Как перевести разные единицы освещенности: люксы в люмены калькулятор

От количества света на рабочем месте зависят, как качество выполняемой работы, так и здоровье работника, который её выполняет. Не только для этого необходимо достаточное количество освещённости в люксах на единицу площади. Проживание человека на планете и нормальное существование флоры и фауны требуют определённой нормы освещённости. Источниками света являются естественные и искусственные излучатели.

Освещённость единицы площади

Типовая освещённость, примеры

Расшифровка единицы освещенности 1 лк выглядит так: 1 люкс (обозначение этой величины в системе СИ) соответствует порядку освещённости 1 м2 поверхности падающим световым потоком величиной 1 люмен (Лм).

Когда речь идёт о яркости света, то здесь можно рассматривать две позиции:

сила света, излучаемого каким-либо источником;
количество падающего на поверхность света.

Вторая позиция есть освещённость, о которой идёт речь.

Примеры типовых значений освещенности, в соответствии с внешним восприятием

Значение освещённости, лк	Внешнее восприятие
0,0001	безлунное звёздное небо
0,01	четверть луны
0,27	полнолуние при ясном небосводе
1	возможность различать очертания предметов, свободная ориентация в пространстве, короткое время для адаптации зрения при переходе из ярко освещённого пространства
5	лёгкое визуальное восприятия часового циферблата, возможность прочесть заголовки в газете
10	освещённость пространства рядом со свечкой
15-20	свет от сигареты на расстоянии 300 мм
20-35	свет в кинотеатре при антракте
50	можно прочитать текст в газете, освещение жилой комнаты
100	допускает длительное чтение газеты, но утомительно для глаз
300	комфортные условия для чтения печатной продукции
400-500	типовое освещение библиотек и офисов
1000	ясный день за час до заката солнца
2000	ясное утро через час после восхода солнца
25000	летний облачный день в 10 часов утра
65000	ясный летний день в 10 часов утра
100000	полдень ясного летнего дня

Внимание! Визуальным восприятием определение освещённости объектов не ограничивается. Для этой цели применяют аппарат, который называется «люксметр». Это простой прибор, в основу которого входит фотоэлемент, преобразующий энергию света в электрическую энергию и отображающий показания на дисплее. Он позволяет измерить освещённость.

Люксметр СЕМ DT 1308

Взаимосвязь экспозиционного числа с яркостью и освещенностью объекта съемки

Определение экспозиции по яркости света, отраженного от объекта съемки

При использовании экспонометров или люксметров, измеряющих отраженный от объекта съемки свет, выдержка и диафрагма связаны с яркостью объекта съемки следующим соотношением:

2 /
t
=
LS
/
K
(2)

N
— диафрагменное число;
t
— выдержка в секундах;
L
— усредненная яркость сцены в канделах на квадратный метр (кд/м²);
S
— арифметическое значение светочувствительности (100, 200, 400, и т. д.);
K
— калибровочный коэффициент экспонометра или люксметра для отраженного света; Canon и Nikon используют K = 12.5.

Из уравнений (1) и (2) получаем экспозиционное число

EV = log 2 (LS

/
K
)

2 EV = LS

/
K
При K

= 12,5 и ISO 100, имеем следующее уравнение для яркости:

2 EV = 100L

/12.5 = 8
L
L

= 2 EV /8 = 2 EV /2 3 = 2 EV–3 .

Длина и расстояние Масса Меры объема сыпучих продуктов и продуктов питания Площадь Объем и единицы измерения в кулинарных рецептах Температура Давление, механическое напряжение, модуль Юнга Энергия и работа Мощность Сила Время Линейная скорость Плоский угол Тепловая эффективность и топливная экономичность Числа Единицы измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Угловая скорость и частота вращения Ускорение Угловое ускорение Плотность Удельный объем Момент инерции Момент силы Вращающий момент Удельная теплота сгорания (по массе) Плотность энергии и удельная теплота сгорания топлива (по объему) Разность температур Коэффициент теплового расширения Термическое сопротивление Удельная теплопроводность Удельная теплоёмкость Энергетическая экспозиция, мощность теплового излучения Плотность теплового потока Коэффициент теплоотдачи Объёмный расход Массовый расход Молярный расход Плотность потока массы Молярная концентрация Массовая концентрация в растворе Динамическая (абсолютная) вязкость Кинематическая вязкость Поверхностное натяжение Паропроницаемость Паропроницаемость, скорость переноса пара Уровень звука Чувствительность микрофонов Уровень звукового давления (SPL) Яркость Сила света Освещённость Разрешение в компьютерной графике Частота и длина волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Электрический заряд Линейная плотность заряда Поверхностная плотность заряда Объемная плотность заряда Электрический ток Линейная плотность тока Поверхностная плотность тока Напряжённость электрического поля Электростатический потенциал и напряжение Электрическое сопротивление Удельное электрическое сопротивление Электрическая проводимость Удельная электрическая проводимость Электрическая емкость Индуктивность Американский калибр проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Магнитодвижущая сила Напряженность магнитного поля Магнитный поток Магнитная индукция Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Радиоактивный распад Радиация. Экспозиционная доза Радиация. Поглощённая доза Десятичные приставки Передача данных Типографика и обработка изображений Единицы измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 кандела [кд] = 1 люмен/стерадиан [лм/ср]

Исходная величина

Преобразованная величина

кандела свеча (немецкая) свеча (брит.) десятичная свеча пентановая свеча пентановая свеча (мощностью 10 св) свеча Хефнера единица Карселя свеча десятичная (французская) люмен/стерадиан свеча (международная)

Кратные и дольные единицы

Стабилитрон TL431

Единица освещенности – люкс, как и все метрические величины, связанные между собой, имеет кратные и дольные единицы измерения или обозначения.

Информация. Кратными единицами считаются те, которые в целое число раз выше единицы исходной физической величины, дольными считаются те, что в целое число раз ниже этой величины.

Кратные и дольные единицы люкса (lx)

Освещённость земной поверхности от Сириуса равна 1*10-5 лк, от Солнца в зимний полдень – 1*104лк.

Сила света в музеях

Сотрудники музеев измеряют силу света в музейных помещениях, чтобы определить оптимальные условия, позволяющие посетителям рассмотреть выставленные работы, и в то же время, обеспечить щадящий свет, наносящий как можно меньше вреда музейным экспонатам. Музейные экспонаты, содержащие целлюлозу и красители, особенно из натуральных материалов, портятся от продолжительного воздействия света. Целлюлоза обеспечивает прочность изделий из ткани, бумаги и дерева; часто в музеях встречается много экспонатов именно из этих материалов, поэтому свет в экспозиционных залах представляет большую опасность. Чем сильнее сила света, тем больше портятся музейные экспонаты. Кроме разрушения, свет также обесцвечивает материалы с целлюлозой, такие как бумага и ткани, или вызывает их пожелтение. Иногда бумага или холст, на которых написаны картины, портятся и разрушаются быстрее, чем краска. Это особенно проблематично, так как краски на картине восстановить проще, чем основу.

Вред, наносимый музейным экспонатам, зависит от длины световой волны. Так, например, свет в оранжевом спектре наименее вреден, а синий свет — самый опасный. То есть, свет с большей длиной волны безопаснее, чем свет с более короткими волнами. Многие музеи используют эту информацию и контролируют не только общее количество света, но и ограничивают синий свет, используя светло-оранжевые фильтры. При этом стараются выбирать фильтры настолько светлые, что они хоть и фильтруют синий свет, но позволяют посетителям в полной мере насладиться работами, выставленными в экспозиционном зале.

Важно не забывать, что экспонаты портятся не только от света. Поэтому трудно предсказать, основываясь только на силе света, как быстро происходит разрушение материалов, из которых они сделаны. Для долгосрочного хранения в музейных помещениях необходимо не только использовать слабое освещение, но и поддерживать низкую влажность, а также низкое количество кислорода в воздухе, по крайней мере, внутри выставочных витрин.

В музеях, где запрещают фотографировать со вспышкой, часто ссылаются именно на вред света для музейных экспонатов, особенно ультрафиолетового. Это практически необоснованно. Так же как и ограничение всего спектра видимого света намного менее эффективно, по сравнению с ограничением синего света, так и запрет на вспышки мало влияет на степень повреждения экспонатов светом. Во время экспериментов исследователи заметили небольшие повреждения на акварели, вызванные профессиональной студийной вспышкой только после более миллиона вспышек. Вспышка каждые четыре секунды на расстоянии 120 сантиметров от экспоната практически равносильна свету, который обычно бывает в экспозиционных залах, где контролируют количество света и фильтруют синий свет. Те, кто фотографируют в музеях, редко используют такие мощные вспышки, так как большинство посетителей — не профессиональные фотографы, и фотографируют на телефоны и компактные камеры. Каждые четыре секунды вспышки в залах работают редко. Вред от испускаемых вспышкой ультрафиолетовых лучей также в большинстве случаев невелик.

Применение в технике

Как заряжать литий ионный аккумулятор

Повсеместное применение видеокамер наблюдения для охраны объектов и организации структуры слежения требует от них определённой чувствительности. Чувствительность этих электронно-оптических приборов как раз измеряется в люксах. Этот параметр рассматривается в таких приборах, как люксметр, пульсметр.

Пример технических характеристик камеры Vt-326 H Wir SpaceTechnology

Люкс

Люкс — это соотношение количества люмен и освещаемой площади. 1 люкс — это 1 люмен на квадратный метр. Допустим, у нас есть квадратная поверхность площадью один метр. Вся она равномерно освещена лампочкой, расположенной на некотором расстоянии отвесно сверху . Для этой лампочки производитель заявил освещенность 100 люкс. Берем прибор, называемый люксметр и померяем в любой точке нашего квадрата, мы должны получить 100 люкс. Если это так — производитель нас не обманул. Это касается источника света, который во все стороны светит одинаково (ламбертиановский источник ). Но светодиод наибольшую силу света имеет на оси, перпендикулярной плоскости кристалла. Иными словами, подвесив светодиод на потолок и померяв люксметром, мы увидим, что чем дальше от оси, тем меньше показания прибора. Все вы наверняка сталкивались с точечными лампами накаливания — это так называемые «зеркалки». Задняя часть колбы у этих ламп покрыта зеркальным составом, и светят они только вниз. Вот вам и аналог.
Особенности практического применения светодиодов — в следующей статье.

(с) Юрий Рубан, февраль 2009 г, https://led22.ru. Пожелания и замечания приветствуются на форуме https://ledway.ru или по электронной почте [email protected]

В каких единицах измеряется освещенность

Если говорить о такой физической величине, как освещённость, что измеряется в люксах, то в системе СГС она рассматривается в фотах.

ПТЭ электрических станций и сетей

1 фот = 10 000 лк = 1*104 lx, что соответствует необходимому уровню освещённости хирургического операционного стола.

К сведению. СГС – классификация абсолютных физических единиц (это, к примеру, сантиметр, грамм, секунда), которая применялась до принятия СИ. Она базировалась на трёх величинах: длина, масса, время. Остальные размерности сводились к ним путём математических вычислений: умножения, возведения в степень и деления.

Перевод люменов в канделы

Еще совсем недавно никто не мог предположить, что светодиоды так быстро займут настолько доминирующее положение на рынке светотехники. Светодиоды сегодня практически повсюду. От индикаторов в бытовой и компьютерной технике до дорожных светофоров и бортовых огней на самолетах и кораблях.

Происходит это потому, что производители светодиодов постоянно увеличивают характеристики их яркости, совершенствуя и совершенствуя данную продукцию для идеального соответствия запросам многочисленных потребителей. Кроме того, значительную роль в популярности современных светодиодов играет постоянное улучшение технологий изготовления их кристаллов, а также использование для производства таких источников искусственного света самых новых, высококачественных и экологически безопасных материалов.

Все это приводит к тому, что сегодня к организации искусственного освещения с помощью разнообразных светодиодов компании-производители подобной продукции должны относиться исключительно комплексно. То есть, помимо оптических свойств светодиодов постоянно должны совершенствоваться также методы измерения основных характеристик любого светодиода: силы света, яркости и светового потока. Остановимся на этих характеристиках более подробно.

Световым потоком называется некоторая физическая величина, которая характеризует собой количество в потоке излучения световой энергии. То есть, речь идет о мощности такого излучения света, которое может восприниматься непосредственно человеческим глазом.

Яркость – это поток света, посылаемый единицей поверхности, видимой в единичном телесном углу в каком-либо конкретном направлении. Другими словами, яркость представляет собой некоторую фотометрическую величину, способную характеризовать излучательную способность тела в одном направлении.

И наконец, сила света представляет собой «количественную» величину потока излучения, которая приходится на единицу телесного угла, предела его распределения. Можно сказать, что световой поток – это количество света, рассчитанное в люменах, которое приходится на 1 стерадиан.

Наиболее распространенными вопросами потребителей являются «насколько яркий световой поток выдают светодиоды?», «какова сила их света в люменах, да и вообще, что такое люмен?», «как пересчитать канделы в люмены?», «почему одни измерения не совпадают с другими измерениями?» и т. д. И частично ответить на эти вопросы поможет наш конвертер для преобразования кандел в люмены и обратно.

Перечень основных единиц измерения света

При изобилии на рынке продукции разнообразных источников светового излучения возникает путаница в терминах. Потребитель слабо ориентируется в маркировке, нанесённой на световые приборы. Часто возникает вопрос: 1 люмен сколько люкс? Между этими понятиями есть существенное отличие.

К основным световым характеристикам относятся:

люкс – количество светового излучения на единицу площади;
люмен – полная величина света, излучаемая источником вокруг себя;
кандела (свеча) – сила монохроматического излучения источником в определённом направлении.

Важно! Если говорить о мощности (Вт), как о характеристике осветительного прибора, то это будет не совсем корректно. Есть некоторая разница. Мощность светового потока измеряется в люменах. Это количество световой энергии, которое излучение переносит через какую-либо поверхность за единицу времени.

Значения люменов для разных осветительных приборов

Современные требования к упаковке осветительных приборов обязывают доводить до потребителя их технические характеристики в полном объеме. Поэтому найти значение в люменах под сокращением «лм» или «lm» будет просто. Например:

лампа накаливания 100 Вт — 1300-1500 лм;
лампа накаливания 60 Вт «General Electric» — 660 лм;
лампа энергосберегающая «NetHaus», галогеновая 13 Вт — 250 лм;
лампа светодиодная (LED) «Gauss Elementary» 12 Вт «как на 100 Вт» — 1130 лм;
лампа светодиодная (LED) «Gauss Elementary» 6 Вт «как на 60 Вт»- 420 лм;
светодиодный светильник Elektrostandard LTB0201D 60 см 18В — 1200 лм;
настольная светодиодная лампа Maytoni Nastro, 15 Вт — 900 лм;
офисный светильник TL-ЭКО на светодиодах 48,5 Вт — 4530 лм (итоговый световой поток после всех потерь).

Формулы вычисления конкретного значения кандел, люменов и люксов

В настоящее время существует множество программ для гаджетов, позволяющих переводить люмены в люксы. Калькулятор может пересчитать и выполнить необходимый перевод одной величины в другую в режиме онлайн. Однако это не помешает узнать, как перевести люкс в люмен и, наоборот, с помощью формул.

Первое определение, которое необходимо знать, – что такое телесный угол. Это угол, вырезающий из сферы поверхность в виде круга с площадью R2 и имеющий центр в сфере с радиусом R. Он обозначается буквой Ω, единица его измерения – 1 стерадиан (sr).

Угол находится по формуле:

Ω = S/ R2,

где:

S – площадь поверхности шарового сегмента сферы;
R – радиус сферы.

После преобразования получится:

Ω = S/ R2 = 4π R2/ R2 = 4π.

Телесный угол Ω, графическое изображение

Второе определение, характеризующее источник освещения, – сила света. Эта физическая величина обозначается буквой I и измеряется в канделах (кд, сd).

Формула силы света выглядит так:

I = F/ Ω,

где:

I – сила света, (сd);
F – световой поток (lm);
Ω – телесный угол, (sr).

Определение силы света

Следующая величина, вступающая в соотношение с предыдущими свойствами света, – световой поток. Имеет буквенное обозначение F, измеряется в люменах (лм, lm) и высчитывается по формуле:

F = I* Ω.

Определение светового потока

В люксах измеряют величину освещённости, которая обозначается буквой Е, с единицей измерения люкс (лк, lk). Её формула имеет вид:

E = F/S,

где:

E – освещённость, лк;
F – поток, лм;
S – площадь освещаемой поверхности, м2.

Пользуясь этими формулами, можно без электронной программы «онлайн-калькулятор» переводить одни величины в другие.

Определение величины освещённости

Внимание! Основное физическое различие между люменом и люксом в том, что по мере удаления от источника излучения значение освещённости (лк) снижается, значение светового потока (лм) остаётся неизменным.

Физические различия между люксом и люменом

Люмены, канделы, ватты и фотоны. Различные единицы — различные результаты измерения чувствительности телевизионных камер на основе ЭОП и ПЗС

«Специальная техника», №5, 2002г., опубликовано с разрешения редакции журнала
М.И. Крутик, В.П. Майоров

Авторы этой статьи работают в и по роду своей деятельности часто сталкиваются с некоторой путаницей в головах наших партнеров и заказчиков в части чувствительности CCD камер.

В представленной статье рассматривается метод оценки чувствительности телевизионных систем (в том числе и импульсных) с использованием энергетических единиц измерения оптического излучения (джоуль, ватт, фотон). По мнению авторов при регистрации изображений данный метод достаточно универсален и применим во всем оптическом спектре излучения. В отличие от этого, метод расчета, основанный на светотехнических единицах (Кандела, люмен, люкс), строго применим только в пределах видимого диапазона. Приведены некоторые примеры энергетических расчетов, которые помогут читателю самому убедиться в простоте метода и однозначности получаемых результатов.

Из множества существующих телевизионных систем в статье рассматриваются только камеры на ПЗС, в том числе и с предварительными каскадами усиления изображения на электронно-оптических преобразователях (ЭОП, английский термин — image intensifier). Рассматриваемый метод, может быть, применим как для стандартного телевизионного режима (режима непрерывного накопления), так и для импульсного (в том числе и однократного).

Чтобы при ознакомлении с последующим материалом не возникало вопросов о корректности применяемых положений, ниже приводятся основные определения из фотометрии и радиометрии.

Введение

Измерением световых величин занимается фотометрия, а измерениями излучения во всем оптическом диапазоне — радиометрия. В соответствии с этим световые единицы часто называют фотометрическими, а энергетические единицы — радиометрическими. Соответствие фотометрических и радиометрических единиц приведено в таблице 1.

Энергетические					Световые
Наименование	Символ	Единица измерения			Наименование	Символ	Единица измерения
Наименование	Символ	Россия	Система СИ	Квантовый аналог	Наименование	Символ	Россия	Система СИ
Поток излучения	*Ф е*	Вт	W	Nph/s (кол-во фотонов в секунду)	Световой поток	*Ф v*	лм	lm
Энергия излучения	*Q e*	Дж	J	Nph (кол-во фотонов)	Световая энергия	*Q v*	лм*с	lm*s
Энергетическая сила излучения (сила излучения)	*I e*	Вт/ср	W/sr	Nph/sr·s (кол-во фотонов в телесном угле 1ср в секунду)	Сила света	*I v*	лм/ср =кд	lm/sr=cd
Поверхностная плотность потока излучения (энергетическая светимость)	*M e*	Вт/м 2	W/m 2	Nph/m2·s (кол-во фотонов излучаемых с 1м 2 в секунду)	Поверхностная плотность светового потока (светимость)	*M v*	лм/м 2	lm/m 2
Энергетическая освещенность (облученность)	*E e*	Вт/м 2	W/m 2	Nph/m2·s (кол-во фотонов на 1м 2 в секунду)	Освещенность	*E v*	лк	lm/m2= lx
Энергетическая яркость	Le	Вт/ср*м 2	W/sr*m 2	*Nph/sr·m2s** (кол-во фотонов в телесном угле в 1ср на 1м 2 в секунду)	Яркость	*L v*	лм/ср*м 2 = кд/м 2 = нит	lm/sr*m2 = cd/m2 =nit

Таблица 1. Основные энергетические и световые величины, в соответствии с системой СИ и Международным светотехническим словарем. Нижний индекс e при соответствующих величинах обозначает их энергетический характер, а индекс v — фотометрический. Из всей огромной области оптической области излучения (10 нм — 1 мм) лишь узкая полоса спектра от 380 до 780 нм (световое излучение) может восприниматься человеческим глазом.
Вся метрология в видимой области спектра основана на глазе стандартного фотометрического наблюдателя, чувствительность которого к световому излучению функционально зависит от длины волны. Эта функция V( ) называется «спектральная световая эффективность» V( ). Ее графический вид представлен на рисунке 1, табличный — в таблице 2 [ 1].

Рисунок 1. Графический вид спектральной световой эффективности

l, нм	V( l )	l , нм	V( l )	l , нм	V( l )	l , нм	V( l )
380	0,00004	480	0,139	580	0,870	690	0,0082
390	0,00012	490	0,208	590	0,757	700	0,0041
400	0,00040	500	0,323	600	0,631	710	0,0021
410	0,0012	510	0,503	610	0,503	720	0,00105
420	0,0040	520	0,710	620	0,381	730	0,00052
430	0,0116	530	0,862	630	0,265	740	0,00025
440	0,023	540	0,954	640	0,175	750	0,00012
450	0,038	550	0,995	650	0,107	760	0,00006
460	0,060	555	1,0000	660	0,061	770	0,00003
470	0,091	560	0,995	670	0,032
570	0,952	680	0,017

Таблица 2. Табличный вид спектральной световой эффективности — длина волны излучения в нанометрах, V( ) -значения относительной спектральной эффективности при заданном значении .
Исторически сложилось так, что сначала развивалась метрология световых измерений. Именно глаз на протяжении более чем 200 лет, был тем самым эталонным приемником излучения, на основе которого и проводились все оценки и измерения силы света, яркости и освещенности. Впоследствии был создан прибор для измерения освещенности (люксметр), который имеет спектральную характеристику, совпадающую со спектральной характеристикой глаза стандартного наблюдателя.

Телевизионные камеры на ПЗС матрицах и электронно-оптических преобразователях изображения (ЭОП), имеют спектральные характеристики, значительно отличающиеся от спектральной эффективности глаза. Их диапазон может простираться от ультрафиолетового (120 нм для ЭОП) до инфракрасного (1мкм для ЭОП и ПЗС). Применения данных приборов в условиях, когда на их вход поступает излучение более широкого спектра, чем видимое приводит к тому, что показания люксметра (измеряющего излучение только видимого диапазона) не несут практически никакой достоверной информации. В статье будет приведен расчет, который показывает, что для 1/2″ матрицы ПЗС камеры рекламируемая освещенность в 0,0003 лк соответствует энергетической экспозиции на одну ячейку данной матрице менее 1 фотона.

Для качественного объяснения таких ошибок рассмотрим пример использования в ночных условиях низкоуровневой телевизионной камеры с каскадом усиления изображения на ЭОП с арсенид-галиевым фотокатодом.

На рисунке 2 представлены относительные спектральные характеристики:

излучения ночного свода (кривая 3) [2];
чувствительности арсенид-галиевого фотокатода ЭОП (кривая 2);
чувствительности глаза человека и совпадающую с ней чувствительности прибора, измеряющего освещенность — Люксметра (кривая 1);
чувствительности ПЗС матрицы ICX249 фирмы SONY (кривая 4).

Рисунок 2. Относительные спектральные характеристики: различных фотоэлектронных приемников (1,2,4); излучения безлунного ночного небосвода (3)

Из приведенных графиков видно, что в условиях безлунной ночи мощность инфракрасного излучения ночного свода ( >760 нм) значительно превышает его мощность излучения в видимом диапазоне. Люксметр при этом измеряет только видимую очень незначительную часть всего потока излучения. Она сосредоточена в диапазоне 400 — 700 нм. В отличие от него фотокатод ЭОП чувствует оптическое излучение в диапазоне 600 — 900 нм и его фотокатод «работает» с большим потоком. Аналогичные выводы получаются при применении в тех же условиях телевизионной ПЗС камеры, кремниевый кристалл которой так же имеет хорошую чувствительность в инфракрасном диапазоне до 1 мкм (кривая 4).

Из всего выше изложенного можно сделать вывод, что для телевизионных систем, обладающих спектральными характеристиками отличными от спектральной чувствительности глаза, применение светотехнических единиц (люкс, люмен и т.п.) не совсем корректно (корректно, но не совсем или совсем не корректно — выбор за читателем).

Метод оценки и расчета чувствительности телевизионных систем в энергетических единицах (ватт, джоуль, количество фотонов) свободен от указанных недостатков

Основные определения и константы

В начале несколько основных определений. Принятое в 1948 году и действовавшее до 1979 года определение канделы звучало следующим образом:

Кандела — сила света, излучаемого в перпендикулярном направлении 1/600 000 м 2 поверхности черного тела при температуре затвердевания платины (2042 К) и давлении 101 325 Н/м2.

Различные эксперименты давали результаты, которые показали, что на длине волны = 555 нм излучение в 1 Вт соответствует световому потоку в 676 — 688 лм. Это соотношение уже тогда давало возможность пересчитывать люмены в ватты и обратно, хотя у оппонентов оставались сомнения в корректности применяемого метода.

В 1979 году 16-й Генеральной Конференции по Мерам и Весам было принято новое определение канделы [3] .

Кандела — сила света в данном направлении от источника монохроматического излучения с частотой 540*1012 Гц, имеющего интенсивность излучения в этом направлении равную 1 / 683 Вт в телесном угле равном одному стерадиану.

Частота излучения 540*1012 Гц соответствует длине волны = 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.

На основе данного фундаментального определения можно однозначно переводить фотометрические единицы в радиометрические и обратно.

Еще одно (и последнее), что нам необходимо — формула расчета энергии кванта. Дело в том, что во многих случаях энергетический расчет удобнее делать не в интегральных величинах (ватт, джоуль и их производные), а в количествах фотонов (в единицу времени, на единицу площади и т.п.). В частности, уже многие и разработчики ПЗС камер и квалифицированные пользователи оценивают их чувствительность по числу электронов в ячейке (другими словами по числу квантов). Поэтому представляет определенный интерес расчет всего фотоэлектронного комплекса (входной объектив + ЭОП + проекционный объектив + ПЗС камера) на основе квантовой природы света. Тем более что такой расчет очень удобен при импульсном режиме облучения регистрируемого изображения (в том числе и однократном).

Энергия кванта излучения (фотона) вычисляется по известной формуле:

Q = (h * c) / (1)

где: c — скорость света в вакууме (2,998*108 м/с); h — постоянная Планка (6,6262*10-34 Дж · с); — длина волны излучения (м).

Энергия кванта излучения при 1 = 555 нм соответственно равна:

Q ( 1) = 3,58 * 10-19 [Дж]. (2)

Обратная величина соответствует числу квантов за секунду в излучении мощностью 1 Вт при 1 = 555 нм:

Nph [1Вт] ( 1) = 1 / Q ( 1) = 1 / 3,58 * 10 -19 = 2.79*1018 [фот /с] (3)

Нижний индекс ph означает, что речь идет о фотонных величинах. Из определения канделы следует, что при 1 = 555 нм:

Nph [1Вт] ( 1) = 683 лм (4)

Следовательно, можно получить точное значение числа фотонов при 1 = 555 нм за секунду в световом потоке равном 1 / 683 Вт, что на данной длине волны соответствует световому потоку в 1 лм:

Nph [1лм] ( 1) = Nph [1Вт] ( 1) / 683 = 0,409*10 16 [фот /с] (5)

Используя определение единицы освещенности, находим, что при 1 = 555 нм число фотонов, падающих за 1 секунду на поверхность в 1 м2 при освещенности в 1 лк равно:

Nph [1лк] = N ph [1лм] / м2 = 0,409*1016 [фот /(с*м2)] (6)

Теперь можно показать, почему применение светотехнических единиц (люмен, люкс и т.п.) в расчете чувствительности телевизионных систем часто дает ошибочные результаты.

Для этого приводится сравнительный расчет среднего числа электронов в ячейке ПЗС матрицы при ее облучении одной и той же мощностью излучения при двух различных длинах волн: 1 = 555 нм и 2 = 630 нм. Показания люксметра, при этом, будут наглядной демонстрацией доказываемого утверждения. Как указывалось выше, его относительная спектральная характеристика аналогична относительной спектральной световой эффективности глаза стандартного фотометрического наблюдателя ( рис.1, табл.2 ).

Для упрощения вычислений поток излучения Фе1 примем равным:

Фе1 = 1/ 683 Вт

При 1 = 555 нм такой поток излучения соответствует световому потоку

Фv1 = 1 лм

При условии, что заданный поток падает на площадь в 1м 2 облученность, поверхности ПЗС матрицы составит

Ee1 = (1/ 683) Вт/м 2

Что соответствует освещенности,

Ev1 = 1 лк

Это значение освещенности при 1 = 555 нм и покажет люксметр.

Теперь рассчитывается среднее число электронов, генерируемые в ячейке ПЗС матрицы, при облучении ее заданным потоком. В качестве примера взята ПЗС матрица фирмы SONY — ICX249AL (pdf, 221 Kb)

Это 1/2 дюймовая матрица с характеристиками:

размер активной части кристалла::::.. 6,47 * 4,83 мм
число активных пикселей:::.:::::::752 * 582
размер пикселя :::::::::::::. 8,6 * 8,3 мкм
относительная спектральная характеристика :.( рис. 2, кривая 4)
1 квантовая эффективность матрицы при ( 1~ 555 нм) ~ 0,6
2 квантовая эффективность матрицы при ( 2 ~ 630 нм) ~ 0,7
время накопления ::::::::::::::::20 мс

Из приведенных выше расчетов (1) — (6) получили, что при 1 = 555 нм облученности E e1 соответствует поверхностная плотность фотонов

Nph1( 1) = 0,409*1016 [фот /(с*м2)]

Из вычисленной площади пикселя матрицы

Spix = 8,6 * 8,3 * 10 -12 = 7,14* 10-11 м2 (7)

и заданного времени накопления t н = 20 мс

определяется число фотонов (при 1 = 555 нм) падающих на пиксель матрицы за указанное время

Nph1-pix( 1) = Nph1 ( 1) * Spix * tн = 5,84 * 103 [фот]

Квантовая эффективность матрицы ICX249 при 1 = 555 нм примерно равна 0,6 ( рис.2, кривая 4).

Таким образом, при облученности ( 1 = 555 нм) поверхности ПЗС матрицы равной Ee1 = (1/ 683) Вт/м2 среднее число электронов накопленных в одном пикселе за t н = 20 мс равно

N[el]1-pix = N ph1-pix ( 1) * 0,6 = 3,36 * 10 3 [el] (8)

Здесь нижний индекс [el] означает, что речь идет о количестве электронов.

Теперь рассчитывается среднее число электронов в ячейке при той же облученности в 1/ 683 Вт/м2 , но при 2 = 630 нм.

Из (1) находим энергию кванта:

Q ( 2) = 3,15 * 10-19 [Дж] (9)

Число фотонов в потоке мощностью в 1 Вт за 1 секунду при 2 = 630 нм соответственно равно

Nph[1Вт] ( 1) = 1 / Q ( 2) = 3,17*1018 [фот /с] (10)

а в потоке мощностью в 1/ 683 Вт соответственно

Nph [1/ 683Вт] ( 2) = (3,17*1018 ) / 683 = 0,46*1016 [фот /с] (11)

При условии, что данный поток падает на площадь равную 1 м 2, соответствующая плотность фотонов (фотонная освещенность) равна

Nph2( 2) = 0.46*1016 [фот /(с*м2)] (13)

Умножая полученное значение на площадь ячейки матрицы S pix (7) и время накопления t н, находим число фотонов (при = 630 нм) падающих на пиксель за указанное время

Nph2-pix( 2) = Nph2 ( 1) * Spix * t н =6,625 * 103 [фот] (14)

Квантовая эффективность матрицы ICX249 при = 630 нм примерно равна 0,7 (рис.2 , кривая 4). В результате получаем, что среднее число электронов накопленных в одной ячейке за 20 мс равно

N[el]2-pix = N ph2-pix ( 2) * 0,7 = 4,64 * 10 3 [el] (15)

Необходимо напомнить, что на длине волны = 555 нм энергетической облученности в 1 /683 Вт соответствует освещенность в 1 лк, а на длине волны = 630 нм той же облученности соответствует освещенность в 0,265 лк. Это следует из спектральной световой эффективности ( рис. 1, таблица 2 ).

Таким образом, в энергетических единицах [Вт] чувствительность матрицы ICX249 на длине волны = 630 нм примерно в 1,4 раза больше, чем на = 555 нм. Но в световых единицах [лк] на этой же длине волны ее чувствительность больше уже в 5,3 раза (в попугаях удав оказался значительно длиннее).

Сведем полученные результаты [(6), (8), (13) и (15)] в таблицу 3:

Энергетическая облученность	Соотв. световая освещенность [лк]	Энергия кванта [Дж]	Соотв. число фотонов	Число фотонов на кристалл CCD за 1 сек S = 5.13* 10-5 м 2	Число фотонов на пиксель CCD за 1сек s= 7,14* 10 -11м 2	Число фотонов на пиксель CCD за 20 мс	Число электронов накопленных в пикселе CCD за 20 мс
1,0 [Вт/м2 ] при l = 555 нм	683	3,58*10 -19	2.79* 10 18	1,43*10 14	2,0*10 8	4,0* 10 6	насыщение
1,0 [Вт/м2 ] при l = 630 нм	181	3,15*10 -19	3,17*10 18	1,63*10 14	2,26*10 8	4,45* 10 6	насыщение
1/683 [Вт/м2 ] при l = 555 нм	1	3,58*10 -19	4,08*10 15	2,09*10 11	2,93*10 5	5860	3500 (QE=60%)
1/683 [Вт/м2 ] при l = 630 нм	0,265	3,15*10 -19	4,64*10 15	2,38*10 11	3,31*10 5	6625	4640 (QE=70%)
*1,464 10-5 [Вт/м2] при l = 555** нм	10 -2	3,58*10 -19	4,08*10 13	2,09*10 9	2930	58	35
*1,464 10-6 [Вт/м2] при l = 555** нм	10 -3	3,58*10 -9	4,08*10 12	2,09*10 8	293	5 — 6	3 — 4
*1,464 10-7 [Вт/м2] при l = 555** нм	10 -4	3,58*10 -19	4,08*10 11	2,09*10 7	29	0,5 -0,6	0,3 — 0,4 ?!

Таблица 3

При освещенности на поверхности матрицы равной 10 -2 лк ( = 555 нм) в каждом пикселе формируется сигнальный заряд равный 35 электронам. В таком случае, что может означать указанная производителем чувствительность 0,0003 лк для CCD камеры WAT-902H, в которой установлена матрица ICX249? При такой освещенности за время накопления в 20 мс на ячейку приходит в среднем 1- 2 фотона, что дает в среднем менее 1 электрона на пиксель.

Из таблицы 3 видно, что для формирования в ПЗС матрице сигнала равного собственному шумовому уровню электронов в ячейках, освещенность на ее поверхности должна быть не менее 10 -2 лк.

То, что многие ПЗС камеры рекламируют для работы при значительно более низких освещенностях, говорит только об их хорошей чувствительности в инфракрасной области. Но к люксам это уже не имеет отношения.

Представленный метод оценки энергетической чувствительности фотоприемников приведен только для монохроматического излучения. Оценка чувствительности ПЗС или ЭОП при работе с немонохроматическими источниками излучения требует обязательного знания как спектральных характеристик фотоприемников, так и спектрального состава излучения. Расчет представляет собой своеобразную свертку этих двух функций. На практике чаще всего такая свертка осуществляется графически. Разделяя весь спектральный диапазон на интервалы, в пределах которого, с допустимой погрешностью, можно считать значение мощности излучения источника и квантовой эффективности фотоприемника постоянными, выполняется расчет для каждого из интервала. Затем полученные результаты суммируются.

Литература

1. М.И. Эпштейн. Измерения оптического излучения в электронике. «Энергия», 1975г. 2. В.А. Орлов, В.И. Петров. Приборы наблюдения ночью при ограниченной видимости. М. Военное издательство, 1989г. 3. NIST Special Publication SP330 «The International System of Units (SI).» The US edition of the above BIPM publication.

Дополнение:
Уже после опубликования этой статьи выяснилось, что к аналогичным выводам пришел Н.Е. Уваров в своей статье СЕКРЕТЫ ВЫСОКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ТВ КАМЕР , опубликованной в журнале «Алгоритм безопасности» №6, 2002.

Обозначения на источниках света

При выборе любого источника света, будь то лампочка, светильник или прожектор, необходимо тщательно изучать маркировку, нанесённую на осветительный прибор. Даже если помнить о том, что величина освещения измеряется в люксах, этих данных среди информации можно не обнаружить. Маркировка, наносимая на видимую часть колбы или на корпус светильника:

товарный знак производителя;
величина используемого напряжения, В;
количество ламп в светильнике и мощность;
название светильника и тип;
класс защиты;
способ установки;
дата изготовления.

В некоторых случаях наносится допустимое расстояние до освещаемой поверхности, если светильник может вызвать изменение температурного режима освещаемого объекта.

Расшифровка маркировки осветительного прибора

Основные выводы

Знать точные определения понятий, используемых при расчетах систем освещения, рядовому потребителю не обязательно. Если необходимо просто заменить выгоревшую лампочку, достаточно помнить, что ватт – это совсем не люмен. Первый определяет мощность, второй – освещенность. При переходе на другой вид источников света вполне можно обойтись без расчетов, если найти таблицу в интернете.

Сейчас при покупке ламп необходимо ориентироваться не на ватты, а на люмены, и помнить, что этот показатель во многом зависит от конструкции источника. Например, люминесцентная лампа вполне способна обеспечивать 2500-2500 лм, причем показатель зависит от особенностей колбы. Чаще всего проблемы создают светодиодные источники, если покупаются некачественные изделия.

При выборе необходимо учитывать так же снижение яркости свечения в процессе эксплуатации. Показатели у разных источников отличаются. Лампа накаливания может терять до 15% потока, люминесцентная – до 30%, светодиодная – до 5-10%. При покупке обязательно учитывается необходимый запас.

Если проводится самостоятельный ремонт с изменением системы освещения, лучше заказать светорасчет. Любая ошибка может обернуться дополнительными затратами. Самостоятельно учесть все нюансы без специального программного обеспечения невозможно. При верном выборе специалиста он поможет выбрать вид ламп, позволяющий сэкономить на электроэнергии. После установки не будет неприятного сюрприза в виде недостаточного уровня освещенности.

Освещенность и светодиодные приборы

В организации освещения всё большую популярность приобретают светодиодные лампы, LED-светильники, светодиодные панели и ленты. Светодиодная лампа представляет собой прибор, в состав которого входят:

панель с RGB светодиодами;
источник питания светодиодов (драйвер);
теплоотводящая панель (радиатор);
цоколь и колба;
нижний и верхний держатели.

Освещённость объекта регулируется количеством установленных в лампу led-светодиодов. Спектр белого цвета варьируется от холодного к тёплому, благодаря RGB светодиодам. Три полупроводниковых кристалла в одном корпусе излучают три базовых цвета: красный (R), зеленый (G), синий (B).

Светодиодная лампочка

Важно! У светодиодных источников высокие параметры отдачи света. F – световой поток, колеблется от 50 до 100 лм на 1 Вт мощности. Это в 2-3 раза больше, чем у галогенных ламп, и почти в 6 раз выше, чем у ламп накаливания.

У светодиодных источников практически не теряется мощность на нагрев корпуса. Высокий срок службы (до 100 тыс. ч.) при коэффициенте полезного действия (КПД) более 85%.

Обычный светодиод — с чем его едят

Первым полупроводником в истории был Иван Сусанин.

Как ни верти, а придется вначале коснуться законов обычного электричества. В наглядных примерах, конечно Все мы знаем — что такое 220 вольт — это то, что может как следует стукнуть, если не соблюдать меры предосторожности. Когда вы покупаете электроприбор, например, утюг — в паспорте написано, на какое напряжение он рассчитан. Обычно это 220 вольт. Но в этом же паспорте еще указаны такие параметры — переменное напряжение с частотой 50 герц. Зачем-то же производители упорно указывают эти параметры для вас ? Возьмите в руки любой технический паспорт на электроприбор и посмотрите — там указано, что напряжение питания должно быть — ~ 220 вольт, 50 Гц. Давайте разберемся — что это такое. Значок «~» означает, что напряжение должно быть переменным. В автомобильной бортовой сети, например, напряжение постоянное. И у пальчиковой батарейки оно постоянное. Разница простая — у постоянного напряжения есть плюс и минус — у переменного нет. А почему нет ? Все очень просто. В сети с переменным напряжением плюс и минус постоянно меняются местами. Один и тот же контакт — то плюс, то минус. Как часто ? А вот для этого и существует еще одно значение — 50 Гц. Что такое Гц ? Это одно колебание в секунду. То есть в нашей домашней сети плюс меняется с минусом пятьдесят раз в секунду. А теперь — какая практическая польза от этих знаний, какое это имеет оношение к светодиоду? Давайте разбираться. Предположим, у вас в руках лампочка на 220 вольт 100 ватт. Если вы ее включите в электрическую сеть — она засветится на все свои сто ватт. А если нам не нужны эти 100 ватт ? А нужно, скажем, 50 Вт ? В этом нам поможет ДИОД.

Если разбить слово «светодиод» на составляющие, то мы получим «свето» и «диод«. То есть это обычный диод, который еще и светится. Диод — это такой прибор, который лучше всего сравнить, например, с клапаном или ниппелем в автоколесе. Туда вы можете закачать воздух, а обратно — ниппель не пускает. Обычный диод выглядит как черный бочонок с двумя выводами — плюсом и минусом. Вот его мы и можем использовать для практических опытов, которые многим помогают закрепить материал. Конечно, опасно начинать опыты сразу с 220 вольтами, но при должной осторожности ничего страшного не произойдет. Тем не менее, все опыты вы проводите на свой страх и риск Нам понадобится лампочка от холодильника на 220в, 15 Вт. Для нее нужно найти подходящий патрон и вывести из него два провода. Затем нам понадобится любой диод, который можно добыть, например, из любого неисправного телевизора или магнитофона. Чем больше он будет размером — тем лучше. Совсем маленькие брать не надо — 220 вольт все-таки. Возле него обычно есть обозначение в виде треугольника. Затем нам понадобится сетевой шнур с вилкой, некоторое количество проводов и паяльник. Для начала просто подсоедините лампочку к сети и запомните — как она светится. Затем отсоедините и соберите цепь по схеме слева. Не забудьте тщательно заизолировать изолентой все соединения. Включайте в розетку. Как видите, лампочка светит гораздо хуже. Это и неудивительно — она теперь получает только половину нужного ей напряжения — вторую диод не пускает. Если опыт у вас удался, а диод достаточно большой — вы теперь можете сделать любую свою лампочку пратически вечной. Например, светит у вас в коридоре лампа на 50 ватт и постоянно перегорает. Возьмите 100 ваттную, включите ее через диод — светить она будет примерно как 50 ватт, зато не будет перегорать. Есть, правда, один нюанс — диод должен быть расчитан на напряжение 350-400 вольт и ток не менее ампера. Лучше всего купить такой в магазине радиодеталей.

Ну, раз мы разобрались с тем, что такое диод, есть смысл перейти к интересующей нас теме — светодиоду. У светодиода, как теперь понятно, тоже есть плюс и минус. То есть для его работы нужен источник постоянного напряжения — аккумулятор, батарейка, блок питания. На блоке питания должно быть указано, что он выдает постоянное напряжение (DC). Обычно на крышке блока есть наклейка такого содержания. Input — ~220V 50HZ, output — 12v, 0,5 A DC Это значит, что такой блок может выдать постоянное напряжение 12 вольт и ток 0,5 ампера. Отметим, что зарядное устройство для сотовых телефонов — это тоже блок питания. Оно обычно имеет параметры 5-6 вольт, 0,2-0,5 А. Зачастую его очень удобно использовать для питания светодиодов, потому что зарядное устройство стабилизирует ток. Но об этом позже, в следующих статьях. Нам важны два параметра — рабочее напряжение светодиода и ток. Рабочее напряжение светодиода называют еще «падением напряжения». В сущности, этот термин обозначает, что после светодиода напряжение в цепи будет меньше на размер этого самого падения. То есть если мы подадим питание на светодиод, у которого падение напряжения 3 вольта, то он эти три вольта сьест, и включенному после него в эту же цепь прибору достанется на 3 вольта меньше. Но самое главное, что нужно усвоить — светодиоду важен ток, а не напряжение. Напряжения он возьмет столько, сколько ему нужно, а вот тока — сколько дадите. То есть если ваш источник питания может выдать 10 ампер — светодиод будет брать ток, пока не сгорит. Логика тут простая — подключенный светодиод потребляет ток и начинает греться. Чем сильнее он греется — тем больше тока через него может пройти — он же от нагрева расширяется. Вместе с током растет падение напряжения на диоде. И так пока не сгорит совсем — ток-то никто не ограничил. А делать это надо обязательно, используя ограничивающий элемент. Отметим, что если источник питания имеет выходное напряжение, равное рабочему напряжению светодиода — ток ограничивать необязательно. То есть если у вас есть, например, белый светодиод и аккумулятор на 3,6 вольт от сотового телефона — можете прямо к этому аккумулятору и подключить — ничего светодиоду не будет. Он и рад бы побольше тока хапнуть — а напряжения не хватает. Так что аккумулятор от сотового на 3,6 в — идеальный источник питания для экспериментов с белыми и синими светодиодами. Почему только с ними — об этом в других статьях. В общем, последовательно со светодиодом нам нужно поставить этакий кран и закрутить его на нужное нам значение. В роли такого крана могут выступать разные приборы. Самый простой из них — резистор. Как правильно ограничить ток светодиода говорится в моей статье о подключении светодиодов в авто. А мы пойдем дальше. Правда, если вам неинтересно, как работает светодиод, а всего лишь хочется узнать о его практическом применении — лучше перейти в конец страницы и выбрать другую часть «Для чайников». Но если вы твердо намерены узнать о твердотельных источниках света «с азов» — продолжим знакомство

Где используются

Понятия «Люкс» и «Люмен» применимы для всей продукции, которая излучает свет, поэтому они используются для успешного решения следующих бытовых задач:

Предотвращение перерасхода электроэнергии на работу осветительных приборов.
Проверка и определение освещенности в жилом помещении на соответствие норме. Для измерения используют люксметр.

Люксметр

Расположение светильников для создания одинаковой освещенности в любой точке комнаты.
Профилактика глазных заболеваний, возникающих из-за недостатка света.

Важно! Правилами СанПиНа от 2.2.1/2.1.1.1278-03 установлена средняя освещенность зданий, учреждений, жилых помещений. Люксы помогают определить, достаточно ли освещена комната для комфортной жизнедеятельности и работы человека.

СанПиН

Нормативы на искусственное освещение в жилых помещениях следующие:

Коридор, ванна и туалет – 50 Лк;
Гардеробная – 75 Лк;
Детская комната – 200 Лк;
Рабочий кабинет – 300 Лк;
Кухня, жилая комната – 150 Лк.

Видео

Кофе в капсулах Nescafe Dolce Gusto Cappuccino, 8 порций (16 капсул)

435 ₽ Подробнее

Кофе капсульный Nescafe Dolce Gusto Кафе О Ле Кофе с молоком, 3 упаковки по 16 капсул

1305 ₽ Подробнее

Телевизоры 24 дюйма

Как перевести люксы в люмены

Однако, если известно нужное значение освещенности в люксах и площадь освещаемой поверхности, можно подсчитать требуемую величину светового потока в люменах. При этом следует понимать, что подсчет будет выполнен со многими допущениями, так как приблизить условия его выполнения к физически идеальным не представляется возможным. При подсчете следует принять, что:

источник света располагается в центре;
освещенность равномерна на всей площади, что практически невозможно;
на всю площадь поверхности свет падает под одинаковым углом;
поверхность освещается изнутри мысленной сферы, предполагаемой вокруг источника.

Важно! Практическая формулировка этой задачи звучит намного проще: есть норма освещенности в люксах для конкретного помещения, например, для офиса – 300 лк. Сколько светильников нужно разместить, чтобы её соблюсти? Для этого сначала вычисляется требуемое значение в люменах. Неизбежная неравномерность в освещенности может быть скорректирована дополнительной подсветкой.

Для того, чтобы получить значение в люменах, нужно норму в люксах умножить на значение площади, нуждающейся в освещении.

Пример: Пусть офис при норме в 300 лк имеет длину стен 10 метров, а высоту потолка – 4 метра. Требуется подсчитать минимальное количество люменов, необходимое для соблюдения норматива.

Площадь пола и потолка составит: 10 х 10 = 100 м². Площадь каждой стены: 4 х 10 = 40 м². Теоретически с допущением на равномерное освещение и расположение источника, равноудаленного от всех точек поверхности, задача решается так: 300 лк х (4 х 40 + 100 + 100) м² = 300 х 360 = 108 000 лм. Если это астрономическое значение “перевести” в обычные 100-ваттные лампы накаливания, то потребуется всего лишь… 72 штуки.

Практический подход будет другим. Совершенно не нужно освещать потолок – рабочие места сотрудников находятся внизу. Более того, конструкция многих потолочных светильников делает невозможным распространение света вверх. Значит из вычислений нужно убрать площадь потолка:

300 лк х 260 м² = 78 000 лм.

Современные потолочные светильники со светодиодами могут выдавать 5000 люменов. Соответственно их потребуется 16 штук (78 000/5000) с округлением до целого числа.

Это количество можно снизить. Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 замер освещенности производится над рабочей поверхностью, а также в контрольных точках, удаленных от стен и световых проемов на 1 м. Достаточно разместить осветительные приборы над рабочими местами сотрудников. Математически уменьшив геометрические характеристики пола на 1 м с каждой стороны, получим:

300 лк х (160 + 64)м² = 300 х 224 = 67200 лм. Что в потолочных светильниках составит: 14 штук с округлением до целого числа.

Примечания и ссылки

Производные единицы СИ, Национальный институт стандартов и технологий.
«Люкс». Освещение / Излучение, количества и единицы
. Международная электротехническая комиссия. 1987 г.. Получено 30 ноября 2022.
Руководство NIST по единицам СИ. Глава 9 — Правила и стили для написания названий единиц, Национальный институт стандартов и технологий.
^ абcdе
Шлитер, Пол (1997–2009). «Радиометрия и фотометрия в астрономии». Освещенность звездным светом совпадает с минимальной освещенностью человеческого глаза, в то время как лунный свет совпадает с минимальной освещенностью цветового зрения человеческого глаза (IEE Reviews, 1972, стр. 1183).
Kyba, Christopher C.M .; Мохар, Андрей; Пош, Томас (1 февраля 2017 г.). «Насколько ярко лунный свет?». Астрономия и геофизика
.
58
(1): 1.31–1.32. Дои:10.1093 / astrogeo / atx025.
«Справочник по электрооптике» (pdf). photonis.com
. п. 63. Получено 2 апреля 2012.[
мертвая ссылка
]
«Комментарии NOAO и рекомендуемые уровни освещенности в помещении» (PDF).
^ аб
Груши, Алан (июнь 1998 г.). «Глава 7: Технологии бытовой техники и возможности сокращения выбросов».
Стратегическое исследование вопросов бытовой энергии и парниковых газов
(PDF).
Sustainable Solutions Pty Ltd
. Департамент промышленности и науки Австралийского Союза. п. 61. Архивировано с оригинал (PDF) 2 марта 2011 г.. Получено 26 июн 2008.
Австралийское управление теплицы (май 2005 г.). «Глава 5: Оценка экономии на освещении». Рабочий ресурс энергии и учебный комплект: освещение
. Архивировано из оригинал 15 апреля 2007 г.. Получено 17 марта 2007.
«Калькулятор производительности при слабом освещении». Архивировано из оригинал 15 июня 2013 г.. Получено 27 сентября 2010.
Дарлингтон, Пол (5 декабря 2022 г.). «Лондонский метрополитен: свет не горит». Железнодорожный инженер
. Получено 20 декабря 2022.
«Как пользоваться люксметром (австралийская рекомендация)» (PDF). Устойчивость Виктория. Апрель 2010. Архивировано с оригинал (PDF) 7 июля 2011 г.
«Иллюминация. — 1926.56». Нормы (стандарты — 29 CFR)
. Управление по охране труда и технике безопасности Министерства труда США. Архивировано из оригинал 8 мая 2009 г.
Европейский закон UNI EN 12464
^ аб
Шлитер, Секция 7.
Шлитер, Секция 14.
Джек Л. Линдси, Прикладная светотехника
, Fairmont Press, Inc., 1997 г. ISBN 0881732125 стр. 218