В чем измеряется сила света: таблица для разных видов лам. Простое объяснение с формулами, что такое световой поток и освещенность

Автор: Инженерная компания "КАПРО"

При выборе осветительных приборов очень важно рассчитать то, насколько он хорошо будет освещать предметы. Этот показатель рассчитывается с помощью двух величин: силы света и светового потока, который определяет мощность излучения.

В чем разница этих величин и почему следует учитывать обе – об этом расскажет эта статья.

Содержание

Что такое сила света

Сила света – это основная единица, от которой зависят остальные измерения и величины. Сила света – это фактически яркость осветительного прибора. Она измеряется в Канделах или кд.

Такое название происходит от латинского названия свечи – candela, как первого источника света. Причем попытки померить яркость осветительного прибора в свечах начались еще задолго до появления Канделы.

Впервые метод измерения света в свечах был предложен в 1893 году в Германии. Тогда измерительный прибор назывался свечой Хефнера по фамилии ученого, который изобрел этот прибор. Это была специальная лампа с фитилем и особой конструкцией.

Позже ее несколько раз меняли, в результате чего в 1948 году была введена общая мировая единица – Кандела, которая равнялась 1,104 свечи Хефнера.

Кандела замеряет то, какую силу или какую яркость испускает источник света. 1 кд – это яркость источника света, испускаемая с площади 1/600000 м2 перпендикулярно относительно себя при температуре равной затвердеванию платины.

Но эта единица не учитывает другие важные факторы:

Рассеянность светового потока;
Воздействие света на конкретную поверхность;
То, как свет освещает определенную точку.

По сути, канделы указывают на яркость испускаемого света его источником изначально. Но большинство источников света не являются узконаправленными, а значит, освещают поверхность по-разному. Чтобы измерить то, как именно он светит и освещает предметы, используют другие единицы, производные от канделы.

Что такое световой поток

Световой поток – это первая, производная единица от канделы. Он обозначает количество света, проходящее через конкретную площадь в единицу времени. За единицу его измерения принят 1 люмен или 1 лм.

1 Люмен – это световой поток, который исходит от точечного, изотропного светильника с силой света в 1 кд с углом в один стерадиан.

По сути, эта величина изучает соотношение мощности лампы и ее светоотдачи. Световой поток не изучает силу световой энергии, которая измеряется в джоулях. Он оценивает именно то, как светит прибор, то есть какое количество света он испускает во всех направлениях своей работы.

Что такое освещенность

На разном удалении от источника света поверхность будет освещаться по-разному. Это также зависит от угла рассеянности света. Чтобы измерить этот параметр, было введено понятие освещенности, которая измеряется в люксах или лм.

1 люкс равен попаданию одного люмена на 1 кв. метр.
Чтобы наглядно понимать разницу между освещенностью и световым потоком, можно сравнить силу и давление на поверхность.
Если давать с одинаковой силой на поверхность с помощью иглы или обычной ладони, то эффект получится разным.

Игла с легкостью проткнет поверхность даже при небольшой силе давления, так как она будет сконцентрирована в одной точке. И наоборот, рассеянная по ладони сила не сможет продавать какую-либо поверхность легко.

Очевидно, что все величины напрямую зависят друг от друга. Чем больше сила света или яркость прибора – тем больше света попадет в итоге на любую поверхность. Но существуют еще разные факторы, которые влияют на понятия светового потока и освещенности.

Как световой поток зависит от силы света

Световой поток напрямую зависит от силы света и угла рассеянности. То есть чем ярче прибор и чем направленнее свет, тем мощнее световой поток. Но большинство источников света не являются узконаправленными. Именно поэтому и важно измерять не их яркость, а поток, который они испускают.

Световой поток напрямую зависит от угла рассеивания. Именно поэтому лампы накаливания и спотовые светильники с одной и той же силой света будут давать разные световые потоки. Как следствие, освещенность предметов рядом с ними также будет разной.

От чего зависит освещенность

На освещенность влияет наибольшее количество факторов:

Сила света или яркость прибора, которая измеряется в канделах;
Световой поток или соотношение рассеянности и силы источника света;
Удаленность светового прибора от конкретной поверхности.

При удалении от поверхности, которую освещает прибор, освещенность меняется в меньшую сторону обратно пропорционально квадрату расстояния.

Пример: 100 люменов при освещении 1 кв. метра поверхности дают 100 люксов, но если тот же световой поток освещает 10 квадратных метров, то освещенность будет равна уже 10 люксам.

Световой поток и освещенность в быту

Измерение освещенности от разных источников света в разных положениях лампы необходимо, чтобы точно рассчитать, сколько именно света потребуется. На большинстве приборов обычно указывается именно их световой поток.

Пользуясь несложной формулой, можно рассчитать освещенность, зная площадь, для которой предназначен прибор и параметры светового потока. Формула для расчета освещенности: E (освещенность) = F (световой поток) / S (площадь освещения).

Верно рассчитать освещенность помогут следующие параметры СНИПов:

50-75 люксов дают приглушенный свет, который используются в кладовках, подсобных помещениях или туалетах;
75-100 люксов необходимо для освещения помещения с крупными предметами, где не требуется направленное зрение, например, лестницы, коридоры, лифты, эскалаторы;
100 люксов нужно для освещения ванной комнаты, бани или других подобных помещений;
150 люксов необходимо для освещения жилых комнат и центрального света на кухнях;
200 люксов потребуются для освещения обычной комнаты, где люди отдыхают, проводят переговоры или занимаются обычными бытовыми делами;
350 люксов необходимы для освещения обычного рабочего стола;
400 люксов – степень освещения учебных классов и других подобных комнат.
500 люксов нужны для комфорта глаз при работе с мелкими предметами, при рисовании или черчении.

Наибольшая освещенность в помещениях бывает в 5000 люксов. Такая освещенность обычно бывает в операционных или цехах для изготовления ювелирных украшений.

Как измерить освещенность

При измерении освещенности стоит учитывать весь свет, который попадает в комнату. Если комната является полностью закрытой и имеет один источник света – то рассчитать освещенность на конкретном участке не составит труда.

Но обычно в комнате имеются сразу несколько источников света начиная от окна и заканчивая дополнительной, дизайнерской подсветкой.

Поэтому для измерения освещенности существует специальный прибор – люксометр. Он замеряет количество света, фактически попадающего на конкретную поверхность. При этом учитываются сразу все факторы, влияющие на освещенность: