Độ rọi là gì? và cách tính độ rọi

Đèn Led là thiết bị chiếu sáng hàng ngày trong mỗi gia đình, nhưng thực tế mỗi loại đèn LED khác nhau thì độ mạnh của ánh sáng cũng khác nhau do độ rọi của mỗi loại đèn LED là khác nhau. Hãy cùng đèn Led Elmall tìm hiểu độ rọi là gìcách tính độ rọi nhé.

“Độ rọi” là một đơn vị đo lường ánh sáng, thường được sử dụng để chỉ độ sáng của một nguồn sáng nào đó. Được đo bằng đơn vị “lumen” (lm), độ rọi càng cao thì độ sáng của nguồn sáng càng mạnh. Tuy nhiên, độ rọi cũng phụ thuộc vào vị trí và hướng chiếu sáng của nguồn sáng, cũng như môi trường xung quanh.

 

 

độ rọi là gi
Độ rọi là gì?

 

Khái niệm độ rọi và công thức tính độ rọi

– Độ rọi là gì

Độ rọi là một đại lượng đo cường độ ánh sáng chiếu lên một bề mặt nào đó. Độ rọi thường được tính bằng đơn vị lux (lx), tương ứng với một lumen (lm) ánh sáng chiếu lên một mét vuông (m2) bề mặt. Độ rọi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khoảng cách từ nguồn sáng, góc chiếu sáng, loại bề mặt và màu sắc của bề mặt.
Độ rọi có ý nghĩa quan trọng trong nhiều lĩnh vực như thiết kế ánh sáng, kiến trúc, nhiếp ảnh, y tế và nông nghiệp. Độ rọi ảnh hưởng đến khả năng nhìn thấy, sự thoải mái và an toàn của con người, cũng như sự sinh trưởng và phát triển của các loài thực vật. Độ rọi cần được điều chỉnh phù hợp với từng mục đích và hoàn cảnh sử dụng.
Một số ví dụ về độ rọi trong các tình huống khác nhau:
– Độ rọi của ánh sáng mặt trời vào ban ngày là khoảng 100.000 lx.
– Độ rọi của ánh sáng trăng vào ban đêm là khoảng 0,25 lx.
– Độ rọi của ánh sáng trong phòng khách là khoảng 300 lx.
– Độ rọi của ánh sáng trong phòng học là khoảng 500 lx.
– Độ rọi của ánh sáng trong phòng phẫu thuật là khoảng 10.000 lx.
– Độ rọi của ánh sáng cần thiết cho cây cà chua là khoảng 10.000 lx.

– Công thức tính độ rọi

Độ rọi được tính theo công thức: E = Φ / S, đơn vị đo độ rọi là lux. Mối liên hệ giữa độ chói và cường độ sáng Xét một điểm M trên mặt phẳng S cách nguồn sáng O một đoạn r, góc giữa OM và pháp tuyến O so với mặt phẳng S là alpha. Độ rọi ngang tại điểm M được tính là: E = (Iα x cos α) / r2 Như vậy, cường độ sáng chỉ phụ thuộc vào phương, không phụ thuộc vào khoảng cách. Độ rọi phụ thuộc vào hướng và giảm dần theo bình phương của khoảng cách.

Độ rọi tiêu chuẩn trong nhà ở dân dụng.

 

 

công thức tính độ roi

Phương pháp tính độ rọi tiêu chuẩn (lux) trong nhà ở dân dụng.

 

 

công thức tính đội rọi
Cách tính độ rọi

Ví dụ: Cần chiếu sáng phòng khách có diện tích 20 m2, sử dụng bóng đèn LED Downlight 5W có ánh sáng trung tính, độ rọi 18 lx. Khi đó cần sử dụng bao nhiêu bóng đèn led Downlight 5W.

Khi đó, số lượng đèn Led Downlight 5W cần sử dụng sẽ là (20 x 180) / (5 x Quang thông). Trong đó bóng đèn LED Downlight 5W loại tốt (quang thông: 115lm / w), số lượng đèn LED cần sử dụng là 6 bóng.

Với một bóng đèn LED Downlight 5W khác (quang thông: 80lm / w) thì số lượng đèn LED Downlight 5W cần sử dụng là 9 bóng.

– Tiêu chuẩn cho ánh sáng tự nhiên

Ánh sáng tự nhiên khi chiếu xuống mặt đất luôn thay đổi, thay đổi vì ánh sáng phụ thuộc vào từng thời điểm trong ngày. Để sử dụng đèn Led, đèn hút mùi, đèn âm tường để chiếu sáng cần tuân thủ các tiêu chuẩn chiếu sáng tự nhiên để mang lại sự ánh sáng tự nhiên tốt nhất cho sức khỏe người dùng.

Dưới đây là độ rọi tiêu chuẩn của ánh sáng tự nhiên đang được ứng dụng trong chiếu sáng dân dụng, văn phòng, nhà xưởng.

– 32.000 – 100.000 độ rọi trung bình của ánh nắng trực tiếp vào ban ngày

– 10.000 – 25.000 ánh sáng ban ngày, không phải ánh nắng trực tiếp

– 1.000 lx: độ rọi của ánh sáng trong studio hoặc độ chiếu sáng của một ngày u ám

– 400 lx: độ rọi của ánh sáng lúc hoàng hôn, bình minh.

– 320 – 500 lx: độ rọi cho ánh sáng văn phòng.

– 1 lx: độ rọi của ánh sáng phản xạ từ mặt trăng.

– 0,00005: là độ rọi của ánh sáng từ các vì sao trên bầu trời.

Mối quan hệ của độ rọi với ( Lux ), quang thông và công suất.

Độ rọi là đại lượng thể hiện lượng ánh sáng chiếu lên một bề mặt nào đó. Đơn vị đo độ rọi là lux (lx), được định nghĩa là quang thông trên diện tích: 1 lx = 1 lm / m². Quang thông là đại lượng thể hiện tổng lượng ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng trong một giây. Đơn vị đo quang thông là lumen (lm), được định nghĩa là cường độ ánh sáng nhân với góc khối: 1 lm = 1 cd x 1 sr. Cường độ ánh sáng là đại lượng thể hiện khả năng chiếu sáng của một nguồn sáng theo một hướng cụ thể. Đơn vị đo cường độ ánh sáng là candela (cd), được định nghĩa là công suất bức xạ nhân với hệ số nhạy quang: 1 cd = 1 W x K.
Công suất là đại lượng thể hiện năng lượng tiêu thụ hoặc phát ra của một thiết bị trong một giây. Đơn vị đo công suất là watt (W), được định nghĩa là năng lượng chia cho thời gian: 1 W = 1 J / s. Năng lượng là đại lượng thể hiện khả năng làm việc của một hệ thống. Đơn vị đo năng lượng là joule (J), được định nghĩa là công chia cho quãng đường: 1 J = 1 N x 1 m.
Từ các công thức trên, ta có thể suy ra mối quan hệ giữa độ rọi, quang thông và công suất như sau:
– Độ rọi tỷ lệ thuận với quang thông và tỷ lệ nghịch với diện tích: E = Φ / A
– Quang thông tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng và góc khối: Φ = I x Ω
– Cường độ ánh sáng tỷ lệ thuận với công suất và hệ số nhạy quang: I = P x K
Như vậy, để tăng độ rọi của một bề mặt, ta có thể tăng quang thông của nguồn sáng bằng cách tăng cường độ ánh sáng hoặc góc phát sáng, hoặc giảm diện tích của bề mặt. Tuy nhiên, để tăng cường độ ánh sáng, ta phải tăng công suất của nguồn sáng, điều này có thể gây tốn kém năng lượng và sinh nhiệt. Do đó, ta cần chọn loại nguồn sáng có hiệu suất cao, tức là có quang thông cao với công suất thấp. Đèn LED là một loại nguồn sáng có hiệu suất cao, có thể phát ra nhiều ánh sáng với ít năng lượng tiêu thụ.

– Mối quan hệ giữa độ chói và cường độ sáng lux

Độ chói và cường độ sáng lux là hai khái niệm quan trọng trong thiết kế chiếu sáng. Độ chói là mức độ mà ánh sáng gây khó chịu hoặc giảm khả năng nhìn của người. Cường độ sáng lux là đơn vị đo lường ánh sáng trên một bề mặt. Mối quan hệ giữa độ chói và cường độ sáng lux là phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như vị trí nguồn sáng, góc nhìn, màu sắc, kích thước và hình dạng của nguồn sáng, cũng như đặc tính của bề mặt chiếu sáng.
Một cách tổng quát, độ chói có thể tăng khi cường độ sáng lux tăng, nhưng không phải lúc nào cũng như vậy. Ví dụ, một nguồn sáng có cường độ sáng lux cao nhưng có kích thước nhỏ và nằm ở vị trí xa khỏi góc nhìn có thể không gây chói mắt nhiều như một nguồn sáng có cường độ sáng lux thấp hơn nhưng có kích thước lớn và nằm ở vị trí gần với góc nhìn. Do đó, để giảm thiểu độ chói, không chỉ cần điều chỉnh cường độ sáng lux mà còn cần xem xét các yếu tố khác liên quan đến thiết kế chiếu sáng.

 

 

quang thong
Cường độ ánh sáng

 

Mối quan hệ giữa độ rọi (lux) và quang thông (lumen)

Một trong những vấn đề thường gặp khi thiết kế hệ thống chiếu sáng là hiểu rõ mối quan hệ giữa độ rọi (lux) và quang thông (lumen). Đây là hai khái niệm cơ bản trong trắc quang học để đánh giá cường độ ánh sáng của nguồn sáng và mức độ sáng của bề mặt chiếu sáng.
Quang thông (lumen) là thước đo lượng ánh sáng tổng cộng phát ra từ nguồn sáng trong một giây theo các hướng khác nhau. Quang thông được tính bằng công thức:
Quang thông = Cường độ ánh sáng x Góc phát sáng
Trong đó:
– Cường độ ánh sáng (candela) là thước đo lượng ánh sáng phát ra từ nguồn sáng theo một hướng cụ thể.
– Góc phát sáng (steradian) là thước đo góc không gian mà nguồn sáng chiếu ra.
Độ rọi (lux) là thước đo cường độ ánh sáng tại một điểm cụ thể hay một đơn vị diện tích. Độ rọi cho biết lượng quang thông có được trên bề mặt chiếu sáng của nguồn sáng. Độ rọi được tính bằng công thức:
Độ rọi = Quang thông / Diện tích
Trong đó:
– Quang thông (lumen) là thước đo lượng ánh sáng tổng cộng phát ra từ nguồn sáng.
– Diện tích (mét vuông) là diện tích bề mặt chiếu sáng.
Từ hai công thức trên, ta có thể suy ra mối quan hệ giữa độ rọi và quang thông như sau:
Độ rọi = Cường độ ánh sáng x Góc phát sáng / Diện tích
Điều này có nghĩa là:
– Độ rọi tỉ lệ thuận với cường độ ánh sáng và góc phát sáng của nguồn sáng.
– Độ rọi tỉ lệ nghịch với diện tích bề mặt chiếu sáng.
– Độ rọi phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn sáng đến bề mặt chiếu sáng. Khi khoảng cách tăng lên, diện tích bề mặt chiếu sáng tăng lên và độ rọi giảm đi.
Ví dụ: Nếu ta có một nguồn sáng có cường độ ánh sáng là 100 cd và góc phát sáng là 1 sr, khi chiếu trên một bề mặt vuông có cạnh 1m và cách nguồn sáng 1m, ta có:
Quang thông = 100 cd x 1 sr = 100 lm
Độ rọi = 100 lm / 1 m2 = 100 lx
Nếu ta tăng khoảng cách từ nguồn sáng lên 2m, ta có:
Quang thông không đổi = 100 lm
Diện tích bề mặt chiếu sáng tăng lên 4 lần = 4 m2
Độ rọi = 100 lm / 4 m2 = 25 lx
Như vậy, ta có thể thấy rằng quang thông chỉ phản ánh lượng ánh sáng của nguồn sáng chứ không phải của bề mặt chiếu sáng. Để biết được mức độ sáng của bề mặt chiếu sáng, ta cần biết được độ rọi của nó. Độ rọi là chỉ số quan trọng để thiết kế hệ thống chiếu sáng cho các không gian khác nhau như nhà ở, văn phòng, nhà xưởng, trường học,… Mỗi không gian có yêu cầu về độ rọi khác nhau để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hoạt động của con người.

Mối quan hệ giữa độ rọi và công suất

Độ rọi là một chỉ số thể hiện quang thông trên một đơn vị diện tích bề mặt được chiếu sáng. Độ rọi có đơn vị là lux (lx), được tính bằng công thức: E = Φ/S, trong đó Φ là quang thông (lm), S là diện tích (m2).
Công suất là đại lượng biểu thị tốc độ tiêu thụ điện năng để thắp sáng trong vòng 1h đồng hồ của đèn LED. Công suất có đơn vị là watt (W), được tính bằng công thức: P = U * I, trong đó U là điện áp (V), I là cường độ dòng điện (A).
Mối quan hệ giữa độ rọi và công suất được xác định bởi hệ số chuyển đổi giữa quang thông và công suất, là mW/m2, tính theo sự chuyển đổi từ thành phần của bước sóng hoặc dải nhiệt độ màu ánh sáng  . Có thể viết công thức như sau:
Độ rọi = (Công suất đèn x Quang thông x Số lượng đèn)/ Diện tích chiếu sáng
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu về mối quan hệ giữa độ rọi và công suất, cũng như cách tính số lượng đèn cần dùng cho các không gian chiếu sáng khác nhau. Hy vọng bài viết sẽ mang lại cho bạn những thông tin hữu ích và thú vị.