Особенности измерения в люменах и ваттах
Люмен — часто встречающаяся в физике и жизни единица. Что она обозначает, что измеряется в люменах и как он измеряется? Чему 1 люмен равен и сколько это ваттов, как перевести люмены в ватты? Об этом и другом далее.
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
Что измеряется в люменах
За последний век было изобретено множество светильников, измеряющихся в этой величине. К примеру, это светодиодные с люминесцентными лампами. Главное их преимущество в экономичности и эргономичности. То есть они яркие, но при этом используют мало тока. Пользуются особой популярностью у россиян. При этом сам по себе люмен свет не измеряет, это всего лишь единица измерений.
Светодиодная лампа как объект измерения
Яркость солнца
Многие ученые на протяжении века пытались измерить световой поток солнца в люменах. Клод Пуйе был первым, кому удалось максимально точно вычислить этот показатель. Для этого он решил использовать ту энергию, которая попадает на конкретную территорию Земли и перевернута перпендикулярным образом к направлению падающих лучей солнца. Он назвал ее солнечной постоянной. В ходе всех вычислений пришел к показателю 2,009×107 Вт/м²/ср.
Измерение освещенности
Измерение освещенности и перевод в ватты возможно сделать при помощи специальных приборов, а именно люксметров.
Для перевода светового потока в ватты можно использовать средние световые величины и провести следующие действия:
- Для перевода диодов необходимо умножить lumen на 90 лм/вт, а для филаментов диодов на 100;
- Для перевода люминесцентных энергосберегающих лампочек следует умножить на 60 лм/вт, а для дуговых ртутных ламп на 58.
Что касается лампы накаливания, в среднем 1200 лм равно 100 ваттам. При уменьшения мощности до 40 ватт люменов будет равно 400. Лампа с 60 ватт имеет 800 лм.
Таблица мощности популярных приборов в люменах, переведенной в ватты
Измерители люменов
Самым известным измерителем является люксметр. Это переносной вид прибора, который нужен, чтобы измерять освещенность. Это одно из семейства устройств с названием фотометр. Основа люксметра — фотоэлемент в виде полупроводникового устройства, где световой квант передает свою энергию электрону. В итоге появляется ток. Сила его является пропорциональной той, где располагается фотоприемник. Другой элемент люксметра — аналоговый вид индикатора.
Прибор используется, чтобы:
- контролировать санитарные нормы освещенности в жилищах;
- измерять уровень освещенности на рабочих местах для поддержания нормальных условий труда с рабочей гигиеной;
- контролировать освещенность на производстве, в школе, в библиотеке, в медучреждении, в музее и прочих заведениях;
- подбирать яркость ламп для оранжерей с тепличными хозяйствами;
- определять съемочную экспозицию при съемке фотографий;
- настраивать яркость световой рекламы с сигнальными огнями.
Обратите внимание! Стоит отметить, что люксметр нужен, чтобы проверять соответствие освещенности, указанной в документации, действительности.
Соотношение люменов и ватт
Средним значением 150 lumen является 1 ватт. При повышении светодиодного напряжения увеличивается поток света. В связи с этим повышается температура. Для снижения температуры используется охладительная система. Как правило, просчитать точный показатель люмена в ваттах поможет люксметр.
Соотношение люменов и ватт
Люмен — единица, использующаяся повсеместно для обозначения напряжения в лампах и любом другом источнике освещения. Измеряется в Лм при помощи люксметра.
ЛЮКСЫ, ЛЮМЕНЫ, ВАТТЫ? Понимаем за 5 минут..
Вы не можете понять, как взаимосвязаны эти величины? Я объясню простыми словами. Читайте далее о взаимосвязи самых важных светотехнических единиц.
1. Люксы — освещенность
То сколько света вы хотите получить, например, на вашем рабочем столе. Вам может быть еле видно или даже слепить глаза. Люксы определяют освещенность на рабочей поверхности — это может быть пол в торговом зале, рабочий стол в офисе или доска в учебном классе.
2. Сколько люксов надо?
На этот вопрос можно четко и точно ответить, воспользовавшись СП 52.13330.2016. Для краткости скажу:
- торговые залы супермаркетов 500 люкс
- косметические кабинеты 500 люкс
- учебные классы 500 люкс
- медицинские кабинеты 500 люкс
- офисы 400 люкс
- выставочные залы 300 люкс
- залы заседаний 200 люкс
- обеденные залы 200 люкс
- кладовые 75 люкс
- коридоры жилых домов 50 люкс
- лестничные площадки 20 люкс
Измерить освещенность можно с помощью специального прибора — люксметра. С помощью него можно получить точное значение освещенности.
3. Люмены — световой поток
Каждый источник света имеет свой световой поток. Не усложняя световой поток — это весь свет который выходит из лампы в единицу времени.
На каждой современной лампе производители пишут значение светового потока в Люменах, сокращенно Лм или Lm.
Обратите внимание — одинаковой мощности и технологии лампа у разных производителей дает разный световой поток! И об этом пишут на упаковке.
Подробнее о характеристиках ламп читайте в нашей статье —
4. Светильники — направляют световой поток лампы
Если часть лампы мы закроем или закрасим — в ту сторону свет очевидно не пройдет, и мы уменьшим световой поток. Если поставим зеркало — направим в противоположную сторону.
Светильник перенаправляет и распределяет световой поток лампы. Для неспециалиста достаточно понимать, что светильник может «съесть» часть света от лампы, если он снаружи покрыт пылью или просто имеет низкую прозрачность.
Практически всегда матовое стекло немного ослабляет свет лампы, но делает его более приятным.
5. Ватты — сколько лампа потребляет электроэнергии
Ватты дают представление о световом потоке лампы лишь косвенно. Это похоже на то, как мощность автомобиля измерять по потреблению бензина. Далеко не всегда более «прожорливая» лампочка оказывается лучше освещающей. В данном вопросе все зависит от технологии. В настоящее время распространены лампы следующих видов:
- Светодиодные — около 60-120 Лм на ватт
- Металлогалогеновые — около 60-120 Лм на ватт
- Люминесцентные — 40-90 Лм на ватт
- Галогеновые — 14-22 Лм на ватт
- Накаливания — 10-16 Лм на ватт
6. Как подобрать количество ламп?
Точным способом будет — заказать светотехнический расчет у специалистов. Именно таким образом можно точно учесть отражения от стен, достичь необходимой равномерности и освещенности.
Другой способ — разместить несколько светильников и провести измерения с помощью люксметра. Вы получите точные значения и понимание насколько у вас «светло».
Ввиду того, что человеческий глаз адаптируется к разной освещенности, а также освещенность меняется в зависимости от удаления от источника света и отражений от стен — оперируют понятиями «средней освещенности» и «равномерности».
Заключение
На улице в дневное время освещенность может достигать нескольких тысяч люксов, и это не под прямым солнцем, а в тени. И никто не слепнет. Поэтому для помещений выбирайте освещенность от 300 до 500 люксов. Этого будет в целом достаточно. Не бойтесь сделать «слишком ярко», это достаточно трудно осуществить. Обычно более яркое освещение дает более хорошее самочувствие и работоспособность.
Хорошие магазины делают освещенность 1000 люксов, это помогает лучше видеть товар и меньше уставать при длительных покупках. В бутиках бывает достигают освещенности 2000 люксов — для особо акцентируемых товаров.
Люмены и ватты — в чём разница и на что смотреть при выборе лампы
Покупая в магазине очередную лампу для домашнего осветительного прибора, мы задаемся традиционным вопросом — а сколько ватт? В голове у большинства потребителей есть чёткая зависимость между ваттами и яркостью света.
Такая зависимость в мыслях потребителей появилась со времён СССР, когда в домашнем обиходе были в основном лампы накаливания. При таком скудном выборе типов ламп действительно можно было ориентироваться на ватты, чтобы понять, насколько ярко светит лампочка. Тогда мы понимали, что лампа в 40 ватт светит тускло, а лампа в 100 ватт — ярко.
С приходом современности появились другие типы ламп, которые стали легко доступны каждому потребителю. Теперь любой может приобрести себе для дома и люминесцентную, и светодиодную лампу без особо удара по семейному бюджету.
И вот тут то и появляется вопрос — как выбрать яркую лампу, смотреть на ватты или на люмены? И что такое вообще эти люмены? В этой статье разберемся с данной задачей.
Что такое ватты
Из уроков физики за 5 класс мы все должны помнить, что ваттами измеряется мощность, а никак не степень яркости света.
Будет немного не правильно говорить о стоватной лампочке накаливания, что её мощность составляет 100 ватт. Гораздо правильнее сформулировать, что её потребляемая мощность равна 100 ватт.
Говоря простыми словами — если вы видите на лампе показатель, который измеряется ваттами, то это потребляемая мощность лампы, то, сколько ей нужно энергии, чтобы должным образом светить.
Что такое люмены
И вот как раз таки, когда мы хотим узнать то, насколько лампа яркая, нужно смотреть на люмены. Как никакая другая единица измерения, люмен покажет яркость лампы наиболее точно и объективно. Этот параметр называется световая величина или световой поток.
Световой поток измеряется в люменах, их коротко записывают как “лм” или в международном формате “lm”. Чем ярче лампа, тем больше у неё люмен. И ватты тут не причём.
Зависимость между ваттами и люменами
Есть ли зависимость между люменами и ватами? И да, и нет.
Например, если говорить только о лампах накаливания, то да, зависимость есть. Так, очевидно, что лампа накаливания с потребялемой мощность 100 вт будет иметь световой поток больше, чем лампа накаливания с потребялемой мощность 40 вт, и меньше, чем такая же лампа накаливания с помтребляемой мощность 120 вт.
Но если говорить о разных типах ламп, то зависимости между световой величиной и потребляемой мощности абсолютно нет, то есть 100 вт в лампе одного типа не будут светить так же, как те же 100 вт в лампе другого типа. Например, лампа накаливания в 20 вт даёт света в 250 лм, а люминесцентная лампа с аналогичной потребялемой мощностью в 25 вт даст уже в разы больше света — 1 200 лм. Светодиодная лампа с потребялемой мощностью в 25 вт излучается 2 500 лм света.
Становится очевидно, что разные типы ламп с одинаковой потребляемой мощностью могут давать разное количество света. И лидерами в примере выше оказались светодиодные лампы, которые при минимальной потребляемой мощности дают максимум света. На втором месте люминесцентные. И оба этих типа образуют так называют группу “экономок”. И на последнем месте пережиток прошлого — лампы накаливания, которые при потреблении значительного количества мощности дают минимум света. Поэтому они и перестают повсеместно использоваться.
Ниже вы можете познакомиться с таблицей зависимости потребляемой мощности и светового потока у разных типов ламп.
Кроме описанного выше есть ещё один показатель, который называется световая отдача, и он показывается эффективность источника света и измеряется в лм/вт. То есть, он высчитывается из того, сколько света может дать лампа при определённой затраченной мощности и получается её эффективность.
Чаще на упаковках указывают именно ватты и люмены. И если вы хотите выбрать яркую лампу, то выбирайте как можно больше люменов. А если экономную, то как можно меньше ватт.
Сколько люмен выбрать
После того, как разница между ваттами и люменами стала понятна, возникает следующий очевидный вопрос — так сколько же люмен выбрать в дом? Давайте разберёмся.
Итак, комнаты в доме по степени освещённости можно разделить на три типа — комнаты с приглушенным, средним и ярким светом.
- Для комнат, где нужен свет приглушенный может потребоваться 100-150 лк на кв.м. площади. Например, в спальне.
- Для комнат со средним светом — ванны, детские, рабочие комнаты — 100-200 лк на кв.м.
- Для комнат, где нужен яркий свет — 200-300 лк на кв.м. Например, мастерская или гостиная.
Данные выше приведены в люксах (лк) — количество люмен на кв.м.
Ниже вы можете увидеть таблицу освещённости в люксах для других комнат.
Это примерные данные, которые подойдут для комнат с высотой потолка до 3 метров. Обратите также внимание и на то, что тем больше тёмных тонов в интерьере комнаты, тем больше нужно люменов для должного освещения.