تحويل اللومن إلى الواط: دليل سريع وسهل

ما هو اللومن والواط؟ كيف تُحوَّل اللومن إلى واط؟ ما هي الصيغ اللازمة لتحويل اللومن إلى واط؟ الواط أكثر شيوعًا اليوم، بينما اللومن أقل شيوعًا. ربما ناقشنا هذين المصطلحين في حصص العلوم والفيزياء في المدرسة الابتدائية. ربما سمعتَ بالواط أكثر من اللومن. ربما تتذكر ذهابك إلى متجر الأدوات وشراء مصباح كهربائي بقوة 15 واط. ولكن ما أهمية الواط؟ ما الذي يقيسه؟ علاوة على ذلك، كيف يُؤخذ اللومن في المعادلة؟ هل يرتبط الاثنان ببعضهما البعض؟ 

في هذه المقالة، سنجيب على هذه الأسئلة ونقدم معلومات مبسطة حول تحويل اللومن إلى واط. لنبدأ.

تعريف اللومن

فهمنا. يبدو اللومن تقنيًا وغير شائع هذه الأيام. ومع ذلك، فإن مناقشته مهمة لفهم تحويل اللومن إلى واط. إنها كلمة لا نسمعها يوميًا. لتبسيط الأمر، اللومن هو مقياس لـ سطوعتخيلها بالأمتار أو الأقدام. نستخدم اللومن كمقياس للسطوع، ووسيلة لمعرفة مدى سطوع المصباح. في العلوم، يُختصر اللومن عادةً بـ "lm"، وهو مفيد في حل المعادلات المتعلقة باللومن. 

لذا، فإن الحصول على إضاءة أكثر سطوعًا يعني الحصول على منتج إضاءة ذي قيمة لومن أعلى. عند تحويل اللومن إلى واط، تعتمد القدرة الكهربائية على نوع الإضاءة المستخدمة، وهو ما سنناقشه لاحقًا. ومع ذلك، وكما يقول سبايدرمان: "مع القوة الكبيرة تأتي مسؤولية كبيرة". في الواقع، يستهلك المصباح عالي اللومن الكثير من الطاقة. لذا، توقع ارتفاع تكاليف الكهرباء إذا كنت تستخدم منتجات إضاءة تصدر أضواءً شديدة السطوع.

لمزيد من التوضيح، إذا كانت المسافة 100 كيلومتر بعيدة جدًا، ينطبق الأمر نفسه على اللومن. يمكننا القول إن 100 لومن لن تكون بنفس سطوع 1000 لومن. في القسم التالي، سنتعمق في الصيغة.

صيغة لومن

يتم حساب اللومن باستخدام الصيغة أدناه:

أين:

• Φ (Phi) هو الرمز المستخدم لتمثيل التدفق الضوئي أو كمية الضوء المرئي.
• يُمثل I أو الاستضاءة قيمة اللوكس، وهي كمية الضوء التي تلامس سطحًا ما.
• يمثل A زاوية أشعة الضوء
• K هو معامل كفاءة الضوء عند زاوية معينة

على سبيل المثال، لنفترض أن لدينا مصباحًا ينبعث منه مستوى إضاءة 200 لوكس. مساحة المصباح 3 أمتار مربعة، ومعامل الإضاءة 0.8. التدفق الضوئي (أو اللومن) هو:

Φ = I × A × K

Φ = 200 × 3 م² × 0.8

Φ = 480 لومن

بمجرد الحصول على اللومن، يمكنك استخدام هذه القيمة لتحويل اللومن إلى واط.

تعريف الواط

بعد أن انتهينا من شرح وحدة اللومن، حان الوقت لمناقشة الواط لفهم كيفية تحويل اللومن إلى واط بشكل كامل. لتبسيط الأمر، الواط وحدة قياس للقدرة، وهي الطريقة التي نقيس بها استهلاك الكهرباء أو نقل الطاقة. في سياق منتجات إضاءة LED، تُعد الواط وحدة مهمة. تستخدم مصادر الضوء (مثل شاشات LCD، ومصابيح LED، والمصابيح المتوهجة، والفلورية) الكهرباء للعمل. تعمل مصابيح LED، على وجه الخصوص، بفضل الكهرباء. عندما تمر التيارات الكهربائية عبر الثنائيات، شريحة LED يصدر الضوء.

يقيس الواط استهلاك الطاقة في الثانية. الواط يعادل جولًا واحدًا في الثانية. مصابيح LED وغيرها من التقنيات الاستهلاكية تُحدد المنتجات دائمًا عدد الواط. أحيانًا يُساء فهم الواط على أنه المعيار الرئيسي لقياس السطوع. على سبيل المثال، إذا كنت ترغب في مصباح ساطع، فقد ترغب في استخدام ما بين 15 و20 واط. مع ذلك، هذا ليس الاستخدام الأمثل للواط في الإضاءة.

عند تطبيق مفهوم الواط في الإضاءة، فإن هدفك هو تحديد كمية الكهرباء التي يستهلكها المصباح الكهربائي خلال فترة زمنية. يُسمى هذا القياس بالواط/ساعة. كلما طالت مدة تشغيل المصباح، زاد استهلاكه من الكهرباء. وبالتالي، تتمتع مصابيح LED بميزة لأنها تتمتع بقدرات موفرة للطاقة والتي لن تؤثر على ميزانيتك.

صيغة الواط فيما يتعلق بمصابيح LED

في حساب القوة الكهربائية، نستخدم الصيغة أدناه:

لن نتطرق إلى الحساب العلمي للواط لأنه غير ذي صلة بتحويل اللومن إلى واط. في الواقع، تُذكر الواط دائمًا في وصف المنتج، ولا داعي لحسابها. ولكن إذا كنت مهتمًا بحساب الواط، فراجع هذا الموقع الذي يوضح لك كيفية حساب الواط.

لنفترض أن لديك مصباح LED بقوة ١٠ واط في منزلك، يعمل لمدة ١٢ ساعة يوميًا. إجمالي استهلاك الطاقة بالكيلوواط/الساعة هو:

كيلوواط/ساعة = (10 واط × 12 ساعة) / 1000

كيلوواط ساعة = 120 واط / 1000

كيلوواط ساعة = 0.12 كيلوواط ساعة

لماذا نقسمها على ١٠٠٠؟ بما أن الوحدة هي كيلوواط/ساعة، فإن البادئة كيلو هي في الواقع ١٠٠٠. لذا، علينا تحويلها إلى كيلوواط/ساعة. هذه العملية الحسابية مهمة في تحويل اللومن إلى واط.

لنفترض الآن أن سعر الكيلوواط/ساعة هو $10. ما تكلفة كهرباء مصباح LED بقدرة 10 واط يعمل لمدة 12 ساعة؟ ببساطة، اضرب سعر الكيلوواط/ساعة في إجمالي الكيلوواط/ساعة. وبالتالي، تكون التكلفة الإجمالية اليومية $1.2 فقط. أي $36 من فاتورة الكهرباء شهريًا. 

هذا فقط لمصباح واحد. إذا كان لديك ٢٠ مصباح LED يعمل في نفس الظروف، فإن تكلفة الكهرباء اليومية هي ١TP4T24، والتكلفة الشهرية هي ١TP4T720. لذلك، حتى لو كانت القدرة ١٠ واط فقط، فقد ترتفع تكاليف الكهرباء إذا كان لديك عدة مصابيح مضاءة.

جدول تحويل اللومن إلى الواط

تُظهر الصورة أعلاه جدول تحويل اللومن إلى واط المستخدم في منتجات الإضاءة المختلفة، بالإضافة إلى ناتج اللومن. هل لاحظتَ سبب قوة مصابيح LED؟ انتبه لمصباح LED بقدرة 18 واط. بناءً على الجدول أعلاه، يُمكن لمصباح LED بقدرة 18 واط أن يُولّد الكثير من اللومن مع الحفاظ على مستوى واط منخفض. الآن، لنقارن ذلك بمصباح هالوجين بقدرة 18 واط. كلاهما بقدرة 18 واط، ولكن انظر إلى ناتج اللومن. يُصدر مصباح هالوجين بقدرة 18 واط أكثر من 220 لومن فقط، مقارنةً بأكثر من 1300 لومن لمصابيح LED.

هذا هو سبب استهلاك مصابيح LED للكهرباء بشكل أقل. بالنسبة للمصباح القياسي، أقل قدرة كهربائية هي 25 واط، ويُولّد أكثر من 220 لومن فقط، بينما لمصباح LED، فهو 4 واط فقط. لذلك، فإن معرفة كيفية حساب القوة الكهربائية واللومن يُساعدك على توفير الكهرباء والحصول على ناتج اللومن المطلوب.

تحويل اللومن إلى واط والعكس

عند تحويل اللومن إلى واط والعكس، نستخدم المضاعفات التالية:

• مصابيح LED:اضرب القوة الكهربائية في 80
• ساطع:اضرب القوة الكهربائية في 15
• الهالوجين:اضرب القوة الكهربائية في 20
• الدوري الكندي لكرة القدم:اضرب القوة الكهربائية في 70

تحسب المضاعفات أعلاه قيمة اللومن لكل واط. وبالتالي، يمكننا القول إن الواط الواحد يعادل 80 لومن لمصابيح LED، و15 لومن للمصابيح المتوهجة، و20 لومن للهالوجينات، و70 لومن للمصابيح الفلورية المدمجة.

على سبيل المثال، ما مقدار خرج اللومن الذي يمكن لمصباح LED بقوة ٢٠ واط أن يُنتجه؟ ببساطة، نضرب ٢٠ واط في ٨٠، ويكون خرج اللومن ١٦٠٠ لومن. هذا المستوى من خرج اللومن ساطع جدًا لمساحة صغيرة. لذا، جرّب واطًا أقل.

للمقارنة، لنفترض أن لدينا مصباحًا متوهجًا مشابهًا بقوة 20 واط. كم لومنًا يُمكنه توليدها؟ لنحسب. اضرب 20 واط في 15، وستحصل على 300 لومن فقط. هذا قليلٌ بعض الشيء مقارنةً بمصابيح LED التي تصل قوتها إلى 1600 لومن.

لتوضيح الصورة، لنفترض أننا شغّلنا المصباحين لمدة ١٢ ساعة يوميًا بتكلفة كهرباء قدرها ١٫٤ طن لكل كيلوواط/ساعة. وبما أن المصباح المتوهج يُولّد ٣٠٠ لومن فقط، فلنجعله خمسة مصابيح بحيث يُولّد خرجًا قدره ١٥٠٠ لومن، وهو أقرب إلى مصباح LED الذي ننتجه بقوة ١٦٠٠ لومن.

ما هو المصباح الأقل تكلفة في التشغيل؟

LED (مصباح واحد فقط)	المصابيح المتوهجة (5 لمبات)
(20 واط × 12 ساعة) / 1000 × $10 240 / 1000 × $10 التكلفة الإجمالية لكل يوم = $2.4 التكلفة الإجمالية شهريًا = $72	(20 واط × 12 ساعة × 5) / 1000 × $10 1,200 / 1,000 × $10 التكلفة الإجمالية لكل يوم = $12 التكلفة الإجمالية شهريًا = $360

من الواضح جدًا سبب انخفاض تكلفة تشغيل مصابيح LED. للحصول على سطوع ١٦٠٠ لومن، تحتاج فقط إلى مصباح LED واحد بقوة ٢٠ واط. أما بالنسبة للمصابيح المتوهجة، فأنت تحتاج إلى خمسة مصابيح على الأقل للوصول إلى سطوع يقارب ١٦٠٠ لومن.

الآن، دعونا نحاول حساب الواط للضوءمِلك الرجال. ولكي نفعل ذلك، فلنقم بعكس العملية المذكورة أعلاه:

• مصابيح LED:قسم اللومن على 80
• ساطع:قسم اللومن على 15
• الهالوجين:قسم اللومن على 20
• الدوري الكندي لكرة القدم:قسم اللومن على 70

إذا كان لدينا مصباح كهربائي ينبعث منه 600 لومن، فكم واط يستخدم إذا كان (1) مصباح LED و (2) مصباح متوهج؟

قاد	ساطع
600 لومن / 80 = 7.5 واط	600 لومن / 15 = 40 واط

ومن الواضح أننا نستطيع أن نرى أن مصابيح LED فعالة من حيث التكلفة عند 7.5 واط فقط بينما يصل المصباح المتوهج إلى 40 واط.

أفضل استخدام للومنز والواط

في المناقشة السابقة، تأكدنا من أن للومنز والواط استخداماتهما المناسبة. لذا، فإن فهم الاستخدام الأمثل لكل منهما سيساعدنا على الاستفادة بشكل أكبر من خصائصه واستخداماته الفريدة. سنناقش أدناه أفضل استخدام للومنز والواط لمساعدتك في تحديد المصطلح الأنسب لحالة معينة.

اللومن: الأفضل لقياس السطوع

الآن، لا بد أنك فهمت أن اللومن هو المصطلح الأنسب لوصف السطوع. يؤثر اللومن على مدى سطوع الضوء في منطقة معينة. فالأكثر سطوعًا لا يعني الأفضل. يجب عليك دائمًا مراعاة حجم الضوء. لفهم العلاقة بين اللومن والواط، تذكر دائمًا أن زيادة خرج اللومن تعني زيادة استهلاك الواط.

ولكن ما مدى أهمية اللومن؟ لنكتشف ذلك في النقاط التالية:

• اللومن هو المقياس الذي نستخدمه لقياس السطوع، مثل عصا القياس التي نستخدمها لقياس المسافة والارتفاع.
• سيؤدي إنتاج لومن أعلى دائمًا إلى توليد المزيد من الضوء، ولكن إضاءته قد تعتمد على المنطقة.
• حتى لو كان خرج اللومن مرتفعًا، فإن حجم المنطقة يحدد بشكل كبير مقدار المنطقة التي يمكن للضوء إضاءتها.
• إن معرفة حجم المنطقة أمر أساسي لمعرفة مستوى التجويف المثالي.
• قد يُسبب الضوء الزائد تلوثًا ضوئيًا. لذا، من الضروري اختيار خرج اللومن المثالي.
• قد يؤدي قلة الضوء إلى وقوع حوادث أو ضعف البصر.
• كلما زاد عدد اللومنات، زادت القدرة الكهربائية. استهلاك المزيد من الكهرباء له تأثير بيئي، لذا من المهم اختيار منتجات الإضاءة بعناية إذا كنت شخصًا محافظًا فيما يتعلق بالقضايا البيئية.

الواط: الأفضل لحساب استهلاك الطاقة

القوة الكهربائية هي الطريقة التي نحدد بها كمية الكهرباء التي استهلكها منتج الإضاءة مع مرور الوقت. لفهم القوة الكهربائية، عليك تذكر عنصرين: الواط والساعات. كلما طالت مدة استخدامنا لمنتجات الإضاءة، زاد استهلاكها للكهرباء. لذا، فإن اختيار المنتجات الموفرة للطاقة، مثل مصابيح وشاشات LED، يمكن أن يساعدك على توليد المزيد من الإضاءة بتكلفة أقل.

الآن، دعونا نناقش أهمية القوة الكهربائية في النقاط الموضحة أدناه:

• إن ارتفاع عدد الكيلووات في ساعات الإضاءة يعني ارتفاع تكاليف الكهرباء.
• اختيار منتجات الإضاءة الموفرة للطاقة، مثل LED، قد يساعدك على خفض تكاليف الكهرباء. مع ذلك، يعتمد ذلك على عدد ساعات الاستخدام.
• سيساعدك انخفاض القدرة الكهربائية على توفير المزيد من الكهرباء. راجع جدول تحويل اللومن إلى واط لمعرفة أفضل ناتج لومن يناسب احتياجاتك. ابحث عن القدرة الكهربائية المناسبة لمصباح LED. 
• لتوفير الكهرباء، يُفضّل اختيار مستوى اللومن الأمثل لاحتياجاتك. على سبيل المثال، لن تحتاج غرفة صغيرة إلى مصباح بقوة 1000 لومن أو أكثر. لذا، حاول الحصول على ما بين 400 و700 لومن.
• إذا كنت تستخدم الكثير من الأجهزة الكهربائية والإضاءة، فحاول اتخاذ تدابير متحفظة عن طريق إطفاء الأضواء عندما لا تستخدمها.
• يُعدّ الاستثمار في مصابيح LED إحدى طرق خفض تكلفة الكهرباء للإضاءة. كما تُسهم شاشات LED في خفض استهلاك الطاقة.

حالة مصابيح LED

لقد لاحظنا بالفعل أن مصابيح LED تُنتج لومنًا أكثر بقوة واط أقل. وسواءً كان المنتج إضاءةً أم شاشة عرض، فإن مصابيح LED تُنتج دائمًا أفضل لومن بقوة واط أقل بكثير مقارنةً بمنتجات الإضاءة الأخرى. تنتج مصابيح LED الضوء عندما تتفاعل الكهرباء مع مرور التيار الكهربائي. لا يُولّد حرارة عند إصدار الضوء لأنه لا يحتاج إلى عناصر مشتعلة لإنتاجه. وبالتالي، لا تُولّد مصابيح LED حرارة كبيرة أيضًا.

بما أن مصابيح LED تتميز بهذه الخاصية، فمن الطبيعي أن يكون سعرها أعلى من منتجات الإضاءة الأخرى. على سبيل المثال، عادةً ما تكون لوحات LED أغلى من لوحات LCD. وينطبق الأمر نفسه على مصابيح الفلورسنت، التي تُباع بأسعار معقولة أكثر من مصابيح LED. لذا، تتطلب مصابيح LED استثمارًا كبيرًا، ولكنها توفر استهلاكًا أقل للكهرباء وفواتير أقل على المدى الطويل.

ميزة أخرى رائعة لـ تتميز مصابيح LED بقدرتها على الاستمرار لفترة أطول من الشاشات التقليدية حتى لو كانت مصابيح LED قادرة على توليد 2000 لومن، فمن المتوقع أن تدوم من 10 إلى 15 عامًا، حسب العلامة التجارية وجودة المنتج. لذلك، تستحق مصابيح LED الاستثمار فيها، نظرًا لأنها تُولّد لومنًا أعلى، وتستهلك طاقة أقل، وتدوم لسنوات. 

خاتمة

يُعد فهم العلاقة بين اللومن والواط أمرًا بالغ الأهمية لاتخاذ قرارات التصميم والتشغيل في المنزل. إن معرفة كمية الكهرباء التي يستهلكها منتج الإضاءة تُمكّنك من اختيار قيمة اللومن الأنسب لمساحة معينة. وبمساعدة جدول تحويل اللومن إلى الواط، يمكنك معرفة سبب كون مصابيح LED موفرة للطاقة مقارنةً بمصابيح CFL والهالوجينات.