Đơn vị lumen là gì

Lumen là đơn vị dẫn xuất SI của quang thông, là thước đo tổng lượng ánh sáng khả kiến phát ra từ một nguồn

Ký hiệu: lm (Lumen)

Thường gọi là: Lumen

Mã UN/CEFACT: LUM

Độ lớn theo SI: 1 cd x sr

Định nghĩa đơn vị Lumen

Lumen là đơn vị đo quang thông, đo tổng lượng ánh sáng khả kiến phát ra từ nguồn sáng trên một đơn vị thời gian. Lumen được định nghĩa liên quan đến candela như sau:


Để hiểu được đơn vị lumen, hãy hiểu đơn vị candela tại đây trước. Trong hệ SI Lumen được kí hiệu là “lm”. Lumen càng lớn thì độ sáng càng cao và ngược lại.

Phân tích định nghĩa

• Giống như candela, lumen đo tổng năng lượng ánh sáng khả kiến phát ra từ nguồn, do đó nó khác với công suất bức xạ của nguồn. Công suất bức xạ sẽ bao gồm cả các ánh sáng không nhìn thấy lẫn ánh sáng khả kiến.
• Candela để đo bức xạ khả kiến theo một hướng, trong một góc khối, Lumen đo tổng thể. Một góc khối toàn bộ không gian là 4π steradian, do đó , nếu nguồn sáng có cường độ 1 cd thì quang thông theo mọi hướng là 4π lumen (tức 12.57 lumens). Dĩ nhiên, quang thông chỉ trong góc khối 1 steradian của nguồn sáng này sẽ vẫn chỉ là 1 lm mà thôi.
• Một nguồn sáng khả kiến có công suất ánh sáng khả kiến một wall, theo định nghĩa candela suy ra, thì nó có tổng quang thông là 683lm

Nguồn gốc lịch sử của đơn vị lumen

Từ “Lumen” có nguồn gốc từ tiếng Latinh có nghĩa là “ánh sáng” , chọn tên này để chỉ đơn vị đo lường lượng ánh sáng.

Năm 1860 nhà vật lý người Anh William Thomson đã đề xuất một đơn vị đo độ sáng gọi là Lumen.

Năm 1979 định nghĩa của Lumen được sửa đổi để phù hợp với chức năng độ sáng của mắt người.

Khi công ước Quốc tế về đơn vị và Ký hiệu của Ánh sáng (International Convention on Photometric and Radiometric Units) quyết định đặt tên cho đơn vị đo lường này, việc chọn tên là Lumen để thể hiện sự liên kết chặt chẽ với khái niệm của ánh sáng trong đo lường và đánh giá ánh sáng trong điều kiện nhìn thấy bởi mắt người.

Phạm vi ứng dụng của đơn vị đo Lumen

Lumen được sử dụng chủ yếu để đo lường ánh sáng mà con người cảm nhận được từ nguồn sáng trong không gian 3D, đơn vị Lumen được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực liên quan đến chiếu sáng và ánh sáng. Dưới đây là một số phạm vi ứng dụng chính của đơn vị Lumen.

Độ sáng của đèn chiếu sáng

Lumen là một đơn vị quan trọng đo lường độ sáng của nguồn sáng như đèn huỳnh quang, đèn LED, đèn sợi đốt và một số loại đèn khác. Việc sử dụng Lumen giúp người dùng đánh giá được sản phẩm của nhà sản xuất như hiệu suất chiếu sáng để làm sao lựa chọn được sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử dụng. Hiệu suất chiếu sáng của các đèn không phải giống nhau, đo năng lượng bức xạ bằng đơn vị Walt không chính xác bằng đo quang thông khả kiến theo lumen.
Ví dụ:

• Đèn Led Rạng Đông 1m2 CSLH.LS 1200/36W có công suất điện 36W nhưng quang thông 3780 lm
• Đèn sợi đốt 60W nhưng quang thông chỉ cỡ 685lm, độ sáng thấp hơn đèn LED

Đo độ sáng của hệ thống chiếu sáng trên ô tô.

Hệ thống chiếu sáng trên ô tô là phần rất quan trọng giúp người điều khiển phương tiện dễ dàng di chuyển trên đường vào ban đêm, đặc biệt là đường cao tốc khi vào ban đêm không có đèn đường chiếu sáng thì hệ thống đèn chiếu sáng ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông. Lumen được sử dụng để đo độ sáng đèn pha, đèn hậu, đèn báo rẽ, đèn sương mù. Thông thường thì đèn pha ô tô có từ 3.000 đến 10.000 Lumen để đảm bảo đủ sáng khi tham gia giao thông.

Độ sáng máy chiếu

Độ sáng theo lumen là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng hình ảnh, dữ liệu được chiếu ra của máy chiếu. Máy chiếu phim có chỉ số độ sáng theo Lumen cao sẽ giúp hình ảnh được chiếu sáng rõ ràng và sắc nét hơn từ đó tạo ra trải nghiệm xem phim chân thực và sống động hơn. Một số thông tin cơ bản khi bạn chọn mua máy chiếu:

• Từ 2.000 – 3.000 Lumen: Sử dụng trong các phòng học, phòng họp nhỏ, sử dụng cho từ 10-30 người và chiếu từ 50-120 inch.
• Từ 3.000 – 5.000 Lumen: Phù hợp cho các phòng họp lớn, giảng đường sinh viên từ 100-200 người, với độ chiếu từ 70-200 inch.
• Trên 5.000 Lumen: Thích hợp cho rạp chiếu phim, nhà thờ, sự kiện ngoài trời với số lượng vài trăm khán giả cùng màn chiếu có kích thước 200-400 inch.

Dụng cụ để đo quang thông theo Lumen

Máy đo quang thông

Máy đo quang thông là một thiết bị đo quang thông dựa trên photodiode. Máy có cấu tạo gồm một photodiode, một mạch khuếch đại và một màn hình hiển thị. Khi ánh sáng chiếu vào photodiode, photodiode sẽ chuyển đổi ánh sáng thành điện, mạch khuếch đại tín hiệu điện từ photodiode và sau đó được hiển thị trên màn hình. Cường độ tín hiệu điện khuếch đại tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng chiếu vào photodiode.

Nguồn sáng được đặt trong buồng đo của máy

Chức năng zero: Chức năng này giúp người dùng hiệu chỉnh máy đo về giá trị zero

Ý nghĩa độ lớn bé của quang thông theo lumen

Độ lớn bé của quang thông theo Lumen cho biết độ sáng của nguồn sáng. Giá trị theo lumen càng cao thì nguồn sáng càng sáng. Độ sáng của nguồn sáng ảnh hưởng đến khả năng nhìn của người dùng. Trong điều kiện thiếu sáng, nguồn sáng có Lumen cao sẽ giúp người dùng nhìn rõ hơn.

Đối với chiếu sáng: Độ lớn bé của đơn vị Lumen là một yếu tố quan trọng khi lựa chọn đèn chiếu sáng. Lumen càng cao thì đèn càng sáng, giúp người nhìn rõ hơn trong điều kiện thiếu sáng. Ví dụ đèn pha ô tô thường có lumen từ 3.000 đến 10.000 lumen, giúp người lái xe nhìn rõ hơn trong điều kiện trời tối.

Đối với các thiết bị điện tử: Trong lĩnh vực điện tử, độ lớn bé của lumen cũng là một yếu tố quan trọng cần được cân nhắc khi lựa chọn các thiết bị điện tử có sử dụng đèn LED, chẳng hạn như màn hình tivi, màn hình máy tính,... Đèn LED có lumen cao sẽ giúp người dùng nhìn rõ hơn các chi tiết trên màn hình trong điều kiện thiếu sáng, từ đó nâng cao trải nghiệm sử dụng. Ví dụ, màn hình tivi có lumen cao sẽ giúp người xem nhìn rõ hơn các chi tiết trên màn hình trong điều kiện thiếu sáng.

Đối với việc tiết kiệm năng lượng: Độ lớn bé của Lumen so với công suất năng lượng tiêu thụ (đo bằng walt) ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng năng lượng của nguồn sáng. Đèn chiếu sáng có Lumen cao thường tiêu thụ nhiều năng lượng hơn đèn chiếu sáng có Lumen thấp. Do đó cần cân nhắc nhu cầu sử dụng để lựa chọn nguồn sáng có Lumem phù hợp, vừa đảm bảo độ sáng cần thiết và tiết kiệm năng lượng. Ví dụ hiệu suất phát quang của bóng đèn halogen = 20 lm/W. Một hệ quả dễ nhận thấy là nếu mọi năng lượng tiêu thụ đều biến thành ánh sáng nhìn thấy thì hiệu suất sẽ là tối đa, tức là hiệu suất 683 lm/W sẽ là hiệu suất lý tưởng.

Ví dụ thực tế.

Một số ví dụ thực tế xung quanh cuộc sống chúng ta về đơn vị Lumen.

• Đèn pha ô tô có độ sáng từ: 3.000 - 10.000 Lumen.
• Bóng đèn sợi đốt: 50 – 2.000 Lumen.
• Màn hình TV: 200 – 1.000 Lumen.
• Màn hình máy tính: 200 – 300 Lumen.

Thơ ca liên quan đến Lumen.