Люмен, люкс, кандела, ватт, мощность светового потока. Как в этом разобраться?
Оценка читателей:
 | Люмен, люкс, кандела, Ватт, мощность, световой поток, сила света. Не всегда легко разобраться, что означают эти значения. Мы поможем вам с этим, ниже вы найдете статью, в которой простым языком написано в каких случаях все эти значения взаимосвязаны. |
Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминисцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,63·10 в 28 степени лм.
Люкс (лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.
100 люменов собрали и спроецировали на 1-метровую квадратную область. Освещенность области составит 100 люкс. Те же самые 100 люменов, направленные на 10 квадратных метров, дадут освещенность 10 люкс.
Кандела (кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 в 12 степени Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. Стерадиа?н (русское обозначение: ср, международное: sr) — единица измерения телесных углов.
Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо’льшая энергетическая интенсивность.
Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 кв см при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.
Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.
Сила света типовых источников:
| Источник | Мощность, Вт | Примерная сила света, кд |
| Свеча | 1 | |
| Современная (2016 г) лампа накаливания | 100 | 100 |
| Обычный светодиод | 0,015 | 5 мкд |
| Сверхъяркий светодиод | 1 | 25 |
| Сверхъяркий светодиод с коллиматором | 1 | 1500 |
| Современная (2016 г) люминесцентная лампа | 20 | 100 |
Black Diamond – фирма-законодатель мирового профессионального альпинистского и скалолазного снаряжения. Бренд выпускает высококачественные налобные и подвесные фонари, которые можно использовать даже на глубине одного метра под водой в течение получаса. BD предлагает туристические осветительные приборы с показателями светового потока до 200 люмен при сравнительно небольшом весе. Многие фонари наделены несколькими режимами освещения для удобства работы на альпинистском маршруте и в быту. Яркие, легкие, аккуратные и практичные, фонари БлекДиамонд не подведут даже в самой экстремальной ситуации.
Световой поток фонарей (лм)
Кандела
Канде́ла (обозначение: кд, cd; от лат. candela — свеча) — одна из семи основных единиц измерения СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 12 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.
Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо́льшая энергетическая интенсивность.
Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 см² при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.
Содержание
История
Примеры
| Источник | Мощность, Вт | Примерная сила света, кд |
|---|---|---|
| Свеча | — | 1 |
| Современная (2006 г.) лампа накаливания | 100 | 100 |
| Обычный светодиод | 0,015 | 5 мкд |
| Сверхъяркий светодиод | 1 | 25 мкд |
| Сверхъяркий светодиод с коллиматором | 1 | 1500 мкд |
| Современная (2006 г.) люминесцентная лампа | 20 | 100 |
| Солнце | 3,9 · 10 26 | 3 · 10 27 |
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.
Канделла
Канде́ла (обозначение: кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 12 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.
Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо́льшая энергетическая интенсивность.
Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 см² при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.
Содержание
История
Примеры
Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.
Сила света типовых источников:
| Источник | Мощность, Вт | Примерная сила света, кд |
|---|---|---|
| Свеча | 1 | |
| Современная (2006 г.) лампа накаливания | 100 | 100 |
| Обычный светодиод | 0,015 | 5 мкд |
| Сверхъяркий светодиод | 1 | 25 |
| Сверхъяркий светодиод с коллиматором | 1 | 1500 |
| Современная (2006 г.) люминесцентная лампа | 20 | 100 |
| Солнце | 3,9 · 10 26 | 3 · 10 27 |
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.
Люксы, Люмены, Канделы
ЛЮКСЫ ЛЮМЕНЫ КАНДЕЛЫ
Люмены – Канделы –Люксы
Угол половинной яркости
Возьмём светодиод и наложим на него систему координат X Y. Точка (a) – начало координат. Угол Кандела
Силой света ( I ) (Кандела кд) называют световой поток Ф, рассчитанный на телесный угол, равный стерадиану, т. е. отношение светового потока Ф, заключенного внутри телесного угла W, к этому углу:
Т.е. – это тот поток, который идет по определенному направлению или падает на определенную площадку.
Телесный угол W равен отношению площади поверхности s, вырезанной на сфере конусом с вершиной в точке S, к квадрату радиуса r сферы: W = s / r²
Если s = r², то телесный угол равен единице и называется стерадианом (ср)
В канделах измеряется сила света направленных источников света, например, таких как светодиод в 5мм корпусе имеющий как правило линзу от 10 до 160 градусов, если быть точнее то в миликанделах 1Кд=1000мКд. У мощных светодиодов измерение в канделах не приветствуется. Всё по тому, что мощные светодиоды имеют Ламбертовскому диаграмму и оцениваются количеством светового потока измеряемого в Люменах.
Световым потоком ( Ф ) называют проходящую через данную поверхность в единицу времени световую энергию, оцениваемую по зрительному ощущению:
Ф = W / t (световой поток, испускаемого с единицы площади источника)
За единицу светового потока принят Люмен (обозначается лм). Люмен есть световой поток, испускаемый точечным источником, сила света которого равна 1 кд, внутри единичного телесного угла (т. е. угла, равного 1 ср).
Теперь когда мы знаем что такое Люмены и Канделы можно перейти и к Люксам.
Единицей измерения освещённости служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр)
Освещенность 1 лк получается на поверхности сферы радиуса 1 м, если в центре сферы помещен точечный источник, сила света которого равна 1 кд.
При чём освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении его от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Другими словами если мы возьмём обычную лампу накаливания подвесим её в центре комнаты и померим освещённость люксметром на расстоянии от неё 1м люксметр покажет к примеру 100Лк а на расстоянии 2м от лампочки люксметр покажет 25Лк. Когда же лучи света падают наклонно к освещаемой поверхности, освещённость уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей.
Единица измерения кандела что это
М.И. Крутик, В.П. Майоров
Авторы этой статьи работают в компании «НПК Видеоскан» и по роду своей деятельности часто сталкиваются с некоторой путаницей в головах наших партнеров и заказчиков в части чувствительности CCD камер.
В представленной статье рассматривается метод оценки чувствительности телевизионных систем (в том числе и импульсных) с использованием энергетических единиц измерения оптического излучения (джоуль, ватт, фотон). По мнению авторов при регистрации изображений данный метод достаточно универсален и применим во всем оптическом спектре излучения. В отличие от этого, метод расчета, основанный на светотехнических единицах (Кандела, люмен, люкс), строго применим только в пределах видимого диапазона. Приведены некоторые примеры энергетических расчетов, которые помогут читателю самому убедиться в простоте метода и однозначности получаемых результатов.
Чтобы при ознакомлении с последующим материалом не возникало вопросов о корректности применяемых положений, ниже приводятся основные определения из фотометрии и радиометрии.
| Энергетические | Световые | |||||||||
| Наименование | Символ | Единица измерения | Наименование | Символ | Единица измерения | |||||
| Россия | Система СИ | Квантовый аналог | Россия | Система СИ | ||||||
| Поток излучения | Ф е | Вт | W | Nph/s (кол-во фотонов в секунду) | Световой поток | Ф v | лм | lm | ||
| Энергия излучения | Q e | Дж | J | Nph (кол-во фотонов) | Световая энергия | Q v | лм*с | lm*s | ||
| Энергетическая сила излучения (сила излучения) | I e | Вт/ср | W/sr | Nph/sr·s (кол-во фотонов в телесном угле 1ср в секунду) | Сила света | I v | лм/ср =кд | lm/sr=cd | ||
| Поверхностная плотность потока излучения (энергетическая светимость) | M e | Вт/м 2 | W/m 2 | Nph/m 2 ·s (кол-во фотонов излучаемых с 1м 2 в секунду) | Поверхностная плотность светового потока | M v | лм/м 2 | lm/m 2 | ||
| Энергетическая освещенность | E e | Вт/м 2 | W/m 2 | Nph/m 2 ·s (кол-во фотонов на 1м 2 в секунду) | Освещенность | E v | лк | lm/m 2 = lx | ||
| Энергетическая яркость | L e | Вт/ср*м 2 | W/sr*m 2 | Nph/sr·m 2 *s (кол-во фотонов в телесном угле в 1ср на 1м 2 в секунду) | Яркость | L v | лм/ср*м 2 = Рисунок 1. Графический вид спектральной световой эффективности На рисунке 2 представлены относительные спектральные характеристики: Рисунок 2. Относительные спектральные характеристики: Метод оценки и расчета чувствительности телевизионных систем в энергетических единицах (ватт, джоуль, количество фотонов) свободен от указанных недостатков Основные определения и константы В начале несколько основных определений. Частота излучения 540*10 12 Гц соответствует длине волны Энергия кванта излучения (фотона) вычисляется по известной формуле: Q = (h * c) / Энергия кванта излучения при Обратная величина соответствует числу квантов за секунду в излучении мощностью 1 Вт при Нижний индекс ph означает, что речь идет о фотонных величинах. N ph [1Вт] ( Следовательно, можно получить точное значение числа фотонов при N ph [1лм] ( Используя определение единицы освещенности, находим, что при N ph [1лк] = N ph [1лм] / м 2 = 0,409*10 16 [фот /(с*м 2 )] (6) Теперь можно показать, почему применение светотехнических единиц (люмен, люкс и т.п.) в расчете чувствительности телевизионных систем часто дает ошибочные результаты. Для упрощения вычислений поток излучения Ф е1 примем равным: При При условии, что заданный поток падает на площадь в 1м 2 облученность, поверхности ПЗС матрицы составит Что соответствует освещенности, Это значение освещенности при Это 1/2 дюймовая матрица с характеристиками: N ph1 ( Из вычисленной площади пикселя матрицы и заданного времени накопления t н = 20 мс определяется число фотонов (при N ph1-pix ( N [el]1-pix = N ph1-pix ( Здесь нижний индекс [el] означает, что речь идет о количестве электронов. Из (1) находим энергию кванта: Число фотонов в потоке мощностью в 1 Вт за 1 секунду при N ph[1Вт] ( а в потоке мощностью в 1/ 683 Вт соответственно N ph [1/ 683Вт] ( N ph2 ( N ph2-pix ( N [el]2-pix = N ph2-pix ( Таким образом, в энергетических единицах [Вт] чувствительность матрицы ICX249 на длине волны Сведем полученные результаты [(6), (8), (13) и (15)] в таблицу 3:
| |||
= 555,016 нм в воздухе при стандартных условиях, которая почти для всех целей может быть взята равной 555 нм без влияния на точность реальных измерений. 
