Aus der Definition folgt, dass der Wert für die Frequenz 540⋅10 12 Hz 683 lm / W = 683 cd sr / W beträgt exakt.

Die gewählte Frequenz entspricht einer Wellenlänge von 555,016 nm in Luft unter Normbedingungen und liegt nahe an der maximalen Empfindlichkeit des menschlichen Auges, die bei einer Wellenlänge von 555 nm liegt. Hat die Strahlung eine andere Wellenlänge, so ist eine höhere Energieintensität des Lichts erforderlich, um die gleiche Lichtstärke zu erreichen.

Ausführliche Betrachtung[ | ]

Alle Lichtmengen sind reduzierte photometrische Größen. Das heißt, sie werden aus dem entsprechenden energiephotometrischen Wert mittels einer Funktion gebildet, die die Abhängigkeit der spektralen Lichtausbeute monochromatischer Strahlung für das Tagessehen von der Wellenlänge darstellt. Diese Funktion wird normalerweise als dargestellt K m ⋅ V (λ) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\lambda)), wobei eine Funktion ist, die so normiert ist, dass sie maximal gleich Eins ist, und der Maximalwert der spektralen Lichtausbeute monochromatischer Strahlung ist. Manchmal Km (\displaystyle K_(m)) auch photometrisches Strahlungsäquivalent genannt.

Lichtwertberechnung Xv, (\displaystyle X_(v),) die entsprechende Energiemenge ergibt sich aus der Formel

X v = K m ∫ 380 nm 780 nm X e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle X_(v)=K_(m)\int \limits _(380~(\text(nm) ))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda)(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda,)

wo X e , λ (\displaystyle X_(e,\lambda))- spektrale Dichte der Quantität X e , (\displaystyle X_(e),) definiert als das Verhältnis der Magnitude d X e (λ) , (\displaystyle dX_(e)(\lambda),) fallen auf ein kleines spektrales Intervall zwischen und λ + d λ , (\displaystyle \lambda +d\lambda ,) auf die Breite dieses Intervalls:

X e , λ (λ) = d X e (λ) d λ . (\displaystyle X_(e,\lambda )(\lambda)=(\frac (dX_(e)(\lambda))(d\lambda )).)

Es sei darauf hingewiesen, dass unter X e (λ) (\displaystyle X_(e)(\lambda)) hier meinen wir den Fluss des Teils der Strahlung, dessen Wellenlänge kleiner ist als der aktuelle Wert λ (\displaystyle \lambda).

Funktion V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) empirisch ermittelt und tabellarisch angegeben. Seine Werte hängen nicht von der Wahl der verwendeten Lichteinheiten ab.

Im Gegensatz zu dem, was darüber gesagt wurde V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) Bedeutung Km (\displaystyle K_(m)) wird vollständig durch die Wahl der Hauptlichteinheit bestimmt. Um also einen Zusammenhang zwischen Licht- und Energiegrößen im SI-System herzustellen, ist es erforderlich, den Wert zu bestimmen Km (\displaystyle K_(m)) entsprechend der SI-Einheit der Lichtstärke, der Candela. Mit einer strengen Herangehensweise an die Definition Km (\displaystyle K_(m)) dabei ist zu berücksichtigen, dass der Spektralpunkt 540⋅10 12 Hz, auf den sich die Definition der Candela bezieht, nicht mit der Position des Maximums der Funktion zusammenfällt V (λ) (\displaystyle V(\lambda)).

Lichtausbeute von Strahlung mit einer Frequenz von 540⋅10 12 Hz[ | ]

Im Allgemeinen hängt die Lichtintensität mit der Strahlungsintensität zusammen Ich e (\displaystyle I_(e)) Verhältnis

ich v = K m ⋅ ∫ 380 nm 780 nm ich e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle I_(v)=K_(m)\cdot \int \limits _(380~(\text (nm)))^(780~(\text(nm)))I_(e,\lambda)(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda,)

wo Ich e , λ (\displaystyle I_(e,\lambda))- spektrale Dichte der Strahlungskraft, gleich d ich e (λ) d λ (\displaystyle (\frac (dI_(e)(\lambda))(d\lambda ))).

Für monochromatische Strahlung mit einer Wellenlänge λ (\displaystyle \lambda) Formel für die Lichtintensität Ich v (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)) mit Strahlkraft Ich e (λ) (\displaystyle I_(e)(\lambda)), vereinfacht durch die Form

ich v (λ) = K m ⋅ ich e (λ) V (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)=K_(m)\cdot I_(e)(\lambda)V(\lambda)), oder, nachdem man von Wellenlängen zu Frequenzen gegangen ist, ich v (ν) = K m ⋅ ich e (ν) V (ν) . (\displaystyle I_(v)(\nu)=K_(m)\cdot I_(e)(\nu)V(\nu).)

Aus der letzten Beziehung für ν 0 = 540⋅10 folgt 12 Hz

K m ⋅ V (ν 0) = ich v (ν 0) ich e (ν 0) . (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=(\frac (I_(v)(\nu _(0)))(I_(e)(\nu _(0))) ).)

Angesichts der Definition einer Candela erhalten wir

K m ⋅ V (ν 0) = 683 c d ⋅ s r W (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=683~\mathrm (\frac (cd\cdot sr)(W)) ), oder, was dasselbe ist 683 l m W . (\displaystyle 683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

Arbeit K m ⋅ V (ν 0) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))) ist der Wert der spektralen Lichtausbeute monochromatischer Strahlung für eine Frequenz von 540⋅10 12 Hz. Wie sich aus dem Herstellungsverfahren ergibt, beträgt dieser Wert 683 cd sr / W = 683 lm / W exakt.

Maximale Lichtausbeute Km (\displaystyle (\boldsymbol (K))_(m))[ | ]

Zum Bestimmen Km (\displaystyle K_(m)) Es sei darauf hingewiesen, dass, wie oben erwähnt, die Frequenz 540⋅10 12 Hz einer Wellenlänge von ≈555,016 nm entspricht. Daher impliziert die letzte Gleichheit

K m = 683 V (555,016) l m W . (\displaystyle K_(m)=(\frac (683)(V(555(,)016)))~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

Normalisierte Funktion V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) in Tabellenform mit einem Intervall von 1 nm angegeben, hat es ein Maximum gleich Eins bei einer Wellenlänge von 555 nm. Die Interpolation seiner Werte für eine Wellenlänge von 555,016 nm ergibt einen Wert von 0,999997. Mit diesem Wert erhalten wir

K m = 683,002 l m W . (\displaystyle K_(m)=683(,)002~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

In der Praxis wird mit ausreichender Genauigkeit für alle Fälle ein gerundeter Wert verwendet K m = 683 l m W . (\displaystyle K_(m)=683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

Somit ist die Beziehung zwischen einer beliebigen Lichtmenge Xv (\displaystyle X_(v)) und die entsprechende Energiemenge X.e (\displaystyle X_(e)) im SI-System wird durch die allgemeine Formel ausgedrückt

X v = 683 ∫ 380 nm 780 nm X e , λ (λ) V (λ) d λ . (\displaystyle X_(v)=683\int \limits _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda )(\lambda)V( \lambda)\,d\lambda .)

Geschichte und Perspektiven[ | ]

Hefnerlampe - Standard "Hefnerkerze"

Beispiele [ | ]

Die Lichtintensität einer Kerze entspricht ungefähr einer Candela, daher wurde diese Maßeinheit früher "Kerze" genannt, jetzt ist dieser Name veraltet und wird nicht mehr verwendet.

Bei Haushaltsglühlampen entspricht die Lichtstärke in Candela ungefähr ihrer Leistung in Watt.

Lichtintensität verschiedener Quellen

Quelle	Macht, W	Ungefähre Lichtstärke, cd
Kerze		1
Moderne (2010) Glühlampe	100	100
Gewöhnliche LED	0,015..0,1	0,005..3
Superhelle LEDs	1	25…500
Superhelle LED mit Kollimator	1	1500
Moderne (2010) Leuchtstofflampe	22	120
Sonne	3,83⋅10 26	2,8⋅10 27

Leichte Mengen[ | ]

Informationen zu den wichtigsten lichtphotometrischen Größen sind in der Tabelle angegeben.

Lichtphotometrische Größen SI

Name	Wertbezeichnung	Definition	Notation der SI-Einheit	Energie analog
Lichtenergie	Qv (\displaystyle Q_(v))	K m ∫ 380 nm 780 nm Q e , λ (λ) V (λ) d λ (\displaystyle K_(m)\int _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm )))Q_(e,\lambda)(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda)	lm	Strahlungsenergie
Lichtfluss	Φ v (\displaystyle \Phi_(v))	d Q v d t (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dt)))	lm	Strahlungsfluss
Die Kraft des Lichts	Ich v (\displaystyle I_(v))	d Φ v d Ω (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(d\Omega )))	CD	Strahlungsstärke (Energiestärke des Lichts)
	U v (\displaystyle U_(v))	d Q v d V (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dV)))	lm s –3
Helligkeit	M v (\displaystyle M_(v))	d Φ v d S 1 (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(dS_(1))))	lm m −2	Energie Leuchtkraft
Helligkeit	Lv (\displaystyle L_(v))	d 2 Φ v d Ω d S 1 cos ⁡ ε (\displaystyle (\frac (d^(2)\Phi _(v))(d\Omega \,dS_(1)\,\cos \varepsilon )))	cd m −2

Die Frage, worin der Lichtstrom gemessen wird, begann sich für Benutzer von Beleuchtungsgeräten erst zu interessieren, als Lampentypen auftauchten, deren Helligkeit nicht der in Watt gemessenen Leistungsaufnahme entsprach.

Lassen Sie uns herausfinden, wie das Konzept der Helligkeit mit dem Konzept der Beleuchtung zusammenhängt, wie Sie sich die Verteilung des Lichtflusses im Raum vorstellen und die richtige Leuchte auswählen können.

Was ist Lichtstrom?

Der Lichtstrom ist die für das menschliche Auge sichtbare Leistung der Lichtstrahlung; Lichtenergie, die von einer Oberfläche (leuchtend oder reflektierend) ausgestrahlt wird. Die Energie des Lichtstroms wird in Lumensekunden gemessen und entspricht einem Lichtstrom von 1 Lumen, der in 1 Sekunde emittiert oder wahrgenommen wird. Diese Zahl beschreibt den Gesamtfluss ohne Berücksichtigung der Konzentrationseffizienz des gesamten Geräts. Diese Schätzung beinhaltet auch gestreutes, nutzloses Licht, sodass die gleiche Anzahl von Lumen in Quellen mit unterschiedlichen Designs gefunden werden kann.

Es muss zwischen dem Lichtwert und dem Energiewert unterschieden werden – letzterer charakterisiert Licht, unabhängig von seiner Eigenschaft, visuelle Empfindungen hervorzurufen. Jede photometrische Lichtgröße hat ein Analogon, das in Energie- oder Leistungseinheiten quantifiziert werden kann. Für Lichtenergie ist ein solches Analogon die Strahlungsenergie (Strahlungsenergie), gemessen in Joule.

Lichtstromeinheit

1 Lumen ist das Licht, das von einer Quelle mit einer Lichtstärke von 1 Candela innerhalb eines Raumwinkels von 1 Steradiant ausgestrahlt wird. Eine 100-Watt-Glühlampe erzeugt ungefähr 1.000 Lumen Licht. Je heller die Lichtquelle, desto mehr Lumen gibt sie ab.

Neben Lumen gibt es noch andere Maßeinheiten, mit denen Sie Licht charakterisieren können. Es ist möglich, die räumliche und flächige Flussdichte zu messen – so ermitteln wir die Licht- und Beleuchtungsstärke. Die Lichtstärke wird in Candela gemessen, die Beleuchtungsstärke in Lux. Aber für den Verbraucher ist es wichtiger, herauszufinden, in welchen Einheiten die Helligkeit von Glühbirnen und anderen Beleuchtungskörpern im Verkauf angegeben wird. Einige Hersteller geben die Anzahl Lumen pro Watt an. So wird die Lichtausbeute (Lichtleistung) gemessen: wie viel Licht eine Lampe abgibt, wenn sie 1 Watt verbraucht.

Formeln definieren

Da jede Lichtquelle es ungleichmäßig abstrahlt, charakterisiert die Lumenzahl die Leuchte nicht vollständig. Sie können die Lichtintensität in Candela berechnen, indem Sie den in Lumen ausgedrückten Lichtstrom durch den in Steradianten gemessenen Raumwinkel dividieren. Mit dieser Formel wird es möglich sein, die Menge der Strahlen zu berücksichtigen, die von der Quelle kommen, wenn sie die Oberfläche einer imaginären Kugel überqueren und darauf einen Kreis bilden.

Aber es stellt sich die Frage, was in der Praxis die Zahl der Candela ergibt, die wir finden; Es ist unmöglich, eine geeignete LED oder Taschenlampe nur anhand des Parameters Lichtstärke zu finden, Sie müssen auch das Verhältnis des Streuwinkels berücksichtigen, das von der Konstruktion des Geräts abhängt. Bei der Auswahl von Lampen, die gleichmäßig in alle Richtungen strahlen, ist es wichtig zu verstehen, ob sie für die Ziele des Käufers geeignet sind.

Wenn frühere Glühbirnen in verschiedenen Räumen anhand der Wattzahl ausgewählt wurden, müssen Sie vor dem Kauf von LED-Lampen ihre Gesamthelligkeit in Lumen berechnen und diese Zahl dann durch die Raumfläche dividieren. So berechnet sich die Beleuchtung, die in Lux gemessen wird: 1 Lux ist 1 Lumen pro 1 m². Beleuchtungsnormen für Räume gibt es für verschiedene Zwecke.

Lichtstrommessung

Bevor Produkte auf den Markt gebracht werden, führt der Hersteller im Labor die Definition und Messung der Eigenschaften des Beleuchtungsgeräts durch. Zu Hause ist dies ohne spezielle Ausrüstung unrealistisch. Aber Sie können die vom Hersteller angegebenen Zahlen anhand der obigen Formeln mit einem kompakten Belichtungsmesser überprüfen.

Die Schwierigkeit, die Parameter des Lichts genau zu messen, liegt darin, dass es in alle möglichen Ausbreitungsrichtungen kommt. Daher verwenden Labore Kugeln mit einer Innenfläche, die ein hohes Reflexionsvermögen hat - sphärische Photometer; Sie werden auch verwendet, um den Dynamikbereich von Kameras zu messen, d.h. Lichtempfindlichkeit ihrer Matrizen.

Im Alltag ist es sinnvoller, so wichtige Lichtparameter wie Raumbeleuchtung und Pulsationskoeffizient zu messen. Hohe Welligkeit und schwache Beleuchtung führen dazu, dass Menschen ihre Augen zu sehr anstrengen, was zu schnellerer Ermüdung führt.

Der Pulsationskoeffizient des Lichtstroms ist ein Indikator, der den Grad seiner Ungleichmäßigkeit charakterisiert. Zulässige Werte dieser Koeffizienten werden von SanPiN geregelt.

Das Flackern der Glühbirne ist mit bloßem Auge nicht immer zu erkennen. Dennoch wirkt sich bereits eine geringfügige Überschreitung des Pulsationskoeffizienten negativ auf das zentrale Nervensystem einer Person aus und verringert auch die Leistungsfähigkeit. Licht, das ungleichmäßig pulsieren kann, wird von allen Bildschirmen ausgestrahlt: Computer- und Laptop-Monitore, Tablet- und Handy-Displays und ein Fernsehbildschirm. Die Pulsation wird mit einem Luxmeter-Pulsemeter gemessen.

Was ist eine Candela?

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Lichtquelle ist die Candela, die in den 7 Einheiten des Internationalen Einheitensystems (SI) enthalten ist, das von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht angenommen wurde. Anfänglich entsprach 1 Candela der Strahlung von 1 Kerze, die als Standard genommen wurde. Daher der Name dieser Maßeinheit. Jetzt wird es durch eine spezielle Formel bestimmt.

Candela ist die Lichtintensität, die ausschließlich in einer bestimmten Richtung gemessen wird. Die Ausbreitung der Strahlen auf dem durch einen Raumwinkel umrissenen Teil der Kugel ermöglicht es uns, einen Wert zu berechnen, der dem Verhältnis des Lichtstroms zu diesem Winkel entspricht. Im Gegensatz zu Lumen wird dieser Wert verwendet, um die Intensität der Strahlen zu bestimmen. Dabei wird nutzloses Streulicht nicht berücksichtigt.

Eine Taschenlampe und eine Deckenlampe haben einen anderen Lichtkegel, da die Strahlen in unterschiedlichen Winkeln einfallen. Candela (genauer Millicandela) werden verwendet, um die Lichtstärke von Quellen mit gerichtetem Leuchten anzuzeigen: Anzeige-LEDs, Taschenlampen.

Lumen und Lux

In Lumen wird die Menge des Lichtstroms gemessen, dies ist ein Merkmal seiner Quelle. Die Anzahl der Strahlen, die eine Oberfläche erreichen (reflektierend oder absorbierend), hängt bereits von der Entfernung zwischen der Quelle und dieser Oberfläche ab.

Die Beleuchtungsstärke wird mit einem speziellen Gerät - einem Luxmeter - in Lux (lx) gemessen. Das einfachste Luxmeter besteht aus einer Selen-Fotozelle, die Licht in elektrische Stromenergie umwandelt, und einem Zeigermikroamperemeter, das diesen Strom misst.

Die spektrale Empfindlichkeit der Selen-Fotozelle unterscheidet sich von der Empfindlichkeit des menschlichen Auges, daher müssen unter verschiedenen Bedingungen Korrekturfaktoren verwendet werden. Die einfachsten Belichtungsmesser sind so konzipiert, dass sie eine Art von Beleuchtung messen, z. B. Tageslicht. Ohne die Verwendung von Koeffizienten kann der Fehler mehr als 10 % betragen.

Hochwertige Luxmeter sind mit Lichtfiltern, speziellen Kugel- oder Zylinderdüsen (zur Messung der räumlichen Beleuchtung), Halterungen zur Helligkeitsmessung und Überprüfung der Empfindlichkeit des Geräts ausgestattet. Ihre Fehlerquote liegt bei etwa 1 %.

Eine schlechte Beleuchtung der Räumlichkeiten trägt zur Entwicklung von Myopie bei, wirkt sich negativ auf die Leistung aus, verursacht Müdigkeit und eine Verschlechterung der Stimmung.

Die Mindestbeleuchtung der Computertischoberfläche nach SanPiN beträgt 400 Lux. Schulbänke müssen mit mindestens 500 Lux ausgeleuchtet sein.

Lumen und Watt

Energiesparlampen verbrauchen bei gleicher Lichtleistung 5-6 mal weniger elektrische Energie als Glühlampen. LED - 10-12 mal weniger. Die Leistung des Lichtstroms hängt nicht mehr von der Wattzahl ab. Hersteller geben aber immer Watt an, da die Verwendung zu starker Glühbirnen in nicht für eine solche Belastung ausgelegten Kartuschen zu Schäden an Elektrogeräten oder einem Kurzschluss führt.

Ordnet man die gängigsten Glühbirnentypen nach aufsteigender Lichtleistung an, erhält man folgende Liste:

1. Glühlampe - 10 Lumen / Watt.
2. Halogen - 20 Lumen / Watt.
3. Quecksilber - 60 Lumen / Watt.
4. Energieeinsparung - 65 Lumen/Watt.
5. Kompaktleuchtstofflampe - 80 Lumen/Watt.
6. Metallhalogenid - 90 Lumen / Watt.
7. Leuchtdiode (LED) - 120 Lumen / Watt.

Aber die meisten Menschen sind es gewohnt, beim Kauf von Glühbirnen auf die vom Hersteller angegebene Wattzahl zu achten. Um zu berechnen, wie viel Watt pro Quadratmeter Sie benötigen, müssen Sie zunächst entscheiden, wie hell das Licht im Raum sein soll. 20-Watt-Glühlampen pro 1 m² - eine solche Beleuchtung ist für einen Arbeitsplatz oder ein Wohnzimmer geeignet; Für ein Schlafzimmer reichen 10-12 Watt pro 1 m² aus. Beim Kauf von Energiesparlampen werden diese Zahlen durch 5 geteilt. Wichtig ist die Deckenhöhe zu berücksichtigen: Ist diese höher als 3 m, sollte die Gesamt-Wattzahl mit 1,5 multipliziert werden.

Lichtfluss- Stärke der Lichtstrahlung, d.h. sichtbare Strahlung, geschätzt durch die Lichtempfindung, die sie auf dem menschlichen Auge hervorruft. Die Lichtleistung wird in Lumen gemessen.

Beispielsweise gibt eine Glühlampe (100 W) einen Lichtstrom von 1350 lm und eine Leuchtstofflampe LB40 - 3200 ab.

Einer Lumen ist gleich dem Lichtstrom, der von einer isotropen Punktquelle mit einer Lichtstärke von einer Candela in einen Raumwinkel von einem Steradiant (1 lm = 1 cd sr) ausgestrahlt wird.

Der gesamte Lichtstrom, der von einer isotropen Quelle mit einer Lichtstärke von einer Candela erzeugt wird, ist gleich 4π Lumen.

Es gibt eine andere Definition: Die Einheit des Lichtstroms ist Lumen(lm), gleich dem Fluss, der von einem schwarzen Körper aus einer Fläche von 0,5305 mm 2 bei der Erstarrungstemperatur von Platin (1773 ° C) oder 1 Kerze 1 Steradiant emittiert wird.

Die Kraft des Lichts- räumliche Dichte des Lichtstroms, gleich dem Verhältnis des Lichtstroms zum Wert des Raumwinkels, in dem die Strahlung gleichmäßig verteilt ist. Die Einheit der Lichtstärke ist die Candela.

Erleuchtung- Flächendichte des auf die Fläche einfallenden Lichtstroms, gleich dem Verhältnis des Lichtstroms zur Größe der beleuchteten Fläche, über die er gleichmäßig verteilt ist.

Die Einheit der Beleuchtung ist Lux (lx), gleich der Beleuchtung, die durch einen Lichtstrom von 1 lm erzeugt wird, der gleichmäßig über eine Fläche von 1 m 2 verteilt ist, d.h. gleich 1 lm / 1 m 2.

Helligkeit- Oberflächendichte der Lichtstärke in einer bestimmten Richtung, gleich dem Verhältnis der Lichtstärke zur Projektionsfläche der leuchtenden Fläche auf eine Ebene senkrecht zur gleichen Richtung.

Die Einheit der Helligkeit ist Candela pro Quadratmeter (cd/m2).

Leuchtkraft (Leichtigkeit)- Oberflächendichte des von der Oberfläche emittierten Lichtstroms, gleich dem Verhältnis des Lichtstroms zur Fläche der leuchtenden Oberfläche.

Die Einheit der Leuchtkraft ist 1 lm/m 2 .

Einheiten der Lichtmengen im internationalen Einheitensystem SI (SI)

Wertname	Einheitenname	Ausdruck über SI-Einheiten (SI)	Einheitsbezeichnung
			Russisch	zwischen- Volk
Die Kraft des Lichts	Candela	CD	CD	CD
Lichtfluss	Lumen	cd sr	lm	lm
Lichtenergie	Lumen Sekunde	cd sr s	lm s	lm s
Erleuchtung	Luxus	cd sr/m 2	OK	Lux
Helligkeit	Lumen pro Quadratmeter	cd sr/m 2	lm m 2	lfm/m2
Helligkeit	Candela pro Quadratmeter	cd/m2	cd/m2	cd/m2
Belichtung	Lux Sekunde	cd sr s / m 2	lx s	lx s
Strahlungsenergie	Joule	kgm2 / s2	J	J
Strahlungsfluss, Strahlungsleistung	Watt	kg m 2 / s 3	Di	W
Lichtäquivalent des Strahlungsflusses	Lumen pro Watt		lm/W	lm/W
Strahlungsflussdichte an der Oberfläche	Watt pro Quadratmeter	kg/s 3	W/m2	w/m2
Energieleistung des Lichts (Strahlungsleistung)	Watt pro Steradiant	kg m2/(s 3 sr)	Di/Mi	mit sr
Energiehelligkeit	Watt pro Steradiant Quadratmeter	kg/(s 3 sr)	W / (srm m 2)	W/(srm m 2)
Energiebeleuchtung (Bestrahlungsstärke)	Watt pro Quadratmeter	kg/s 3	W/m2	w/m2
Energie Leuchtkraft (Strahlung)	Watt pro Quadratmeter	kg/s 3	W/m2	w/m2

Beispiele:

ELEKTRISCHES HANDBUCH"
Unter der allgemeinen Redaktion. MPEI-Professoren V.G. Gerasimova und andere.
M.: MPEI-Verlag, 1998

Wer sich mit den Eigenschaften von Lampen und bestimmten Lampentypen beschäftigt, stößt sicher auf Begriffe wie Beleuchtung, Lichtstrom und Lichtstärke. Was bedeuten sie und wie unterscheiden sie sich voneinander?

Versuchen wir, diese Größen in einfachen, verständlichen Worten zu verstehen. Wie sie miteinander verbunden sind, ihre Maßeinheiten und wie das Ganze ohne spezielle Instrumente gemessen werden kann.

Was ist lichtstrom

In der guten alten Zeit war der Hauptparameter, nach dem eine Glühbirne im Flur, in der Küche, im Flur ausgewählt wurde, ihre Leistung. Niemand hat jemals daran gedacht, im Geschäft nach Lumen oder Candela zu fragen.

Heutzutage, mit der rasanten Entwicklung von LEDs und anderen Arten von Lampen, wird der Gang in den Laden für neue Artikel von einer Reihe von Fragen begleitet, nicht nur zum Preis, sondern auch zu ihren Eigenschaften. Einer der wichtigsten Parameter ist der Lichtstrom.

Einfach ausgedrückt ist der Lichtstrom die Lichtmenge, die eine Lampe abgibt.

Verwechseln Sie jedoch nicht den Lichtstrom einzelner LEDs mit dem Lichtstrom montierter Leuchten. Sie können sich erheblich unterscheiden.

Es muss verstanden werden, dass der Lichtstrom nur eine der vielen Eigenschaften einer Lichtquelle ist. Darüber hinaus hängt sein Wert ab von:

• aus Quellkraft

Hier ist eine Tabelle dieser Abhängigkeit für LED-Lampen:

Und dies sind Tabellen ihres Vergleichs mit anderen Arten von Glühlampen, Leuchtstofflampen, DRL, HPS:

GlühbirneLeuchtstofflampe Halogen HPS Tagfahrlicht

Allerdings gibt es hier Nuancen. Die LED-Technologie befindet sich noch in der Entwicklung und es ist durchaus möglich, dass LED-Lampen gleicher Leistung, aber von unterschiedlichen Herstellern, völlig unterschiedliche Lichtströme haben werden.

Es ist nur so, dass einige von ihnen weiter nach vorne gegangen sind und gelernt haben, mehr Lumen pro Watt zu schießen als andere.

Jemand wird fragen, wofür all diese Tabellen sind? Damit Verkäufer und Hersteller Sie nicht dumm täuschen.

Auf der Schachtel werden sie schön schreiben:

• Leistung 9W

• Lichtleistung 1000lm

• Analog der Glühlampe 100W

Was schaust du dir zuerst an? Richtig, für das, was bekannter und verständlicher ist - die Anzeigen eines Analogons einer Glühlampe.

Aber mit einer solchen Kraft werden Sie dem alten Licht nicht nahe kommen. Fangen Sie an, auf LEDs und die Technologie ihrer Unvollkommenheiten zu fluchen. Und der Punkt ist, dass es sich um einen skrupellosen Hersteller und sein Produkt handelt.

• von Effizienz

Das heißt, wie effizient eine bestimmte Quelle elektrische Energie in Licht umwandelt. Beispielsweise hat eine gewöhnliche Glühlampe eine Rendite von 15 lm / W und eine Natriumdampf-Hochdrucklampe eine Rendite von 150 lm / W.

Es stellt sich heraus, dass dies eine zehnmal effizientere Quelle ist als eine einfache Glühbirne. Bei gleicher Leistung haben Sie 10 mal mehr Licht!

Der Lichtstrom wird in Lumen - Lm gemessen.

Was ist 1 Lumen? Tagsüber sind unsere Augen bei normalem Licht am empfindlichsten für Grün. Wenn wir zum Beispiel zwei Lampen mit der gleichen Kraft von Blau und Grün nehmen, dann erscheint Grün für uns alle heller.

Die grüne Wellenlänge beträgt 555 nm. Eine solche Strahlung wird monochromatisch genannt, weil sie einen sehr engen Bereich enthält.

Natürlich wird Grün in Wirklichkeit durch andere Farben ergänzt, sodass am Ende Weiß entsteht.

Da die Empfindlichkeit des menschlichen Auges jedoch maximal auf grün ist, sind die Lumen daran gebunden.

Ein Lichtstrom von einem Lumen entspricht also immerhin einer Quelle, die Licht mit einer Wellenlänge von 555 nm aussendet. In diesem Fall beträgt die Leistung einer solchen Quelle 1/683 W.

Warum genau 1/683 und nicht 1 W zur Sicherheit? Der Wert von 1/683 W ist historisch entstanden. Anfangs war die Hauptlichtquelle eine gewöhnliche Kerze, und die Strahlung aller neuen Lampen und Lampen wurde mit dem Licht einer Kerze verglichen.

Derzeit ist dieser Wert von 1/683 durch viele internationale Abkommen legalisiert und wird überall akzeptiert.

Warum brauchen wir eine solche Größe wie einen Lichtstrom? Mit seiner Hilfe können Sie ganz einfach die Ausleuchtung des Raumes berechnen.

Dies wirkt sich direkt auf das Sehvermögen einer Person aus.

Der Unterschied zwischen Beleuchtung und Lichtstrom

Gleichzeitig verwechseln viele die Maßeinheit Lumen mit Lux. Denken Sie daran, Lux ist das Maß für die Beleuchtungsstärke.

Wie kann man ihren Unterschied klar erklären? Stellen Sie sich Druck und Kraft vor. Mit nur einer kleinen Nadel und wenig Kraft kann an einem einzigen Punkt ein hoher spezifischer Druck erzeugt werden.

Außerdem ist es mit Hilfe eines schwachen Lichtstroms möglich, eine hohe Beleuchtung in einem einzelnen Bereich der Oberfläche zu erzeugen.

1 Lux ist, wenn 1 Lumen auf 1 m2 beleuchtete Fläche fällt.

Nehmen wir an, Sie haben eine Lampe mit einem Lichtstrom von 1000 lm. An der Unterseite dieser Lampe befindet sich ein Tisch.

Auf der Oberfläche dieses Tisches muss eine gewisse Lichtmenge vorhanden sein, damit Sie bequem arbeiten können. Die primäre Quelle für Beleuchtungsstandards sind die Anforderungen der Codes of Practice SP 52.13330

Für einen typischen Arbeitsplatz sind das 350 Lux. Für einen Ort, an dem präzise kleine Arbeiten erledigt werden - 500 Lx.

Diese Beleuchtung hängt von vielen Parametern ab. Zum Beispiel von der Entfernung zur Lichtquelle.

Von Fremdkörpern in der Nähe. Wenn sich der Tisch in der Nähe einer weißen Wand befindet, gibt es jeweils mehr Suiten als an einer dunklen. Reflexion wird definitiv das Gesamtergebnis beeinflussen.

Jede Beleuchtung kann gemessen werden. Wenn Sie keine speziellen Luxmeter haben, verwenden Sie die Programme in modernen Smartphones.

Seien Sie jedoch auf Fehler vorbereitet. Aber um aus der Hand eine erste Analyse zu machen, reicht das Telefon völlig aus.

Berechnung des Lichtstroms

Und wie findet man den ungefähren Lichtstrom in Lumen ganz ohne Messgeräte heraus? Hier können Sie die Werte der Lichtleistung und ihre proportionale Abhängigkeit vom Durchfluss verwenden.

Um jede Produktionsaufgabe schnell und effizient erledigen zu können, muss die Beleuchtung des Spezialistenarbeitsplatzes richtig organisiert sein. Dazu werden Lampen mit bestimmten photometrischen Indikatoren ausgewählt.

Die Beleuchtung am Arbeitsplatz wird durch verschiedene physikalische Größen bestimmt, deren wichtigste die Beleuchtung ist. Seine Indikatoren werden für den Arbeitsplatz eines Spezialisten berechnet und von den entsprechenden SNiPs geregelt.

Die Beleuchtungsstärke ist eine Eigenschaft, die als Lichtstrom pro Flächeneinheit definiert ist.

Lichtstrom (F)

Diese physikalische Größe ist definiert als die Leistung der sichtbaren Strahlung der Quelle bzw. der Lichtenergie, die von der Leuchte pro Zeiteinheit abgegeben wird.

Gleichzeitig ist Lichtenergie eine Energie, die sich in alle Richtungen ausbreitet und visuelle Empfindungen hervorruft. Jede Person hat unterschiedliche visuelle Empfindungen für dieselben Strahlungsquellen, daher werden gemittelte Indikatoren für Berechnungen verwendet.

In der Physik wird mit der Formel berechnet:

F \u003d W / t, wobei:

• W ist die von der Quelle abgegebene Energie, gemessen in Watt,
• t ist die Betriebszeit des Geräts in Sekunden.

Es ist auch ein Wert, der die Lichtmenge charakterisiert, die von einer Leuchte in alle Richtungen abgegeben wird.

Somit sieht die zweite Berechnungsformel so aus:

Ф = I w, wobei:

• I - Lichtintensität, gemessen in Candela,
• w ist der Raumwinkel, berechnet in Steradiant.

Lumen

Die Maßeinheit für den Lichtstrom ist Lumen.

Um zu bestimmen, welche Quelle für den Kauf rentabler ist, betrachten wir zunächst, was ein Lumen ist.

Das lateinische Wort Lumen bedeutet Licht.

Ein Lumen ist definiert als der Lichtstrom, der von einer Punktquelle mit einer Lichtstärke von 1 Candela in einen Raumwinkel von 1 Steradiant abgestrahlt wird:

1lm = 1W / 1s.

Andererseits,Die Maßeinheit Lumen (lm) kann gefunden werden als:

1 lm \u003d 1 cd 1 sr.

Wenn der Raumwinkel 4π Radiant beträgt und die Lichtstärke 1 cd beträgt, spricht man in diesem Fall vom Gesamtlichtstrom, der 4π lm oder 4 3,14 lm beträgt.

Es wurde berechnet, dass dieser Indikator für die Sonneneinstrahlung 8 lm und für den Sternenhimmel nur 0,000000001 lm entspricht.

Für jede künstliche Lichtquelle gibt es Tabellen zur Berechnung dieses photometrischen Parameters.

In der Lichttechnik werden abgeleitete Größen verwendet, die mit Standardpräfixen des internationalen SI-Systems gebildet werden, zum Beispiel:

• 1 klm = 103 lm oder 1 klm = 103 lm;
• 1 Mlm = 106 lm;
• 1 slm = 10-3 lm;
• 1 µlm = 10-6 lm.

Messgeräte

Zur Messung photometrischer Größen in der Industrie werden spezielle Geräte verwendet, die als Kugelphotometer und Goniophotometer bezeichnet werden. Sie ermöglichen es Ihnen, sowohl den Lichtstrom als auch die Lichtintensität verschiedener Lampen zu bestimmen.

Photometer sind visuell und objektiv.

Das Funktionsprinzip von visuellen Instrumenten beruht auf der Fähigkeit des Auges, die gleiche Helligkeit der Beleuchtung zweier verglichener, mit der gleichen Farbe beleuchteter Flächen festzustellen.

Gegenwärtig sind objektive elektrische Photometer beliebt, mit denen Lichtparameter nicht nur im sichtbaren Bereich, sondern auch darüber hinaus gemessen werden können.

Goniophotometer ermöglichen es, Daten über die Größe des Lichtstroms, die Lichtstärke sowie Indikatoren für andere photometrische Größen wie Helligkeit, Beleuchtungsverteilung usw. zu erhalten.

Empfehlungen zur Gestaltung der richtigen Arbeitsplatzbeleuchtung

Bei der Beleuchtung von Arbeitsplätzen werden zwei Arten von Quellen verwendet: künstlich und natürlich.

Künstlich sind Geräte mit Lampen verschiedener Typen: Leuchtstoff, Glühlampe, LED usw.

Für jeden Lampentyp gibt es Tabellen, die die Anzahl der von dieser Lampe abgegebenen Lumen angeben.

Dieser Wert ist auf der Verpackung des Produkts angegeben, also achten Sie beim Kauf darauf, eine Glühbirne auszuwählen, die sich an den Angaben des Herstellers auf der Verpackung orientiert. Auf der Verpackung der Leuchte ist der Gesamtlichtstrom angegeben, der Streulicht beinhaltet.

Aufmerksamkeit! Beim Kauf einer Lampe ist zu beachten, dass diese Anzeige ihre Helligkeit nicht vollständig widerspiegelt, da sie durch die Verwendung eines Systems aus Reflektoren, Linsen und Spiegeln im Gerät erhöht werden kann.

Auswahl an elektrischen Lampen

Bevor Sie Glühbirnen kaufen, müssen Sie zunächst auswählen, welche Leuchten Sie benötigen, um die richtige Arbeitsplatzbeleuchtung zu schaffen. Wenn der Raum rechteckig ist, wird die Berechnung der erforderlichen Lumenzahl wie folgt durchgeführt: Sie müssen die Indikatoren der Beleuchtungsnorm des Objekts (bestimmt nach SNiP) mit der Fläche des Raums multiplizieren und der Koeffizient in Abhängigkeit von der Höhe der Decke des Raums.