Pri nameščanju žarnic ali nadzoru svetlosti zaslona računalnika vam lahko razumevanje svetlosti svetlobe pomaga ugotoviti, kako učinkovite so.
Theosvetljenostpovršine, značilnost, ki se razlikuje odsvetilnost, meri, koliko svetlobe pade nanjo, medtem kosvetilnostje količina svetlobe, ki se od nje odbije ali odda. Če ostanete jasni s terminologijo, ko gre za svetlost in elektriko, vam lahko pomagamo pri boljših odločitvah.
Izračun osvetljenosti
Osvetljenost merite kot količino svetlobe, ki pade na površino v enotahsvečke za nogealilux. 1 luks, enota SI, je približno 0,0929030 sveč za noge. 1 luks je enako 1 lumnu / m2 pri katerem je lumen merilosvetlobni tok, količina vidne svetlobe, ki jo vir oddaja na enoto časa, in 1 luks je enako .0001 fot (ph). Te enote vam omogočajo uporabo širokega razpona lestvic za določanje osvetljenosti za različne namene.
Osvetlitev lahko izračunateEpovezano s svetlobnim tokom "phi"Φuporabo
E = \ frac {\ Phi} {A}
na določenem območjuA. Ta enačba označuje svetlobni tok zΦ, enak simbol za magnetni tok in kaže podobnost z enačbo za magnetni tok
\ Phi = BA
za površino, vzporedno z magnetomAin jakost magnetnega poljaB. To pomeni, da je osvetljenost vzporedna z magnetnim poljem na način, kako ga izračunajo znanstveniki in inženirji, in lahko pretvorite enote osvetljenosti (pretok / m2) neposredno na vate z uporabo jakosti (v enotah sveč).
Uporabite lahko enačbo
\ Phi = I \ krat \ Omega
za tokΦ, intenzivnostjazin kotni razpon "ohm"Ωza kotni razpon vsteradian (sr), ali kvadratni radian, polna krogla pa ima kotni razpon4π. Svetloba, izračunana v osvetljenosti, pade na površino in se razširi, zaradi česar predmet postane svetel, zato lahko osvetlitev uporabimo kot merilo svetlosti.
Na primer:Osvetljenost na površini je 6 luksov, površina pa 4 metre od vira svetlobe. Kakšna je intenzivnost vira?
Ker svetloba potuje v sevalnem vzorcu, si lahko predstavljate, da je vir svetlobe središče krogle s polmerom, enakim razdalji med virom svetlobe in predmetom. To pomeni, da je ustrezna površina, ki jo je treba uporabiti, površina krogle, ki ustreza tej ureditvi.
Množenje površine krogle s polmerom 4 kot4π42m2 s svetilnostjo 6 lumnov / m2 vam daje 1206,37 lumnov tokaΦ. Svetloba potuje neposredno na površino, torej kotni razponΩje4πkandele in, z uporaboΦ = I x Ω,intenzivnostjazje 15159,69 lumnov / m2.
Izračunavanje drugih vrednosti
Kandela, ki se uporablja v kotnem razponu, se uporablja kot merjenje količine svetlobe, ki jo vir svetlobe odda v območju v tridimenzionalnem razponu. Kot je prikazano v primeru, se kotni razpon meri s steradianom na površino, na katero se svetloba nanaša. Steradian polne krogle je4πkandele. Pazite, da ne mešate luksa in kandele.
Medtemkandelaje meritev kotnega razpona,luxje osvetlitev same površine. Na točkah, ki so bolj oddaljene od vira svetlobe, je lux manj, saj lahko manj svetlobe doseže to točko. To je pomembno v resničnih aplikacijah in natančnih izračunih, ki morajo upoštevati natančen vir svetlobe, ki bi bila na primer v volframovi žici žarnice, ne v žarnici sama. Pri manjših žarnicah, kot so nekateri LED viri, je razdalja morda zanemarljiva, odvisno od obsega vaših izračunov.
En steradian krogle s polmerom enega metra bi obsegal površino 1 m2. To lahko dobite, če veste, da pokriva celotna krogla4πkandele, torej za površino4π(od4πr2s polmerom 1) steradianov je površina te krogle 1 m2. Te pretvorbe lahko uporabite tako, da izračunate resnične primere žarnic in sveč, ki oddajajo svetlobo, s pomočjo površine krogle, da upoštevate geometrijo svetlobe. Nato so lahko povezane s svetilnostjo.
Medtem ko osvetljenost meri svetlobo, ki pada na površino, je svetilnost svetloba, ki jo ta površina oddaja ali odbija v kandeli / m2 ali "gnide". Vrednosti svetilnostiLin luxEso povezani z idealno površino, ki oddaja vso svetlobo z enačboE = L x π.
Uporaba merilne karte Lux
Če se morda zdi zastrašujoče imeti toliko različnih načinov merjenja istih količin, spletni kalkulatorji in grafikoni izvajajo izračune za pretvorbo med različnimi enotami, da olajšajo nalogo. Hitre tabele ponuja kalkulator lumnov na vat, ki izračuna moč za različne svetlobne standarde. Tabela na spletnem mestu prikazuje te vrednosti, tako da lahko vidite, kako se primerjajo med seboj. Pri teh pretvorbah upoštevajte enote lumnov in vatov, ki uporabljajo tudi svetlobno učinkovitost "eta"η.
The EngineeringToolBox poleg merilne karte lux ponuja tudi metode izračunavanja osvetljenosti in osvetljenosti za standarde žarnic in žarnic. Osvetlitev je še ena metoda izračunavanja osvetljenosti, ki uporablja električne standarde žarnice ali svetlobnega vira namesto poskusnih meritev svetlobe, ki se oddaja sama. Podana je z enačbo za osvetlitevjazkot
I = \ frac {L_I \ timesC_u \ timesL_ {LF}} {A_I}
za svetilnost žarnice Ll (v lumnih), koeficient izkoristkaCu, faktor izgube svetlobeLLFin območje svetilkeAl(v m2).
Učinkovitost osvetlitve
Kot je izračunalo spletno mesto RapidTables, je svetlobna učinkovitost sevanja pogost način za opis, kako žarnica ali drug svetlobni vir dobro uporablja svoje energetske vire, vendar je uradna metoda določanja učinkovitosti svetlobnih virov svetlobna učinkovitost vira, ne sevanje.
Znanstveniki in inženirji učinkovitost svetlobe običajno izrazijo kot odstotno vrednost z največjo teoretično vrednostjo učinkovitosti osvetlitve 683,002 lm / W, ki oddaja 555 nm valovno dolžino svetlobe. Primer tega je, da lahko tipični sodobni beli watt "lumiled" doseže izkoristek več kot 100 lm / W z izkoristkom 15%, kar je dejansko več kot pri mnogih drugih vrstah svetlobnih virov.
Merjenje svetilnosti in osvetljenosti v znanosti in inženirstvu upoštevata načine, kako oči same zaznavajo svetlost svetlobe, da dobimo bolj natančne in objektivne meritve. S preučevanjem porazdelitve svetlosti svetlobe s poskusi skušamo razumeti, ali je odziv na svetlost posledica stožčastih ali paličastih fotoreceptorskih signalov v človeškem očesu.
Druge raziskave, kot so raziskave fotometrije, skušajo odkriti posebne oblike sevanja na podlagi njihove linearnosti odziva. Če dva svetlobna tokaΘ1inΘ2naj bi proizvedli dva različna signala, detektorji fotometrije merijo signal, ki nastane kot rezultat linearnega dodajanja obeh tokov. Odzivnostna linearnost je merilo tega razmerja.