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Todo sobre la intensidad luminosa, el flujo luminoso y la iluminancia


Cantidades y unidades fotométricas importantes

En la medición de la luz, se distinguen varias magnitudes fotométricas con las que se puede evaluar la luz. La siguiente tabla ofrece una visión general de las magnitudes y unidades fotométricas más importantes.

Cantidad fotométricaSI de Unidades y cálculoDefinición
Flujo luminosoLumen (lm)Mide la cantidad total de luz emitida por una fuente luminosa.
LuminosidadCandela (cd) = lm/srRepresenta la relación entre los lúmenes y el ángulo del haz de luz. Proporciona información sobre la cantidad de luz que se emite en una dirección determinada.
LuminanciaLux (lx) = lm/m²Mide la luz que llega a una superficie receptora.
Densidad luminosacd/m²Mide la impresión de luminosidad de una superficie tal como la percibe el ojo humano.
Rendimiento luminosolm/WRepresenta la relación entre el flujo luminoso emitido y la potencia eléctrica necesaria.
Intensidad lumínicalm*sRepresenta el flujo luminoso total emitido por una fuente de luz durante un periodo de tiempo determinado.


¿Cómo se genera la luz?

La luz está formada por fotones, o partículas de luz. Transmiten pulsos de energía. La luz se crea cuando se convierte la energía. La emisión de luz visible se denomina luminiscencia.

La forma en que el ojo humano percibe la luz depende de la longitud de onda de la radiación y de la intensidad con la que ésta incide en la retina.


¿Qué es el flujo luminoso (lumen)?

El flujo luminoso, medido en lúmenes (abreviatura lm), es la potencia de radiación emitida por una luminaria. Indica la cantidad de luz que emite una fuente de radiación en todas las direcciones. Por tanto, los lúmenes de una luminaria proporcionan información sobre su luminosidad.

Los tipos de luminarias idénticas podrían compararse por la cantidad de vatios. Sin embargo, las diferentes luminarias producen diferentes cantidades de luz y, por lo tanto, no se pueden comparar por la cantidad de vatios. Para comparar la luminosidad de diferentes lámparas, hay que fijarse en el flujo luminoso. La unidad lumen es una unidad de medida normalizada internacionalmente para el flujo luminoso de una fuente de luz.

El valor del lumen no tiene en cuenta la percepción de la luminosidad. La percepción de la luminosidad también se ve influida por el ángulo del haz y el diseño de una luminaria. La temperatura de color de la fuente de luz y la naturaleza del entorno también influyen en la percepción de la luminosidad.

Grafische Darstellung Lumen


¿CUÁL ES EL RENDIMIENTO LUMINOSO?

La relación entre lúmenes y vatios (lm/W) indica la eficacia de una fuente de luz. Este valor también se denomina eficacia luminosa. Cuanto más alto sea el valor, más eficiente será la fuente de luz.


EJEMPLO DE VALORES DE LÚMENES:

Tubo fluorescente (48 vatios)3000 lm
Lámpara de bajo consumo (23 vatios)1400 lm
Bombilla incandescente (100 vatios)1340 lm
Vela12 lm


¿Cuál es la intensidad luminosa (candela)?

La intensidad luminosa describe la radiación emitida en una dirección determinada. Dado que el comportamiento de la radiación de un dispositivo de señalización óptica no está sólo determinado por la fuente de luz sino también por el diseño de las calotas, la intensidad luminosa es la más adecuada para evaluar el efecto de señalización de los respectivos dispositivos.

La intensidad luminosa es una de las magnitudes fotométricas. Relaciona el flujo luminoso con el ángulo del haz de una fuente de luz. La intensidad luminosa indica, por tanto, la concentración de la luz o la densidad de la luz emitida.

La intensidad luminosa se indica en candelas (cd).


¿QUÉ SIGNIFICA INTENSIDAD LUMINOSA?

La intensidad luminosa es un valor importante para comparar diferentes lámparas. Las lámparas con el mismo flujo luminoso pueden tener intensidades luminosas completamente diferentes debido a su ángulo de haz. El ángulo del haz de luz indica el ángulo en el que la luz es emitida por la lámpara.

La intensidad luminosa o su valor en candela indica la intensidad con la que se emite la luz. Cuanto más enfocada es a misión de la luz, más intensa es.

El gráfico visualiza dos lámparas con el mismo flujo luminoso (lumen), pero con diferentes ángulos de haz. La intensidad luminosa es mayor en el caso de la lámpara con el ángulo del haz más pequeño que n el caso de la lámpara con el ángulo del haz más amplio.

Grafische Darstellung Lichtstärke


¿CÓMO SE MIDE LA LUMINOSIDAD?

Para determinar la luminosidad de una fuente de luz, se necesita el flujo luminoso y el ángulo del haz o ángulo sólido. El valor de la luminosidad se indica en candelas. La unidad del flujo luminoso es el lúmen, para el ángulo sólido es el estereorradián.

Intensidad luminosa [cd] = flujo luminoso [lm] / ángulo sólido [sr]

Si no se conoce el ángulo sólido, sino sólo el ángulo del haz, éste puede determinarse con una fórmula de conversión:


Formel Lichtstärke

Si el cálculo según la fórmula no funciona en el caso de la lámpara, se puede realizar una medición de la luz con la esfera de Ulbricht y un espectrómetro. Esto crea una curva de distribución de la intensidad luminosa. Esta curva puede utilizarse para sacar conclusiones sobre la luminosidad.

Una vela estándar, por ejemplo, emite una intensidad luminosa de 1 cd, es decir, emite unos 12 lúmenes (lm) en todas las direcciones.


¿Qué es la iluminancia (lux)?

Lux proporciona información sobre la iluminancia. Es una medida de la luminosidad con la que se alumbra una zona. El lux indica la cantidad de flujo luminoso (lumen) de una fuente de luz que llega por unidad de superficie de un receptor. El valor lux es una cantidad puramente receptora.

La iluminancia se calcula mediante la siguiente fórmula: Lux [lx] = flujo luminoso [lm] / superficie [m2]

La iluminancia es de 1 lux cuando un flujo luminoso de 1 lumen incide uniformemente sobre una superficie de 1 m². Otra fórmula para calcular la iluminancia a mayores distancias es la siguiente: Lux [lx] = intensidad luminosa [cd] / radio o distancia al cuadrado.


Cuanto más distanciada esté la superficie de la fuente de luz, menor será la iluminancia. El valor de lux determinado puede servir para evaluar si ciertas superficies están suficientemente iluminadas.

La legislación laboral exige, por ejemplo, que la zona de trabajo esté bien iluminada para los empleados.


¿QUÉ MIDE UN LUXÓMETRO?

Un luxómetro mide la luminancia (lux). El valor indica la luminosidad en el punto de medición. El luxómetro se compone de un fotosensor y una pantalla. El fotosensor suele estar formado por fotodiodos que detectan la luz. El valor de lux determinado aparece entonces en la pantalla.


EJEMPLO DE VALORES LUX

Luz solar40.000 lx
Lugar de trabajo en la oficina300-500 lx
Sala de estar50-200 lx
Noche de luna llena0,3 lx


¿Cómo se relacionan el lumen, la candela y el lux?

Los términos lumen, candela y lux aparecen con mucha frecuencia en la medición de la luz. Todas son cantidades fotométricas. El siguiente gráfico muestra la relación entre los tres términos.


La unidad lumen representa la potencia luminosa total de una lámpara emitida en todas las direcciones. Sin embargo, como la luz emitida por las lámparas no se emite uniformemente en todas las direcciones, la luminosidad se especifica en candelas. Este valor indica la cantidad de luz que se emite en una dirección determinada. En contraste con estas dos cantidades emitidas, también existe la cantidad receptora lux. La unidad lux no mide la cantidad de luz emitida, sino la cantidad de luz emitida que llega a una determinada superficie.

Para evaluar la luminosidad de una lámpara o de un foco, es esencial tener en cuenta los tres valores. Las unidades lumen y candela son citadas por la mayoría de los fabricantes. Los fabricantes no pueden indicar el valor de lux, ya que éste depende de las condiciones ambientales de la zona de aplicación.


¿Cuál es el ángulo sólido?

El ángulo sólido es el tamaño tridimensional del cono de luz. Si una lámpara emite luz, el ángulo de la luz emitida es tridimensional. La unidad del ángulo sólido es el estereorradián (sr). La intensidad luminosa indica la cantidad de luz emitida por una fuente luminosa por ángulo sólido. El ángulo sólido se calcula dividiendo el área (A) por el radio (r²).
Grafische Darstellung Raumwinkel


¿Cuál es la densidad luminosa?

La densidad luminosa proporciona información sobre la impresión de luminosidad que da una lámpara. Se indica en intensidad luminosa por superficie (cd/m²). La densidad luminosa describe que tan alumbrada nos parece una superficie. En esto influyen también otras circunstancias, como el estado de la superficie irradiada.


¿Cuál es la temperatura del color?

La temperatura de color de una fuente de luz determina si la luz da una impresión cálida o fría. La temperatura del color se indica en Kelvin y se puede determinar en una escala. Cuanto más baja sea la temperatura de color, más cálida y oscura será la luz. Cuanto mayor sea la temperatura de color, más fría y brillante será la luz.

La temperatura del color influye en el ambiente de la habitación. Para las salas de estar se prefiere una temperatura de color más baja, para los laboratorios o las fábricas la luz con una temperatura de color más alta.

La escala siguiente muestra la temperatura del color y sus tres rangos: Blanco cálido, blanco neutro y luz cálida.

Los colorímetros pueden utilizarse para medir la temperatura del color. Además de la temperatura de color, el índice de reproducción cromática también es importante para la atmósfera espacial.


¿Qué es el índice de reproducción cromática?

El índice de reproducción cromática, abreviado IRC (Índice de Reproducción Cromática) o AR (Índice General de Referencia), indica la calidad de la luz emitida.

Cuando un objeto se alumbra, emite colores. El color emitido no sólo está determinado por el color del propio objeto, sino también por la fuente de luz. El foco emite diferentes longitudes de onda que son absorbidas o reflejadas por el objeto iluminado. Las longitudes de onda que coinciden con el objeto iluminado se reflejan, el resto se absorbe. El índice de reproducción cromática depende, por tanto, de las longitudes de onda emitidas por la fuente de luz.

La luz solar natural tiene un valor RA de 100, que es también el valor AR más alto. Cuanto más se acerque el valor AR a 100, mayor será la calidad de la iluminación.


¿Cuál es el grado de reflexión?

El grado de reflexión indica el porcentaje del flujo luminoso que incide en una superficie se refleja. Según la naturaleza de la superficie iluminada, la luz se refleja, se absorbe o se transmite.

Si la luz se refleja, vuelve a reflejar. Los espejos tienen un grado de reflexión de 1. Las superficies claras tienen un valor cercano a 1, las superficies oscuras tienen un valor inferior a 0,1. En una habitación con paredes oscuras, se necesita más luz que en una habitación con paredes claras para crear una luminancia suficiente en el plano de trabajo.

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