величина имеет аналог, который можно выразить количественно в единицах энергии или мощности. Для световой энергии таким аналогом является энергия излучения (лучистая энергия), измеряемая в джоулях.

Единица измерения светового потока

Для измерения светового потока используются люмены, значение для конкретной лампочки наносится на заводскую упаковку.

1 люмен – это световой луч, выдаваемый источником, обладающим мощностью 1 кандела, внутри угла 1 стерадиан (ср). Если использовать цифры, то получается, что 1 лм излучает источник с мощностью 1/683 Вт при длине волны 555 Нм.

Стерадиан – это угол, вырезающий в сфере площадь с определенным радиусом (р). Это значит, что 1 кд излучает 4р лм.

Существуют производные единицы измерения для светотехники:

• микролюмен – 10-6 лм;
• милилюмен – 10-3 лм;
• килолюмен – 103 лм;
• мегалюмен – 106 лм и др.

Другие световые характеристики

Частично характеристики света были рассмотрены в предыдущих разделах. Для лучшего запоминания повторимся.

Что такое кандела?

Кандела – единица силы света (кд). Одна из 7 основных единиц системы СИ. Равняется 1 люмену умноженному на 1 ватт в минус первой степени.

лм х Вт-1

Люмены и люксы

Как уже отмечалось, сходные по звучанию единицы используются для характеристики различных понятий:

• освещенность измеряется люксами (лк);
• световой поток измеряют люменами (лм).

Люмен и ватт

Люмен, как единица измерения силы светового потока не тождественен ватту – единице измерения мощности. Несмотря на то, что в бытовом плане люди часто отождествляют мощность лампочки, выраженную в ваттах со светоотдачей, делать это не следует. Наглядный пример: равенство светового потока излучаемого лампой накаливания 100 Вт и светодиодной лампой мощностью 7 Вт.

Расчет освещенности

Для расчёта необходимого количества осветительных приборов существует две основные формулы – простая и сложная, дающая более точный расчёт. На практике достаточно простой формулы. Она не требует серьёзных знаний и вполне решаема даже без калькулятора.

Шаг первый – рассчитать величину светового потока, требуемого для помещения (измеряется в Люменах).

Для этого стоит прибегнуть к простой формуле А * B * C, где:

1. Норма освещённости выбранного объекта.
2. Площадь объекта.
3. Коэффициент высоты потолков. При высоте потолков от 2.5 до 2.7 метров он равен 1, от 2.7 до 3 метров – 1.2, от 3 до 3.5 метров – 1.5 и от 3.5 до 4.5 метров – равен 2.

Вторым шагом будет расчёт нужного количества ламп и их мощности. Для этого необходимо разделить полученное в первых расчётах число на величину светового потока указанную на лампах в подобранных осветительных приборах

При этом важно помнить, что чем больше используется приборов, тем равномернее освещение

Пример расчёта 1

Дано: жилая комната площадью 20 квадратных метров с потолком высотой 2.7 метра и осветительными приборами, оснащёнными лампочками накаливания мощностью 60 Вт.

Сначала рассчитываем необходимый световой поток для данного помещения:

150 * 20 * 1 = 3000 Люмен.

Затем узнаем необходимое количество ламп для нормальной освещённости комнаты. Для этого сначала надо уточнить световой поток 60 Вт лампочки накаливания. В среднем они выдают от 600 до 800 Люмен.

Возьмём среднее значение в 700 Люмен:

3000 : 700 = 4.28571

Округляем в большую сторону – до 5 – это и будет необходимым количеством осветительных приборов, оснащённых одной лампочкой. Мощностью 60 Вт. Но стоит иметь ввиду, что большее количество менее мощных ламп позволяет получить более равномерную засветку.

Более сложная, но с этим и более точная формула требует перед началом расчётов собрать некоторое количество данных:

1. Первым делом надо измерить комнату, для которой рассчитывается освещение. Необходимы такие параметры, как высота, длина и ширина комнаты.
2. Затем по нормативам необходимо определить коэффициент отражения стен, потолка, и пола.
3. Следующим шагом будет нахождение коэффициента применения. Для этого рассчитывается расстояние от рабочей поверхности до светильника. Также на этом этапе необходимо определиться с типом и мощностью установленной в нём лампочки.
4. По таблице из СНиП определяем норму освещённости помещения.

Рассчитываем площадь помещения (S):

S = a * b

где:

a – длина помещения;

b – ширина помещения.

Рассчитываем индекс помещения (Ф):

Ф = S / (( h1 – h2 ) * ( a + b ))

где:

h1 – высота от пола до потолка;

h2 – высота от рабочего места до потолка.

Рассчитываем количество осветительных приборов (N):

N = ( E * S * 100 * Кз ) / ( У * p * Fi )

где:

E – освещённость помещения;

S – площадь помещения;

Кз – коэффициент запаса;

У – коэффициент использования ламп;

p – количество ламп;

Fi – поток света одной лампы.

Необходимый уровень освещения в разных комнатах

Пример расчёта 2

Дано: жилая комната размером 9 на 6 метров с потолком высотой 3.2 метра. Осветительными приборами были выбраны четыре люминесцентные лампы по 18 Вт каждая. Расстояние от рабочей поверхности до пола 0.8 метра, коэффициент запаса – 1.25, коэффициент отражения пола равен 10, стен – 30, потолка – 50.

Производим расчёт площади:

S = 9 * 6 = 54 кв. м

Далее узнаём индекс помещения:

Ф = 54 / (( 3.2 – 0.8 ) * ( 6 + 9 ) = 1.5

Коэффициент использования ламп в жилых комнатах – У – равен 51.

Производим дальнейшие, окончательные расчёты:

N = ( 300 * 54 * 100 * 1.25 ) / ( 51 * 4 * 1150 ) = 8.63

Всегда округляем в большее число – получаем 9. Это и есть необходимое для правильной организации освещения количество ламп.

2. Ен — нормированная освещенность

Измеряется в Люксах (Лк), является нормированной величиной, прописанной в своде правил строительной документации СНиП. Ниже представлена таблица норм освещенности.

Таблица №1. Рекомендуемые нормы освещенности жилых помещений, согласно СНиП 

Помещение нашего примера — жилая комната. Согласно таблицы №1 нормируемая освещенность для данного вида помещений равна 150 Люкс (Лк).

Ен = 150

Подставим значение в формулу:

Фл = (Ен * S * k * z) / (N * η * n)

Фл = (150 * S * k * z) / (N * η * n)

Это интересно: Панели для кухонного гарнитура — разъясняем детально

Лучшие линейные лазерные уровни