Калькулятор люмены в канделы и канделы в люмены
Лю́мен (обозначение: лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ.
Количество люмен указывает, сколько света испускает лампа во всех направлениях. Чем больше число люмен, тем больше света.
Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд × ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.
Канде́ла (обозначение: кд, cd) — единица измерения силы света в СИ (от латинского candela, свеча).
Количество кандел указывает, сколько света испускает лампа в одном направлении, в котором она светит наиболее интенсивно.
Одна кандела — сила света в данном направлении от источника монохроматического излучения с частотой 540*1012 Гц, (555 нм, зеленый цвет) имеющего интенсивность излучения в этом направлении равную 1 / 683 Вт в телесном угле равном одному стерадиану.
Калькулятор для перевода люмен в канделы
Пересчет ведется по формуле:
Fv=I*2π(1-cos(α)), где
Fv — световой поток
Iv — сила света
α — угол половинной яркости
Для расчета введите угол и силу света (световой поток). Учтите, результаты расчета зависят от оптических параметров светодиода и дают ориентировочный результат!
| Канделы в люмен | Люмен в канделы | |||||
| Сила света, мкд | Угол половинной яркости | Cветовой поток, млм | Угол половинной яркости | |||
| Световой поток, млм: | Сила света, мкд: | |||||
Световой поток типовых источников света
Приведены сравнительные параметры некоторых источников света, значения приблизительные, только для сравнительной оценки.
| Тип источника света | Световой поток (люмен) | Сила света (кандел) | лм/ватт |
| Лампа накаливания 40 Вт | 415 | 35 | 10 |
| Лампа накаливания 100 Вт | 1550 | 1300 | 15 |
| Люминесцентная лампа 40 Вт | 2500 | 2200 | 60 |
| Газоразрядная лампа 35 Вт (ксенон с учетом оптики фары) | 3000 | 15000 | 90 |
| Светодиод Cree XLamp XP-L 6 Вт | 1226 | 550 | 200 |
Мощность излучения, взаимосвязь энергии света (Ватты) и светового потока (люмен)
Важным параметром для оценки энергоэффективности светодиодного излучателя считается соотношение между излучаемой мощностью и мощностью, выделяемой в виде тепла.
Излучаемый светодиодом свет, как известно, обладает определенной энергией и энергия света зависит от длины волны. Однако сила света не пропорциональна энергии светового излучения, а зависит от чувствительности человеческого глаза. Иначе говоря, сила света — это мощность светового излучения, которое доступно для восприятия человеческим глазом. Чтобы пересчитать излучаемую энергию (Ватты) в световой поток (люмены), нужно знать длину волны излучения и кривую чувствительности человеческого глаза. Нетрудно догадаться, что для монохромного излучения эта задача решается легко, а для светодиода белого цвета, необходимо еще знать спектр его излучения и выполнить довольно сложное интегрирование.
| Цвет излучения | Формула пересчета светового потока в энергию излучения | Опт. мощность при Fv = 100 люмен, Вт | Сила света при P = 1 Вт, лм |
| зеленый 555 нм | Р = Fv/683 Вт/лм | 0.15 | 683 |
| красный 650 нм | Р= Fv/68,3 Вт/лм | 1.46 | 68.3 |
| красный 625 нм | Р= Fv/222 Вт/лм | 0.45 | 222 |
| синий 465 нм | Р= Fv/68,3 Вт/лм | 1.46 | 68.3 |
| белый | Р= Fv/243 Вт/лм | 0.41 | 243 |
Можно оценить, что белый светодиод мощностью 1 Вт с эффективностью 100 лм/Вт излучает в виде света 0,4 Вт и 0,6 Вт рассеивает в виде тепла, а лампа накаливания из потребляемых 100 Вт излучает в видимой области спектра только 6 Вт (0,06 Вт на 1 Вт).
Энергия, потребляемая источником света от сети питания, не полностью преобразуется в излучение. Особенно это актуально для светодиодных ламп. Кроме потерь энергии в самом светодиоде, мощность теряется в преобразователе питания, часть света задерживается оптикой — отражателями, рассеивателями, линзами. При использовании светодиода с эффективностью 100 lm/Вт, эффективность лампы редко достигает 80 lm/Вт, а для наиболее распространённых изделий бывает 60-70 lm/Вт. В итоге, современные лампы массового производства примерно в 10 раз эффективнее лампы накаливания.
Ликбез по освещению: люксы, люмены, канделы
В большинстве статей в качестве примера приводится обычная лампа накаливания 100 Вт. Такая лампа является Ламбертовским источником света, имеет силу света — 100 Кандел (100 Свечей) и световой поток около 1500 Люмен (примерно 15 Люмен на Ватт).
У светодиодов, особенно мощных, часто указывается тип распределения света. Как правило это Ламбертовская диаграмма. «Ламбертовский» светодиод светит во все стороны одинаково, независимо от направления. И если бы светодиод был шариком, он бы во все стороны светил одинаково — в этом суть диаграммы Ламберта. Что бы было понятно — солнце — это Ламбертовский источник. Обычная лампочка на 100 Вт – это тоже Ламбертовский источник света — поверхность излучающая свет во все стороны равномерно.
Возьмем светодиод и наложим на него систему координат X Y . Точка (a) – начало координат. Угол — это видимый угол свечения. Максимальная яркость света у светодиода будет в точке (e) – эта точка находится прямо перпендикулярно кристаллу светодиода. Перемещаясь по окружности от точки (e) влево и вправо яркость будет уменьшаться. И в какой то точке (c) и точке (b) яркость будет в два раза меньше яркости точки (e) . Угол — и будет называться углом половинной яркости. И чем он ближе по величине к видимому углу свечения – тем лучше. За пределами этого угла тоже есть свет, но характеристикой угла половинной яркости будет только 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 )
Телесный угол, охватывающий все пространство вокруг источника, равен 4π • ср , ибо площадь полной поверхности сферы единичного радиуса есть 4π .
В канделах измеряется сила света направленных источников света, например, таких как светодиод в 5 мм 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. Все по тому, что мощные светодиоды имеют Ламбертовскому диаграмму и оцениваются количеством светового потока измеряемого в Люменах.
Люмен
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 ).
Попробуем разобраться. У нас есть бочка и литровая банка (представим что бочка и банка это два разных телесных угла: бочка – это будет большой угол, а банка угол поменьше). Обе эти емкости наполнены водой. Затем мы берем одинаковое количество сахара(сахар будет люменами) и засыпаем в каждую из этих емкостей равное количество сахара например по 1кг сахара. Засыпали и размешали. В бочке — (в первом телесном угле) получилась не сильно сладкая вода, т.к. весь сахар рассредоточился по всему большому объему воды в бочке или можно сказать что люмены рассредоточились по всему телесному углу, а в литровой банке (второй телесный угол) вода сладкая, там тоже эти воображаемые люмены рассредоточились, но плотнее чем в бочке. В этой аналогии концентрация сахара в бочке и банке и есть Канделы т.е. сила света. Чем больше телесный угол тем меньше сила света (Кд) при одинаковом световом потоке(Лм), потому что люмены как бы рассредоточиваются по всему этому телесному углу.
Единицей измерения освещенности 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 .
Освещенность прямо пропорциональна силе света источника. При удалении его от освещаемой поверхности ее освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Другими словами если мы возьмем обычную лампу накаливания, подвесим ее в центре комнаты и измерим освещенность люксметром на расстоянии от нее 1м, люксметр покажет к примеру 100Лк а на расстоянии 2м от лампочки люксметр покажет 25Лк. Когда же лучи света падают наклонно к освещаемой поверхности, освещенность уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей.
Сколько Кандел в 60 Ваттах?
Кандела (от лат. candela — свеча), единица силы света Международной системы единиц СИ. Обозначение: русское кд, международное cd.
Первоначально кандела определялась как сила света стеариновой, спермацетовой или парафиновой свечи определенной массы или сила света лампы накаливания и др.
В 1881 г. Международным конгрессом электриков в качестве единицы силы света была принята одна двадцатая часть силы света излучаемого квадратным сантиметром поверхности затвердевающей платины в направлении, нормальном к поверхности. Однако в связи с трудностями осуществления платинового эталона единицы силы света только в 1948 г. по постановлению Международного комитета мер и весов был практически совершен переход к новой единице, устанавливаемой с помощью платинового излучателя.
В соответствии с решением XIII Генеральной конференции по мерам и весам (1967 г.) кандела получила определение:
« Кандела — сила света испускаемого с площади 1 /600 000 м2 сечения полного излучателя в перпендикулярном к этому сечению направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины (2042 К) при давлении 101 325 Па».
Применительно к лампам вообще, не существует прямой зависимости между электрической мощностью и Силой света. Преобразование электрического тока в световой поток в лампах, работающих на различных принципах преобразования, осуществляется с разной эффективностью (КПД).
Наименее эффективное преобразование электроэнергии в свет осуществляется в лампах накаливания, где до 80 процентов энергии преобразуется не в свет, а в тепло. Чуть более эффективны люминесцентные лампы, за ними идут галогеновые лампы различной конструкции, а наиболее эффективно преобразовывают электроэнергию в свет т.н. холодные “LED” лампы, где на 100 ватт электрической мощности можно подключить 100 ламп и получить освещённость до 980000 люкс, используя при этом для коммутации кабель сечением всего 0,2 кв.мм.
Будущее светотехники безусловно за «Холодными» лампами, однако в настоящий момент их стоимость в 5-10-20 превосходит стоимость аналогичных ламп накаливания, что сводит на нет их достоинства.
Применительно к конкретным навигационным лампам накаливания производства «SCHIEFER Signaal & Speciaallampen BV», то с высокой степенью достоверности можно использовать следующие данные:
Лампа навигационная, цоколь Bay15d 12v 10w – 12Cd
Лампа навигационная, цоколь Bay15d 12v 25w – 30Cd
Лампа навигационная, цоколь Bay15d 12v 40w – 50Cd
Лампа навигационная, цоколь P28s, B22d, E27 24v 40w – 50cd
Лампа навигационная, цоколь P28s, B22d, E27 110v 60w — 50cd
Лампа навигационная, цоколь P28s, B22d, E27 110v 80w — 70cd
Лампа навигационная, цоколь P28s, B22d, E27 220v 25w — 13cd
Лампа навигационная, цоколь P28s, B22d, E27 220v 40w — 26cd
Лампа навигационная, цоколь P28s, B22d, E27 220v 60w — 50cd
Лампа навигационная, цоколь P28s, B22d, E27 220v 85w — 70cd
Кстати – Люмен, это единица измерения светового потока. Люмен равен световому потоку, испускаемому точечным источником света 1кд в телесном угле, равном 1 стерадиану. ( А сколько это – 1 Стерадиан. :))