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Hallo Welt!

Was ist der Unterschied zwischen Lumen, Candela und Lux?

Licht strahlt als Welle im freien Raum. Es reflektiert von Oberflächen und baut eine menschliche Vision eines Motivs auf. Doch wie wird Licht eigentlich gemessen? Welche Faktoren beeinflussen das Messergebnis? Es ist wichtig, die Unterschiede der Lichtmessparameter und ihre Anwendung im tatsächlichen Kontext zu verstehen.

Grundlagen: Lichtmessung und Photometrie

Das Ziel von Lichtmessanwendungen ist weit verbreitet in verschiedenen Industrieanwendungen, hauptsächlich Forschung und Produktion. Früher haben die Leute den Begriff häufig verwendet Watt um die Helligkeit eines Lichts zu messen, aber es war da unangebracht Watt ist die Einheit der Leistung, und in der Ära des hocheffizienten Lichts beschreibt es nicht wirklich die Helligkeit. In der modernen Technik werden genauere Begriffe für einen besseren Ansatz verwendet und um die Messanforderungen für jeden Aspekt zu erfüllen.

Lichtmesseinheiten: Lumen, Candela und Lux

Lichtquellen strahlen elektromagnetische Energie in allen Wellenlängen an die Umgebung ab, sichtbar ist jedoch nur Licht mit einer Wellenlänge von 400-700nm. Die Unterschiedlichkeit der Wellenlänge hängt mit der wahrgenommenen Farbe zusammen. Bei der Lichtmessung ist es wichtig, die Verteilung der sichtbaren Lichtwellen im Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu erfassen. Da das menschliche Auge nur für das Sichtbare empfindlich ist, konzentriert sich die Lichtmessung nur auf Licht, das innerhalb dieses Strahlungsbereichs abgestrahlt wird. Dies ist bekannt als Photometrie.

Die Photometrie wird häufig in der Industrie eingesetzt, die Geräte mit Displays oder Panels entwickelt. Es besteht aus drei grundlegenden Messparametern. Daher ist es wichtig, ihre Unterschiede zu verstehen, um festzustellen, welches Produkt den Anforderungen entspricht und welche Produkte für die Messung relevant sind.

Was sind die gebräuchlichen Lichtmessbegriffe und -einheiten?

Nachfolgend sind die Photometrieparameter und Einheiten aufgeführt, die üblicherweise zur Messung von Licht verwendet werden:

Lichtstrom (gemessen in Lumen/lm)

Der Lichtstrom stellt die Gesamtleistung des sichtbaren Lichts dar, das pro Zeiteinheit in alle Richtungen ausgestrahlt wird. Diese Leistung – angegeben als Lichtleistung – kann je nach Umgebung variieren Energieeffizienz der Lichtquelle.

Lumen
Lumen (lm) ist eine Maßeinheit für Lichtstrom oder Lichtleistung. Ein Lumen entspricht der Lichtmenge, die von einer Lichtquelle (die gleiche Lichtmenge in alle Richtungen abstrahlt) durch einen Raumwinkel von einem Steradiant mit einer Intensität von 1 Candela ausgestrahlt wird.

Lichtstärke (gemessen in Candela/cd)

Die Lichtstärke ist definiert als die Menge an sichtbarem Licht, die in einem bestimmten Winkel ausgestrahlt wird. Es wirkt sich direkt auf die Sichtbarkeit von Licht aus und wird hauptsächlich bei Geräten verwendet, die fokussiertes Licht erzeugen.

Candela
Candela (cd) ist eine Maßeinheit der Lichtstärke im SI. Candela ersetzte die ältere Einheit, die verwendet wurde, um die Lichtstärke auszudrücken – Kerzenstärke. Eine normale Kerze gibt ungefähr 1 Candela Lichtstärke ab, daher wurde Candela in älteren Zeiten auch Kerze genannt.

Beleuchtungsstärke

Die Beleuchtungsstärke ist der Lichtstrom pro Flächeneinheit. Der gebräuchliche Messbegriff ist Lux (lm/m2) für eine standardisierte Einheit oder Footcandle (lm/ft2). Dieser Parameter ist unabhängig von der Oberflächengeometrie, auf die das Licht fällt, hängt jedoch stark davon ab, wie viel Fläche beleuchtet wurde.

Luxus
Lux ist die Einheit der Beleuchtungsstärke und entspricht einem Lumen pro Quadratmeter.
Gängige Begriffe und Einheiten für Lichtmessungen (Photometrie)
Kredit: SILBERSUN

Der Lichtstrom gibt die Messung in einem Abstand in alle Richtungen von einer Lichtquelle an, während die Lichtstärke sich auf die Helligkeit in einer einzigen Richtung konzentriert. Mit anderen Worten, Lumen wird besser verwendet, wenn man die omnidirektionalen Lichtquellen wie Deckenleuchten vergleicht, wo Candela besser für die unidirektionalen ist.

Um zu messen, wie hell das Licht nur auf einen bestimmten Bereich fällt, wäre die Beleuchtungsstärke (Lux) besser geeignet, um die Eigenschaften zu beschreiben.

Welche Faktoren können die tatsächliche Lichtstärke und Beleuchtungsstärke beeinflussen?

Der Lichtstrom ist die Messung der wahrgenommenen Gesamtleistung, die von einer Lichtquelle in alle Richtungen abgestrahlt wird. Dies ist ein konstanter Wert. Die tatsächlichen Lichtstärke- und Beleuchtungsstärkewerte können jedoch sein wird durch Entfernung, Neigungswinkel der Leuchte und Abstrahlwinkel beeinflusst.

Entfernung

Die Lichtstärke ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung. Dies liegt daran, dass die Intensität von der Mitte des Strahlwinkels zum Rand hin abnimmt, wenn Photonen über eine größere Fläche verteilt werden. Wenn sich dann der Abstand der Lichtquelle zum Objekt ändert, ist die beleuchtete Fläche proportional zum Quadrat des Abstands. Das heißt, die Beleuchtungsstärke ist auch umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung.

Die Beziehung zwischen Entfernung und Lichtstärke
Kredit: BBC

Neigungswinkel

Die Neigung der Oberfläche könnte die Lichtmenge beeinflussen, die das Motiv in derselben Entfernung empfängt. Die geneigte Oberfläche würde aufgrund einer um einen Faktor, der gleich dem Kosinus des Winkels zwischen einer Lichtquelle und der normalen Oberfläche ist, reduzierten Beleuchtung weniger Licht empfangen. Je kleiner die beleuchtete Fläche, desto größer die Beleuchtungsstärke.

Abstrahlwinkel

Der Abstrahlwinkel ist der Winkel zwischen den beiden entgegengesetzten Richtungen auf den nach unten gerichteten Richtungen, für die die Lichtstärke die Hälfte der maximalen Lichtstärke beträgt.

Ein kleinerer Abstrahlwinkel bedeutet mehr fokussiertes Licht. Die gleiche Lichtleistung würde zu einer höheren maximalen Lichtstärke und hellerem Licht führen, obwohl der Lichtstrom unverändert bleibt. Außerdem sorgt ein größerer Abstrahlwinkel für eine größere beleuchtete Fläche und eine geringere Beleuchtungsstärke bei gleichem Lichtstromwert. Lichtstärke und Abstrahlwinkel wirken sich also proportional auf den Lichtstrom aus.

Schlussfolgerungen

Der Lichtstrom ist die Energie, die von sichtbarem Licht in alle Richtungen abgestrahlt wird, gemessen in Lumen. Die Lichtstärke zählt nur in eine Richtung und einen bestimmten Winkel, gemessen in Candela. Die Beleuchtungsstärke ist der Lichtstrom pro Flächeneinheit, gemessen in Lux.

Diese Photometrieparameter repräsentieren unterschiedliche Eigenschaften. Für einen relevanten Vergleich sollte der richtige Parameter verwendet werden. Lumen sollten die Lichtleistung in einer breiten Abdeckung wie Innenbeleuchtung oder Außenstrahler beschreiben. Candela soll den Lichtstrom bezogen auf einen bestimmten Winkel bestimmen. Es ist auch nützlich, eine gerichtete Lichtquelle wie eine Taschenlampe zu messen. Lux sollte verwendet werden, um zu bestimmen, wie viel Licht in einem genauen Bereich erforderlich ist, um die gewünschte Umgebung zu schaffen.

Die Hauptfaktoren, die die Lichtstärke und Beleuchtungsstärke beeinflussen können, sind Entfernung, Neigungswinkel und Abstrahlwinkel. Dies hängt mit den Eigenschaften von Lichtwellen zusammen, wobei diese Faktoren den Beleuchtungsbereich beeinflussen.

Vieles muss beachtet werden entscheiden die Lichtprodukte die den Bedürfnissen entsprechen. Neben der aufgeführten Spezifikation sollten wir auch die geeigneten Installationsmethoden (Winkel, Abstand usw.) und die vorhandene Beleuchtungsumgebung sicherstellen.

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