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電球の明るさはワット?

しいたけさんが 「ルーメンて何だ?」って書いてきた。
ラーメンでないことは確かだが・・

電球の明るさは、電球しか無かった時代にはワットで大体の明るさを想像できた。
明るさが必要なところは100W、トイレなら40W、とか。

しかし、蛍光灯やLEDランプが登場すると比較できない。
「60W電球に相当」とかは書かれているけど。

ワット(W)は電気の消費エネルギー、で、明るさを直接表現するものではない。

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メーカーさんはランプの性能をルーメンで表記することに決めた。
●ルーメン(lm)はランプから放出される光の量で 「(全)光束」 の単位。
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白熱灯
50W:640ルーメン程度
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直管型蛍光灯 (一例)
40W : 3000 lm
15W :  820 lm
10W :  460 lm
★電球より1/4〜1/6の省エネ
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LED
5-10W : 640 lm
(メーカーによってワット数の差が大きい)

★蛍光灯よりさらに1/2の省エネになる予定。

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●ルクス(lux)は見た目の明るさ。
利用上はこの lux が意味がある数字。

JISの基準で事務所は750-1000ルクスとされています。
教室の卓上は500ルクスと家庭科で習った記憶があります。

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ルーメンからルクスへの計算は、単位の定義上は可能です。
●ルーメン/全照射面積 = ルクス  (lm/m2=lux)

例題:
40Wの蛍光灯は全体で 3000 lm の光を放出します。
3畳間の壁・床・天井の面積を合計すると約30 m2(平方m)です。

裸のこのランプを、3畳間の真ん中にぶら下げて点灯しますと、
3000 lm/30 m2=100 lux
で、壁面の見た目の明るさは平均100ルクスであると「計算」できます。

3畳間の中央に食卓を置き、その卓上の明るさを測定した場合には、
実際は、壁面が白ければ反射光が加わり、また笠で反射させたり、ランプと卓の距離が近いなどの条件が加わります。
実測では1000 lux程度の明るさになります。
ちょっと明るすぎるくらいで、新聞を楽に読めます。

一方、壁面が暗色で、ランプの笠が無く、卓との距離が遠ければ 100 lux程度の明るさとなり、暗くて新聞を読むのも辛い状況になります。

設置状況により大きく変化します。

LEDは照射方向に癖があり、明るさの予測には更なる工夫が必要です。
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今回私が購入した東芝製のLEDランプは、760 lm の光を放出します。
これを卓上の1 m2にうまく集光できれば、 760 lux となり、1灯でも、新聞を読んだり、カミさんの針仕事などには好適な明るさです。

一方で、食事には明るすぎるかもしれません。
また、点光源に近いために光の見た目のギラつきで目が疲れることもありそうです。
何より、現状ではデザインがマッチしていません。
集光もされていません。

このようなLEDに対応した、デザインが良くて、うまいこと集光してくれるようなペンダント型の器具があればベストでしょうね。

この製品の説明をHPで調べると、クリプトン電球に似せるために、横方向にも光を多く発散するように工夫されている、と書かれていました。
いらぬ工夫ですね。

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コメント

城ヶ崎-見習い2号さん
久しぶりに城ヶ崎節を拝聴して目から鱗です。いつも、多分野の博学ぶりに敬服しています。
こちらは、歳とともに理論立てて考えることが面倒くさくなりつつあり、反省しきりです。
ルーメンとルクスの違いは、そうゆうことだったんですね。放射能と放射線の関係に良く似ていますね。両方とも光と同じ性質なので当然ですが。
ただ、光の強度は距離の二乗に反比例して弱くなりますから、周囲の反射を無視すれば光源からの明るさ(光の強度)は距離で表す方が合理的かもしれません。光量は、それに受光面積をかけると出てきそうです。ルクスの場合は、「部屋」を想定しているのでいきなり受光面積で割れば良い訳ですね。これは、私の思いつきなので間違っていたらごめんなさいです。
最近、伊豆高原の街灯もLEDに変わったところが多く、家の前の街灯もLEDになって夜中でも随分明るく感じます。

投稿: taka | 2014年8月20日 (水) 09時20分

【僕の為に解説いただき恐縮です】

ルーメンとルクスについては読みました、けれど僕には理解不能です
こんど来るときに電球変えていって下さい、まだ前回のLEDランプは
残っていまして電球切れはありません、玄関の防犯灯がついたりつかなかったりです
太陽電池ですが、充電池が耐用年数切れだと思います

(何べんも読み返しておりますが読めますが理解できません、頭がうにになっているようです)

投稿: しいたけ | 2014年8月20日 (水) 09時51分

先ほどのコメントで、気がついたので自己コメントです。
1ルーメンの定義は、1カンデラの光源から1ステラジアン内に放射される光束という事なので、当然、距離が離れれば光束は広がって密度は減りますが、逆に距離が離れれば1ステラジアン内の受光面積は拡大します。その広さは距離の二乗に比例して拡大するはずです。なので、ルクス=ルーメン/受光面積故、距離の概念は受光面積に含まれている訳で、合理的と言えます。つまり、受光面での明るさ、ルクスには距離の概念が含まれているということでした。

投稿: taka | 2014年8月20日 (水) 09時56分

takaさん。
ステラジアンが出てくると、引きますね。
ても、欲しい値は、角度では無く、面積ですので、角度をスキップすれば話しは楽です。

投稿: 城ヶ崎-見習い2号 | 2014年8月20日 (水) 13時16分

しいたけさん。
まだ、頭が豆腐じゃないんですね。

ルクスの方は問題ないですね。

LEDの光の出方に癖が有るのと、そんなに明るく無いので、ルーメンを使うようになったと想像しています。
相当する白熱電球のWが表示されていますので、それで明るさを想像出来ますし。

投稿: 城ヶ崎-見習い2号 | 2014年8月20日 (水) 13時30分

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