Các đại lượng đo ánh sáng? Tổng hợp khái niệm và ứng dụng phổ biến

Các đại lượng đo ánh sáng là một phần thiết yếu trong việc hiểu và đánh giá chất lượng ánh sáng của môi trường sống, làm việc hay sản xuất. Việc nắm rõ các đại lượng đo ánh sáng giúp chúng ta lựa chọn thiết bị chiếu sáng phù hợp và đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn, hiệu quả thị giác. Trong bài viết này, TKTECH sẽ giúp bạn hiểu rõ những khái niệm cơ bản về các đại lượng ánh sáng, đơn vị đo, ứng dụng trong thực tế và cả những trường hợp cụ thể nên ưu tiên đại lượng nào để đo lường chính xác.

Vì sao cần hiểu các đại lượng đo ánh sáng?

Ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe thị lực, năng suất làm việc và thẩm mỹ không gian. Dù bạn là kỹ sư, kiến trúc sư, chuyên viên bảo trì hệ thống điện hay đơn giản là người tiêu dùng cần thiết kế chiếu sáng cho gia đình, nếu nắm được các đại lượng đo ánh sáng sẽ hỗ trợ bạn tốt hơn trong:

• Lựa chọn đúng đèn chiếu sáng theo nhu cầu thực tế.
• Đảm bảo tiêu chuẩn chiếu sáng trong trường học, văn phòng, nhà xưởng…
• Kiểm tra và điều chỉnh ánh sáng phù hợp cho các hoạt động đặc thù như chụp ảnh, quay phim, kiểm nghiệm sản phẩm…

Các đại lượng đo ánh sáng 

Trong kỹ thuật chiếu sáng, ánh sáng không chỉ được đánh giá bằng cảm quan mà còn bằng các đại lượng đo lường cụ thể. Mỗi đại lượng phản ánh một khía cạnh khác nhau của ánh sáng như mức độ sáng, màu sắc, khả năng phản xạ hay hiệu suất phát quang. Việc hiểu rõ các đại lượng này là cơ sở quan trọng để thiết kế hệ thống chiếu sáng phù hợp với từng mục đích sử dụng

Cường độ sáng – Luminous Intensity 

Cường độ sáng là đại lượng dùng để mô tả mức độ ánh sáng phát ra từ một nguồn theo một hướng xác định. Đây là thông số quan trọng trong thiết kế các thiết bị chiếu sáng định hướng như đèn pha, đèn rọi hay đèn tín hiệu giao thông. Cường độ sáng càng cao thì ánh sáng chiếu đi càng mạnh theo hướng đó. 

Đơn vị đo cường độ sáng là candela (cd), trong đó 1 candela được hiểu là cường độ ánh sáng phát ra theo một hướng của một nguồn sáng tiêu chuẩn.

Trong thực tế, đại lượng này thường được ứng dụng để thiết kế hệ thống chiếu sáng cho sân khấu, nhà xưởng hay đèn pha ô tô, nơi ánh sáng cần được định hướng rõ ràng. Ví dụ, khi thiết kế đèn chiếu sân khấu, người ta phải tính toán cường độ sáng để tạo hiệu ứng thị giác phù hợp mà không gây chói mắt cho khán giả

Quang thông – Luminous Flux

Quang thông là tổng lượng ánh sáng mà một nguồn sáng phát ra trong một đơn vị thời gian (thường là 1 giây). Đây là đại lượng phản ánh công suất phát sáng của thiết bị. Quang thông càng lớn, đèn càng sáng. Thông thường, các sản phẩm chiếu sáng dân dụng hoặc công nghiệp đều công bố quang thông để người dùng dễ lựa chọn.

Đơn vị đo của quang thông là lumen (lm).

Ví dụ, trong một căn phòng học 20m², người thiết kế sẽ tính toán quang thông cần thiết để đảm bảo ánh sáng đều khắp, tránh mỏi mắt cho học sinh. Đèn LED hiện đại thường được lựa chọn nhờ quang thông cao và tiết kiệm điện.

Độ chói – Luminance 

Độ chói là đại lượng đo mức độ sáng mà mắt người cảm nhận được khi nhìn vào một bề mặt phát sáng hoặc phản xạ ánh sáng. Nó không chỉ phụ thuộc vào cường độ sáng mà còn phụ thuộc vào hướng nhìn và diện tích bề mặt phát sáng. Độ chói cao có thể gây khó chịu hoặc mỏi mắt, đặc biệt trong môi trường làm việc. 

Đơn vị đo của độ chói là candela trên mét vuông (cd/m²).

Trong thiết kế bảng quảng cáo ngoài trời, độ chói phải đủ mạnh để dễ nhìn vào ban ngày nhưng không quá gắt gây khó chịu vào ban đêm. Trong kiến trúc nội thất, độ chói được kiểm soát để tạo không gian dịu mắt, dễ chịu.

Độ rọi – Illuminance 

Độ rọi thể hiện mức độ ánh sáng rơi trên một đơn vị diện tích bề mặt, là thông số quan trọng để đánh giá điều kiện chiếu sáng của một không gian. Độ rọi càng cao, bề mặt càng sáng. Đây là một trong những tiêu chuẩn bắt buộc trong thiết kế chiếu sáng cho văn phòng, trường học, bệnh viện hoặc xưởng sản xuất. 

Đơn vị đo của độ rọi là lux (lx), trong đó 1 lux = 1 lumen/m².

Ứng dụng thực tế rõ nhất là trong xây dựng tiêu chuẩn chiếu sáng cho văn phòng, bệnh viện, nhà máy hay đường phố. Ví dụ, trong phòng làm việc, độ rọi tiêu chuẩn là khoảng 500 lux đủ sáng để làm việc lâu dài mà không gây mỏi mắt.

Nhiệt độ màu – Correlated Color Temperature 

Nhiệt độ màu cho biết ánh sáng phát ra có sắc thái như thế nào: ấm vàng hay lạnh trắng xanh. Nhiệt độ màu thấp (khoảng 2700K – 3000K) tạo ánh sáng vàng ấm, mang lại cảm giác dễ chịu, thường dùng trong không gian thư giãn. Trong khi đó, nhiệt độ màu cao (5000K – 6500K) tạo ánh sáng trắng lạnh, giúp tăng khả năng tập trung. 

Đơn vị đo của nhiệt độ màu là Kelvin (K). 

Thường được dùng trong phòng ngủ, nhà hàng để tạo không khí thư giãn. 

Chỉ số hoàn màu – Color Rendering Index

Chỉ số hoàn màu phản ánh độ trung thực của màu sắc vật thể khi được chiếu sáng bằng một nguồn sáng nhất định. Nguồn sáng có chỉ số CRI càng cao thì màu sắc vật thể hiển thị càng giống với màu sắc thực tế dưới ánh sáng tự nhiên.

Đơn vị của CRI là một chỉ số không đơn vị, được tính trên thang từ 0 đến 100.

Đại lượng này có ứng dụng lớn trong các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác màu sắc cao như: nhiếp ảnh, phòng trưng bày, cửa hàng thời trang, siêu thị thực phẩm tươi sống. Ví dụ, đèn có CRI >90 sẽ giúp quần áo, rau củ nhìn đúng màu, tăng cảm giác tin cậy và quyết định mua hàng của khách.

Quang hiệu – Luminous Efficacy 

Quang hiệu thể hiện khả năng chuyển đổi điện năng thành ánh sáng của một thiết bị chiếu sáng. Nó là tỷ lệ giữa quang thông phát ra và công suất điện tiêu thụ. Thiết bị có quang hiệu càng cao thì càng tiết kiệm điện năng mà vẫn đảm bảo độ sáng cần thiết. Đây là thông số được quan tâm trong các chương trình chiếu sáng tiết kiệm năng lượng. 

Đơn vị của quang hiệu là lumen trên watt (lm/W).

Trong các công trình xanh, nhà máy tiết kiệm điện, hoặc hộ gia đình muốn giảm hóa đơn điện, người ta ưu tiên sử dụng đèn LED có quang hiệu cao (ví dụ 100 lm/W trở lên). Nhờ vậy, cùng mức tiêu thụ điện, ánh sáng tạo ra nhiều hơn, tiết kiệm chi phí.

Hệ số phản xạ – Reflectance

Hệ số phản xạ thể hiện tỷ lệ phần trăm ánh sáng bị phản xạ lại khi chiếu vào một bề mặt. Đây là yếu tố quan trọng trong thiết kế chiếu sáng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ sáng thực tế trong không gian. Một bề mặt có hệ số phản xạ cao sẽ giúp khuếch tán ánh sáng tốt hơn, giảm nhu cầu sử dụng đèn và tiết kiệm năng lượng.

Đơn vị của hệ số phản xạ là phần trăm (%), dao động từ 0% (hoàn toàn hấp thụ, không phản xạ) đến 100% (phản xạ toàn bộ ánh sáng chiếu vào).

Trong thực tế, các không gian như văn phòng, thư viện hoặc phòng trưng bày thường sử dụng vật liệu có hệ số phản xạ cao (trần trắng, tường sáng màu) để tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên hoặc nhân tạo. Điều này không chỉ mang lại hiệu quả chiếu sáng tốt mà còn góp phần giảm chi phí điện năng lâu dài.

Nên đo đại lượng nào trong từng trường hợp?

Mỗi môi trường và mục đích sử dụng ánh sáng sẽ ưu tiên những đại lượng đo khác nhau. Việc chọn đúng loại đại lượng giúp tối ưu hiệu quả chiếu sáng, đảm bảo sức khỏe thị giác, an toàn lao động hoặc nâng cao trải nghiệm thẩm mỹ. Dưới đây là bảng gợi ý các đại lượng nên đo lường phù hợp với từng trường hợp thực tế:

Một số thiết bị phổ biến dùng để đo ánh sáng

Để đo lường chính xác các đại lượng ánh sáng trong từng môi trường khác nhau, việc sử dụng máy đo ánh sáng là giải pháp hiệu quả và tiện lợi. Tùy vào mục đích cụ thể như kiểm tra độ rọi ở văn phòng, đánh giá quang thông của đèn LED hay theo dõi chỉ số CRI trong studio, bạn có thể lựa chọn thiết bị phù hợp để đảm bảo kết quả đo tin cậy và dễ dàng thao tác:

• Máy đo ánh sáng Benetech GT1050 có khả năng đo nhanh độ rọi, phù hợp trong lắp đặt chiếu sáng công trình.
• Máy đo ánh sáng Benetech GM1030C được tích hợp đo nhiệt độ màu, độ rọi, độ chói  tiện dụng cho kỹ thuật viên.
• Máy đo ánh sáng Extech 401025 có độ chính xác cao, dùng phổ biến trong kiểm tra ánh sáng công nghiệp.
• Máy đo ánh sáng Extech UV505 là máy đo chuyên dụng cho UV light, thích hợp cho ngành phòng thí nghiệm.

Hiểu rõ các đại lượng đo ánh sáng không chỉ giúp bạn lựa chọn thiết bị chiếu sáng phù hợp mà còn đảm bảo hiệu quả sử dụng, an toàn và tiết kiệm điện năng. TKTECH hiện là đơn vị cung cấp đa dạng các loại máy đo ánh sáng từ cơ bản đến chuyên sâu. Nếu bạn cần tư vấn lựa chọn thiết bị phù hợp, hãy liên hệ ngay TKTECH qua số 094 777 888 4 để được hỗ trợ nhanh chóng!

>>>Bài viết cùng chủ đề:

• Ứng dụng đo cường độ ánh sáng là gì? App nào tốt nhất
• Độ rọi là gì? Công thức tính và công cụ đo độ rọi ánh sáng
• 5 Thương hiệu máy đo cường độ ánh sáng tốt, đáng mua nhất 2023