Množstvo lúmenov, ktoré svietidlo vysiela, je práve to, čo si kupujeme. Zatiaľ čo údaj vo wattoch, ktorý je na obale svietidla tiež uvedený, udáva, čo za svietenie budeme platiť. Je zrejmé, že rozumnou snahou je zabezpečiť si požadované množstvo svetla za čo najmenej peňazí, teda spotrebovanej elektriny. Budeme teda hľadať svietidlo či viac svietidiel, ktoré budú dávať najviac lúmenov na 1 watt elektrického príkonu.
Počet lúmenov na jeden watt je dôležitá veličina, ktorá sa nazýva merný svetelný výkon a označuje sa P. Naopak, ak poznáme merný svetelný výkon a spotrebu svetelného zdroja vo wattoch, jednoducho – obyčajným vynásobením oboch číselných údajov – získame tok svetla v lúmenoch. Merný svetelný výkon väčšiny svetelných zdrojov ukazuje tabuľka 1.
| Merný svetelný výkon a svetelná účinnosť | P (lm/W) | K (%) |
| Sviečka | 0,3 | 0,04 |
| Žiarovka wolframová, 5 W | 5 | 0,7 |
| Žiarovka wolframová, 40 W | 10,5 | 1,5 |
| Žiarovka wolframová, 60 W | 11,7 | 1,7 |
| Žiarovka wolframová, 100 W | 13,4 | 2,0 |
| Halogénová žiarovka kremenná | 24 | 3,5 |
| Vysokoteplotná žiarovka | 35 | 5,1 |
| Kompaktná žiarivka (úsporná žiarovka) 5 - 24 W | 45 - 60 | 6,6 - 8,8 |
| Žiarivka trubicová | 50 - 104 | 7 - 15,2 |
| Výbojka metalhalogénidová | 100 | 15 |
| Výbojka vysokotlaková, sodíková | 150 | 22 |
| Výbojka nízkotlaková, sodíková | 183 | 27 |
| Svietidlo LED20 20 diód) | do 140 | do 20,5 |
| Denné svetlo | 41 | 6,0 |
Tab. 1: Merný svetelný výkon P v lm/W a svetelná účinnosť K v % pre rôzne zdroje svetla. Údaje pre wolframové žiarovky 60 W a 100 W zodpovedajú produkcii značky PHILIPS (Poľsko), ktorá je bežne v našich obchodoch. Ak poznáme energetický príkon zdroja vo W a vynásobíme ním merný svetelný výkon P v 2. stĺpci, dostaneme celkový svetelný tok zdroja v lm.
U niektorých zdrojov svetla, špeciálne "bodové" napr. svietidlá s reflektorom TWISTLINE (s diódami LED alebo halogénovými žiarovkami), uvádzajú výrobcovia namiesto merného svetelného výkonu svietivosť v kandelách (cd). Merný svetelný výkon v lúmenoch získame, keď svietivosť zdroja v cd vynásobíme priestorovým uhlom svetelného kužeľa; tzn. číslom 2×π×(1-cos(α/2)), kde α je vrcholový uhol svetelného kužeľa, do ktorého zdroj svieti.
Nasledujúca tabuľka umožňuje stanoviť počet svetelných zdrojov tak, aby sme nimi pokryli optimálne osvetlenie pre požadovaný účel. Definície fotometrických jednotiek kandela, lúmen, lux, priestorový uhol atď. sú uvedené nižšie.
| Svetelný zdroj | E (lx) | I (W/m2) |
| Osvetlenie v noci pri úplnku | 2·10-1 | 3,08·10-4 |
| Osvetlenie k pohodlnému čítaniu | 50 | 0,074 |
| Kancelárske osvetlenie | 300 | 0,44 |
| Výborné osvetlenie v miestnosti | 700 | 1,02 |
| Slnečné svetlo, hodinu pred západom | 1 000 | 1,47 |
| Denné svetlo, zatiahnuté | 3 000 | 4,41 |
| Slnečný deň v tieni stromu | 10 000 | 14,7 |
| Ostrý slnečný svit na poludnie | 100 000 | 147 |
Tab. 2: Niektoré typické osvetlenie v luxoch a súvisiace intenzity svetelného toku I ve W/m2. Osvetlenie v luxoch (2. stĺpec) získame ako hodnotu intenzity svetelného toku (3. stĺpec) vynásobenú maximálnou svetelnou účinnosťou žiarenia Km = 680 lm/W.
Základné pojmy, veličiny a jednotky z fotometrie
Priestorový uhol ω, jednotka steradián, značka sr: Priestorový uhol sa meria podľa plochy, ktorou kužeľ obmedzujúci priestorový uhol vytína z guľovej plochy jednotkovým polomerom z vrcholu uhla. Veľkosť priestorového uhla, ktorý vytne z guľovej plochy o polomere r plochu vrchlíka A, je potom daná vzťahom ω = A/r2. Plný priestorový uhol ω = 4πr2/r2 = 4π steradiánov (sr).
Svietivosť L, jednotka kandela, značka cd: Svietivosť je svetelný tok, ktorý vyžaruje bodový zdroj do priestorového uhla 1 steradián. Ide o skalárnu veličinu. Jednotka svietivosti kandela je v sústave SI základnou fotometrickou jednotkou. Jedna kandela sa rovná 1/60 kolmej svietivosti štvorcového centimetra čierneho telesa pri teplote tuhnúcej platiny (1 772 °C) za tlaku 1,01325·105 Pa.
Svetelný tok (niekedy tiež svetelný výkon) Φ, jednotka lúmen, značka lm: Jeden lúmen je svetelný tok, vysielaný bodovým zdrojom do priestorového uhla 1 steradián pri svietivosti zdroja 1 cd. Svetelný tok sa vypočíta ako súčin svietivosti a priestorového uhla Φ, v ktorom svetelný tok meriame, Φ = L·ω. Rozmer svetelného toku je [Φ] = lm = cd·sr.
Pre teplotu tuhnúcej platiny (za podmienok z definície svietivosti) bolo na základe rozboru spektrálnej citlivosti ľudského oka a z Planckovho zákona spočítané, že tok viditeľného svetla, ktorý definičný vzorec tuhnúcej platiny vyžaruje plochou 5,305·10-3 cm2 do (polo)priestoru nad ním, je v energetických jednotkách rovný Fe = 0,00147 W. Veľkosť plôšky bola zámerne zvolená tak, aby s ohľadom na uvedené fotometrické definície bol jej svetelný tok práve Φ = 1 lm. Svetelný tok je možné vyjadriť ako v lúmenoch, tak vo wattoch s prevodnou konštantou 1/Km = 0,00147 W/lm, resp. Km = 680 lm/W.
Merný svetelný výkon (angl. Overall luminous efficacy), značka P, jednotka lm/W je pomer svetelného toku v lm k príslušnému žiarivému toku vo W tou istou plochou pre ľubovoľný zdroj svetla.
Svetelná účinnosť žiarenia (Overall luminous efficiency), značka K, bezrozmerné číslo je pomer svetelného toku vyjadreného vo W k príslušnému žiarivému toku vo W tou istou plochou pre ľubovoľný zdroj svetla. Je v intervale hodnôt <0;1> a závisí na teplote zdroja a pre chladné zdroje (teplota okolo 600 °C a nižšie) sa blížia k nule. Platia tieto vzťahy:
P = K · Km
Φ = K · Km · PE,
kde PE je elektrický príkon svetelného zdroja vo W.
Ak meriame svetelný tok v lúmenoch a výkon žiariča vo wattoch, potom číslo Km predstavuje maximálnu svetelnú účinnosť žiarenia; jeho opačná hodnota 1/Km = 0,00147 W/lm – sa preto nazýva minimálny mechanický ekvivalent svetla.
Osvetlenie alebo osvetlenosť E, jednotka lux, značka lx: Jeden lux je osvetlenie 1 m2 plochy rovnomerným svetelným tokom o veľkosti jedného lúmena.
Súvisiace odkazy:
1) TEST: Značná časť úsporných žiariviek má nižšiu životnosť
