Что представляет собой световой поток и в чем он измеряется?

Зааненские козы: фото, видео, описание, разведение, содержание

Что такое кандела?

Еще одной важной характеристикой источника света является кандела, входящая в 7 величин Международной системы единиц (СИ), принятых Генеральной конференцией по мерам и весам. Изначально 1 кандела равнялась излучению 1 свечи, принятой за эталон

Отсюда и возникло название этой единицы измерения. Сейчас ее определяют по специальной формуле.

Кандела – это сила света, измеряемая исключительно в заданном направлении. Распространение лучей на часть сферы, очерченную телесным углом, позволяет вычислить величину, равную отношению светового потока к этому углу. В отличие от люменов эта величина используется для определения интенсивности лучей. При этом не учитывается бесполезный, рассеянный свет.

У карманного фонаря и потолочного светильника световой конус будет разным, так как лучи падают под разным углом. Канделы (точнее, милликанделы) используют для обозначения силы света источников с направленным свечением: индикаторных светодиодов, карманных фонариков.

Отопительные системы как элемент интерьера

В каждой модельной линейке оборудования для создания отопления имеется сегмент, где представлены радиаторы небольшой высоты. К данной группе относят изделия, у которых этот параметр не превышает 450 миллиметров. Низкий радиатор отопления под окно незаменим при обустройстве обогрева постоянно мокнущих и холодных стен, выходящих на улицу, по всей их протяженности.

Такие приборы задействуют в случае:

• наличия больших по площади панорамных окон;
• расположения теплоснабжающей системы в плинтусах.

При выборе отопительного оборудования нужно принимать во внимание ряд технических параметров изделий:

• материал изготовления;
• габариты;
• мощность;
• устойчивость к коррозийным процессам;
• область применения и т.д.

Семь раз подумай перед просчётом освещения

Зачем нужны подсчёты по свету и что следует знать

Комфортная среда нахождения в доме для человека создаётся искусственным светом от ламп. При недостаточности или излишках ощущения света возникает дополнительное напряжение зрения и раздражение глаз, появляется потребность в очках, снижаются ресурсы с упадком сил, ухудшается самочувствие. Поэтому делается обязательный расчёт освещения помещения, определяется соответствие установленным санитарным нормам, подбирается оптимальный вариант источников света близкий к естественному освещению.

По оформлению и способам распределения необходимого в доме, в помещениях света, везде электроосвещение подразделяют на 3 вида: общее, акцентированное, местное. Бывает сложно разобраться с вычислениями общего освещения светодиодными лампами для жилого дома. При расчёте потребуется понимание основных параметров и определений объекта-света.

Основные световые характеристики, единицы измерения

Свет можно измерить и описать, как и многое другое на «свете». В физике освещённость – есть величина «интегральная», определяемая многими параметрами, изучаемыми наукой фотометрией.

Таблица 1. Используемые физические понятия света, обозначения и единицы измерения:

Характеристика	Обозначение	Единица измерения
Световой поток	Ф	Лм люмен
Сила света	I	Kд кандела, «свеча»
Яркость	L	Kд/м² нит (нт)
Освещённость	E	Лк люкс
Световая температура	K	Кельвин
Световая отдача	H	лм/Вт.

Основные параметры светоизлученияИсточник infourok.ru

Люмены потока света – энергия волн от источника, излучаемая по всем направлениям, воспринимаемая как «яркость» по зрительному ощущению. Световые потоки по распределению лучей света бывают отражёнными, рассеянными, прямыми. Определяется тем большее число люменов, чем больше весь учитываемый поток света.

Сила света (I) похожа на плотность в пространстве потока света, его интенсивность. При определении I световой поток (Ф) делится на телесный угол (ꭥ) в стерадианах по направлению потока.

Понятие освещённости связывает количество света (светового потока) приходящегося на площадь освещаемой поверхности (E=Ф/S). Величина люксов прямо зависит от силы света источника и обратно пропорционально от квадрата расстояния до источника (при условии перпендикулярности потока к поверхности).

Прослеживается при определении величин света их взаимосвязь и качественное различие: что сам светильник ярче при больших люменах, а поверхность освещена больше при достаточно высоких величинах люксов.

Источник характеризуется эффективностью преобразования электроэнергии в свет (световая отдача Н). Она измеряется в люменах на ватт.

Светотехнические величиныИсточник rusenergetics.ru

Обмен энергией (излучением света) между электрическим источником и внешним помещением (по яркости) – по сути, работа в физическом представлении (1 Джоуль = 1 Ватт * 1 сек). Работой считается мощность излучения, умноженная на время. При известном усреднённом значении световой отдачи (Н) лампы можно примерно определить световой поток. Более ярким будет источник света при большей мощности освещения. Из источников с равной силой света (I) потребляют меньшую электрическую мощность светодиодные лампы.

Сравнение по светоотдаче источников:

1. Вакуумная лампа накаливания с вольфрамовой нитью – от 8 до 10 лм/Вт..
2. Галогеновая лампа – от 12 до 15 лм/Вт.
3. Люминесцентная лампа с преобразованием напряжения в цоколе – от 50 до 70 лм/Вт.
4. Светодиодные современные светильники – от 100-120 лм/Bт.

Для визуального понимания предмета каждому человеку важно воздействие света и цвета (особенно для художников). Определённое восприятие зрительным нервом конкретного установленного цвета спектра и фиксирует понятие цвета

Цветовая температура (К) обозначает цветность излучения света. Обычная температура и цветовая температура – разные понятия; у неба зимой, в мороз, цветовая температура составляет 12000К, у зажжённой свечи в 10 раз меньше – 1200К.

Цветовая температураИсточник ds04.infourok.ru

Применяют в практике определения цветности белого света:

• дневного света – более 5000 К,
• нейтрального – от 3300 до 5000 К,
• тёплого – менее 3300 К.

Глаз так устроен, что наличие синих оттенков в излучении источника снижает яркость его визуального восприятия.

Рекомендации по самостоятельному размножению «луговой руты»

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

Нормы освещенности

Главный документ, который устанавливает стандарты освещенности – это СНиП (строительные нормы и правила). Согласно нормативному акту, в жилых помещениях должно быть такое количество Люксов:

• проходы этажей, подвалов, лестничная площадка – 20;
• санузел – 50;
• зал для занятий спортом – 150;
• бассейн, комната для переодевания – 100;
• коридор – 50;
• рабочий кабинет, комната для бильярда – 300;
• детская – 200;
• кухня – 150;
• спальня, гостиная – 150.

Нормативы освещенности для офисных помещений зависят от их назначения и размеров:

• обычный офис с компьютерами – от 200 до 300 Лк;
• большой офис – 400;
• кабинеты, где проводят чертежные работы – 500;
• конференц-зал – 200;
• холл – от 50 до 75;
• подразделение для хранения старых документов – 75.

Оптимальная яркость света для производственных помещений зависит от точности проводимых работ:

• контроль производственного процесса – от 20 до 200 Лк;
• грубая работа – 200;
• работа низкой точности – от 200 до 400;
• средней – от 200 до 750;
• высокой – от 200 до 2000;
• очень высокой – от 300 до 4000;
• наивысшей – от 400 до 5000.

Жильцы квартир или домов могут брать за ориентир предложенные нормативы, изменяя уровень яркости света на свое усмотрение. Эти нормы нужно строго соблюдать только при организации освещения на производстве или в офисах.

Суть явления

Люменом или lumen называется измерительная единица яркости солнечного излучения энергии. Это световая величина согласно международной единичной системе. Единица измерения света люмен может означать число светового потока, который отдает конкретный источник, например, фонарь. Это более точная величина, по сравнению с мощностью, из-за того что световые источники, имеющие одинаковую мощность, но разный коэффициент полезного действия и спектральные характеристики, могут излучать разный световой поток.

Определение из учебного пособия

Есть пара измерительных единиц освещенности. Это единица измерения люкс и люмен. Основной величиной из них является первая. Подъединицей считается lumen. Отличие этих показателей в том, что первый способен показывать значение освещенности единицы поверхностной площади, а второй — может показывать весь световой излучающий поток. Поэтому чем больше люксовая величина, тем ярче объект. Чем больше показания lumen, тем лучше светит сам проводник. Подобный вид различия позволяет сделать оценку эффективности источников, имеющих разную конструкцию.

Определение из учебного пособия люкс

Источники света имеют направленное излучение. Лампы накаливания с люминесцентными изделиями способны излучать свет во все стороны. При этом чтобы получить одинаковую освещенность, необходимо использовать светодиоды, имеющие меньшую яркость, из-за того, что излучение сосредотачивается в одной направленности.

Люминесцентная лампа

Лучшие линейные лазерные уровни

Перечень основных единиц измерения

На отечественном рынке представлена продукция производителей из разных стран, что объясняет определенную путаницу в терминах. Ниже приведены популярные единицы измерения освещенности совместно с формулами пересчета значений. Эти сведения пригодятся для корректного сравнительного анализа технических характеристик различных светильников.

Что такое «кандела»

Это классическая единица измерения освещенности. Канделой называют силу света в одну «свечу» (candela лат.), который излучает источник монохроматического излучения с рабочей частотой 540*1012 Герц. Энергетический потенциал такого потока составляет 1/680 Ватт на стерадиан (ст).

Люмены и люксы

В люменах измеряют световой поток. Один лм создает точечный источник, который генерирует силу света в 1 канделу. Луч формирует раскрытие на 1 стерадиан. Объединяющая формула:

1лм = 1 кд * 1 ср.

Люкс, в свою очередь, равен яркости, которую создает на одном кв. метре ровной поверхности световой поток 1 люмен.

Этот рисунок наглядно демонстрирует, что измеряется в лк и лм. Рядом показано изменение освещенности и размеров рабочей площади при разных положениях источника. Увеличение расстояния расширяет зону с одновременным уменьшением яркости светового пятна, которую определяют в люксах. Люмены нужны для оценки параметров светильника.

В реальных условиях проверяют пути прохождения лучей. Так, в пустом выставочном зале препятствия отсутствуют. Однако условия существенно изменяются после установки торговых стеллажей. Чтобы обеспечить видимость продукции на полках, приходится увеличивать мощность светильников либо выбирать оптимальные места крепления.

Чтобы упростить расчеты, современные пользователи применяют специализированное программное обеспечение. С его помощью моделируют различные варианты размещения осветительных приборов с учетом расположения мебели, размеров оконных проемов, других важных факторов.

Люмен и ватт

Ранее рядовые потребители не задумывались о том, в каких единицах измеряется освещенность

При посещении магазинов обращали внимание только на Ватты. Однако в наши дни стандартная маркировка содержит необходимые для объективной оценки данные

Дело в том, что потребляемая мощность расходуется с разной эффективностью. Значительная часть излучения классических ламп накаливания расположена в невидимом инфракрасном диапазоне спектра. Дополнительным недостатком является паразитный нагрев, который увеличивает затраты на поддержание комфортных условий в летний период. Высокотемпературное воздействие быстро разрушает прочнейшие вольфрамовые нити.

Менее критичные рабочие режимы созданы изобретателями газоразрядных ламп. Эта особенность объясняет продление срока службы. Основные недостатки:

• хрупкая конструкция;
• раздражающие и утомляющие пульсации;
• необходимость особой утилизации ядовитых люминофоров.

Самые лучшие показатели обеспечивают современные светодиодные приборы. Они отличаются:

• высокой яркостью при минимальном потреблении энергии;
• гармоничным распределением спектра;
• долговечностью, устойчивостью к механическим и другим внешним воздействиям.

При одинаковой освещенности светодиодный прибор потребляет в 10-12 раз меньше электроэнергии, по сравнению с лампами накаливания. С учетом реального срока службы и сниженных эксплуатационных расходов инвестиции в новые изделия будут экономически целесообразными.

Кратные единицы люмена

Для удобства, кроме целых, применяют кратные значения измеряемых величин по стандарту СИ. К базовому наименованию добавляют приставки, которые обозначают соответствующую степень:

• кило – 103;
• мега – 106;
• гига – 109.

Приборы для измерения уровня освещенности

Прибор, которым измеряются показатели освещенности, называется люксметром. Он может быть аналоговый или цифровой.

Световой поток падает на фотоэлемент, освобождая электроны, что вызывает проводимость тока. Его величина, которая отражается на шкале (градуированной в люксах), пропорциональна уровню освещенности фотоэлемента. Если люксметр аналоговый, результат виден по отклонению стрелки.

В цифровых люксметрах результат виден на ж/к дисплее. У большинства из них часть, которая измеряет показатель, отдельная, с дисплеем связана при помощи провода, пределы измерений регулируемые. Такая конструкция дает возможность измерить освещенность в местах, недоступных для аналогово люксметра.

Фотографы используют более точное оборудование:

• экспонометры (измеряют освещенность экспозиции);
• флешметры (применяются вместе с фотовспышками);
• фотометры (сочетает в себе характеристики флешметра и экспонометра).

При выборе лампочек для светильников не стоит ориентироваться на один показатель. У светового потока множество характеристик, в последнее время одной из самых важных считается коэффициент пульсации.

Существуют приборы, позволяющие одновременно измерить освещенность, яркость и пульсацию. Они называются люксметром-пульсометром-яркомером. Свет улавливает фотоэлемент, результат виден на дисплее. Для определения коэффициента пульсации данные обрабатываются специальной программой, установленной на компьютер.

Таблица светопотока разных видов ламп

Световой поток и освещенность у разных лампочек неодинаковые из-за разной степени плотности и прочих параметров. Сегодня существуют целые таблицы, которые позволяют оценить работоспособность каждой разновидности светильников и увидеть степень их яркости. Существует три типа лампочек: накаливания, люминесцентная и светодиодная. Стоит отметить, что у светодиодных моделей показатели выше и лучше, чем у других светоисточников, представленных на современном рынке. Посмотреть всю таблицу можно ниже на приведенном рисунке, в том числе и узнать ответ на вопрос, в чем измеряется световой поток светодиодных ламп.

Таблица светового потока разных видов ламп

Светопоток — величина, характеризующая силу солнечного излучения источника, представленная в люменах. У этого показателя есть соответственная плотность с интенсивностью и мощностью. Он измеряется по разным формулам, основной из которых является Фu = Km*V*Фe. Также он измеряется с помощью люменометра и других приборов.

Ввод СИП в дом — 25 глупых ошибок при подключении электричества.

Измерение количества света для светодиодных устройств и примеры в природе

Светодиодные светильники стали очень востребованными благодаря уникальной энергоэффективности. Но светодиоды и их источники питания при освещении выделяют тепло, которое рассеивается с помощью теплопроводящих материалов (алюминий) и конструктивных особенностей (ребер, большой радиаторной площади). Несмотря на кажущееся отсутствие связи между потерями тепла и освещенностью, специалисты всегда учитывают ее при создании новых устройств.

Трудности с работой светодиодных светильников начинаются при эксплуатации в условии повышения температуры более +50°С. Почему измерение освещенности светодиодов и рекомендуют проводить после 2 часов их работы, т. е. после выхода на оптимальный режим. Для исключения появления погрешности проводятся неоднократные замеры в течение рабочей смены. Желательно эти исследования проводить как минимум 1 раз в год. Чтобы при проектировании исключить любые ошибки, закладывают коэффициент снижения освещенности, зависящий от физических характеристик объекта.

Освещение офиса LED-светильниками

Обычно производители LED-устройств дают гарантию по их безупречной работе на 3 года. Все параметры функционирования таких светильников, в том числе, и освещенность, должны соответствовать заявленным значениям. Если условия работы устройств происходят при температуре наружного воздуха свыше 45°С, то измерения освещенности необходимо делать гораздо чаще. Иначе неправильное проектирование и полученные результаты приведут к быстрому падению показателей освещения.

Что касается примеров иллюминации в природе, то на орбите Земли и экваторе в полдень данная величина равняется 135 тыс. люкс. В солнечный день она составляет до 100 тыс. лк, в пасмурный — только 1 тыс. люкс, а вот от Луны всего лишь 0,2 лк. Измерение света на улице на широте Москвы в зимний период показало от 4 до 5 тыс. люкс. В безлунную ночь освещенность в тысячу раз меньше, чем в полнолуние, а при 10-бальной облачности — в 10 тыс. раз меньше. То, в чем измеряется освещенность в помещении и естественных условиях, относится к физическим величинам, входящим в Международную систему единиц.

Как и в чем измеряется

СП – световая величина, которая измеряется в  люменах (кириллическое обозначение единицы – лм, международное – lm). Одному люмену соответствует величина СП изотропного (излучающего во все стороны) источника с силой света в 1 канделу (кд), излучаемую в телесный угол в 1 стерадиан (ср). Таким образом, полный световой поток изотропного источника с силой света в 1 кд будет равняться 4π.

Поскольку для измерения полного СП необходимо учитывать световую энергию, распространяющуюся во всех направлениях, сделать это в бытовых условиях без специального оборудования достаточно сложно (да и не нужно).

На производстве для этих целей используются сферические фотометры и гониометры. Камера фотометра представляет собой сферу, внутренняя поверхность которой имеет коэффициент отражения, близкий к 1. Источник помещается в эту сферу, а измерения проводятся в переотраженном от стенок камеры свете при помощи  фотодатчика, оснащенного заслонками от прямой засветки и специальными светофильтрами.

Гонеометр действует по принципу последовательного сканирования. При этом люксометр (измеритель освещенности) передвигается вокруг исследуемого объекта и измеряет освещенность всех точек воображаемой сферы. Затем полученные данные обрабатываются и на их основании вычисляется величина полного светового потока источника в люменах.

Прибор для измерения освещенности

Чтобы проверить, соответствует ли нормативам освещенность помещения, берется в работу люксметр. В конструкцию измерителя входит встроенный или выносной чувствительный датчик с преобразователем, стрелочным или цифровым индикатором. Детектор помещается на поверхности в горизонтальном положении.

Обратите внимание! Замеры выполняются по госту от 1996 и 2012 годов. Используется аппарат согласно инструкции на упаковочном изделии

Добавочно, при желании, можно просмотреть имеющиеся видеоуроки.

В дополнение к теме, как называется прибор для измерения освещенности, стоит отметить, что также есть люменометр. Отдельно проверяется искусственная с естественной освещенностью. В момент исполнения процедуры проверки исключается попадание тени с другими помехами

Важно отметить, что для того чтобы результаты не были искажены, измерительную проверку проводят после нескольких часов непрерывной работы осветительных источников. Желательно, чтобы процедура была повторена

Люксметр

Перечень основных единиц измерения света

При изобилии на рынке продукции разнообразных источников светового излучения возникает путаница в терминах. Потребитель слабо ориентируется в маркировке, нанесённой на световые приборы. Часто возникает вопрос: 1 люмен сколько люкс? Между этими понятиями есть существенное отличие.

К основным световым характеристикам относятся:

• люкс – количество светового излучения на единицу площади;
• люмен – полная величина света, излучаемая источником вокруг себя;
• кандела (свеча) – сила монохроматического излучения источником в определённом направлении.

Важно! Если говорить о мощности (Вт), как о характеристике осветительного прибора, то это будет не совсем корректно. Есть некоторая разница

Мощность светового потока измеряется в люменах. Это количество световой энергии, которое излучение переносит через какую-либо поверхность за единицу времени.

Как снизить пульсацию освещения?

В последние годы все большее значение отдается контролю пульсации, исходящей от источников освещений.

При завышении этих параметров принимаются все меры для их нормализации (снижения).

Реализуется это одним из следующих методов:

1. Использованием осветительных устройств, работающих от переменного тока (частота должна быть больше 400 Гц).
2. Монтажом в светильник компенсирующего устройства ПРА, а также подключением ламп со сдвигами. Для первой лампы характерен отстающий ток, а для второй — опережающий.
3. Установка простых светильников на разные фазы (потребуется трехфазная сеть).
4. Применение светильников с ЭПРА.

Выбор одного из вариантов, с помощью которого можно добиться оптимального параметра коэффициента пульсаций, зависит от условий реализации для каждого из конкретных случаев.

Есть помещения, где светильники подключены лишь к одной из фаз, что делает монтаж к различным фазам весьма сложной задачей.

Удобнее всего — купить специальные светильники с ЭПРА. Их преимущество — соответствие всем санитарным нормам. При этом можно отдельно смонтировать ЭПРА в уже готовые устройства.

Что измеряется в люменах и люксах

Люмен и Люкс — это единицы измерения яркости излучения и освещенности помещения. Это более точные величины, чем мощность, поскольку источники света с одинаковыми показателями, но различными КПД и спектральными характеристиками, излучают неодинаковый поток света.

Свет, излучаемый Лм и Лк

Однако стоит помнить, что на уровень яркости влияет не только источник освещения, но и 2 других фактора:

• Длина волны излучаемого света – освещение с цветовой температурой 4200 Кельвинов (лампа дневного излучения) лучше воспринимается зрением, чем показатель, приближенный к желтому или красному участку спектра.
• Направление распространения света – узконаправленные приборы позволяют сконцентрировать излучение света в нужном месте, без необходимости установки ярких светильников.

Как правильно измерять с помощью формулы

Можно вычислить световой поток в выбранных точках помещения. Используют формулу светового потока Ф = Е х S, здесь:

• Е – освещенность с прибора (люксы),
• S – площадь поверхностей помещения (м²).

Важно! Для более точного, кропотливого расчета следует учитывать множество факторов и коэффициентов. Если источник света много меньше метра (точечный источник), то можно использовать другую формулу I= Ф/π

В метре от источника освещенность измеряют люксметром, умножают ее на 3.14, так получают значение светового потока. Если расстояние не метр, тогда его приходится учитывать по закону обратных квадратов расстояний от источника

Если источник света много меньше метра (точечный источник), то можно использовать другую формулу I= Ф/π. В метре от источника освещенность измеряют люксметром, умножают ее на 3.14, так получают значение светового потока. Если расстояние не метр, тогда его приходится учитывать по закону обратных квадратов расстояний от источника.

Важно! Используя среднее значение отдачи света источника, примерно вычисляют световой поток с

Коэффициентом его распределения.

Что такое люмены?

Работа источников освещения зависит от множества характеристик и
определяется рядом показателей

Среди покупателей распространено заблуждение об
исключительной важности такой характеристики, как мощность. Оно берёт своё
начало с давних времён, когда единственными вариантами для организации
освещения были лампы накаливания

По их мощности можно было довольно точно
определить яркость лампочки. Сейчас же всё большую популярность продолжают
получать LED лампы. Традиционные варианты встречаются все реже. У современных
источников освещения довольно проблематично определить интенсивность света по
мощности. Степень освещения прибора определяется рядом параметров, и мощность
является далеко не самой важной характеристикой. Лампочки с одинаковыми
мощностями могут излучать световой поток различной интенсивности вследствие
разного КПД и спектральных характеристик. Поэтому куда более определяющей
величиной является количество люменов.

Люмен – это единица измерения светового потока, излучаемого светильником. Данная величина была введена в середине прошлого века и быстро стала одной из определяющих. В люменах измеряется количество всего света, исходящего от прибора. Похожим параметром является величина люкс. Её отличие от люменов заключается в том, что люкс измеряет освещение, падающее на 1 квадратный метр поверхности. Данные величины взаимосвязаны между собой. Так, для создания освещения в 1 люкс на одном квадратном метре необходим световой поток в один люмен. Для обеспечения того же освещения на площади 10 квадратных метров потребуется 10 лм. Чтобы узнать точное количество люксов на определённом участке, следует воспользоваться специальным прибором – люксометром. Он позволит моментально узнать величину без выполнения сложных действий.