Conţinut
- Calcularea iluminării
- Calcularea altor valori
- Utilizarea unui grafic de măsurare Lux
- Eficiența iluminatului
Atunci când instalați becuri sau controlați luminozitatea ecranului computerului, o înțelegere a luminozității luminii vă poate ajuta să determinați cât de eficiente sunt acestea.
iluminarii a unei suprafețe, o caracteristică diferită de luminanță, măsoară câtă lumină cade în timp luminanță este cantitatea de lumină reflectată sau emisă din ea. Rămâneți clar cu terminologia când vine vorba de luminozitate și electricitate vă poate ajuta să luați decizii mai bune.
Calcularea iluminării
Măsurați iluminarea ca cantitate de lumină care cade pe o suprafață în unități de picior-lumânări sau lux. 1 lux, unitatea SI, este egală cu aproximativ 0,0929030 lumânări pentru picioare. De asemenea, 1 lux este egal cu 1 lumen / m2 în care lumenul este o măsură de flux luminos, cantitatea de lumină vizibilă pe care o sursă o emite pe unitatea de timp și 1 lux este de asemenea egală cu .0001 fot (ph). Aceste unități vă permit să utilizați o gamă largă de scale pentru a determina iluminarea în diferite scopuri.
Puteți calcula iluminanța E legate de fluxul luminos "phi" Φ utilizând E = Φ / A pe o anumită zonă A. Această ecuație denumește flux luminos cu Φ, același simbol pentru fluxul magnetic și arată similaritate cu ecuația pentru fluxul magnetic Φ = BA pentru o suprafață paralelă cu un magnet A și rezistența câmpului magnetic B. Aceasta înseamnă că iluminarea este paralelă cu câmpul magnetic în modul în care oamenii de știință și ingineri îl calculează și puteți converti unitățile de iluminare (flux / m2) direct la wați folosind intensitatea (în unități de candele).
Puteți utiliza ecuația Φ = I x Ω pentru flux Φ, intensitate eu și unghi unghiular "ohm" Ω pentru intervalul unghiular în steradian (sr), sau radian pătrat, iar o sferă completă are o întindere unghiulară de 4π. Lumina calculată în iluminare cade pe suprafață și se răspândește făcând ca obiectul să devină luminos, astfel încât iluminarea poate fi utilizată ca măsură a luminozității.
De exemplu: Iluminarea pe o suprafață este de 6 lux, iar suprafața este la 4 metri de sursa de lumină. Care este intensitatea sursei?
Deoarece lumina călătorește într-un model radiant, vă puteți imagina că sursa de lumină este centrul unei sfere cu o rază egală cu distanța dintre sursa de lumină și obiect. Aceasta înseamnă că suprafața corespunzătoare de utilizat este suprafața sferei care corespunde cu acest aranjament.
Înmulțirea suprafeței sferelor cu raza 4 ca 4π42 m2 prin iluminare 6 lumen / m2 vă oferă 1206,37 lumeni de flux Φ . Lumina călătorește direct la suprafață, deci o distanță unghiulară Ω este 4π candele și, folosind Φ = I x Ω, intensitatea eu este de 15159.69 lumeni / m2.
Calcularea altor valori
Candela folosită în intervalul unghiular este utilizată ca măsurătoare a cantității de lumină pe care o sursă de lumină o emite într-un interval într-un interval tridimensional. Așa cum se arată în exemplu, intervalul unghiular este măsurat prin steradian pe suprafața pe care este aplicată lumina. Un steradian de sfere complete este 4π candele. Asigurați-vă că nu amestecați luxul și candela.
In timp ce candelă este o măsurare a spanului unghiular, lux este iluminarea suprafeței în sine. În puncte mai îndepărtate de o sursă de lumină, luxul este mai puțin cu cât mai puțină lumină este capabilă să ajungă la acel punct. Acest lucru este important în aplicațiile din lumea reală și în calculele precise care trebuie să țină cont de sursa exactă a unei lumini care ar fi, de exemplu, firul de tungsten al unui bec, nu și cazul becului în sine. Pentru becurile mai mici, cum ar fi anumite surse de lumină LED, distanța poate fi mai neglijabilă în funcție de scara calculelor dvs.
Un steradian al unei sfere cu raza de un metru ar cuprinde o suprafață de 1 m2. Puteți obține acest lucru știind că o sferă completă acoperă 4π candelas so, pentru o suprafață de 4π (din 4πr2 cu o rază de 1) steradieni, suprafața pe care o acoperă această sferă este de 1 m2. Puteți utiliza aceste conversii calculând exemple din lumile reale de becuri și lumânări care dau lumină folosind suprafața unei sfere pentru a da seama de geometria luminii. Acestea pot fi apoi legate de luminanță.
În timp ce iluminarea măsoară incidentul de lumină pe o suprafață, luminanța este lumina emisă sau reflectată de acea suprafață în candela / m2 sau „nits”. Valorile luminanței L și lux E sunt legate printr-o suprafață ideală care emite toată lumina cu ecuația E = L x π.
Utilizarea unui grafic de măsurare Lux
Dacă poate părea descurajant să existe atât de multe moduri diferite de a măsura aceleași cantități, calculatoarele și diagramele online efectuează calcule pentru a converti între unități diferite pentru a face sarcina mai ușoară. RapidTables oferă un calculator lumen-watt care calculează puterea pentru diferite standarde de lumină. Tabelul de pe site-ul web prezintă aceste valori, astfel încât să puteți vedea cum se compară între ele. Observați unitățile de lumeni și wați atunci când efectuați aceste conversii, care utilizează, de asemenea, eficacitatea luminoasă prin "și" η.
EngineeringToolBox oferă, de asemenea, metode de calculare a iluminării și iluminării pentru standardele becurilor și lămpilor, alături de un grafic de măsurare lux. Iluminarea este o altă metodă de calculare a iluminării care folosește standardele electrice ale lămpii sau sursei de lumină în locul măsurătorilor experimentale ale luminii date în sine. Este dat de ecuația pentru iluminare eu la fel de I = LL x Cu x LLF / AL pentru luminanța lămpii LL (în lumeni), coeficient de utilizare Cu, factorul de pierdere a luminii LLF și zona lămpii AL (in m2).
Eficiența iluminatului
După cum calculează site-ul RapidTables, eficacitatea luminoasă a radiațiilor este o modalitate comună de a descrie modul în care un bec sau o altă sursă de lumină își folosesc bine resursele de energie, dar metoda oficială de determinare a eficienței surselor de lumină este eficacitatea luminoasă a unei surse , nu radiații.
Oamenii de știință și inginerii exprimă de obicei eficiența iluminatului ca o valoare procentuală, cu valoarea teoretică maximă a eficienței de iluminare 683.002 lm / W, care emite o lungime de undă de 555 nm. Ca un exemplu, un watt alb tipic modern "luminat" poate atinge eficiențe de peste 100 lm / W cu o eficiență de 15%, ceea ce este de fapt mai mult decât multe alte tipuri de surse de lumină.
Măsurarea luminanței și a iluminării în știință și inginerie iau în considerare modul în care ochii înșiși percep strălucirea luminii pentru a obține măsurători mai rafinate și obiective. Examinând distribuția luminozității luminii folosind experimente, încercați să înțelegeți dacă răspunsul la luminozitate se datorează semnalelor de fotoreceptor cu con sau tijă din ochiul uman.
Alte cercetări, cum ar fi cercetarea fotometriei, urmăresc să detecteze forme specifice de radiații pe baza liniarității răspunsurilor. Dacă doi fluxuri de lumină Θ1 și Θ2 urmau să producă două semnale diferite, detectoarele de fotometrie măsoară semnalul generat ca urmare a ambelor fluxuri adăugate liniar. Linearitatea răspunsului este măsura acestei relații.