Kada instalirate žarulje ili kontrolirate svjetlinu zaslona računala, razumijevanje svjetline svjetlosti može vam pomoći u određivanju njihove učinkovitosti.
Theosvjetljenjepovršine, značajka različita odosvjetljenje, mjeri koliko svjetlosti pada na nju dokosvjetljenjeje količina svjetlosti koja se od nje reflektira ili emitira. Ako ostanete jasni s terminologijom što se tiče svjetline i električne energije, možete vam pomoći u donošenju boljih odluka.
Izračunavanje osvjetljenja
Osvjetljenje mjerite kao količinu svjetlosti koja padne na površinu u jedinicamasvijeće za nogeililux. 1 luks, SI jedinica, jednaka je oko 0,0929030 svijeća za noge. 1 luks je jednako 1 lumen / m2 u kojem je lumen mjerasvjetlosni tok, količina vidljive svjetlosti koju izvor emitira u jedinici vremena, a 1 luks također je jednak .0001 fot (ph). Te jedinice omogućuju vam upotrebu širokog raspona skala za određivanje osvjetljenja za različite svrhe.
Možete izračunati osvjetljenjeEvezano uz svjetlosni tok "phi"Φkoristeći
E = \ frac {\ Phi} {A}
preko određenog područjaA. Ova jednadžba označava svjetlosni tok saΦ, isti simbol za magnetski tok i pokazuje sličnost s jednadžbom za magnetski tok
\ Phi = BA
za površinu paralelnu magnetuAi jakost magnetskog poljaB. To znači da je osvjetljenje paralelno s magnetskim poljem na način na koji ga izračunavaju znanstvenici i inženjeri, a vi možete pretvoriti jedinice osvjetljenja (tok / m2) izravno na vate koristeći intenzitet (u jedinicama kandela).
Možete koristiti jednadžbu
\ Phi = Ja \ puta \ Omega
za fluksΦ, intenzitetJai kutni raspon "ohm"Ωza kutni raspon usteradijan (sr), ili kvadratni radijan, a puna kugla ima kutni raspon4π. Svjetlost izračunata u osvjetljenju pada na površinu i širi se uzrokujući da objekt postane sjajan, pa se osvjetljenje može koristiti kao mjera svjetline.
Na primjer:Osvjetljenje na površini je 6 luksa, a površina je 4 metra od izvora svjetlosti. Koliki je intenzitet izvora?
Budući da svjetlost putuje u zračenju, možete zamisliti da je izvor svjetlosti središte kugle s radijusom jednakim udaljenosti između izvora svjetlosti i objekta. To znači da je odgovarajuća površina koja se koristi površina kugle koja odgovara ovom rasporedu.
Množenjem površine kugle s radijusom 4 kao4π42m2 osvjetljenjem 6 lumena / m2 daje vam 1206,37 lumena fluksaΦ. Svjetlost putuje izravno na površinu, dakle kutni rasponΩje4πsvijeće i, koristećiΦ = I x Ω,intenzitetJaiznosi 15159,69 lumena / m2.
Izračunavanje ostalih vrijednosti
Kandela koja se koristi u kutnom rasponu koristi se kao mjerenje količine svjetlosti koju izvor svjetlosti emitira u rasponu u trodimenzionalnom rasponu. Kao što je prikazano kroz primjer, kutni raspon mjeri se kroz steradijan na površini na koju se svjetlost primjenjuje. Steradijan pune sfere je4πkandele. Pazite da ne miješate luks i kandelu.
Dokkandelaje mjerenje kutnog raspona,luxje osvjetljenje same površine. U točkama udaljenijim od izvora svjetlosti, luks je manji jer manje svjetlosti može doći do te točke. To je važno u stvarnim aplikacijama i preciznim izračunima koji trebaju uzeti u obzir točan izvor svjetla koje bi se nalazilo, na primjer, u volframovoj žici žarulje, a ne u žarulji sebe. Za manje žarulje, poput određenih LED izvora svjetlosti, udaljenost može biti zanemariva, ovisno o mjerilu vaših izračuna.
Jedan steradijan kugle s radijusom od jednog metra obuhvaćao bi površinu od 1 m2. To možete dobiti saznanjem da puna sfera pokriva4πkandele, pa za površinu od4π(iz4πr2s radijusom od 1) steradijana, površina koju bi ta sfera pokrivala iznosi 1 m2. Te pretvorbe možete koristiti izračunavanjem stvarnih primjera žarulja i svijeća koje odaju svjetlost koristeći površinu kugle kako bi se uzela u obzir geometrija svjetlosti. Tada se mogu povezati s osvjetljenjem.
Dok osvjetljenje mjeri svjetlost koja pada na površinu, osvjetljenje je svjetlost koju ta površina emitira ili odbija u kandeli / m2 ili "gnjide". Vrijednosti osvjetljenjaLi luxEpovezani su idealnom površinom koja emitira svu svjetlost s jednadžbomE = L x π.
Korištenje Lux mjerne tablice
Ako vam se čini zastrašujućim toliko različitih načina mjerenja istih veličina, mrežni kalkulatori i grafikoni vrše izračune za pretvaranje između različitih jedinica kako bi olakšali zadatak. Brze tablice nudi kalkulator lumena u vatima koji izračunava snagu za različite svjetlosne standarde. Tablica na web mjestu prikazuje ove vrijednosti, tako da možete vidjeti njihovu međusobnu usporedbu. Zapamtite jedinice lumena i vata pri izvođenju ovih pretvorbi koje također koriste svjetlosnu učinkovitost pomoću "eta"η.
The EngineeringToolBox također nudi metode izračunavanja osvjetljenosti i osvjetljenja za standarde žarulja i žarulja uz mjernu tablicu luksa. Osvjetljenje je još jedna metoda izračuna osvjetljenja koja koristi električne standarde svjetiljke ili izvora svjetlosti umjesto eksperimentalnih mjerenja same svjetlosti. Daje se jednadžbom za osvjetljenjeJakao
I = \ frac {L_I \ timesC_u \ timesL_ {LF}} {A_I}
za osvjetljenje žarulje Ll (u lumenima), koeficijent iskorištenjaCu, faktor gubitka svjetlostiLLFi područje svjetiljkeAl(u M2).
Učinkovitost osvjetljenja
Kako je izračunalo web mjesto RapidTables, svjetlosna učinkovitost zračenja čest je način opisivanja kako žarulja ili drugi izvor svjetlosti dobro koristi svoje energetske resurse, ali službena metoda određivanja učinkovitosti izvora svjetlosti je svjetlosna učinkovitost izvora, a ne radijacija.
Znanstvenici i inženjeri obično izražavaju učinkovitost osvjetljenja kao postotnu vrijednost s maksimalnom teoretskom vrijednošću učinkovitosti osvjetljenja 683,002 lm / W, koja emitira valnu duljinu svjetlosti 555 nm. Kao jedan od primjera, tipični moderni bijeli vati "osvijetljeni" mogu postići učinkovitost od preko 100 lm / W s učinkovitošću od 15%, što je zapravo više od mnogih drugih vrsta svjetlosnih izvora.
Mjerenje osvjetljenja i osvjetljenja u znanosti i inženjerstvu uzimaju u obzir načine na koje oči same percipiraju svjetlinu svjetlosti kako bi se postigla preciznija, objektivnija mjerenja. Ispitujući raspodjelu svjetline svjetlosti pomoću eksperimenata pokušajte shvatiti je li odgovor na svjetlinu posljedica signala fotoreceptora konusa ili štapa unutar ljudskog oka.
Druga istraživanja, poput fotometrije, nastoje otkriti određene oblike zračenja na temelju njihove linearnosti odziva. Ako dva toka svjetlostiΘ1iΘ2trebali proizvesti dva različita signala, detektori fotometrije mjere signal generiran kao rezultat linearno dodanih oba fluksa. Linearnost odziva mjerilo je ovog odnosa.