Al instalar bombillas o controlar el brillo de la pantalla de su computadora, comprender el brillo de la luz puede ayudarlo a determinar qué tan efectivas son.
Lailuminanciade una superficie, una característica diferente deluminancia, mide cuánta luz incide sobre él mientrasluminanciaes la cantidad de luz reflejada o emitida por él. Mantenerse claro con la terminología cuando se trata de brillo y electricidad puede ayudarlo a tomar mejores decisiones.
Cálculo de iluminancia
La iluminancia se mide como la cantidad de luz que cae sobre una superficie en unidades develas de pieolux. 1 lux, la unidad SI, es igual a aproximadamente 0.0929030 pie-candela. 1 lux también es igual a 1 lumen / m2 en el que lumen es una medida deflujo luminoso, la cantidad de luz visible que emite una fuente por unidad de tiempo, y 1 lux también equivale a 0,0001 fot (ph). Estas unidades le permiten utilizar una amplia gama de escalas para determinar la iluminancia para diferentes propósitos.
Puedes calcular la iluminanciamirelacionado con el flujo luminoso "phi"Φutilizando
E = \ frac {\ Phi} {A}
sobre un área determinadaA. Esta ecuación denota flujo luminoso conΦ, el mismo símbolo para el flujo magnético, y muestra similitud con la ecuación para el flujo magnético
\ Phi = BA
para una superficie paralela a un imánAy fuerza del campo magnéticoB. Esto significa que la iluminancia es paralela al campo magnético en la forma en que los científicos e ingenieros lo calculan, y puede convertir las unidades de iluminancia (flujo / m2) directamente a vatios usando la intensidad (en unidades de candelas).
Puedes usar la ecuación
\ Phi = I \ veces \ Omega
para el flujoΦ, intensidadIy amplitud angular "ohmios"Ωpara el tramo angular enestereorradián (sr), o radianes cuadrados, y una esfera completa tiene un tramo angular de4π. La luz calculada en iluminancia cae sobre la superficie y se esparce haciendo que el objeto se vuelva brillante, por lo que la iluminancia se puede usar como medida de brillo.
Por ejemplo:La iluminancia en una superficie es de 6 lux y la superficie está a 4 metros de la fuente de luz. ¿Cuál es la intensidad de la fuente?
Debido a que la luz viaja en un patrón de radiación, puede imaginar que la fuente de luz es el centro de una esfera con un radio igual a la distancia entre la fuente de luz y el objeto. Esto significa que el área de superficie correspondiente a utilizar es el área de superficie de la esfera que se corresponde con esta disposición.
Multiplicando el área de la superficie de la esfera con radio 4 como4π42metro2 por iluminancia 6 lumen / m2 le da 1206,37 lúmenes de flujoΦ. La luz viaja directamente a la superficie, por lo que la amplitud angularΩes4πcandelas, y, usandoΦ = yo x Ω,la intensidadIes de 15159,69 lúmenes / m2.
Calcular otros valores
La candela utilizada en el intervalo angular se utiliza como una medida de la cantidad de luz que emite una fuente de luz en un intervalo en un intervalo tridimensional. Como se muestra en el ejemplo, el tramo angular se mide a través de estereorradián sobre el área de la superficie a la que se aplica la luz. El estereorradián de una esfera completa es4πcandelas. Asegúrese de no mezclar lux y candela.
Tiempocandelaes una medida del tramo angular, elluxes la iluminación de la propia superficie. En los puntos más alejados de una fuente de luz, el lux es menor ya que menos luz puede llegar a ese punto. Esto es importante en aplicaciones del mundo real y cálculos precisos que deben tener en cuenta la fuente exacta. de una luz que estaría, por ejemplo, en el cable de tungsteno de una bombilla, no en la carcasa de la bombilla sí mismo. Para bombillas más pequeñas, como ciertas fuentes de luz LED, la distancia puede ser más insignificante según la escala de sus cálculos.
Un estereorradián de una esfera con un radio de un metro abarcaría una superficie de 1 m2. Puede obtener esto sabiendo que una esfera completa cubre4πcandelas así, para una superficie de4π(de4πr2con un radio de 1) estereorradián, la superficie que cubriría esta esfera es de 1 m2. Puede usar estas conversiones calculando ejemplos del mundo real de bombillas y velas que emiten luz utilizando el área de la superficie de una esfera para tener en cuenta la geometría de la luz. Luego pueden relacionarse con la luminancia.
Mientras que la iluminancia mide la luz incidente en una superficie, la luminancia es la luz emitida o reflejada por esa superficie en candelas / m2 o "liendres". Los valores de luminanciaLy luxmiestán relacionados a través de una superficie ideal que emite toda la luz con la ecuaciónE = L x π.
Uso de una tabla de medición de lux
Si puede parecer desalentador tener tantas formas diferentes de medir las mismas cantidades, las calculadoras y gráficos en línea realizan cálculos para convertir entre diferentes unidades para facilitar la tarea. RapidTables ofrece una calculadora de lúmenes a vatios que calcula la potencia para diferentes estándares de luz. La tabla del sitio web muestra estos valores para que pueda ver cómo se comparan entre sí. Tenga en cuenta las unidades de lúmenes y vatios al realizar estas conversiones que también utilizan la eficacia luminosa de "eta"η.
La IngenieríaToolBox también ofrece métodos para calcular la iluminancia y la iluminación para estándares de bombillas y lámparas junto con una tabla de medidas de lux. La iluminación es otro método para calcular la iluminancia que utiliza estándares eléctricos de la lámpara o fuente de luz en lugar de las mediciones experimentales de la luz emitida por sí misma. Está dado por la ecuación de iluminación.Icomo
I = \ frac {L_I \ timesC_u \ timesL_ {LF}} {A_I}
para la luminancia de la lámpara Ll (en lúmenes), coeficiente de utilizaciónCtu, factor de pérdida de luzLLFy área de la lámparaAl(En m2).
Eficiencia de iluminación
Según los cálculos del sitio web RapidTables, la eficacia luminosa de la radiación es una forma común de describir cómo una bombilla u otra fuente de luz utiliza bien sus recursos energéticos, pero el método oficial para determinar la eficiencia de las fuentes de luz es la eficacia luminosa de una fuente, no radiación.
Los científicos e ingenieros suelen expresar la eficiencia de la iluminación como un valor porcentual con el valor teórico máximo de la eficiencia de la iluminación de 683,002 lm / W, que emite una longitud de onda de luz de 555 nm. Como ejemplo, un típico vatio blanco moderno "lumiled" puede alcanzar eficiencias de más de 100 lm / W con una eficiencia del 15%, que en realidad es más que muchos otros tipos de fuentes de luz.
La medición de la luminancia y la iluminancia en la ciencia y la ingeniería tiene en cuenta las formas en que los ojos perciben el brillo de la luz para obtener mediciones objetivas más refinadas. Al examinar la distribución del brillo de la luz mediante experimentos, se intenta comprender si la respuesta al brillo se debe a las señales de los fotorreceptores de cono o varilla dentro del ojo humano.
Otras investigaciones, como la fotometría, buscan detectar formas específicas de radiación en función de su linealidad de respuesta. Si dos flujos de luzΘ1yΘ2fueran a producir dos señales diferentes, los detectores de fotometría miden la señal generada como resultado de ambos flujos agregados linealmente. La linealidad de la respuesta es la medida de esta relación.