Как в международной системе единиц называется единица освещенности

В каких единицах измеряется освещенность — список основных

При определении освещения могут использоваться разные единицы измерения. Вариант выбирается исходя из ситуации. Кроме того, часто возникает необходимость переноса одного индикатора на другой. Необходимо учитывать, в каких единицах измеряется освещение, чтобы при необходимости правильно рассчитать.

Что такое освещенность

Под освещением мы понимаем величину светового потока, которая определяется как отношение светового потока к площади его распространения. Этот показатель прямо пропорционален силе света источника, из которого он исходит. По мере удаления от поверхности освещенность уменьшается. Это соотношение обратно пропорционально квадрату расстояния (закон обратных квадратов).

Формула просветления выглядит так: E = (I * cos) / r2. I — сила света в канделах, r — расстояние от источника света до поверхности. Это понятие не следует путать с яркостью света.

В каких единицах измеряется освещенность

Единица измерения освещенности не является показателем, существует несколько основных вариантов, принятых в разных системах измерения. Для прикладного использования не обязательно разбираться в сложных алгоритмах и формулах. Достаточно изучить характеристики каждого из агрегатов и при необходимости правильно их использовать.

Освещение может отличаться в разных местах комнаты.

Кандела

В системе мер — одна из семи основных единиц. Это интенсивность света, излучаемого источником монохроматического излучения с частотой 540×1012 Гц.Кроме того, световой поток должен распространяться в заданном направлении при соблюдении ряда дополнительных условий.

Частота, которая используется в качестве эталона, соответствует зеленой части спектра, так как она лучше всего воспринимается человеческим зрением. При использовании источника света с другой частотой потребуется более высокая интенсивность для достижения желаемого показателя.

1 свеча — это свет, исходящий от свечи.

Не так давно свеча определялась иначе. Это соответствовало интенсивности света, исходящего от черного источника, нагретого до температуры 2042,5 К (плавление платины), который был перпендикулярен плоскости и развивался на площади 1/60 квадратного сантиметра. Это значение используется в астрономии и многих других науках.

Говоря о которых! Коэффициент 1/683, используемый современными учеными, выбран таким образом, чтобы новое и старое определения соответствовали друг другу.

В переводе с латыни «свеча» означает свеча. Считается, что свет, излучаемый свечой, равен 1 свече.

Люмен

Он используется в системе измерения физических величин и отражает характеристики освещения. 1 люмен — это световой поток, излучаемый источником света на 1 свечу. Чтобы было легче разобраться, стоит рассмотреть простые примеры:

1. Стандартные лампы накаливания мощностью 100 Вт имеют световой поток 1200-1300 люмен.
2. Флуоресцентный источник света мощностью 26 Вт обеспечивает световой поток 1600 люмен.
3. Если взять за образец солнце, его световой поток будет 3,63х1028 люмен.

Свет тоже различается по температуре, это тоже важно помнить.

Люмен указывает на общий световой поток, исходящий от определенного источника. Но при этом не учитываются важные особенности — наличие линзы или отражателя, которые могут концентрировать свет на небольшой площади и тем самым значительно улучшать освещение. Разные фонари с одной и той же лампой могут освещать как 10 квадратных метров, так и 100 квадратных метров, по сути, это весь свет, который дает лампа, в том числе тот, который не падает на определенную поверхность и бесполезен.

Имейте в виду, что лампа на 1500 люмен в креплении с отражателем обеспечит лучшие условия, чем аналогичная версия с диффузором.

Если мощность превышает нормативный диапазон, то используются специальные индикаторы:

1. Если значение является целым числом, умноженным на указанное значение, генерируются световые потоки, кратные световому потоку. Их обычно называют степенью числа. Для имени используются префиксы, отражающие значение значения.
2. С другой стороны, дробные единицы просвета меньше установленной единицы в целое число раз. Здесь также используются специальные префиксы, а градус обозначается знаком минус.

Этот агрегат очень полезен, так как именно с его помощью измеряется освещение в жилых и рабочих помещениях. Он равен световому потоку в 1 люмен, распределенному на площади в 1 квадратный метр. Индикатор используется для регулировки различных стандартов и управления освещением там, где это необходимо.

Для простоты два примера можно разобрать. Если лампа мощностью 100 люмен направлена ​​на площадь в один квадратный метр, освещенность составит 100 лк. А если тот же источник света расположить на площади 10 квадратных метров, то этот показатель составит 10 люкс.

В ролике рассказывается о световом потоке и освещении (чем они отличаются, как измеряются)

Люмен и ватт

Когда продавались только лампы накаливания, ватты использовались в качестве ориентира для определения светового потока лампочки. Все знали, что чем выше мощность, тем ярче свет. Но с появлением других типов лампочек эта функция потеряла актуальность, так как по ней невозможно определить работоспособность оборудования. Для разных вариантов соотношение мощности к световому потоку разное, поэтому нужно разбираться в основных типах оборудования:

1. Для ламп накаливания стандарт — 1300 лм при мощности 100 Вт. Модели мощностью 40 Вт имеют яркость 400 люмен, а модели 60 Вт — 800 люмен, и помните, что со временем яркость неизбежно снижается из-за истончения нити накала, поэтому при расчетах стоит сделать некоторый запас.
2. Ртутные дуговые лампы имеют соотношение 58 люмен на ватт, мощность просто умножается на это число.
3. Люминесцентные источники света имеют соотношение 60 люмен на ватт.
4. Для светодиодных ламп с непрозрачными диффузорами нет четкого стандарта, так как характеристики колбы и ее светопропускание могут различаться. Обычно показатель колеблется от 80 до 90 лм.
5. Светодиодные лампы накаливания (прозрачные) имеют соотношение 100 люмен на ватт.

Соотношение мощности и светового потока различно для разных типов ламп.

Фактические характеристики могут отличаться от общепринятых, если конструкция лампы имеет особенности, влияющие на качество света.

Как перевести одни единицы освещенности в другие

Раньше для выполнения расчетов использовались сложные формулы, теперь в этом нет необходимости. Самое главное, чтобы значение в определенных единицах света было под рукой, чтобы можно было использовать необработанные данные.

Далее вам просто нужно найти преобразователь освещения. Вводятся доступные значения (выбирается соответствующий элемент) и во втором столбце устанавливаются блоки освещения, на которые необходимо выполнить перевод. Расчеты занимают секунды и очень точны, поскольку основаны на проверенных формулах.

Как определить освещенность

При недостаточном освещении человек намного быстрее устает, приходится постоянно напрягать глаза, что крайне нежелательно. Поэтому в СНиП установлены нормы для основных типов помещений, которых следует придерживаться при определении необходимого освещения.

Уровни освещения устанавливаются для всех типов помещений.

Учитывается естественный свет, но основное внимание уделяется искусственному свету, так как он может создать оптимальные условия независимо от погоды на улице. Ниже приведены основные значения для разных комнат:

1. Офисы, в которых работают с компьютерами и оформляют документы — 300 Лк.
2. Помещение для проведения чертежных работ — 500 люкс.
3. Конференц-залы, переговорные комнаты — 200 люкс.
4. Гостиные и кухни — 150 Лк.
5. Детский — 200 Лк.
6. Рабочие помещения или зоны — 300 Лк.
7. Аудитория и аудитория — 400 Лк.
8. Торговые помещения — от 200 до 400 люкс в зависимости от технических условий.

Для рабочих зон существуют особые нормы, поэтому часто используются дополнительные светильники, выделяющие небольшую часть пространства.

Что касается определения освещенности, используется прибор, называемый люксметром. С его помощью снимаются замеры в разных местах комнаты, они указаны в СНиП, важно все сделать правильно. Можно проверить не только общий показатель, но и освещенность определенной поверхности или оборудования, если необходимо обеспечить особые условия при выполнении работ.

Видео по теме: Как измерить степень освещенности в комнате с помощью смартфона.

Особенности определения освещенности для светодиодных приборов

Этот вид оборудования является наиболее популярным, поэтому при выборе оборудования и его использовании нужно руководствоваться несколькими рекомендациями. Определив требуемые показатели, нужно выбрать конкретные лампочки или лампы и рассчитать необходимое количество для помещения. Важно распределить их равномерно, чтобы не было плохо освещенных участков.

Измерения следует проводить после того, как оборудование проработает не менее 2 часов. Это связано с тем, что диоды перегреваются, что сказывается на их работоспособности. Измерения следует повторять, если это имеет значение, 1-2 раза в год. Со временем характеристики диодов, особенно некачественных, могут резко ухудшиться.

Говоря о которых! Светодиодные лампы всегда имеют индикацию светового потока, что упрощает выбор.

Разобраться в единицах измерения освещения несложно, так как вариантов немного. А для практического использования достаточно одного, поэтому проще всего выбрать подходящую систему измерения и применить ее.

Как в Международной системе единиц называется единица измерения освещённости?

Люкс (от лат. lux — свет; русское обозначение: лк, международное обозначение: lx) — единица измерения освещённости в Международной системе единиц (СИ).

Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм. Соответственно, выполнятся: 1 лк = 1 лм/м2. С другой стороны, люкс равен освещённости поверхности сферы радиусом 1 м, создаваемой точечным источником света, находящимся в её центре, сила света которого составляет 1 кд.

Люксами измеряют освещённость поверхности, на которую попадает свет. Для определения освещенности применяют приборы, называемые люксметрами.

В каких единицах измеряется освещенность и яркость света – что такое люксы

При проектировании систем освещения внутри помещения и на отрытом воздухе для подбора источников света нужно знать, в чем измеряется освещенность. Для создания оптимальных условий работы или отдыха этот параметр очень важен. При недостаточном или избыточном освещении повышается утомляемость и снижается производительность труда. На упаковках светодиодных или энергосберегающих ламп встречается обозначение в люменах. Поэтому в статье разберем разницу между единицами измерения освещенности.

Единицы измерения

Рассмотрим подробнее, в каких единицах измеряется освещенность. В Международной системе единиц (СИ) освещенность измеряется в люксах. Также существует единица для измерения светового потока в системе СИ — люмен.

Разберемся в этих единицах и ответим на вопрос, что такое люксы и люмены. Для этого рассмотрим еще одну единицу, принятую в системе СИ. Это единица измерения силы света — кандела. С латыни на русский ее название переводится как свеча.

Свет, испускаемый одной свечой, равен одной канделе. Более точное определение этой единицы звучит как «сила света от источника, испускающего в требуемом направлении электромагнитное излучение частотой 540000000000000 Гц, с небольшим разбросом частот, мощность света в требуемом направлении которого составляет 1/683 Вт на стерадиан».

Освещенность, яркость, световой поток — в чем разница

Световой поток

Перейдем к определению единицы люмен (лм). Это световой поток, испускаемый источником света, сила которого равна одной канделе при температуре 25 °С и при эталонных условиях.

Световой поток характеризует количество света или световой мощности, попадающей на поверхность за единицу времени. Другими словами, световой поток определяется как величина воздействия на селективный световой приемник с определенной спектральной чувствительностью или как общее количество света, испускаемого источником.

Яркость

Яркость — отношение величины световой энергии, переносимой за единицу времени в определенном направлении, которую излучает некая поверхность, к ее проекции на плоскость, перпендикулярной оси наблюдения.

Яркость в системе СИ измеряется в канделах на квадратный метр. Раньше эта единица измерения носила название нит, но в наше время в системе СИ оно не применяется.

Освещенность

Для определения освещенности введена единица люкс (лк). Она равна потоку света, сила которого равна одному люмену (лм), падающему на поверхность площадью один квадратный метр. При удалении источника света от поверхности освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.

При выборе источников света разных типов использовать показатель мощности для ориентира при определении мощности светового потока нельзя. Это было актуально для ламп накаливания, но с появлением светодиодных и люминесцентных ламп соотношение светового потока и мощности стало существенно различаться.

К примеру, люминесцентные лампы имеют соотношение 60 лм на каждый ватт мощности лампы, а светодиодные с прозрачным рассеивателем — уже 100 лм на каждый ватт.

Приборы для замеров освещенности

Для проведения измерения уровня освещенности применяют люксметры. Конструкция самых простых приборов включает фотоэлемент, предназначенный для преобразования световой энергии в электрическую. Потом измеренный сигнал пересчитывается и отображается на стрелочной шкале или на цифровом жидкокристаллическом дисплее в люксах.

Показания прибора зависят от светового спектра. Поэтому при замерах уровня освещенности в помещениях или на открытом воздухе они могут быть неточными. Погрешность приборов простой конструкции — более 10%. При замерах в разных условиях применяются поправочные коэффициенты.

У приборов для измерения освещенности высокого класса более сложная конструкция. В них применяются специальные светофильтры, приближающие чувствительность устройства к чувствительности человеческого глаза. Также используются насадки для точности измерения освещенности, создаваемой источником света, расположенным под углом, или контрольные насадки для проверки самого прибора.

Существуют приборы для измерения яркости света — яркомеры. Могут выпускаться комбинированные устройства, совмещающие возможности люксметра и яркомера.

Профессиональные фотографы используют специализированные приборы:

• для определения освещенности сцены и выбора экспопары для съемки применяются экспонометры;
• для измерения мощности вспышки и длительности ее импульса используются флэшметры.

При измерении освещенности нужно учитывать, что освещение может быть естественным, искусственным и комбинированным, включая естественное, которое дополнено искусственным.

При расчете количества источников света для создания искусственного освещения принимается во внимание коэффициент пульсации. Для человеческого глаза пульсация, создаваемая источником света, незаметна, но длительное нахождение в условиях повышенной пульсации может негативно сказываться на здоровье, вызывать быструю утомляемость и головные боли.

Для замеров коэффициента пульсации применяются комбинированные приборы, совмещающие в одном корпусе люксметр, пульсметр и яркомер. Пример — radex lupin.

Где прописаны нормы и требования

Методы измерения уровня освещенности в производственных помещениях, на месте работ вне зданий, на дорогах и т. п. указаны в ГОСТ Р 54944-2012. Нормы освещенности при проектировании помещений и рабочих мест вне зданий и т. п. описаны в строительных нормах и правилах СНиП 23-05-95, СНиП 23-0-2010 и в своде правил СП 52.13330.2016.

К примеру, норма освещенности помещений в зависимости от их предназначения будет различаться и может составлять:

• 20 лк для подвалов, лестниц, проходов на чердак;
• 50 лк для коридоров и ванных комнат в квартирах;
• 150 лк для жилых комнат и залов для тренировки;
• 200 лк для детских комнат;
• 300 лк при проектировании систем общего освещения производственных цехов для шлифовки поверхностей изделий.

Более подробно о расчетах норм и освещенности на промышленных предприятиях можно узнать здесь.

Заключение

При проектировании систем освещения учитываются разные факторы, например, стробоскопический эффект, который может привести к травмам на производстве из-за невозможности определить, вращаются ли детали станка или остаются неподвижными.

Также нужно обращать внимание на энергоэффективность и ремонтопригодность светильников. Ошибки на этом этапе проектирования со временем могут вылиться в значительные финансовые затраты.

Канделы, люмены, люксы, в чем разница?

Исторически складывалось так, что только глаз в течение 200 лет был тем самым эталонным приемником света, на основе которого и проводились все оценки и измерения силы света, яркости и освещенности. Из всей огромной оптической области излучения (10 нм — 1 мм) лишь узкая полоса спектра от 380 до 780 нм (световое излучение) может восприниматься человеческим глазом. При этом чувствительность человеческого глаза даже в рамках этого спектра неодинакова, она максимальна в зеленой области и резко спадает к фиолетовому и красному краям.

Ориентируясь на глаз, как на приемник света была введена система измерений, в которой равными принимаются такие воздействия, которые вызывают одинаковое зрительное ощущение.

Была построена функция V(λ), которая называется «спектральная световая эффективность». Ее графический вид представлен на рисунке 1, табличный — в таблице 2.

Из таблицы видно, что при значении 550 нм (длина волны зеленого цвета) энергоэффективность самая высокая. Физиологическое действие в 1 лм одинаково во всем спектре, но его энергетическая «цена» для зеленой области составляет 1/683 Вт, для фиолетовой — 1/62 Вт, а для малино-красной — 1/6 Вт. Поэтому глазу комфортнее в зеленой области, здесь физической воздействие («давление») на него наименьшее.

Различные эксперименты давали результаты, которые показали, что на длине волны λ= 555 нм излучение в 1 Вт соответствует световому потоку в 676 — 688 лм. Экспериментальным путем ученые пришли к соотношению, дававшему возможность пересчитывать люмены в ватты и обратно.

Канделы

В 1979 году 16-й Генеральной Конференции по Мерам и Весам было принято определение Канделы Канде́ла (от лат. candela — свеча) — одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Кандела — сила света в данном направлении от источника монохроматического излучения с частотой 540*10 Гц, имеющего интенсивность излучения в этом направлении равную 1 / 683 Вт в телесном угле равном одному стерадиану. Частота излучения 540*10 12 Гц соответствует длине волны λ = 555,016 нм в воздухе при стандартных условиях, которая почти для всех целей может быть взята равной 555 нм без влияния на точность реальных измерений.

( Оно отменяло предыдущее сложное измерение, зависящее ранее от черного тела, температуры затвердевания платины (2042 К) и давления 101 325 Н/м2)

История Канделы

Измерение в «свечах» началось в 1893 году в Германии.

Наименование «свеча Хефнера», было предложено в 1884 Ф. Хефнер-Альтенеком. Эталоном при этом служила фитильная лампа специальной конструкции. В качестве горючего в ней использовался амилацетат.

Три года спустя, в 1896 году на Международным электротехническом конгрессе была принята «десятичная свеча», равная 1,12 свечи Хефнера.

В 1909 г. «десятичная свеча» была откорректирована на одну десятую — заменена «международной свечой», равной 1,11 свечи Хефнера. Международная свеча воспроизводилась не с помощью фитильной лампы, а при помощи специальных ламп накаливания

В 1948г. состоялось решение о принятии новой единицы— Канделы. Канделу привязали к световому эталону, обладающему свойствами, близкими к свойствам абсолютно чёрного тела (Планковский излучатель). В расчетах были задействованы, как писалось ранее, окись тория, платина, находящаяся при температуре отвердевания (2046,6 К), ;нормаль с 1/60 см излучающей поверхности указанного эталона.Введённая таким образом Кандела была в 1,005 раз меньше, чем международная свеча, т.е. примерно 1,104 свечи Хефнера.

Привязка Канделы к видимому человеческим глазом спектру — наиболее логичный на тот момент времени вариант. Хотя на данный момент ведутся работы над новой версией формулировки.

Использование Кандел в тех. характеристиках источников света

В Канделах, зачастую, измеряется сила света направленных источников света, например, таких как светодиод в 5мм корпусе имеющий как правило линзу от 10 до 160 градусов, если быть точнее то измерение ведется в милиКанделах 1Кд=1000мКд. Количество Кандел указывает, сколько света испускает точечный источник света в одном направлении, в котором она светит наиболее интенсивно.

Например, светодиод ARL-4008UWC , при токе 20 мА имеет диапазон яркости 1,2 – 1,6 кд;