Saat memasang bola lampu atau mengontrol kecerahan layar komputer Anda, pemahaman tentang kecerahan cahaya dapat membantu Anda menentukan seberapa efektifnya.
Itupeneranganpermukaan, fitur yang berbeda daripencahayaan, mengukur seberapa banyak cahaya yang jatuh padanya saatpencahayaanadalah jumlah cahaya yang dipantulkan atau dipancarkan darinya. Tetap jelas dengan terminologi dalam hal kecerahan dan listrik dapat membantu Anda membuat keputusan yang lebih baik.
Menghitung Penerangan
Anda mengukur iluminansi sebagai jumlah cahaya yang jatuh pada permukaan dalam satuankaki lilinataulux. 1 lux, satuan SI, sama dengan sekitar 0,0929030 foot-candle. 1 lux juga sama dengan 1 lumen/m2 di mana lumen adalah ukuranfluks bercahaya, jumlah cahaya tampak yang dipancarkan sumber per satuan waktu, dan 1 lux juga sama dengan 0,0001 phot (ph). Unit ini memungkinkan Anda menggunakan berbagai skala untuk menentukan pencahayaan untuk tujuan yang berbeda.
Anda dapat menghitung pencahayaanEterkait dengan fluks bercahaya "phi"Φmenggunakan
E=\frac{\Phi}{A}
atas area tertentuSEBUAH. Persamaan ini menunjukkan fluks bercahaya denganΦ, simbol yang sama untuk fluks magnet, dan itu menunjukkan kesamaan dengan persamaan untuk fluks magnet
\Phi =BA
untuk luas permukaan yang sejajar magnetSEBUAHdan kekuatan medan magnetB. Ini berarti iluminasi sejajar dengan medan magnet dalam cara para ilmuwan dan insinyur menghitungnya, dan Anda dapat mengonversi satuan iluminasi (fluks/m2) langsung ke watt menggunakan intensitas (dalam satuan candela).
Anda dapat menggunakan persamaan
\Phi=I\times\Omega
untuk fluksΦ, intensitassayadan rentang sudut "ohm"Ωuntuk rentang sudut dalamsteradian (sr), atau radian persegi, dan bola penuh memiliki rentang sudut4π. Cahaya yang dihitung dalam iluminasi jatuh ke permukaan dan menyebar sehingga objek menjadi terang, sehingga iluminasi dapat digunakan sebagai ukuran kecerahan.
Sebagai contoh:Pencahayaan pada suatu permukaan adalah 6 lux dan permukaan tersebut berjarak 4 meter dari sumber cahaya. Berapa intensitas sumbernya?
Karena cahaya merambat dalam pola memancar, Anda dapat membayangkan sumber cahaya adalah pusat bola dengan radius yang sama dengan jarak antara sumber cahaya dan objek. Ini berarti luas permukaan yang sesuai untuk digunakan adalah luas permukaan bola yang sesuai dengan pengaturan ini.
Mengalikan luas permukaan bola dengan jari-jari 4 as4π42saya2 dengan pencahayaan 6 lumen/m2 memberi Anda 1206,37 lumens fluksΦ. Cahaya merambat langsung ke permukaan, jadi rentang sudutΩaku s4πcandela, dan, menggunakan= I x ,intensitassayaadalah 15159,69 lumen/m2.
Menghitung Nilai Lain
Candela yang digunakan dalam rentang sudut digunakan sebagai pengukuran jumlah cahaya yang dipancarkan sumber cahaya dalam rentang rentang tiga dimensi. Seperti yang ditunjukkan melalui contoh, rentang sudut diukur melalui steradian di atas luas permukaan di mana cahaya diterapkan. Steradian bola penuh adalah4πcandela. Pastikan untuk tidak mencampuradukkan lux dan candela.
Sementaracandelaadalah pengukuran rentang sudut,luxadalah iluminasi dari permukaan itu sendiri. Pada titik yang lebih jauh dari sumber cahaya, lux lebih sedikit karena lebih sedikit cahaya yang dapat mencapai titik tersebut. Ini penting dalam aplikasi dunia nyata dan perhitungan tepat yang perlu memperhitungkan sumber yang tepat cahaya yang akan berada di, misalnya, kawat tungsten bola lampu, bukan kotak bola lampu diri. Untuk bola lampu yang lebih kecil seperti sumber cahaya LED tertentu, jaraknya mungkin lebih kecil tergantung pada skala perhitungan Anda.
Satu steradian bola dengan jari-jari satu meter akan menutupi permukaan 1 m2. Anda dapat memperoleh ini dengan mengetahui bahwa bola penuh menutupi4πcandelas jadi, untuk luas permukaan4π(dari4πr2dengan jari-jari 1) steradian, permukaan bola ini akan mencakup adalah 1 m2. Anda dapat menggunakan konversi ini dengan menghitung contoh bola lampu dan lilin yang memancarkan cahaya menggunakan luas permukaan bola untuk memperhitungkan geometri cahaya. Mereka kemudian dapat dikaitkan dengan pencahayaan.
Sementara iluminasi mengukur insiden cahaya di permukaan, luminansi adalah cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh permukaan itu dalam candela/m2 atau "nits". Nilai luminanceLdan luxEterkait melalui permukaan ideal yang memancarkan semua cahaya dengan persamaanE = L x.
Menggunakan Bagan Pengukuran Lux
Jika mungkin tampak menakutkan untuk memiliki begitu banyak cara berbeda untuk mengukur jumlah yang sama, kalkulator dan grafik online melakukan perhitungan untuk mengonversi antara unit yang berbeda untuk mempermudah tugas. RapidTables menawarkan kalkulator lumens ke watt yang menghitung daya untuk standar cahaya yang berbeda. Tabel di situs web menunjukkan nilai-nilai ini sehingga Anda dapat melihat perbandingannya satu sama lain. Perhatikan satuan lumen dan watt saat melakukan konversi ini yang juga menggunakan keampuhan luminous dengan "eta"η.
Itu EngineeringToolBox juga menawarkan metode penghitungan iluminasi dan iluminasi untuk standar bohlam dan lampu di samping bagan pengukuran lux. Penerangan adalah metode lain untuk menghitung penerangan yang menggunakan standar listrik dari lampu atau sumber cahaya, bukan pengukuran eksperimental dari cahaya yang dipancarkan itu sendiri. Ini diberikan oleh persamaan untuk iluminasisayasebagai
I=\frac{L_I\timesC_u\timesL_{LF}}{A_I}
untuk luminance lampu Laku (dalam lumen), koefisien pemanfaatanCkamu, faktor kehilangan cahayaLLFdan luas lampuSEBUAHaku(dalam m2).
Efisiensi Pencahayaan
Seperti yang dihitung oleh situs web RapidTables, kemanjuran radiasi cahaya adalah cara umum untuk menggambarkan bagaimana bola lampu atau sumber cahaya lainnya menggunakan sumber daya energinya dengan baik, tetapi metode resmi untuk menentukan efisiensi sumber cahaya adalah kemanjuran sumber cahaya, bukan radiasi.
Para ilmuwan dan insinyur biasanya menyatakan efisiensi pencahayaan sebagai nilai persen dengan nilai teoritis maksimum efisiensi pencahayaan 683.002 lm/W, yang memancarkan panjang gelombang cahaya 555 nm. Sebagai salah satu contoh, watt putih modern yang "dilumasi" dapat mencapai efisiensi lebih dari 100 lm/W dengan efisiensi 15%, yang sebenarnya lebih dari banyak jenis sumber cahaya lainnya.
Mengukur luminance dan iluminance dalam sains dan teknik memperhitungkan cara mata sendiri merasakan kecerahan cahaya untuk mendapatkan pengukuran yang lebih halus dan objektif. Meneliti distribusi kecerahan cahaya menggunakan eksperimen mencoba memahami apakah respons terhadap kecerahan disebabkan oleh sinyal fotoreseptor kerucut atau batang di dalam mata manusia.
Penelitian lain, seperti penelitian fotometri, berupaya mendeteksi bentuk radiasi tertentu berdasarkan linearitas responsnya. Jika dua fluks cahayaΘ1danΘ2adalah untuk menghasilkan dua sinyal yang berbeda, detektor fotometri mengukur sinyal yang dihasilkan sebagai hasil dari kedua fluks ditambahkan secara linier. Linearitas respon adalah ukuran dari hubungan ini.
