Muốn mua được đèn LED đúng nhu cầu sử dụng, bạn cần có kiến thức về quang thông, độ rọi, cường độ sáng,… Nếu bạn vẫn còn đang băn khoăn thế lumen là gì, cường độ ánh sáng tiêu chuẩn là bao nhiêu, tính toán độ rọi như thế nào?, hãy tham khảo những thông tin sau để hiểu rõ hơn và mua được đèn LED tốt nhất nhé!
1. Quang thông (LUMENS) là gì? Công thức tính
Một trong những khái niệm cần biết khi lựa chọn đèn LED là quang thông. Vậy quang thông là gì và được tính toán như thế nào?
1.1. Quang thông là gì?
Quang thông còn được gọi là thông lượng ánh sáng và đo lường bằng đơn vị Lumen (ký hiệu lm). Quang thông của đèn LED là thước đo lượng ánh sáng chúng ta có thể nhìn thấy được khi sử dụng đèn. Nói cách khác, quang thông thể hiện tổng lượng ánh sáng đèn LED phát ra trong 1 giây theo các hướng khác nhau.
Quang thông là gì?
Cần phân biệt giữa thông lượng ánh sáng và thông lượng bức xạ. Thông lượng bức xạ bao gồm tất cả các tia như: tia tử ngoại, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy,… của bức xạ điện từ. Trong khi đó, quang thông chỉ bao gồm tổng hợp tất cả các ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường, không bao gồm tia cực tím và tia tử ngoại.
1.2. Công thức tính quang thông
Lumen (lm) là đơn vị đo lường quang thông của đèn LED trong hệ đo lường quốc tế SI. Công thức tính quang thông của đèn LED như sau:
1 lm = 1 cd x 1 sr
Trong đó:
- cd (candela) là đơn vị đo cường độ ánh sáng
- sr (steradian) là đơn vị góc khối
- lm (lumen) là đơn vị quang thông
- Quang thông phát ra từ ánh đèn nến đến mắt
Quang thông phát ra từ ánh đèn nến đến mắt
Theo công thức trên, tổng lượng ánh sáng phát ra từ đèn LED hay quang thông của đèn LED sẽ phụ thuộc vào 2 yếu tố: góc phát sáng (sr) và cường độ ánh sáng (cd). Ví dụ:
- Nếu góc phát sáng là 1 góc khối, cường độ ánh sáng là 1 cd thì quang thông tính ra là 1 lumen.
- Nếu góc phát sáng là 1/2 góc khối, cường độ ánh sáng là 2 cd thì quang thông vẫn là 1 lumen.
- Nếu phát sáng theo mọi hướng, lúc này góc phát sáng sẽ là 4π sr và cường độ ánh sáng là 1cd, như vậy quang thông sẽ là 4π lumen.
2. Độ rọi (LUX) là gì? Công thức tính
Khi mua đèn, chúng ta thường quan tâm đến khả năng chiếu sáng của nó. Trong đó, độ rọi là một trong những thước đo căn bản về mức độ sáng của bóng đèn LED. Vậy độ rọi là gì và cách tính độ rọi (lux) ra sao?
Độ rọi sẽ phụ thuộc vào khoảng cách từ đèn đến khu vực chiếu sáng
2.1. Độ rọi là gì?
Độ rọi là thước đo cường độ ánh sáng, công suất ánh sáng tại một điểm cụ thể hay một đơn vị diện tích. Nói cách khác, độ rọi chính là thước đo lượng quang thông có được trên bề mặt chiếu sáng của bóng đèn. Đơn vị lux được sử dụng để đo độ rọi.
2.2. Công thức tính độ rọi
Công thức tính độ rọi lux như sau:
E = Φ/S
Trong đó:
- E: độ rọi (lux)
- Φ: quang thông (lm)
- S: diện tích chiếu sáng (m2)
Đơn vị tính độ rọi là lux:
1lux = 1 lm/1 m2
Trong đó:
- lm (lumen) là đơn vị quang thông
- Lux là đơn vị đo độ rọi hay cường độ ánh sáng
- Độ rọi của một số nguồn sáng tự nhiên
Để sản xuất bóng đèn, người ta cần căn cứ theo các tiêu chuẩn chiếu sáng tự nhiên để mang lại nguồn sáng tốt nhất cho mắt người. Dựa trên nguyên tắc đó, các nhà sản xuất sẽ thiết kế ra các bóng đèn LED như: đèn tường, đèn chùm, đèn ngủ,… dựa trên ánh sáng ban ngày, ban đêm,… theo tiêu chuẩn tự nhiên. Độ rọi của một số nguồn sáng tự nhiên được thể hiện trong bảng sau:
| Nguồn sáng | Độ rọi (lux) |
| Ánh sáng mặt trời ban ngày | 107.527 lux |
| Ánh sáng ban ngày | 10.752,7 lux |
| Ánh sáng những ngày có sương mù | 107,53 lux |
| Ánh sáng hoàng hôn | 10,75 lux |
| Ánh sáng phản chiếu từ mặt trăng | 0,108 lux |
| Ánh sáng sao | ,0011 lux |
Căn cứ vào độ rọi của đèn LED để lựa chọn phù hợp với nhu cầu sử dụng
Như vậy, có thể thấy ánh sáng tự nhiên sẽ có độ rọi (hay cường độ sáng) tùy thuộc vào từng thời điểm trong ngày và điều kiện thời tiết (có sương mù hay không). Các nhà khoa học sẽ áp dụng những tiêu chuẩn này để sản xuất thiết bị đèn LED sử dụng trong nhà, tại văn phòng, quán cà phê, công trình công cộng, xưởng sản xuất,… phù hợp nhất.
3. Cường độ ánh sáng là gì? Công thức tính
Chúng ta từng nghe đến thông số cường độ ánh sáng tiêu chuẩn trong đèn LED. Vậy cường độ sáng là gì và được tính toán như thế nào?
Cường độ ánh sáng là gì?
3.1. Cường độ ánh sáng là gì?
Cường độ ánh sáng là khái niệm chỉ năng lượng ánh sáng phát ra trong một đơn vị góc không gian từ một nguồn sáng. Cường độ ánh sáng được đo lường bằng đơn vị SI candela. Theo Hội đồng Khảo thí thuộc đại học Cambridge (1979), candela là đơn vị đo cường độ ánh sáng của một nguồn sáng theo một phương, có bước sóng 555nm.
3.2. Công thức tính cường độ ánh sáng
Công thức tính cường độ ánh sáng:
1cd = 1lm/1sr
Trong đó:
- cd (candela) là đơn vị đo cường độ ánh sáng
- sr (steradian) là đơn vị góc khối
- lm (lumen) là đơn vị quang thông
Theo công thức trên ta có nhận xét sau:
- Nếu nguồn sáng phát ra năng lượng 1 lumen trong 1 góc khối thì cường độ ánh sáng sẽ là 1cd.
- Nếu nguồn sáng phát ra năng lượng 1 lumen và cường độ ánh sáng là 1 cd thì nó sẽ chiếu sáng được diện tích 1m2 trong khoảng cách 1m kể từ tâm nguồn sáng.
Minh họa công thức tính quang thông, cường độ ánh sáng, độ rọi
Ví dụ: một ngọn nến đèn dầu sẽ có cường độ ánh sáng khoảng 1cd. Trong trường hợp khoảng trống trước mặt ngọn nến bị che bởi một tấm màn thì ngọn nến vẫn có nguồn sáng khoảng 1cd ở các hướng không bị che chắn.
4. Mối quan hệ giữa quang thông, độ rọi và cường độ ánh sáng
Chúng ta đã tìm hiểu các khái niệm về quang thông, độ rọi, cường độ ánh sáng của đèn LED. Vậy mối quan hệ cụ thể của những đại lượng này như thế nào?
4.1. Quan hệ giữa độ rọi và quang thông
Theo phân tích trên, với nguồn sáng là bóng đèn LED, quang thông thể hiện tổng lượng ánh sáng được phát ra, trong khi đó độ rọi đo lường cường độ của lượng ánh sáng đó. Nói cách khác, quang thông là số lượng ánh sáng và độ rọi chính là độ mạnh, yếu của ánh sáng.
Cùng một bóng đèn, lumen sẽ chỉ lượng ánh sáng phát ra và lux chỉ cường độ của lượng ánh sáng đó
Cùng một bóng đèn, lumen sẽ chỉ lượng ánh sáng phát ra và lux chỉ cường độ của lượng ánh sáng đó
Như vậy, quang thông sẽ là đại lượng không đổi theo vị trí chiếu sáng. Nghĩa là dù vị trí chiếu sáng nằm ở xa hay gần thì lượng quang thông phát ra là như nhau. Tuy nhiên đối với độ rọi thì lại ngược lại.
Độ rọi sẽ phụ thuộc vào khoảng cách và diện tích chiếu sáng mà bóng đèn LED bao phủ. Nghĩa là khi vị trí chiếu sáng xa, diện tích chiếu sáng rộng thì độ rọi sẽ yếu hơn so với những vị trí nằm gần nguồn sáng.
4.2. Quan hệ giữa độ rọi và cường độ ánh sáng
Cường độ ánh sáng và độ rọi sẽ tùy thuộc vào màu và nhiệt độ ánh sáng
Trên thực tế, khó có thể đo lường độ rọi chính xác mà phần lớn phụ thuộc vào cảm nhận của mắt người. Thông thường, hệ số chuyển đổi giữa độ rọi và công suất ánh sáng (hay cường độ ánh sáng) sẽ tùy thuộc vào màu và nhiệt độ của ánh sáng.
Trên đây là những thông tin giúp bạn hiểu thêm lumen là gì, quang thông, độ rọi, cường độ sáng là gì và có mối quan hệ với nhau như thế nào. Với những hiểu biết trên, hy vọng bạn có thể chọn cho gia đình những bóng đèn LED phù hợp với từng khu vực chức năng, giúp bảo vệ mắt và tạo độ sáng thích hợp cho không gian sinh hoạt.
