Перевод люмены в канделы и обратно

Единица измерения Лю́мен (обозначение: лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ.

Количество люмен указывает, сколько света испускает точечный источник света во всех направлениях. Чем больше число люмен, тем больше света.

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд · ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.

Единица измерения Канде́ла (обозначение: кд, cd) — единица измерения силы света в СИ (от латинского candela, свеча).

Количество кандел указывает, сколько света испускает точечный источник света в одном направлении, в котором она светит наиболее интенсивно.

Одна кандела — сила света в данном направлении от источника монохроматического излучения с частотой 54 · 1013 Гц, (555 нм, зеленый цвет) имеющего интенсивность излучения в этом направлении равную 1 / 683 Вт в телесном угле равном одному стерадиану.

Калькулятор для перевода люмен в канделы

Рассчёт ведется по формуле:
   Fv=I·2π(1-cos(α))

где мы имеем:
Fv - световой поток
Iv - сила света
α - угол половинной яркости

Для расчета введите угол и силу света (световой поток). Пожалуйста стоит учесть, что результаты расчета зависят от оптических параметров светодиода и дают ориентировочный результат!

 

Канделы в люмены
Сила света, мКд
Половинный угол яркости светодиода
Итого световой поток, мЛм:

Люмены в канделы
Световой поток, мЛм
Половинный угол яркости светодиода
Итого сила света, мКд:


 

Световой поток различных источников света

Приведены сравнительные параметры некоторых источников света, значения могут отличаться в зависимости конкретного экземпляра

Тип источника света Световой поток (люмен) Сила света (кандел) лм/ватт

Лампа накаливания 40 Вт 415 35 10
Лампа накаливания 100 Вт 1550 1300 15
Люминесцентная лампа 40 Вт 2500 2200 60
Газоразрядная лампа 35 Вт (ксенон с учетом оптики фары) 3000 15000 90
Светодиод Cree XLamp XP-L 6 Вт 1226 550 200

Мощность излучения, взаимосвязь энергии света и светового потока

Достаточно критичным параметром для оценки эффективности энергопотребления светодиодного светового электронного прибора считается соотношение между излучаемой кристаллом мощностью и мощностью, выделяемой в виде тепла.

Излучаемый полупроводниковым светодиодом свет, как известно, обладает определенной энергией и энергия света зависит от длины волны. В то же время величина  силы света не является линейно пропорциональной энергии светового излучения, а зависит от чувствительности рецепторов человеческого глаза. Иными словами говоря, сила света - это мощность светового излучения, которое доступно для восприятия человеческим глазом. Чтобы пересчитать излучаемую энергию (Ватты) в световой поток (люмены), нужно знать длину волны излучения и кривую чувствительности человеческого глаза. Из этого следует, что для монохромного излучения такая вычислительная  задача решается вполне тривиально, а для светодиода святящего белым цветом, необходимо еще знать более детально спектр  излучения и технологию изготовления, и только исходя уже из  этой информации формируется методика рассчёта.

Цвет излучения Формула пересчета светового
потока в энергию излучения
Опт. мощность при
Fv = 100 люмен, Вт
Сила света при
P = 1 Вт, лм

красный 650 нм Р= Fv/68,3 Вт/лм 1.46 68.3
оранжевый 625 нм Р= Fv/222 Вт/лм 0.45 222
зеленый 555 нм Р = Fv/683 Вт/лм 0.15 683
синий 465 нм Р= Fv/68,3 Вт/лм 1.46 68.3
белый Р= Fv/243 Вт/лм 0.41 243

Таким образом можно оценить, что белый светодиод мощностью 1 Вт с эффективностью 100 лм/Вт излучает в виде света 0,4 Вт и 0,6 Вт рассеивает в виде тепла, а лампа накаливания из потребляемых 100 Вт излучает в видимой области спектра только 6 Вт (0,06 Вт на 1 Вт).

Энергия, потребляемая источником света от питающего источника, не полностью преобразуется в излучение. Особенно это актуально для светодиодных ламп. Кроме потерь энергии в самом светодиоде, мощность теряется в преобразователе питания, часть света задерживается оптикой - отражателями, рассеивателями, линзами. При использовании светодиода с эффективностью 100 lm/Вт, эффективность лампы редко достигает 80 lm/Вт, а для наиболее распространённых источников овещения бывает 60-70 lm/Вт. В итоге, современные светодиодные источники освещения примерно в 10 раз эффективнее теперь уже архаичных ламп накаливания. При этом не стоит забывать главное правило при разработке источника питания для светодиодов: для питания светодиода необходимо использовать именно стабилизатор тока, не путайте со стабилизатором напряжения. В качетве таковых на небольшие  токи  хорошо  зарекомендовала себя микросхема LM317T, на большие же токи чаще используют специализированные микросхемы драйверов, осуществляющих оптимальный токовый режим  работы, особенно критичный при  больших мощностях.