Lumen (unidad)
| luz | |
|---|---|
.jpg/1280px-LED_light_bulbs_at_IKEA_store_(cropped).jpg) Bombillas LED de 600 lúmenes | |
| información general | |
| Sistema de unidades | SI |
| Unidad de | flujo luminoso |
| Símbolo | yo |
| Conversiones | |
| 1 lm en... | ... es igual a... |
| Unidades básicas del SI | cd⋅sr [ a ] |
El lumen (símbolo: lm ) es la unidad de flujo luminoso , una medida de la potencia percibida de la luz visible emitida por una fuente, en el Sistema Internacional de Unidades (SI). El flujo luminoso se diferencia de la potencia ( flujo radiante ) en que el flujo radiante incluye todas las ondas electromagnéticas emitidas, mientras que el flujo luminoso se pondera de acuerdo con un modelo (una " función de luminosidad ") de la sensibilidad del ojo humano a varias longitudes de onda ; esta ponderación está estandarizada por la CIE y la ISO . [2] Un lux es un lumen por metro cuadrado.
El lumen se define en relación con la candela como
Una esfera completa tiene un ángulo sólido de 4π estereorradianes , [3] por lo que una fuente de luz que irradia uniformemente una candela en todas las direcciones tiene un flujo luminoso total de
- 1 cd × 4π sr = 4π cd⋅sr = 4π lm ≈ 12,57 lm . [4]
Explicación
Si una fuente de luz emite una candela de intensidad luminosa de manera uniforme a lo largo de un ángulo sólido de un estereorradián , el flujo luminoso total emitido en ese ángulo es un lumen (1 cd ·1 sr = 1 lm). Alternativamente, una fuente de luz isótropa de una candela emite un flujo luminoso total de exactamente 4π lúmenes. Si la fuente estuviera parcialmente cubierta por un hemisferio absorbente ideal, ese sistema irradiaría la mitad de ese flujo luminoso: solo 2π lúmenes. La intensidad luminosa seguiría siendo de una candela en las direcciones que no están oscurecidas.
El lumen puede considerarse de manera informal como una medida de la cantidad total de luz visible en un haz o ángulo definido, o emitida por alguna fuente. La cantidad de candelas o lúmenes de una fuente también depende de su espectro, a través de la respuesta nominal del ojo humano, representada en la función de luminosidad .
La diferencia entre las unidades lumen y lux es que el lux tiene en cuenta la superficie sobre la que se distribuye el flujo luminoso. Un flujo de 1.000 lúmenes, concentrado en una superficie de un metro cuadrado, ilumina ese metro cuadrado con una iluminancia de 1.000 lux. Los mismos 1.000 lúmenes, distribuidos en diez metros cuadrados, producen una iluminancia más tenue de sólo 100 lux. En forma de ecuación, 1 lx = 1 lm/m 2 .
Una fuente que irradia una potencia de un vatio de luz en el color para el que el ojo es más eficiente (una longitud de onda de 555 nm, en la región verde del espectro óptico) tiene un flujo luminoso de 683 lúmenes. Por lo tanto, un lumen representa al menos 1/683 vatios de potencia de luz visible, dependiendo de la distribución espectral.
Iluminación
Las lámparas utilizadas para iluminación suelen estar etiquetadas con su potencia luminosa en lúmenes; en muchas jurisdicciones, esto es un requisito legal.
Una lámpara fluorescente compacta espiral de 23 W emite alrededor de 1400–1600 lm. [5] [6] Muchas lámparas fluorescentes compactas y otras fuentes de luz alternativas están etiquetadas como equivalentes a una bombilla incandescente con una potencia específica . A continuación se muestra una tabla que muestra el flujo luminoso típico de las bombillas incandescentes comunes y sus equivalentes.
| Salida de luz mínima (lúmenes) | Consumo de energía eléctrica (vatios) | |||
|---|---|---|---|---|
| Incandescente | Fluorescente compacto | CONDUJO | ||
| Sin halógeno | Halógeno | |||
| 90 | 15 | 6 | 2–3 | 1–2 |
| 200 | 25 | 3–5 | 3 | |
| 450 | 40 | 29 | 9–11 | 5–8 |
| 800 | 60 | 13–15 | 8–12 | |
| 1.100 | 75 | 53 | 18–20 | 10–16 |
| 1.600 | 100 | 72 | 24–28 | 14–17 |
| 2.400 | 150 | 30–52 | 24–30 [10] | |
| 3.100 | 200 | 49–75 | 32 [11] | |
| 4.000 | 300 | 75–100 | 40.5 [12] | |
La eficacia luminosa típica de los sistemas de iluminación fluorescente es de 50 a 100 lúmenes por vatio.
El 1 de septiembre de 2010 entró en vigor una legislación de la Unión Europea que obliga a etiquetar los equipos de iluminación principalmente en términos de flujo luminoso (lm), en lugar de potencia eléctrica (W). [13] Ese cambio es resultado de la Directiva de diseño ecológico de la UE para productos que utilizan energía (EuP). [14] Por ejemplo, según la norma de la Unión Europea, una bombilla de bajo consumo que afirma ser equivalente a una bombilla de tungsteno de 60 W debe tener una potencia luminosa mínima de 700-810 lm. [15]
Salida del proyector
Lúmenes ANSI
La salida de luz de los proyectores (incluidos los proyectores de vídeo ) se mide normalmente en lúmenes. El Instituto Nacional Estadounidense de Normas ha establecido un procedimiento estandarizado para probar los proyectores , que implica promediar varias mediciones tomadas en diferentes posiciones. [16] Para fines de marketing, el flujo luminoso de los proyectores que se han probado de acuerdo con este procedimiento se puede expresar en "lúmenes ANSI", para distinguirlos de los probados por otros métodos. Las mediciones de lúmenes ANSI son en general más precisas que las otras técnicas de medición utilizadas en la industria de los proyectores. [17] Esto permite que los proyectores se comparen más fácilmente en función de sus especificaciones de brillo.
El método para medir los lúmenes ANSI se define en el documento IT7.215, creado en 1992. En primer lugar, se configura el proyector para mostrar una imagen en una habitación a una temperatura de 25 °C (77 °F). El brillo y el contraste del proyector se ajustan de modo que, en un campo completamente blanco, sea posible distinguir entre un bloque del 5 % del área de la pantalla con un blanco máximo del 95 % y dos cuadros de tamaño idéntico con un blanco máximo del 100 % y del 90 % en el centro del campo blanco. A continuación, se mide la salida de luz en un campo completamente blanco en nueve lugares específicos alrededor de la pantalla y se calcula el promedio. A continuación, este promedio se multiplica por el área de la pantalla para obtener el brillo del proyector en "lúmenes ANSI". [18]
Lúmenes máximos
Los lúmenes máximos son una medida de la salida de luz que se utiliza normalmente con los proyectores de vídeo CRT . La prueba utiliza un patrón de prueba que normalmente tiene entre el 10 y el 20 por ciento del área de la imagen en blanco en el centro de la pantalla, y el resto en negro. La salida de luz se mide solo en esta área central. Las limitaciones de los proyectores de vídeo CRT hacen que produzcan un mayor brillo cuando solo una fracción del contenido de la imagen está en el brillo máximo. Por ejemplo, el proyector de vídeo CRT Sony VPH-G70Q produce 1200 lúmenes "máximos", pero solo 200 lúmenes ANSI. [19]
Salida de luz de color
El brillo (emisión de luz blanca) mide la cantidad total de luz proyectada en lúmenes. La especificación de brillo de color Emisión de luz de color mide el rojo, el verde y el azul en una cuadrícula de nueve puntos, utilizando el mismo enfoque que se utiliza para medir el brillo.
Unidades fotométricas del SI
| Cantidad | Unidad | Dimensión [nb 1] | Notas | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Nombre | Símbolo [nb 2] | Nombre | Símbolo | ||
| Energía luminosa | Q v [número 3] | lumen segundo | lm⋅s | T⋅J | El segundo lumen a veces se llama talbot . |
| Flujo luminoso , potencia luminosa | Φ v [nota 3] | lumen (= candela estereorradián ) | lm (=cd⋅sr) | Yo | Energía luminosa por unidad de tiempo |
| Intensidad luminosa | Yo v | candela (= lumen por estereorradián) | cd (= lm/sr) | Yo | Flujo luminoso por unidad de ángulo sólido |
| Luminancia | Lv | candela por metro cuadrado | cd/m2 ( =lm/(sr⋅m2 ) ) | L - 2⋅J | Flujo luminoso por unidad de ángulo sólido por unidad de área de fuente proyectada . La candela por metro cuadrado a veces se denomina nit . |
| Iluminancia | Yo v | lux (= lumen por metro cuadrado) | lx (= lm/ m2 ) | L - 2⋅J | Flujo luminoso incidente sobre una superficie |
| Salida luminosa , emitancia luminosa | Mv | lumen por metro cuadrado | lm/ m2 | L - 2⋅J | Flujo luminoso emitido desde una superficie |
| Exposición luminosa | Yo v | lux segundo | lx⋅s | L - 2⋅T⋅J | Iluminancia integrada en el tiempo |
| Densidad de energía luminosa | ωv | lumen segundo por metro cúbico | lm⋅s/ m3 | L - 3⋅T⋅J | |
| Eficacia luminosa (de la radiación) | K | lumen por vatio | luz/ W | M - 1⋅L - 2⋅T3⋅J | Relación entre el flujo luminoso y el flujo radiante |
| Eficacia luminosa (de una fuente) | η [nb 3] | lumen por vatio | luz/ W | M - 1⋅L - 2⋅T3⋅J | Relación entre el flujo luminoso y el consumo de energía |
| Eficiencia luminosa , coeficiente luminoso | V | 1 | Eficacia luminosa normalizada por la máxima eficacia posible | ||
| Ver también: | |||||
- ^ Los símbolos en esta columna denotan dimensiones ; " L ", " T " y " J " son para longitud, tiempo e intensidad luminosa respectivamente, no los símbolos de las unidades litro, tesla y julio.
- ^ Las organizaciones de normalización recomiendan que las magnitudes fotométricas se denoten con un subíndice "v" (de "visual") para evitar confusiones con magnitudes radiométricas o fotónicas . Por ejemplo: Símbolos de letras estándar de EE. UU. para ingeniería de iluminación USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967
- ^ abc Símbolos alternativos que a veces se ven: W para energía luminosa, P o F para flujo luminoso y ρ para eficacia luminosa de una fuente.
Véase también
- André Blondel
- Brillo
- Pie-candela , una unidad de flujo luminoso no perteneciente al SI
- Eficacia luminosa
- Liendre (unidad)
Notas
- ^ La novena edición del Folleto del SI da cd⋅sr como el lumen expresado en términos de unidades base, aunque el estereorradián (sr) se menciona como una unidad derivada. [1]
Referencias
- ^ El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (9.ª ed.). Bureau International des Poids et Mesures. 2019. págs. 137–138.
- ^ ISO/CIE 23539:2023, CIE TC 2-93, Fotometría — El sistema CIE de fotometría física. ISO/CIE. 2023. doi :10.25039/IS0.CIE.23539.2023.
- ^ "Lección de introducción a los ángulos sólidos" . Consultado el 4 de octubre de 2010 .
- ^ Bryant, Robert H. "Lúmenes, iluminancia, bujías pie y perlas brillantes…". La luz LED . Consultado el 4 de octubre de 2010 .
- ^ "OSRAM Dulux Energisparepærer" (PDF) . Osram.dk . Archivado desde el original (PDF) el 1 de marzo de 2012 . Consultado el 25 de mayo de 2013 .
- ^ "Lámparas fluorescentes compactas convencionales". Energy Federation Incorporated. Archivado desde el original el 14 de octubre de 2008. Consultado el 23 de diciembre de 2008 .
- ^ "Aprenda sobre la emisión de luz: ENERGY STAR". Energystar.gov . Consultado el 15 de julio de 2012 .
- ^ "Guía de compra de bombillas LED". The Lightbulb Company. 11 de agosto de 2016. Consultado el 16 de noviembre de 2017 .
- ^ "Lámparas halógenas". www.westinghouse.com . Westinghouse . Consultado el 10 de marzo de 2020 .
- ^ Se ha encontrado un ejemplo en la URL: https://www.amazon.com/PacLights-Ultra150-Performance-Equivalent-Replacement/dp/B00F9CM49Y
- ^ Emisores Philips Luxeon CoB, específicamente hoja de datos LHC1-4090-1208 http://www.philipslumileds.com/uploads/419/DS115-pdf
- ^ Emisores Philips Luxeon CoB, específicamente hoja de datos LHC1-4090-1211 http://www.philipslumileds.com/uploads/419/DS115-pdf
- ^ "La iluminación ahora se mide en lúmenes". Inglaterra: National Physical Laboratory . Consultado el 10 de marzo de 2012 .
- ^ "Ecodiseño para electrodomésticos que consumen energía". Resúmenes de la legislación de la UE . las instituciones de la UE. 2 de febrero de 2010 . Consultado el 10 de marzo de 2012 .
- ^ "Bombillas de bajo consumo: cómo leer el embalaje". Comisión Europea. Archivado desde el original el 28 de junio de 2013. Consultado el 10 de marzo de 2012 .
- ^ "Artículo sobre lúmenes ANSI". Enciclopedia de PC Magazine . Consultado el 20 de diciembre de 2006 .
- ^ "Guía del proyector". CPILive.net . Febrero de 2004. Archivado desde el original el 3 de septiembre de 2006 . Consultado el 20 de diciembre de 2006 .
- ^ "Método ANSI de medición de la salida de luz". 1993. Archivado desde el original (doc) el 26 de febrero de 2012. Consultado el 15 de enero de 2008 .
- ^ "Folleto del Sony G70" (PDF) .
Enlaces externos
- Vocabulario internacional de iluminación, segunda edición (versión de búsqueda en línea de la norma internacional CIE S 017:2020)
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