Candelas vs Lumen: dekodierende Lichtmetriken

Wenn es um das Verständnis von Licht geht, stechen oft zwei Begriffe hervor: Candela und LumenAuf den ersten Blick scheinen sie austauschbar zu sein, aber sie repräsentieren sehr unterschiedliche Aspekte der Lichtmessung.

Candela misst die Lichtintensität in eine bestimmte Richtung und beschreibt im Wesentlichen, wie fokussiert oder stark ein Lichtstrahl ist. Lumen hingegen quantifizieren die Gesamtmenge des von einer Quelle ausgestrahlten sichtbaren Lichts und geben Ihnen eine Vorstellung von ihrer Gesamthelligkeit.

Warum ist das wichtig? Weil das Wissen um den Unterschied Ihnen dabei helfen kann, fundierte Entscheidungen bei der Auswahl zu treffen Lichtlösungen, sei es für ein gemütliches Wohnzimmer, einen professionellen Arbeitsplatz oder ein schillerndes Bühnen-Setup.

Was sind Candela?

Candela, symbolisiert als CD, ist die SI-Maßeinheit (Internationales Einheitensystem) für die Lichtstärke. Sie definiert die von einer Quelle in eine bestimmte Richtung ausgestrahlte Lichtmenge, gewichtet nach der Empfindlichkeit des menschlichen Auges für unterschiedliche Wellenlängen.

Einfacher ausgedrückt: Candela gibt an, wie hell eine Lichtquelle erscheint, wenn man aus einem bestimmten Winkel direkt darauf blickt. Dies macht sie zu einer wichtigen Messgröße für das Verständnis gerichteter Beleuchtung, wie sie beispielsweise bei Scheinwerfern, Taschenlampen oder Strahlern auftritt.

Der Begriff „Candela“ stammt aus dem Lateinischen und bedeutet Kerze. Historisch gesehen bezog er sich auf das Licht, das von einer einzelnen Standardkerze ausgestrahlt wurde.

Heute ist die Messung deutlich präziser. Wissenschaftlich definiert wird sie als die Intensität einer Lichtquelle, die monochromatische Strahlung mit einer Frequenz von 540 Terahertz und einer Strahlungsstärke von 1/683 Watt pro Steradiant aussendet. Das mag zwar komplex klingen, gewährleistet aber im Wesentlichen weltweit einheitliche und standardisierte Messungen.

Candela ist besonders nützlich in Anwendungen, bei denen die Richtung und Konzentration des Lichts wichtiger sind als die Gesamthelligkeit. Zum Beispiel in der Fahrzeugbeleuchtung oder BühnenbeleuchtungWenn Sie die Candela-Zahl kennen, können Sie leichter bestimmen, wie weit oder fokussiert der Lichtstrahl sein wird.

Wenn Sie die Candela verstehen, können Sie besser beurteilen, ob eine Lichtquelle Ihren spezifischen Anforderungen an Intensität und Ausrichtung entspricht.

Was sind Lumen?

Lumen, bezeichnet als lm, ist die SI-Einheit für den Lichtstrom und stellt die Gesamtmenge des sichtbaren Lichts dar, das von einer Quelle in alle Richtungen abgestrahlt wird. Im Gegensatz zur Candela, die die Lichtintensität in eine bestimmte Richtung misst, bietet Lumen einen umfassenden Überblick über die Gesamthelligkeit einer Lichtquelle.

Im Wesentlichen quantifiziert es die abgestrahlte Lichtmenge und ist somit ein wichtiger Messwert für die Bewertung der Effizienz und Wirksamkeit von Beleuchtungsprodukten.

Wissenschaftlich definiert sich ein Lumen als die Lichtmenge, die von einer Lichtquelle mit einer Lichtstärke von einer Candela innerhalb eines Raumwinkels von einem Steradiant abgegeben wird. Einfacher ausgedrückt: Strahlt eine Glühbirne eine Candela gleichmäßig über eine Kugeloberfläche ab, beträgt der Gesamtlichtstrom 12,57 Lumen. Diese Korrelation gewährleistet Präzision und Standardisierung und ermöglicht so einen genauen Vergleich verschiedener Lichtquellen.

Lumen sind besonders in Kontexten von Bedeutung, in denen die Gesamthelligkeit wichtiger ist als die Richtungsintensität, wie etwa bei der Raumbeleuchtung, Außenbeleuchtung oder Allzweckglühlampen.

Beispielsweise deuten höhere Lumenwerte in der Regel auf eine hellere Beleuchtung hin, was für Räume nützlich ist, die eine ausreichende Beleuchtung benötigen. Das Verständnis der Lumenwerte ermöglicht es Verbrauchern, fundierte Entscheidungen über Beleuchtungslösungen zu treffen und sowohl für private als auch für berufliche Umgebungen Helligkeit und Energieeffizienz in Einklang zu bringen.

Wie berechnet man Candela?

Candela wird berechnet, indem die Lichtstärke einer Lichtquelle in einer bestimmten Richtung gemessen wird.Die Formel besteht darin, den Lichtstrom (gemessen in Lumen) durch den Raumwinkel (gemessen in Steradiant) zu teilen, über den das Licht verteilt wird. Mathematisch ausgedrückt lautet die Formel:

$$\Text{Candela (cd)} = \frac{\text{Lumens (lm)}}{\text{Solid Angle (sr)}}$$

Betrachten wir beispielsweise eine Taschenlampe, die 100 Lumen Licht in einem schmalen Strahl ausstrahlt, der einen Raumwinkel von 0,5 Steradiant abdeckt. Mit der Formel:

$$\Text{Candela} = \frac{100 \, \text{lm}}{0.5 \, \text{sr}} = 200 \, \text{cd}$$

Dies bedeutet, dass die Taschenlampe eine Lichtstärke von 200 Candela hat und damit angibt, wie hell der Strahl in die fokussierte Richtung erscheint.

Um Candela praktisch zu messen, werden spezielle Geräte wie ein Goniophotometer wird verwendet. Dieses Gerät misst die Lichtintensität in verschiedenen Winkeln, um den Lichtstrom und den Raumwinkel zu berechnen. Die Kenntnis der Candela-Werte kann bei der Beurteilung helfen, ob eine Lichtquelle die gewünschte Intensität für Anwendungen wie Strahler, Scheinwerfer oder Architekturbeleuchtung liefert.

Wie berechnet man Lumen?

Lumen stellen die Gesamtmenge des von einer Quelle ausgestrahlten sichtbaren Lichts dar. Daher umfasst die Berechnung häufig das Messen oder Schätzen der Strahlungsenergie und das Anwenden eines Umrechnungsfaktors basierend auf der Empfindlichkeit des menschlichen Auges gegenüber verschiedenen Wellenlängen.

Ein gängiger Ansatz zur Berechnung von Lumen ist die Verwendung der Wattzahl einer Lichtquelle und ihrer Lichtausbeute (gemessen in Lumen pro Watt). Die Lichtausbeute gibt an, wie effizient eine Lichtquelle elektrische Energie in sichtbares Licht umwandelt. Die Formel lautet:

Lumen (lm)=Watt (F)×Leuchtend Wirksamkeit (lm/W)

Wenn Sie beispielsweise eine 10-Watt-LED-Glühbirne mit einer Lichtausbeute von 100 Lumen pro Watt haben, können die Gesamtlumen wie folgt berechnet werden:

Lumen=10W×100lm/W=1,000lm

Das bedeutet, dass die Glühbirne 1.000 Lumen Licht ausstrahlt.

In der Praxis werden Lumen genauer gemessen mit Geräten wie Ulbrichtkugeln oder Photometer, die das gesamte von einer Quelle emittierte Licht erfassen und eine genaue Messung des Lichtstroms liefern. Für Verbraucher geben Hersteller häufig Lumenwerte auf der Verpackung an, um den Vergleich der Helligkeit verschiedener Arten von Beleuchtungsprodukten, sodass Sie leichter das Richtige für Ihre Anforderungen auswählen können.

Mehr lesen: Umrechnungsrechner von Lumen in Watt

Wie wirken Candela und Lumen zusammen?

Candela und Lumen sind miteinander verbunden, beschreiben aber unterschiedliche Aspekte des Lichts. Lumen messen die Gesamtlichtleistung einer Quelle, während Candela die Intensität des Lichts in einer bestimmten Richtung.Das bedeutet, dass die Beziehung zwischen beiden von der Lichtverteilung abhängt. Um ihre Wechselwirkung zu verstehen, untersuchen wir vier mögliche Szenarien:

1. Hohe Lumen, niedrige Candela:
   Dies geschieht, wenn eine Lichtquelle zwar viel Licht abgibt, dieses aber über einen weiten Bereich verteilt. Beispielsweise kann ein Flutlicht mit 2.000 Lumen eine niedrige Candela-Zahl aufweisen, da sein Licht über einen weiten Winkel gestreut wird, was zu einer geringeren Intensität in jeder einzelnen Richtung führt.
2. Hohe Lumen, hohe Candela:
   Eine Lichtquelle mit hoher Gesamtleistung, die in einem schmalen Strahl konzentriert ist, weist sowohl eine hohe Lumenzahl als auch eine hohe Candelazahl auf. Ein Laser oder ein Scheinwerfer ist ein gutes Beispiel: Der Großteil des Lichts wird in eine Richtung gebündelt, wodurch eine intensive Helligkeit (hohe Candelazahl) entsteht und dennoch eine beträchtliche Gesamtlichtmenge (hohe Lumenzahl) abgegeben wird.
3. Niedrige Lumen, hohe Candela:
   Wenn eine Lichtquelle eine geringe Lichtmenge abgibt, diese aber zu einem sehr schmalen Strahl bündelt, hat sie eine geringe Lumenzahl, aber eine hohe Candela-Zahl. Denken Sie an eine kleine Taschenlampe mit einem stark gebündelten Strahl – sie strahlt insgesamt nicht viel Licht ab, erscheint aber in der spezifischen Strahlrichtung sehr hell.
4. Niedrige Lumen, niedrige Candela:
   Eine Lichtquelle mit geringer Gesamtlichtleistung, die zudem über einen großen Bereich verteilt ist, führt sowohl zu niedrigen Lumen als auch niedrigen Candela. Ein schwaches Nachtlicht ist beispielsweise typischerweise ein gutes Beispiel für dieses Szenario.

Candela und Lumen arbeiten zusammen, um sowohl die Menge und die Qualität Lichtmenge. Lumen geben an, wie viel Licht insgesamt abgegeben wird, während Candela die Intensität der Lichtbündelung in eine bestimmte Richtung angibt. Das Verständnis dieser Beziehung hilft Ihnen bei der Wahl der richtigen Beleuchtungslösung – egal, ob Sie einen hellen, fokussierten Lichtstrahl oder eine weichere, weitläufigere Beleuchtung benötigen.

Candela und Leuchtweite

Die folgende Tabelle zeigt, wie sich Candela-Werte auf die Strahleigenschaften auswirken, insbesondere auf die Strahlweite, die angibt, wie weit das Licht tatsächlich reicht. Die Berechnung geht von klaren Lichtverhältnissen aus und folgt der Formel für die Strahlweite:

$\Text{Beam Distance (meters)} = \sqrt{\frac{\text{Candela (cd)}}{\text{Illuminance Threshold (lux)}}}$

Aus praktischen Gründen wird die Beleuchtungsstärkeschwelle oft auf 1 Lux, was eine ausreichende Helligkeit zum Lesen oder Erkennen von Details darstellt.

Candela (CD)	Strahldistanz (Meter)	Strahlfunktion
100 cd	10 m	Weiches Licht für den Nahbereich (e.g., Schreibtischlampe)
1.000 cd	31,6 m	Mittlere Reichweite, geeignet für Taschenlampen
10.000 cd	100 m	Starker Strahl für den Außen- und taktischen Einsatz
50.000 cd	223,6 m	Intensives gerichtetes Licht (e.g., Suchscheinwerfer)
100.000 cd	316,2 m	Starker Strahl für große Flächen oder Signalisierung
1.000.000 cd	1.000 m	Extrem fokussiertes Licht, wie z. B. High-End-Scheinwerfer

Anwendungen, bei denen Candela entscheidend ist

Candela spielt in verschiedenen Bereichen eine entscheidende Rolle, in denen eine präzise Lichtintensität entscheidend ist.Die Fähigkeit, die gerichtete Lichtleistung zu quantifizieren, macht es für die Gewährleistung optimaler Leistung und Funktionalität unverzichtbar. Im Folgenden sind einige wichtige Anwendungen aufgeführt, bei denen Candela-Messungen erforderlich sind:

Astronomie

In der Astronomie helfen Candela, die Intensität des von Teleskopen, Scheinwerfern oder Observatorien ausgestrahlten Lichts zu bewerten. Für die Sternenbeobachtung sind Fokus und Helligkeit des Lichts entscheidend, um die Lichtverschmutzung zu minimieren und die Sichtbarkeit schwacher Sterne oder Planeten zu verbessern. Die Candela-Angabe eines Teleskops stellt sicher, dass die Lichtintensität kontrolliert und effektiv ist, ohne die für genaue Beobachtungen erforderliche Dunkelheit zu beeinträchtigen.

Fotografie

Candela ist entscheidend in Fotografie, insbesondere bei Studioaufnahmen oder Außenaufnahmen. Fotografen sind auf eine präzise Lichtintensität angewiesen, um die gewünschte Stimmung zu erzeugen, Schatten zu vermeiden oder Details hervorzuheben. Gerichtete Beleuchtung, wie z. B. Scheinwerfer oder Blitze, verwendet Candela-Messungen, um sicherzustellen, dass der Strahl richtig fokussiert wird, ohne zu streuen, und so die nötige Helligkeit für perfekte Aufnahmen liefert.

Glasfaserkabel

In Glasfasersystemen sind Candela-Werte entscheidend für die Intensität des durch die Fasern übertragenen Lichts. Diese Systeme benötigen eine fokussierte und leistungsstarke Lichtquelle, um über große Entfernungen hinweg minimale Verluste zu gewährleisten. Hohe Candela-Werte zeigen an, dass das Licht stark genug bleibt, um klare und zuverlässige Kommunikationssignale zu liefern.

Fahrzeugbeleuchtung

Fahrzeugscheinwerfer sind mit Candela-Werten ausgestattet, um Helligkeit und Richtungsabhängigkeit auszugleichen. Hochleistungsscheinwerfer (gemessen in Candela) sorgen dafür, dass Fahrer weiter auf der Straße sehen können, was die Sicherheit erhöht und gleichzeitig durch eine gezielte Fokussierung des Lichtstrahls eine Blendung des Gegenverkehrs verhindert.

Bühnenbeleuchtung

Bühnenbeleuchtung basiert auf Candela, um den Lichtstrahl präzise dorthin zu lenken, wo er benötigt wird. Scheinwerfer und Strahler mit hohen Candela-Werten können bestimmte Bereiche oder Darsteller beleuchten und so dramatische Effekte erzeugen, ohne das Licht über die Bühne zu streuen.

Medizinische Geräte

In medizinischen Anwendungen werden bei Geräten wie Operationslampen Candela-Werte verwendet, um ein intensives und fokussiertes Licht zu gewährleisten. Diese Präzision ist entscheidend für die Beleuchtung kleiner, spezifischer Bereiche bei Operationen oder medizinischen Untersuchungen, um Schatten zu minimieren und die Sicht für das Personal zu verbessern.

Diese vielfältigen Anwendungen unterstreichen die Bedeutung der Candela in Bereichen, in denen die gerichtete Lichtsteuerung und -intensität ausschlaggebend für den Erfolg sind.

Anwendungen, bei denen Lumen entscheidend sind

Lumen geben die Gesamtlichtleistung einer Lichtquelle an und sind daher ein entscheidender Faktor in Anwendungen, bei denen die Gesamthelligkeit entscheidend ist. Ob für die Beleuchtung großer Flächen oder die Bereitstellung von ausreichend Licht für bestimmte Aufgaben – Lumen helfen zu bestimmen, wie gut eine Lichtquelle die Anforderungen verschiedener Umgebungen erfüllt. Im Folgenden sind einige gängige Anwendungen aufgeführt, bei denen die Lumen-Angabe entscheidend ist:

Suchscheinwerfer

Suchscheinwerfer benötigen eine hohe Lumenzahl, um kraftvolle, weitreichende Strahlen zu erzeugen, die große Flächen beleuchten oder weit entfernte Ziele fokussieren können. Suchscheinwerfer werden in der Schifffahrt, im Sicherheitsbereich und bei Großveranstaltungen eingesetzt und müssen eine hohe Lichtintensität liefern, um die Sichtbarkeit über weite Distanzen zu gewährleisten. Daher ist die Lumenzahl ein entscheidender Faktor für ihre Wirksamkeit.

Rettungslichter

Bei Notfall- und Rettungseinsätzen sind Leuchten mit hoher Lumenzahl unerlässlich, um große Flächen auszuleuchten, Personen zu lokalisieren und Hilfe zu signalisieren. Ob an Katastrophenorten, bei nächtlichen Rettungseinsätzen oder von Ersthelfern – diese Leuchten sorgen für ausreichend Helligkeit, um kritische Aufgaben unter schwierigen Bedingungen zu erfüllen.

Haushaltsleuchten

Lumen sind ein wichtiger Faktor bei der Beleuchtung im Haushalt, da sie die Gesamthelligkeit eines Raumes bestimmen. Von gedämpftem Ambientelicht zum Entspannen bis hin zu heller Arbeitsbeleuchtung in Küche oder Büro – die Kenntnis der Lumenwerte ermöglicht es Hausbesitzern, die passende Beleuchtung für ihre Bedürfnisse zu wählen und gleichzeitig die Energieeffizienz zu optimieren.

Straßenbeleuchtung

Straßenlaternen sorgen für eine gleichmäßige und flächendeckende Beleuchtung von Straßen, Gehwegen und öffentlichen Plätzen. Leuchten mit hoher Lumenzahl sorgen für ausreichend Helligkeit und Sicherheit, reduzieren Unfälle und erhöhen die Sicherheit in städtischen und ländlichen Gebieten.

Eventbeleuchtung

In KonzerteBei Sportveranstaltungen und anderen großen Versammlungen ist eine leistungsstarke Beleuchtung erforderlich, um Bühnen, Spielfelder und Publikum zu beleuchten. Diese Leuchten bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Helligkeit und Abdeckung und sorgen so für ein klares und ansprechendes visuelles Erlebnis für Künstler und Zuschauer.

Industrie- und Lagerbeleuchtung

Industrielle Räume und Lagerhallen sind auf eine hohe Lichtleistung angewiesen, um Produktivität und Sicherheit zu gewährleisten. In diesen Umgebungen sind oft Leuchten erforderlich, die große Bereiche abdecken und ausreichend Helligkeit bieten, damit die Mitarbeiter klar sehen können. Dadurch wird das Risiko von Unfällen und Fehlern reduziert.

FAQs

1. Ist Candela besser als Lumen?

Weder Candela noch Lumen sind grundsätzlich „besser“, sie messen unterschiedliche Aspekte des Lichts. Lumen quantifizieren die gesamte Lichtleistung einer Quelle und sind daher ideal für die Beurteilung der Gesamthelligkeit. Candelamessen dagegen die Lichtintensität in eine bestimmte Richtung und sind daher für Anwendungen, die fokussierte Strahlen erfordern, wie z. B. Scheinwerfer oder Scheinwerfer, von entscheidender Bedeutung. Die Wahl zwischen beiden hängt von Ihren Beleuchtungsanforderungen ab – breite Ausleuchtung oder fokussierte Intensität.

2. Wie viele Lumen sind eine Candela?

Es gibt keine feste Umrechnung zwischen Candela und Lumen, da sie unterschiedliche Eigenschaften messen. Das Verhältnis hängt jedoch vom Abstrahlwinkel ab:
$\Text{Lumens} = \text{Candelas} \times (2\pi \times (1 - \cos(\theta/2)))$
Hier, $\theta$ ist der Abstrahlwinkel. Beispielsweise hat eine Lichtquelle, die 1 Candela in alle Richtungen abstrahlt, ungefähr 12,57 Lumen. Dieser Wert ändert sich mit dem Abstrahlwinkel.

3. Sind 5000 Lux dasselbe wie 5000 Lumen?

Nein, Lux und Lumen sind unterschiedliche Einheiten. Lux misst die Lichtintensität über einer bestimmten Fläche (Lumen pro Quadratmeter), während Lumen Messen Sie die gesamte Lichtleistung. Beispielsweise ergeben 5000 Lumen konzentriert auf 1 Quadratmeter 5000 Lux, verteilt auf 10 Quadratmeter reduziert sich die Luxzahl jedoch auf 500. Das Verhältnis zwischen Lux und Lumen hängt von der Entfernung und der abgedeckten Fläche ab.

4. Wie hell sind 1000 Lumen?

Eine Lichtquelle mit 1000 Lumen gilt als recht hell. Zur Veranschaulichung:

• Dies entspricht der Helligkeit einer 75-Watt-Glühbirne.
• Es kann einen mittelgroßen Raum ausreichend beleuchten oder für eine starke Außenbeleuchtung sorgen.
  Die wahrgenommene Helligkeit hängt auch von Faktoren wie Abstrahlwinkel, Reflektoren und Entfernung von der Quelle ab.Beispielsweise erscheint ein schmaler Strahl heller und fokussierter als ein breiter Strahl mit der gleichen Lichtstärke von 1000 Lumen.