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La candela ed il watt

Domanda:

Che relazione esiste tra candela e watt? Ed una normale candela stearica che intensità ha?

Risponde admin

La prima è una delle domande più frequenti poste dai visitatori di Electroportal. Generalmente faccio riferimento ad una risposta già data qualche tempo fa.
Però è opportuno aggiungere alcune considerazioni.
Innanzitutto perché quella domanda?
La ragione sta nell'uso della parola candela. Una lampadina di N candele è, nel parlato comune, molto più frequente qualche decennio fa quando nelle abitazioni civili la lampadina ad incandescenza dominava incontrastata, sinonimo di lampadina di N watt.
Ma perché la candela è fatta corrispondere al watt?
Il flusso luminoso, che si misura in lumen, è la potenza della radiazione di una sorgente cui l'occhio è sensibile, una frazione piuttosto piccola della totale potenza radiante, che in una lampada ad incandescenza è prevalentemente nell'infrarosso (IR), quindi termica. Il rapporto tra il flusso e la totale potenza radiante, praticamente coincidente con la potenza elettrica assorbita dalla lampada, è l'efficienza della lampada, il suo rendimento luminoso, e si misura in lumen/watt. L'efficienza di una lampada ad incandescenza è compresa tra 10 e 20: diciamo 12,56 lumen/watt e vedremo immediatamente perché. L'intensità luminosa è il flusso luminoso che interessa un angolo solido pari ad uno steradiante. E' cioè il rapporto tra il flusso luminoso e l'angolo solido che quel flusso comprende. Una candela significa cioè un lumen per ogni steradiante. L'angolo solido completo è di 4*pigreco=4*3,14=12,56 steradianti. Quindi una sorgente luminosa con l'intensità di una candela in ogni direzione, che cioè emette un lumen in ogni steradiante, emette in totale 12,56 lumen. Una lampadina ad incandescenza di 1 watt con efficienza 12,56 ha dunque in ogni direzione l'intensità di una candela. Da qui l'equivalenza candela=watt del linguaggio comune.
Per quanto riguarda la seconda domanda, non so immediatamente fornire un valore evidentemente, perché dipende dalla "normalità della candela". Comunque, ricordando che avendo la candela, non è difficile misurarlo, non è inutile chiedersi perché l'unità dell'intensità luminosa è denominata candela. Credo non sia difficile immaginarlo: per molto tempo si è fatto riferimento proprio ad una candela di forma, composizione e dimensioni definite. Successivamente si ricorse alla candela di Hefner, una lampada a stoppino di date dimensioni che bruciava un combustibile di data composizione in condizioni di pressione definite. Nel 1909 si definì la candela internazionale che usava pentano come combustibile. Nel 1948 si ricorse ad una superficie radiante alla temperatura di solidificazione del platino, finché nel 1979 fu proposta la definizione di candela nuova attualmente adottata nel sistema SI: è l'intensità luminosa di una sorgente che emette, in una data direzione, una radiazione monocromatica alla frequenza di 540 THz e che ha un'intensità radiante in quella direzione di 1/683 watt per steradiante. Le ultime candele sono tutte molto vicine a quella a pentano ed è abbastanza naturale pensare che quest'ultima, a sua volta, fosse dello stesso ordine di grandezza dell'originaria candela stearica.
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Commenti e note

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di ,

Jek,
il tuo dilemma ( o trilemma) resterà tale: i lumen sono una cosa, i lux un'altra. I lux sono i lumen che arrivano su una superficie di 1 metro quadro. Quindi una stessa fonte luminosa produce lux diversi su superfici a diverse distanze ed anche a distanze uguali in quanto dipende da come il flusso si distribuisce nello spazio.

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di Jek,

complimenti innanzittutto per il forum e per la chiarezza espositiva. io ho questo dilemma. dovrei acquistare un impianto di illuminaizone per una bike e devo scegliere tra i led e le alogene. Tuttavia i led che ho trovato esprimono la loro capaicitòà in lumen mentre le alogene il lux. Non posso quindi capire quali sono più potenti.
1) impianto a 2 led esprime 450 + 300 lumes
2) impianto a 1 led che esprime 90 lux
3) un impianto a 2 alogene che esprime 60 + 20 lux.
Grazie. jek

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di ,

jonjboz,
occorre conoscere l'angolo solido di emissione e moltiplicarlo per l'intensità in candele per trovare il flusso in lumen. Puoi leggere questo topic per sapere come si determina l'angolo solido ed usare questa applicazione on line per eseguire il calcolo. Occorre però un ulteriore dato, come avrai capito, l'angolo di emissione ed un'ipotesi, che in tale angolo si possa ritenere l'intensità costante.

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di jonjboz,

buongiorno ormai sono cotto, forse dopo tanto errare e sentirne di tutti i colori.... La mia esigenza è quella di calcolare il flusso luminoso di una lampada fluorescente tipo T5 e di ricavare la quantità di led necessaria per ottenere lo stesso flusso utilizzando led 8mm superbright flux 40° da 85.000 mcd. Io ho tentato un calcolo ma cerco conferme con confronto incrociato grazie

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di ,

No, Vito,
né a 1 metro né ad un centimetro. La candela è l'intensità luminosa I, che è il rapporto tra i lumen totali emessi nell'angolo solido considerato, cioè il flusso luminoso F, e l'angolo solido stesso, As: I=F/As.
L'angolo solido è un cono che ha il vertice nel punto di emissione e si misura in steradianti, che sono il rapporto tra la calotta sferica intercettata dal cono su una sfera di raggio R che ha il centro nella sorgente luminosa, il led nel nostro caso, ed il quadrato del raggio. Se l'angolo al vertice del cono lo indichiamo con A, l'angolo solido che vi corrisponde è As= 2*pigreco*(1-cos(A)) steradianti. Se l'intensità luminosa I è costante in ogni direzione uscente dalla sorgente e contenuta entro il cono dell'angolo solido, il flusso luminoso , che è sempre lo stesso, ad 1 cm, ad 1m ad 1 km, come è sempre la stessa la portata d'acqua in una tubazione a qualunque distanza dalla pompa, si calcola con F=I*As. Nel caso specifico abbiamo A=12°, I= 10 cd; As=6,28*(1-0,978)0,13 str Quindi F=As*I=10*0,13=1,3 lumen

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di Vito,

Problema: un led da 10,000 mcd 12° di apertura a un metro di distanza mi da' 10 lumen?

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di ,

Ma le rotatorie impongono ad una equipe di sapere ciò che non ha senso?

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di classe 5a,

salve, siamo alunni di un istituto tecnico e stiamo facendo un progetto di una rotatoria. Ci servirebbe sapere a quanti LUX corrisponde una candela/metro quadro. per favore rispondete grazie

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di adamello53,

volevo comperare una videocamera digitale ma sono in dubbio sui vari LUx (illuminazione minima) che ogni ditta dichira. c'è chi dichiara 2 chi 3 e altri addirittura 5 di lux ma in realtà quale è il valore minimo che bisogna osservare per avere delle belle riprese anche in poca luce ??? il numero deve essere \elevato oppure piccolo ??? grazie per la risposta e scusate la poca conoscenza della materia

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di Serena,

Avrei bisogno di sapere come risalire dalla potenza in watta di una lampada a parete ai lux che è in grado di fornire. Grazie

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di paolo carlizza,

L'argomento e' esposto in maniera molto esauriente ed e' facilmente comprensibile, poiche' scritto in maniera chiarissima.

Pero' ad essere rigorosi si potrebbe partire dal concetto di flusso luminoso.

Il flusso luminoso e' dato dal prodotto della potenza radiante in Watt per il coefficiente di visibilita', che e' massimo alla frequenza di 555 nm ( colore giallo-verde ). Il coefficiente di visibilita' risulta da una media statistica tra tanti campioni esaminati.

In un certo modo il coefficiente di visibilita' corrisponde a quello che e' chiamato rendimento della sorgente luminosa.

L'intensita' luminosa, invece e' data dal rapporto differenziale o meglio dalla derivata del flusso luminoso con l'angolo solido, per cui e' lecito dire che l'intensita' non e' altro che il flusso luminoso entro un certo angolo solido o in una direzione.

Da qui seguono le considerazioni, molto pertinenti, presenti nell'articolo che sto commentando.

 

Cordiali saluti.

 

Paolo Carlizza.

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di ,

I lux sono i lumen che arrivano su un metro quadro. A parità di sorgente luminosa, cioè a parità di lumen emessi, i lux dipendo dalla distanza dalla sorgente. Conoscere le candele di una sorgente non è sufficiente a stabilirne i lumen. La candela è il numero di lumen emessi in un angolo solido di uno steradiante. Se la superficie S intercetta completamente l'angolo solido di uno steradiante essa riceve 8 lumen, nel caso specifico: i lux sono allora 8/S. In definitiva per fare un calcolo occorre conoscere in realtà la curva fotometrica che permetterà di calcolare i lumen che arrivano effettivamente alla superficie, quindi fare il rapporto tra questo valore e la superficie.

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di Joana Farias,

ciao a tutti
volevo chiarire una cosa...
Volevo avere un illuminamento di 50 lux con 2 strisce di LED da 8000mcd..volevo capire quanti led sono necessari.
ringrazio a tutti!

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di ,

La candela è l'unità di misura dell'intensità luminosa, il lumen del flusso luminoso. Non sono la stessa cosa. L'intensità luminosa è la densità del flusso in una certa direzione. Se una sorgente luminosa emette un'intensità di 1 candela in TUTTE le direzioni, il suo flusso è di 12,56 lumen, ma se l'intensità riguarda solo un decimo di steradiante, il suo totale flusso luminoso è di 0,1 lumen. Quindi per conosce il flusso luminoso occorre conoscere il completo solido fotometrico, cioè l'andamento dell'intensità in funzione della direzione. Generalmente i costruttori forniscono la curva fotometrica, cioè una sezione piana del solido fotometrico. Nota la curva fotometrica, il flusso luminosa si trova con un calcolo di integrazione.

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di Biagio,

Alcune lampadine, ad es. le QR111 OSRAM, riportano il flusso in cd, ma quanti lumen sono? dalla formula esce un valore spropositato! servirebbero i lumen per fare un calcolo illuminotecnico.

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di Claudio,

Salve a tutti,sono giorni che st� provando questi nuovi super led bianchi da 8000 mcd angolo 20 gradi da 10mm,ne ho montati 21 in serie (3 led in serie + resistenza da 120 ohms 1 W x 7 ,come consiglia:(http://led.lineaar1.org/led.wiz)


12 V Source voltage
3,3 diode forwaed voltage
20 diode forward current (mA)
21 number of led in your array
consumando 140 mA.
E devo dire che fanno veramente una bella luce.
Ora la mia domanda,come posso calcolare la potenza in watt,penso che 21 led da 8000 mcd = 168000 mcd ,ho letto che 1 candela è = a 1000 mcd ossia 168 candele,come calcolare in watt?.

P.S Se la mente prime era confusa ora e persa

Con stima a tutti Claudio da Napoli

Rispondi

di ,

C'è un po' di confusione tra lumen, unità di misura del flusso luminoso, e i watt, unità di misura della potenza assorbita elettrica. Bisogna confrontare i lumen con i lumen, i watt con i watt. Quindi, ammessa ipoteticamente per la lampadina un'efficienza di 30 lumen/watt, a 55 W corrispondono 1650 lumen. Quelli dei led ad alta luminosità citati sono mlumen, cioè millesimi di lumen, quindi rispettivamente 23, 250 e 800 lumen.

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di Andrea,

che rapporto c'è fra la potenza in w elettrici di una lampadina di un faro di una macchina (55w) e i led ad alta luminosità 23000 mlumen, 250000 mlumen o addirittura 800000 mlumen?

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