Световой поток — ключевой показатель эффективности освещения, особенно для светодиодных ламп, популярных благодаря энергоэффективности и долговечности. В статье рассмотрим, как измеряется световой поток, какие единицы используются для его обозначения и важность этих показателей при выборе светодиодных ламп. Понимание светового потока и его коэффициента использования поможет сделать осознанный выбор при покупке освещения, обеспечивая оптимальное сочетание яркости и энергозатрат.
Что такое световой поток
Под световым потоком подразумевается мощность излучения, воспринимаемая человеческим глазом, или световая энергия, исходящая от поверхности (будь то свечение или отражение света). Общий световой поток, не учитывающий эффективность приборов, но принимающий во внимание неэффективный свет, измеряется в люмен-секундах.
Световая величина не является прямым аналогом энергетической, так как она описывает свет без учета зрительных ощущений. Световая или лучистая энергия может быть измерена в джоулях. Единицей измерения светового потока служит люмен, что соответствует свечению от источника с силой 1 кандела. При этом телесный угол составляет 1 стерадиан.
Количество люменов, излучаемых источником, зависит от его яркости.
Эксперты в области фотометрии подчеркивают важность понимания светового потока как ключевого параметра в освещении. Световой поток измеряется в люменах и отражает общее количество света, излучаемого источником. Существуют различные способы его измерения, включая использование интегрирующих сфер, которые позволяют получить точные данные о распределении света. Также применяются фотометры, которые могут оценивать интенсивность света в различных условиях. Специалисты отмечают, что правильное измерение светового потока критично для проектирования эффективных систем освещения, поскольку оно влияет на комфорт и безопасность в помещениях и на открытых пространствах. Важно учитывать не только количество света, но и его качество, что делает выбор методов измерения особенно актуальным.
Как освещенность связана со световым потоком
Освещенность и световой поток – разные, хотя и сходные понятия. Измерение освещенности производится в люксах, а не люменах. 1 люкс означает попадание 1 люмена на 1 м2 участка.
Для наглядности можно сравнить силу и давление. Используя небольшую иголку и прилагая минимум силы, создается высокий коэффициент удельного давления для конкретной точки. Аналогичным образом световой слабый поток может освещать отдельную зону.
Взаимодействие потока света и освещенности легко понять на примере настольной лампы со световым потоком 1000 Лм. Чтобы освещение было полноценным, ориентируются на нормативы СНиП 52.13330. Для рабочего места применяется значение 350 Люкс, для произведения манипуляций с мелкими деталями – 500 Люкс. На освещенность также влияет отдаления источника света, расцветка посторонних предметов, наличие зеркала или окна. То есть, стол рядом с белой стеной получит больше люксов, чем стол, стоящий у темной.
Для замера освещенности используйте прибор-люксметр или приложение-измеритель на смартфоне.
| Понятие | Определение | Единицы измерения |
|---|---|---|
| Световой поток (Ф) | Полная мощность светового излучения, воспринимаемого человеческим глазом. | Люмен (лм) |
| Сила света (I) | Световой поток, излучаемый источником света в определенном направлении в пределах телесного угла. | Кандела (кд) |
| Освещенность (Е) | Плотность светового потока, падающего на поверхность. | Люкс (лк) |
| Яркость (L) | Световой поток, излучаемый или отражаемый поверхностью в определенном направлении на единицу площади. | Кандела на квадратный метр (кд/м²) |
| Световая отдача (η) | Отношение светового потока к потребляемой электрической мощности источника света. | Люмен на ватт (лм/Вт) |
| Интегрирующая сфера (сфера Ульбрихта) | Прибор для измерения полного светового потока источника света. | — |
| Гониофотометр | Прибор для измерения распределения силы света источника света в различных направлениях. | — |
| Люксметр | Прибор для измерения освещенности поверхности. | — |
| Спектрофотометр | Прибор для измерения спектрального состава света. | — |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о световом потоке и его измерении:
Читайте также:
-
Определение светового потока: Световой поток измеряется в люменах (лм) и представляет собой количество света, излучаемого источником в единицу времени. Это понятие учитывает не только интенсивность света, но и его распределение в пространстве, что делает его важным для оценки яркости источников света.
-
Способы измерения: Для измерения светового потока используются специальные приборы, такие как интегрирующие сферы. Эти устройства позволяют собирать и равномерно распределять свет, что обеспечивает точные измерения потока, независимо от угла излучения источника света.
-
Влияние спектра света: Световой поток не всегда соответствует восприятию яркости человеческим глазом. Человеческое зрение более чувствительно к определённым длинам волн (например, к зелёному свету), поэтому два источника света с одинаковым световым потоком могут восприниматься по-разному. Это явление учитывается при разработке стандартов освещения и при выборе источников света для различных приложений.
Отличие освещенности от светового потока
Освещенность представляет собой плотность света, который попадает на определенную поверхность. В условиях горизонтальной плоскости освещение осуществляется при горизонтальном расположении. Для обозначения этой величины используется символ Е. Чтобы вычислить параметры освещенности (в Люксах), применяется формула Е = Ф/S, где:
- Ф – световой поток в Люменах;
- S – площадь поверхности в мм².
Разница между физическими величинами заключается в том, что 1 люкс соответствует 1 люмену на квадратный метр освещаемой площади.
Для определения уровня освещенности необходимо сопоставить световую силу с расстоянием до конкретного объекта. Когда свет падает на поверхность под прямым углом, площадь, на которую распространяется световой поток, оказывается меньше. При увеличении угла падения освещенность снижается.
Объект, находящийся на большем расстоянии от источника света, получит меньше света.
Нормы освещения помещений по использованию (СНиП)
Норма освещенности обязательно учитывается при обустройстве административных, образовательных, досуговых учреждений, бытовых предприятий, торговых объектов, жилых домов, придомовых территорий, гостиниц, предприятий, а также пешеходно-автомобильных зон в городах и селах.
При подборе осветительной системы руководствуются документами СНиП 23-05-95 от 1995 г. и его обновленной версией СП 52.13330 от 2011 г. для естественных и искусственных источников света.
Освещение в офисе
Уровень освещения оказывает значительное влияние на стрессоустойчивость, способность к концентрации и умственную активность сотрудников. С нормативными требованиями можно ознакомиться в представленной таблице.
| Тип помещения | Освещенность, лк |
| Большой офис с компьютерной техникой | 200-300 |
| Большой офис с открытой планировкой | 400 |
| Офис для работы с чертежами | 500 |
| Конференц-зал | 200 |
| Лестница | 50-100 |
| Холлы и коридоры | 50-75 |
| Архивные помещения | 75 |
| Подсобные помещения | 50 |
Интенсивность освещенности на производстве
Для определения показателя принимается во внимание зрительная нагрузка.
-
Читайте также:
| Зрительная работа, разряд | Напряжение органов зрения | Комбинированное освещение | Общее освещение |
| 1 | Наивысшая точность | 1500-5000 | 400-1250 |
| 2 | Очень высокая точность | 1000-4000 | 300-750 |
| 3 | Высокоточная | 400-2000 | 200-500 |
| 4 | Средняя точность | 400-700 | 200-300 |
| 5 | Минимальная точность | 400 | 200-300 |
| 6 | Грубая | 200 | |
| 7 | Контроль производства (системы наблюдения) | 400 | 200-300 |
Освещение на складах
Яркость источников света варьируется в зависимости от способа хранения и типа используемых ламп.
| Способ хранения | Тип ламп | |
| Газоразрядные | Лампы накаливания | |
| На полу | 75 | 50 |
| На полках | 200 | 100 |
Параметры освещения в жилых домах и досуговых центрах
Для кабинета, бильярдной, библиотеки стандартная высота стола – 0,8 м от линии пола.
| Тип помещения | Освещение, лк |
| Лифтовые шахты | 5 |
| Ходы по этажам, чердакам, коридорам | 20 |
| Помещения для коммуникационного оборудования | 20 |
| Помещения для колясок и велосипедов | 30 |
| Лестницы | 20 |
| Пункты консьержа | 150 |
| Санузлы, душевые, ванны | 50 |
| Бильярдные | 300 |
| Тренажерные залы | 150 |
| Раздевалки, бассейны, сауны | 100 |
| Гардеробные помещения | 75 |
| Подсобки | 300 |
| Коридоры и холлы в квартирах | 50 |
| Библиотеки, кабинеты | 300 |
| Детская комната | 200 |
| Кухня | 150 |
| Жилые помещения | 150 |
| Вестибюль | 30 |
Указанные нормы принимаются во внимание при обустройстве электропроводки и установке осветительных приборов.
Расчет светового потока
Для определения светового потока можно использовать специализированные измерительные устройства или же опираться на показатели светоотдачи в зависимости от типа источника света:
- светодиодные лампы в матовом исполнении – мощность прибора умножается на 80 лм/Вт для получения светового потока;
- лампы с филаментами – мощность умножается на 100 лм/Вт;
- энергосберегающие компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) – умножение на 60 лм/Вт;
- лампы ДРЛ – мощность нужно умножить на 58 лм/Вт.
Эффективность данного метода зависит от уровня светового потока в лампе, норм освещенности, коэффициентов запаса (чистота поверхности и тип источника света), а также от использования светопотока, поправочных коэффициентов, количества светильников и площади помещения. При проведении расчетов также учитываются конструктивные особенности устройства и наличие защитного покрытия.
Погрешность теоретических расчетов может достигать 30%.
Сила света
Под силой света понимают величину светового потока, разделенную на телесный угол, в пределах которого он находится. Если световой луч установить в качестве объема, сила будет пространственной плотностью. Показатель измеряется в канделах (Кд).
Канделой называется единица измерения силы света, которую имеет пульсация восковой свечи. Она равна 1/683 Вт при частоте от 540 до 1012 Гц, что соответствует зеленому оттенку. 1 кандела совпадает с 1 люменом только при условии распространения светового луча под конусным углом 65 градусов. Милликанделы применяют для обозначения прибора направленного действия – индикаторных светодиодов, небольших фонариков.
Ватты и люмены
До недавнего времени при выборе лампочек основным критерием служила мощность, измеряемая в ваттах. Чем выше это значение, тем ярче считалось освещение. Однако в настоящее время качество света обозначается в люменах.
-
Читайте также:
Важно отметить, что ватт нельзя просто преобразовать в люмен, так как ватт указывает на мощность, а люмен — на количество световых лучей, излучаемых источником. Для точного преобразования необходимо учитывать светоотдачу (лм/Вт), тип лампы, эффективность отражателя, потери при использовании рассеивателя и процент утечки светового потока.
Вместо сложных расчетов лучше воспользоваться сводной таблицей.
| Мощность, Вт | Световой поток, Лм |
| Лампы накаливания | |
| 20 | 250 |
| 40 | 400 |
| 60 | 700 |
| 75 | 900 |
| 100 | 1200 |
| 150 | 1800 |
| Люминесцентные светильники | |
| 5-7 | 250 |
| 10-12 | 400 |
| 15-16 | 700 |
| 18-20 | 900 |
| 25-30 | 1200 |
| 40-50 | 1800 |
| Светодиодные источники | |
| 3-4 | 250-300 |
| 4-6 | 300-450 |
| 6-8 | 450-600 |
| 8-10 | 600-900 |
| 10-12 | 900-1100 |
| 12-14 | 1100-1250 |
| 14-16 | 1250-1400 |
Если вы хотите сэкономить, замените лампочку накаливания мощностью 1000 Вт на люминесцентный аналог (25-30 Вт) или светодиодный (12-15 Вт).
Как и в чем измеряется световой поток
Световая величина – СП измеряется в люменах. Один люмен аналогичен СП изотропного источника света с силой 1 канделу и углом 1 стерадиан.
На производстве для замеров используют специальные приборы. Этот метод позволяет точно определить СП:
- Фотометр – устройство со сферой-камерой. Коэффициент отражения внутренней части равен 1. Измерение проводится по принципу размещения лампочки в центре камеры и установления рассеянного светового луча.
- Гониометр – фотометрический прибор со встроенным люксметром, способным перемещаться по сфере. В процессе интеграции освещенностей выводится величина в люменах.
Калибровка люксметра осуществляется в абсолютных показателях: 1 лм/м2 равняется 1 лк.
Обычному человеку, выбирая светильник или лампу, не обязательно углубляться в точную систему измерений. Заменяя прибор накаливания на галогенный, стоит помнить, что ватты – это не люмены. Первые используются для определения мощности, вторые – от освещенности, а при эксплуатации стандартная лампа теряет 15 % яркости, люминесцентная – 30 %, светодиодная – от 5 до 10 %.
Методы измерения светового потока
Измерение светового потока является важной задачей в области фотометрии, так как позволяет оценить количество света, излучаемого источником или проходящего через определённую поверхность. Существует несколько методов, которые применяются для измерения светового потока, каждый из которых имеет свои особенности и области применения.
Одним из наиболее распространённых методов является использование интегрирующих сфер. Интегрирующая сфера представляет собой полусферический контейнер, внутренние стенки которого покрыты высокоотражающим материалом. Свет, попадая внутрь сферы, многократно отражается от стенок, что позволяет равномерно распределить световой поток по всей поверхности. С помощью фотометра, подключенного к сфере, можно измерить общий световой поток, излучаемый источником. Этот метод обеспечивает высокую точность измерений и минимизирует влияние внешних факторов.
Другим методом является использование фотометров с прямым измерением. Эти устройства могут быть различных типов, включая люксметры и спектрофотометры. Люксметры измеряют освещенность, выраженную в люксах, и могут быть использованы для оценки светового потока, если известна площадь поверхности, на которую падает свет. Спектрофотометры, в свою очередь, позволяют анализировать спектральный состав света и могут быть использованы для более детального изучения характеристик источника света.
Также существует метод, основанный на использовании термоэлектрических датчиков. Эти датчики измеряют изменение температуры, вызванное поглощением света. При попадании света на поверхность датчика происходит нагрев, который можно измерить и использовать для расчёта светового потока. Этот метод может быть полезен в ситуациях, когда необходимо измерить световой поток в условиях высокой температуры или в присутствии агрессивных химических веществ.
-
Читайте также:
Кроме того, для измерения светового потока могут использоваться и другие методы, такие как метод фотодиодов и метод фотомножителей. Фотодиоды преобразуют световой поток в электрический сигнал, который затем может быть обработан для получения значений светового потока. Фотомножители, в свою очередь, обладают высокой чувствительностью и могут использоваться для измерения очень слабых источников света.
Важно отметить, что выбор метода измерения светового потока зависит от конкретных условий и требований к точности измерений. Например, для научных исследований могут потребоваться более сложные и точные методы, в то время как для бытовых нужд достаточно простых и доступных решений. В любом случае, правильный выбор метода измерения позволяет получить достоверные данные о световом потоке, что является ключевым аспектом в различных областях, таких как освещение, архитектура, фотография и многие другие.
Вопрос-ответ
Как измеряют световой поток?
Световой поток измеряется в люменах (лм). Например, лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм. Люминесцентная лампа ЛБ 40 — 2800 лм, ртутная лампа высокого давления ДРЛ 250 — 13000 лм, а светодиод 40-80 Вт — 6000 лм.
Как измерить световой поток?
Световой поток измеряется в лабораториях с помощью спектрометра в сочетании с так называемой интегрирующей сферой или сферой Ульбрихта (интегральное измерение).
В чем заключается метод светового потока?
Применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа. Суть метода заключается в вычислении коэффициента для каждого помещения, исходя из основных параметров помещения и светоотражающих свойств отделочных материалов.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные единицы измерения светового потока, такие как люмены (lm) и ватт (W). Понимание этих единиц поможет вам лучше ориентироваться в характеристиках осветительных приборов и выбирать наиболее подходящие для ваших нужд.
СОВЕТ №2
При выборе источников света обращайте внимание на их световую отдачу, которая измеряется в люменах на ватт (lm/W). Это позволит вам оценить эффективность освещения и снизить потребление электроэнергии.
СОВЕТ №3
Используйте специальные приборы, такие как люксметры, для точного измерения светового потока в различных условиях. Это поможет вам создать оптимальное освещение в помещениях, учитывая их назначение и особенности.
СОВЕТ №4
Не забывайте о цветовой температуре источников света, которая влияет на восприятие освещения. Выбирайте теплый или холодный свет в зависимости от атмосферы, которую хотите создать в помещении.
