Како израчунати осветљеност

Када инсталирате сијалице или контролишете осветљеност екрана рачунара, разумевање осветљености светлости може вам помоћи да одредите колико су ефикасне.

Тхеосветљеностповршине, карактеристика различита одосветљеност, мери колико светлости пада на њега докосветљеностје количина светлости која се од ње рефлектује или емитује. Ако останете јасни са терминологијом када су у питању осветљеност и електрична енергија, можете вам помоћи да донесете боље одлуке.

Осветљеност мерите као количину светлости која падне на површину у јединицамасвеће за ногеилилук. 1 лукс, СИ јединица, једнака је око 0,0929030 свећа за стопала. 1 лукс је такође једнак 1 лумен / м² код којих је лумен мерасветлосни флукс, количина видљиве светлости коју извор емитује у јединици времена, а 1 лукс такође износи .0001 фот (пх). Ове јединице омогућавају вам употребу широког спектра скала за одређивање осветљености за различите намене.

Можете израчунати осветљеностЕ.везано за светлосни ток „фи“ΦКористећи

преко датог подручјаА.. Ова једначина означава светлосни ток саΦ, исти симбол за магнетни флукс, и показује сличност са једначином за магнетни флукс

за површину паралелну магнетуА.и јачина магнетног пољаБ.. То значи да је осветљеност паралелна магнетном пољу на начин на који га израчунавају научници и инжењери, а ви можете претворити јединице осветљености (флукс / м²) директно на вате користећи интензитет (у јединицама кандела).

Можете користити једначину

за флуксΦ, интензитетЈаи угаони распон "охм"Ωза угаони распон устерадиан (ср), или квадратни радијан, а пуна сфера има угаони распон4π. Светлост израчуната у осветљености пада на површину и шири се узрокујући да предмет постане светао, па се осветљеност може користити као мерило осветљености.

На пример:Осветљеност на површини је 6 лукса, а површина је 4 метра од извора светлости. Колики је интензитет извора?​

Будући да светлост путује у зрачењу, можете да замислите да је извор светлости центар сфере полупречника једнаког растојању између извора светлости и објекта. То значи да је одговарајућа површина која се користи површина сфере која одговара овом распореду.

Множењем површине сфере полупречника 4 као4π4²м² осветљеношћу 6 лумена / м² даје вам 1206,37 лумена флуксаΦ. Светлост путује директно на површину, дакле угаони распонΩје4πканделе, и, користећиΦ = И к Ω,интензитетЈаизноси 15159,69 лумена / м².

Кандела која се користи у угаоном распону користи се као мерење количине светлости коју извор светлости емитује у опсегу у тродимензионалном распону. Као што је приказано кроз пример, угаони распон се мери кроз стерадијан преко површине на коју се светло примењује. Стерадијан пуне сфере је4πканделе. Обавезно не мешајте лукс и канделу.

Докканделаје мерење угаоног распона,лукје осветљење саме површине. У тачкама удаљенијим од извора светлости, лукс је мањи јер мање светлости може доћи до те тачке. Ово је важно у стварним апликацијама и прецизним прорачунима који морају узети у обзир тачан извор светлости која би била, на пример, у волфрамовој жици сијалице, а не у кућишту сијалице себе. За мање сијалице, као што су одређени ЛЕД извори светлости, удаљеност може бити занемарљива, у зависности од скале ваших прорачуна.

Један стерадијан сфере полупречника једног метра обухватио би површину од 1 м². То можете добити сазнањем да пуна сфера покрива4πкандела тако, за површину од4π(од4πр²са радијусом од 1) стерадијана, површина коју би та сфера покривала износи 1 м². Ове конверзије можете користити израчунавањем стварних примера сијалица и свећа које одају светлост користећи површину сфере да бисте узели у обзир геометрију светлости. Тада се могу повезати са осветљеношћу.

Док осветљеност мери светлост која пада на површину, осветљеност је светлост коју та површина емитује или одбија у кандели / м² или „гњиде“. Вредности осветљеностиЛи лукЕ.повезани су кроз идеалну површину која емитује сву светлост са једначиномЕ = Л к π​.

Ако вам се чини застрашујуће толико различитих начина мерења истих величина, мрежни калкулатори и графикони врше прорачуне за конверзију између различитих јединица како би олакшали задатак. РапидТаблес нуди калкулатор лумена у ватима који израчунава снагу за различите стандарде светлости. Табела на веб локацији приказује ове вредности, тако да можете видети како се међусобно упоређују. Обратите пажњу на јединице лумена и вата приликом извођења ових конверзија које такође користе светлосну ефикасност помоћу „ета“η.​

Тхе ЕнгинеерингТоолБок такође нуди методе израчунавања осветљености и осветљености за стандарде сијалица и лампи заједно са мерном табелом лукса. Осветљење је још један метод израчунавања осветљености који користи електричне стандарде лампе или извора светлости уместо експерименталних мерења светлости која се сама од себе даје. То је дато једначином осветљењаЈакао што

за осветљеност светиљке Л._л (у луменима), коефицијент искоришћењаЦ._у, фактор губитка светлостиЛ_ЛФи подручје светиљкеА._л(у м²).

Како израчунава веб локација РапидТаблес, светлосна ефикасност зрачења је уобичајени начин описивања како сијалица или други извор светлости добро користи своје енергетске ресурсе, али званични метод одређивања ефикасности извора светлости је светлосна ефикасност извора, а не зрачење.

Научници и инжењери обично изражавају ефикасност осветљења као проценат вредности са максималном теоријском вредношћу ефикасности осветљења 683,002 лм / В, која емитује таласну дужину светлости од 555 нм. Као пример, типични савремени бели вати „ољуштени“ могу постићи ефикасност од преко 100 лм / В са ефикасношћу од 15%, што је заправо више од многих других врста светлосних извора.

Мерење осветљености и осветљености у науци и инжењерству узимају у обзир начине на које очи саме перципирају осветљеност светлости како би се постигла прецизнија, објективнија мерења. Испитивањем расподеле осветљености светлости помоћу експеримената покушајте да схватите да ли је одговор на осветљеност последица сигнала фоторецептора у облику конуса или штапа унутар људског ока.

Друга истраживања, попут фотометрије, настоје да открију одређене облике зрачења на основу њихове линеарности одзива. Ако два флукса светлостиΘ₁иΘ₂требало да произведу два различита сигнала, детектори фотометрије мере сигнал генериран као резултат оба флукса додата линеарно. Линеарност одзива је мера овог односа.