Lichtstroom

De lichtstroom (Engels: luminous flux; Duits: Lichtstrom) is een lichttechnische grootheid die uitgestraalde hoeveelheid licht per tijdseenheid aangeeft, gecorrigeerd voor de spectrale gevoeligheid van het menselijk oog. De lichtstroom kan worden gezien als het fotometrisch equivalent van het geleverde vermogen.

Fysische achtergrond

De lichtstroom is de met de ooggevoeligheidskromme van het menselijk oog V(λ) en het maximum van het fotometrisch stralingsequivalent K_m genormeerde spectrale stralingsflux

${\frac {\mathrm {d} {\tilde {\Phi }}(\lambda )}{\mathrm {d} \lambda }}$${\frac {\mathrm {d} {\tilde {\Phi }}(\lambda )}{\mathrm {d} \lambda }}$.

$\Phi =K_{\mathrm {m} }\cdot \int _{0}^{\infty }{\frac {\mathrm {d} {\tilde {\Phi }}(\lambda )}{\mathrm {d} \lambda }}\cdot V(\lambda )\mathrm {d} \lambda$$\Phi =K_{\mathrm {m} }\cdot \int _{0}^{\infty }{\frac {\mathrm {d} {\tilde {\Phi }}(\lambda )}{\mathrm {d} \lambda }}\cdot V(\lambda )\mathrm {d} \lambda$

Met de verschillende lichtgevoeligheid, afhankelijk van dag- of nachtzicht, wordt rekening gehouden door middel van aangepaste waarden voor de lichtgevoeligheidskromme:

• voor dagzicht (fotopische omstandigheden):$K_{\mathrm {m} }=683\ \mathrm {\frac {lm}{W}}$$K_{\mathrm {m} }=683\ \mathrm {\frac {lm}{W}}$
• voor nachtzicht (scotopische omstandigheden): $K_{\mathrm {m} }=1699\ \mathrm {\frac {lm}{W}}$$K_{\mathrm {m} }=1699\ \mathrm {\frac {lm}{W}}$

Fotopische omstandigheden wil zeggen dat het oog geadapteerd is aan het licht: de pupil is klein, de maximale gevoeligheid ligt bij een golflengte van 555 nm (groen), kleuren worden goed waargenomen. Scotopische omstandigheden wil zeggen dat het oog geadapteerd is aan het donker: de pupil is groot, de maximale gevoeligheid ligt bij 505 nm (blauw-groen), kleuren worden niet of nauwelijks waargenomen.

Net als bij het begrip stralingsenergie wordt het product van lichtstroom Φ en de tijd t waarin deze wordt uitgestraald, de lichthoeveelheid of lichtenergie Q genoemd (eenheid: lumen × seconde):

$Q=\int _{0}^{T}\Phi (t)\mathrm {d} t$$Q=\int _{0}^{T}\Phi (t)\mathrm {d} t$

Specifieke lichtstroom of lichtrendement

De verhouding tussen lichtstroom en het ervoor benodigde vermogen wordt de specifieke lichtstroom (of het lichtrendement) genoemd. Dit wordt uitgedrukt in de eenheid lumen per watt. Op de verpakking van een bepaald type spaarlamp van een bekend merk staat bijvoorbeeld dat hij 500 lumen levert bij een opgenomen vermogen van 8 watt. De specifieke lichtstroom is dan 500 lm/8 W = 62,5 lm/W.

Wegwijzer lichtgrootheden en -eenheden

naam (symbool) (Engelse term)	definitie	eenheid	omrekening
Lichtsterkte (Iv) (luminous intensity)	$I={\frac {\partial \Phi }{\partial \Omega }}$$I={\frac {\partial \Phi }{\partial \Omega }}$	candela (cd)	$\mathrm {1\,cd=1\,{\frac {lm}{sr}}}$$\mathrm {1\,cd=1\,{\frac {lm}{sr}}}$
Lichtstroom (Φ) (luminous flux)	$\Phi _{\mathrm {v} }=K_{\mathrm {m} }\int _{380\,\mathrm {nm} }^{780\,\mathrm {nm} }{\frac {\partial \Phi _{\mathrm {e} }(\lambda )}{\partial \lambda }}\cdot V(\lambda )\,\mathrm {d} \lambda$$\Phi _{\mathrm {v} }=K_{\mathrm {m} }\int _{380\,\mathrm {nm} }^{780\,\mathrm {nm} }{\frac {\partial \Phi _{\mathrm {e} }(\lambda )}{\partial \lambda }}\cdot V(\lambda )\,\mathrm {d} \lambda$	lumen (lm)	$\mathrm {1\,lm=1\,sr\cdot cd}$$\mathrm {1\,lm=1\,sr\cdot cd}$
Specifieke lichtstroom (of lichtrendement) (η, Φs) (luminous efficacy)	$\eta ={\frac {\Phi }{P}}$$\eta ={\frac {\Phi }{P}}$	lm/W
Verlichtingssterkte: (E) (illuminance)	$E={\frac {\partial \Phi }{\partial A}}$$E={\frac {\partial \Phi }{\partial A}}$	lux (lx)	$\mathrm {1\,lx=1\,{\frac {lm}{m^{2}}}=1\,{\frac {sr\cdot cd}{m^{2}}}}$$\mathrm {1\,lx=1\,{\frac {lm}{m^{2}}}=1\,{\frac {sr\cdot cd}{m^{2}}}}$
Luminantie (L) (luminance)	$L={\frac {\partial ^{2}\Phi }{\partial \Omega \cdot \partial A_{1}\cdot \cos \varepsilon _{1}}}$$L={\frac {\partial ^{2}\Phi }{\partial \Omega \cdot \partial A_{1}\cdot \cos \varepsilon _{1}}}$	$\mathrm {\frac {cd}{m^{2}}}$$\mathrm {\frac {cd}{m^{2}}}$	$\mathrm {1\,{\frac {cd}{m^{2}}}} =\mathrm {1\,{\frac {lm}{sr\cdot m^{2}}}}$$\mathrm {1\,{\frac {cd}{m^{2}}}} =\mathrm {1\,{\frac {lm}{sr\cdot m^{2}}}}$
Lichtenergie (Qv) (luminous energy)	$Q_{\mathrm {v} }=\int _{0}^{T}\Phi _{\mathrm {v} }(t)\mathrm {d} t$$Q_{\mathrm {v} }=\int _{0}^{T}\Phi _{\mathrm {v} }(t)\mathrm {d} t$	lumenseconde (lm⋅s)
Ruimtehoek (Ω) (solid angle)	$\Omega ={\frac {A}{r^{2}}}$$\Omega ={\frac {A}{r^{2}}}$	steradiaal (sr)	$\mathrm {1\,sr=1\,{\frac {m^{2}}{m^{2}}}={\frac {\left[oppervlak\right]}{\left[straal\right]^{2}}}}$$\mathrm {1\,sr=1\,{\frac {m^{2}}{m^{2}}}={\frac {\left[oppervlak\right]}{\left[straal\right]^{2}}}}$

Zie ook

• Lichtgrootheden en -eenheden
• Lichtsterkte (fotometrie)
• Specifieke lichtstroom
• Verlichtingssterkte
• Luminantie

Literatuur

• Ubert, C.G.A.A.: Cursus verlichtingstechniek; PBNA
• Hans R. Ris: Beleuchtungstechnik für Praktiker. 2. Auflage, VDE-Verlag GmbH, Berlin-Offenbach 1997, ISBN 3-8007-2163-5.
• Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9.
• Wilhelm Gerster: Moderne Beleuchtungssysteme für drinnen und draussen. Compact Verlag, München 1997, ISBN 3-8174-2395-0.
• Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4.

Externe links

• (de) Fotometrie-applet – Goede demonstratie van fotometrische grootheden