Lumen, lux, kandela - wyjaśniamy terminy

Określenia i jednostki miar związane z oświetleniem (czy bardziej ogólnie: światłem) nie stanowiły większego problemu w czasach, gdy wszystkie żarówki były wolframowe, a ilość wytwarzanego przez nie światła liczona była w watach (W). Odkąd jednak na rynku pojawiły się żarówki LED i inne źródła światła oparte na diodach elektroluminescencyjnych, moc światła zaczęto wyrażać w jednostkach innych niż waty. Pojawiły się lumeny, luksy, kandele i kelwiny, a zależności między nimi wcale nie są oczywiste. Aby ułatwić zrozumienie specyfiki i znaczenia używanych dziś powszechnie jednostek miar światła, w niniejszym artykule omawiamy poszczególne terminy związane ze sztucznymi źródłami oświetlenia, wyjaśniamy na czym polega różnica pomiędzy tymi jednostkami oraz podajemy sposoby ich przeliczania.

Lumen - definicja

Lumen (oznaczenie w układzie SI: lm) to jednostka miary strumienia świetlnego, czyli ilości światła emitowanego przez źródło światła w każdym kierunku. Innymi słowy, lumen określa sumaryczną ilość światła, jaką emituje dane źródło, a im więcej lumenów ono posiada, tym jaśniejsze światło wytwarza żarówka, lampa czy inne urządzenie oświetleniowe. Z tego względu na opakowaniach żarówek dostępnych obecnie w obrocie handlowym producenci podają przede wszystkim ilość lumenów. Wartość ta pomaga konsumentowi w łatwy sposób określić, która konkretnie żarówka będzie do określonego zastosowania bardziej przydatna. Można też relatywnie prosto przełożyć moc żarówki określaną w watach na lumeny - szerzej tę kwestię opisujemy w sekcji poświęconej przeliczaniu poszczególnych jednostek na inne.

Żarówka LED KULKA 620lm

Kandela - definicja

Kandela (oznaczenie w układzie SI: cd) to podstawowa jednostka światłości źródła światła, czyli mocy świetlnej źródła światła w określonym kierunku. Oficjalna definicja kandeli, używana w Polsce od 20.05.2019 r., brzmi: "jednostka SI światłości w określonym kierunku. Jest ona zdefiniowana poprzez przyjęcie ustalonej wartości liczbowej skuteczności świetlnej monochromatycznego promieniowania o częstotliwości 540×1012 Hz, Kcd, wynoszącej 683, wyrażonej w jednostce lm W-1, która jest równa cd sr W-1 lub cd sr kg-1 m-2 s3, gdzie kilogram, metr i sekunda są zdefiniowane za pomocą h, c i ∆νCs."

Mówiąc prościej, kandela określa natężenie (intensywność, wizualną jasność) światła emitowanego przez np. żarówkę w danym kierunku. Jednostka ta często jest wykorzystywana do opisania jasności reflektorów, latarni czy innych urządzeń emitujących światło w określonym kierunku. Dla zobrazowania tego, ile wynosi 1 kandela, wystarczy przywołać pochodzenie nazwy tej jednostki: 1 kandela to takie natężenie światła, jakie posiada 1 paląca się zwykła świeca. Co istotne, mierzona w kandelach wartość natężenia światła danego źródła jest inna w zależności od rozpatrywanego kierunku oraz kąta pomiaru, ale jest całkowicie niezależna od odległości.

Luks - definicja

Luks (zapisywany czasem także jako lux, oznaczenie w układzie SI: lx) to jednostka natężenia oświetlenia wywołanego przez równomiernie rozłożony strumień świetlny o wartości 1 lm (lumen) padający na powierzchnię 1 m2. Ujmując rzecz prościej, luks określa ilość światła, która dociera do konkretnej powierzchni i jest liczony w lumenach na metr kwadratowy (1 lx = 1 lm/1 m2). Dzięki tej jednostce można w jednoznaczny sposób określić, czy oświetlenie w danym miejscu jest odpowiednie do określonych zastosowań/czynności, czy nie. Dla przykładu natężenie oświetlenia mierzone w luksach wynosi 1000 lx w pochmurny dzień, podczas gdy typowe światło dzienne mierzone w słoneczny dzień ma jasność w luksach w zakresie 10 000-25 000 lx.

Żarówka LED E14 PILA 250lm

Luks a lumen

Jak już wspominaliśmy powyżej, istnieje bezpośrednia zależność między lumenami a luksami, wynikająca ze sposobu wyrażania tych jednostek oraz ich charakterystyki. Przypomnijmy: miarą ilości światła emitowanego przez dane źródło światła są lumeny a luxy pozwalają precyzyjnie obliczyć, jaka ilość tego światła dociera do określonej powierzchni. Przykładowo: załóżmy, że świecąca żarówka LED emituje światło o jasności 470 lm. Dzieje się tak w każdym przypadku po włączeniu lampki, w której ta żarówka pracuje, tak długo, jak żarówka jest sprawna. Natomiast konkretna ilość światła wyemitowanego przez wspomnianą w przykładzie żarówkę, docierająca do np. biurka, na którym stoi lampka, będzie obliczana w luksach według wzoru: 1 luks = 1 lumen na 1 metr kwadratowy.

Kandela a lumen

Kandela, podobnie jak luks, również ma związek z lumenem, w tym przypadku polega on jednak na tym, że do opisania intensywności światła w konkretnym kierunku (np. emitowanego przez reflektory w samochodzie) wykorzystuje się kandele a lumeny określają wyłącznie jasność światła wytwarzanego przez żarówki w tych reflektorach. Warto przy tej okazji wspomnieć, że technicznie rzecz biorąc kandele na lumeny da się przeliczyć relatywnie łatwo na podstawie wzoru: cd = lm/sr (gdzie cd = kandela, lm = lumen, sr = kąt bryłowy wyrażony w steradianach), o ile tylko znane są wartości wszystkich zmiennych, a zwłaszcza wartość kąta bryłowego. Ponieważ jednak wyliczenie wielkości kata bryłowego nie należy do najprostszych, ta metoda przeliczania kandeli na lumeny pozostaje głównie teoretyczną ciekawostką i nie znajduje szerokiego zastosowania praktycznego.

 Żarówka LED GU10 230V

Kelwiny a lumeny

W zależności od typu zastosowanych diod elektroluminescencyjnych, żarówki LED emitują światło o różnej barwie, odbierane przez człowieka jako bardziej "zimne" (czyli z większym udziałem składowych białych i niebieskich) lub "ciepłe", gdzie dominują składowe o spektrum żółty i/lub czerwonym. Kelwin (oznaczenie w układzie SI: K) to jednostka, którą na opakowaniach żarówek LED wykorzystuje się właśnie do określenia temperatury barwowej danego źródła światła. Przyjmuje się, że światło zimne (chłodna biel o wartości ponad 5400 K) ma działanie pobudzające, natomiast światło ciepłe (ok. 2700-3000 K) uspokaja, wycisza i relaksuje. Standardowe światło dzienne ma temperaturę barwową w zakresie 3300-4500 K.

Lumen natomiast nie określa barwy światła, a jedynie jego jasność, dlatego obie te jednostki wzajemnie się uzupełniają, dostarczając szczegółowych informacji na temat danej żarówki czy świetlówki. Dzięki temu, w zależności od potrzebnych docelowych warunków oświetleniowych, można poszczególne punkty świetlne wyposażyć w żarówki o adekwatnej temperaturze barwowej i jasności - same kelwiny czy lumeny nie dostarczą kompletu danych.

FAQ - jak przeliczać jednostki miary światła

W tej sekcji zgromadziliśmy najpopularniejsze pytania pojawiające się w Internecie, związane z przeliczaniem poszczególnych jednostek miary światła (i nie tylko) na inne wraz z naszymi odpowiedziami. Mamy nadzieję, że dzięki temu ułatwimy naszym Czytelnikom orientację w parametrach żarówek, świetlówek czy innych źródeł światła dostępnych na rynku.

1 lux ile to lumenów?

Liczba lumenów w tym przypadku (i w każdym, gdzie próbuje się przeliczyć luksy na lumeny bądź odwrotnie) nie jest prosta do określenia. W dużym uproszczeniu powód jest taki, że luksy służą do pomiaru jasności światła na konkretnej powierzchni, na co wpływ ma przede wszystkim odległość i kąt rozproszenia światła, a także faktura danej powierzchni, natomiast lumeny służą do wyrażania jasności danego źródła światła w ogóle, bez uwzględnienia odległości od oświetlanych przedmiotów czy powierzchni.

1 wat ile to lumenów?

Bezpośredni przelicznik watów na lumeny nie istnieje, jednak zazwyczaj przyjmuje się, że tradycyjna żarówka o mocy 20 W emituje ok. 250 lm, żarówka 40 W to 470 lm, natomiast 150 W odpowiada 2452 lm. Są to jednak wartości umowne, przybliżone i warto mieć ten fakt na uwadze.

100 lumenów ile to wat?

W tym przypadku wystarczy zastosować analogię: jeśli tradycyjna żarówka 15W to odpowiednik 136 lm, to 100 lm będzie emitować żarówka o mocy 11W.

100 wat ile to lumenów?

Tradycyjna żarówka o mocy 100 W to odpowiednik żarówki LED o jasności 1521 lm.