Co je kandela?

Kandela (cd) je základní jednotka svítivosti v soustavě SI. Udává, jak intenzivně světelný zdroj nebo svítidlo vyzařuje světlo v určitém směru. Na rozdíl od lumenů proto nepopisuje celkové množství vyzařovaného světla, ale jeho směrovou distribuci.

Svítivost se označuje písmenem I a souvisí se světelným tokem a prostorovým úhlem. Platí vztah 1 cd = 1 lm/sr. Čím více se určitý světelný tok soustředí do menšího prostorového úhlu, tím vyšší svítivosti v daném směru dosahuje.

Co je kandela?

Kandela je jednotka fotometrické veličiny zvané svítivost.

Svítivost říká, jak intenzivně světlo vychází určitým směrem.

To je zásadní rozdíl proti světelnému toku v lumenech, který vyjadřuje celkové množství viditelného světla vyzařovaného zdrojem.

Co je svítivost?

Svítivost vyjadřuje hustotu světelného toku vzhledem k prostorovému úhlu v konkrétním směru.

Matematicky:

Z toho vychází také vztah mezi základními jednotkami:

Kandela tedy vyjadřuje, kolik světelného toku připadá na určitý prostorový úhel.

Jak souvisí kandela a lumen?

Lumen a kandela popisují dvě rozdílné vlastnosti stejného světla.

Proto nelze převést lumeny na kandely bez informace o prostorové distribuci světla.

Například dvě svítidla mají shodný světelný tok 2 000 lm:

• první rozptyluje světlo do velmi širokého prostoru,
• druhé soustředí velkou část světla do úzkého svazku.

Druhé svítidlo dosahuje ve směru svého světelného svazku vyšší svítivosti v kandelách, přestože obě svítidla vydávají stejný celkový počet lumenů.

Co znamená steradián?

Ve vztahu 1 cd = 1 lm/sr označuje zkratka sr steradián.

Steradián je jednotka prostorového úhlu. Je prostorovým ekvivalentem běžného rovinného úhlu vyjadřovaného například ve stupních nebo radiánech.

Celý prostor kolem bodového zdroje odpovídá:

Pokud by ideální bodový zdroj měl svítivost přesně 1 cd ve všech směrech, jeho celkový světelný tok by byl:

Tento příklad dobře ukazuje rozdíl mezi lumenem a kandelou: kandela je vázaná na směr, zatímco lumen vyjadřuje světelný tok.

Proč záleží na směru světla?

Svítidlo nemá obvykle jednu jedinou hodnotu svítivosti platnou pro všechny směry.

Svítivost se mění podle úhlu. Například stropní svítidlo má:

• jinou svítivost přímo pod sebou,
• jinou pod úhlem 30°,
• jinou pod úhlem 60°,
• a v některých směrech prakticky nulovou.

Proto se u profesionálních svítidel používá celá křivka svítivosti, nikoli pouze jedna maximální hodnota v kandelách.

Rozložení ovlivňuje například:

• difuzor,
• reflektor,
• čočka,
• konstrukce svítidla,
• velikost svítící plochy,
• a vyzařovací charakteristika použitých LED.

Jaký je rozdíl mezi kandelou a luxem?

Lux je jednotkou osvětlenosti a říká, kolik světla dopadá na určitou plochu.

Kandela naopak popisuje svítivost zdroje v konkrétním směru.

U bodového zdroje lze pro plochu kolmou ke směru světla použít zjednodušený vztah:

Například zdroj se svítivostí 100 cd vytvoří na ploše vzdálené 2 m v ose světla přibližně:

Tento jednoduchý vztah platí pro bodový zdroj a kolmý dopad světla. U skutečných svítidel se výsledná osvětlenost počítá z jejich skutečné prostorové distribuce a geometrie prostoru.

Právě proto při profesionálním výpočtu osvětlení pracujeme s fotometrickými daty celého svítidla.

Kandela není totéž co jas v cd/m²

Další často zaměňovanou veličinou je jas neboli luminance.

Svítivost popisuje světlo vyzařované určitým směrem. Jas navíc vztahuje svítivost ke zdánlivé ploše, ze které světlo přichází.

Proto například jas velkého svítícího difuzoru hodnotíme v cd/m², zatímco jeho světelnou distribuci do jednotlivých směrů popisujeme v kandelách.

Jak je kandela přesně definovaná?

Kandela patří mezi sedm základních jednotek soustavy SI.

Současná definice není založená na konkrétní lampě ani svíčce. Je navázaná na fyzikálně přesně definované monochromatické záření o frekvenci:

Pro tuto frekvenci je definována světelná účinnost monochromatického záření:

Frekvence 540 THz leží přibližně v zelené části viditelného spektra, kde má lidské oko při fotopickém denním vidění velmi vysokou citlivost.

Praktický význam této definice spočívá v tom, že fotometrické jednotky – kandela, lumen a lux – jsou přesně navázané na fyzikální měření zářivého výkonu a zároveň zohledňují spektrální citlivost lidského zraku.

Má jedna svíčka opravdu jednu kandelu?

Název candela vychází z latinského označení svíčky a historické jednotky svítivosti skutečně vycházely ze standardizovaných plamenů.

Běžný plamen svíčky má svítivost řádově okolo jedné kandely, proto se toto přirovnání dobře používá pro vytvoření základní představy.

Nejde ale o přesnou definici. Svítivost skutečné svíčky závisí například na:

• velikosti plamene,
• konstrukci knotu,
• palivu,
• směru pozorování,
• a podmínkách hoření.

Jak se svítivost měří?

Prostorová distribuce svítivosti svítidla se měří pomocí goniofotometru.

Přístroj změří svítivost v mnoha přesně definovaných směrech kolem svítidla.

Zjednodušeně:

Naměřené údaje lze následně uložit například do souboru EULUMDAT (.ldt) nebo IES (.ies) a použít při světelně-technickém výpočtu.

Jak se kandely zobrazují v polárním diagramu?

Pro praktický návrh osvětlení je mnohem důležitější celá distribuce svítivosti než jediná hodnota v kandelách.

Proto se používá polární diagram, který ukazuje svítivost v jednotlivých směrech.

V diagramu se setkáte také s hodnotami cd/klm, tedy kandela na kilolumen. Jde o normalizovanou svítivost vztaženou na 1 000 lumenů světelného toku.

Díky normalizaci lze porovnávat tvar světelné distribuce i mezi variantami s rozdílným světelným tokem.

Svítivost u svítidel lampax

U stropních svítidel lampax a závěsných svítidel pracujeme s fotometrickou distribucí celého hotového výrobku.

Například BLOKK 60×60 má na produktové stránce zveřejněný polární a kuželový diagram. Ty ukazují nejen celkový světelný tok, ale především způsob, jakým konstrukce svítidla a jeho difuzor rozdělují světlo do prostoru.

Polární diagram zveřejňujeme také například u stropního LINNA 116 a závěsného LINNA 116.

Fotometrická data řad LINNA, BLOKK a TURNN používáme v programech pro profesionální výpočet osvětlení. Díky tomu při návrhu nepracujeme pouze s celkovými lumeny, ale také se skutečnou svítivostí svítidla v jednotlivých směrech.