Як розрахувати освітленість

Встановлюючи лампочки або керуючи яскравістю екрану комп'ютера, розуміння яскравості світла може допомогти вам визначити, наскільки вони ефективні.

освітленістьповерхні, особливість, відмінна відяскравість, вимірює, скільки світла падає на нього, покияскравість- кількість відбитого або випромінюваного від нього світла. Не дотримуючись термінології щодо яскравості та електрики, ви можете прийняти кращі рішення.

Ви вимірюєте освітленість як кількість світла, що падає на поверхню в одиницяхсвічки для нігаболюкс. 1 люкс, одиниця СІ, дорівнює приблизно 0,0929030 свічок для ніг. 1 люкс також дорівнює 1 люмен / м² в яких просвіт є міроюсвітловий потік, кількість видимого світла, яке джерело випромінює за одиницю часу, і 1 люкс також дорівнює .0001 фо (ph). Ці одиниці дозволяють використовувати широкий діапазон шкал для визначення освітленості для різних цілей.

Ви можете розрахувати освітленістьЕпов'язані зі світловим потоком "фі"Φвикористання

над даною площею

для площі поверхні, паралельної магнітуAі напруженість магнітного поляB. Це означає паралельність освітленості паралельно магнітному полю в способі обчислення вченими та інженерами, і ви можете перетворити одиниці освітленості (потік / м²) безпосередньо до ват з використанням інтенсивності (в одиницях канделялів).

Ви можете скористатися рівнянням

для потокуΦ, інтенсивністьЯі кутовий проліт "ом"Ωдля кутового прольоту встерадиан (sr), або квадратний радіан, а повна куля має кутовий проліт4π. Світло, розраховане в освітленості, падає на поверхню і поширюється, змушуючи об'єкт ставати яскравим, тому освітленість можна використовувати як міру яскравості.

Наприклад:Освітленість на поверхні становить 6 люкс, а поверхня - 4 метри від джерела світла. Яка інтенсивність джерела?​

Оскільки світло подорожує випромінюючим візерунком, ви можете собі уявити, що джерело світла є центром сфери з радіусом, рівним відстані між джерелом світла та об’єктом. Це означає, що відповідною площею поверхні, яку слід використовувати, є площа поверхні сфери, яка відповідає цьому розташуванню.

Помноживши площу поверхні сфери на радіус 4 як4π4²м² за освітленості 6 люмен / м² дає вам 1206,37 люмен потокуΦ. Світло прямує безпосередньо до поверхні, тому кутовий пролітΩє4πканделями, і, використовуючиΦ = I x Ω,інтенсивністьЯстановить 15159,69 люмен / м².

Канделя, що використовується в кутовому прольоті, використовується як вимірювання кількості світла, яке джерело світла випромінює в діапазоні тривимірного прольоту. Як показано на прикладі, кутовий проліт вимірюється через стерадиан над площею поверхні, на яку подається світло. Стерадиан повної сфери - це4πкандели. Обов’язково не змішуйте люкс і канделя.

Покиканделя- вимірювання кутового прольоту,люкс- це освітленість самої поверхні. У точках, віддалених від джерела світла, люкс менше, оскільки менше світла може досягти цієї точки. Це важливо в реальних додатках та точних розрахунках, які повинні враховувати точне джерело світла, яке знаходилося б, наприклад, у вольфрамовому дроті лампочки, а не у корпусі лампочки себе. Для менших лампочок, таких як певні світлодіодні джерела світла, відстань може бути незначною залежно від масштабу ваших розрахунків.

Один стерадиан кулі радіусом один метр охоплював би поверхню 1 м². Ви можете отримати це, знаючи, що повна сфера охоплює4πканделями так, для площі поверхні4π(від4πr²з радіусом 1) стерадианів, поверхня, яку охоплює ця сфера, дорівнює 1 м². Ви можете використовувати ці перетворення, обчислюючи реальні приклади лампочок і свічок, що видають світло, використовуючи площу поверхні кулі для врахування геометрії світла. Тоді вони можуть бути пов’язані з яскравістю.

Хоча освітленість вимірює світло, що падає на поверхню, яскравість - це світло, що випромінюється або відбивається цією поверхнею в канделях / м² або "гниди". Значення яскравостіLі люксЕпов'язані через ідеальну поверхню, яка випромінює все світло з рівняннямE = L x π​.

Якщо здається страшним мати стільки різних способів вимірювання однакових величин, онлайн-калькулятори та діаграми виконують обчислення для перетворення між різними одиницями, щоб полегшити завдання. Швидкі таблиці пропонує калькулятор люмен в ватах, який обчислює потужність для різних стандартів освітлення. У таблиці на веб-сайті наведені ці значення, щоб ви могли побачити, як вони порівнюються між собою. Зверніть увагу на одиниці виміру люмен і ват при виконанні цих перетворень, які також використовують світлову ефективність за допомогою "ета"η.​

EngineeringToolBox також пропонує методи розрахунку освітленості та освітленості для стандартів лампочок та ламп поряд із діаграмою вимірювання люкс. Освітленість - це ще один метод розрахунку освітленості, який використовує електричні норми лампи або джерела світла замість експериментальних вимірювань світла, яке само собою видається. Це задається рівнянням освітленостіЯяк

для освітленості лампи L_л (в люменах), коефіцієнт використанняC._u, коефіцієнт втрати світлаL_НЧі площа лампиA_л(у м²).

Як розраховує веб-сайт RapidTables, світловий ефект випромінювання є загальним способом описати, як лампочка або інше джерело світла добре використовує свої енергетичні ресурси, але офіційним методом визначення ефективності джерел світла є світяща ефективність джерела, а не радіація.

Вчені та інженери зазвичай виражають ефективність освітлення як процентне значення з максимальним теоретичним значенням ефективності освітлення 683,002 лм / Вт, яке випромінює довжину хвилі 555 нм світла. Як один із прикладів, типовий сучасний білий ватт "просвітлений" може досягти ефективності понад 100 лм / Вт з ефективністю 15%, що насправді більше, ніж у багатьох інших типів джерел світла.

Вимірювання освітленості та освітленості в науці та техніці враховують способи сприйняття очима яскравості світла, щоб отримати більш точні, об'єктивні вимірювання. Вивчаючи розподіл яскравості світла за допомогою експериментів, спробуйте зрозуміти, чи відповідає реакція на яскравість конусними або стрижневими фоторецепторними сигналами всередині людського ока.

Інші дослідження, такі як дослідження фотометрії, спрямовані на виявлення конкретних форм випромінювання на основі лінійності їх реакції. Якщо два потоки світлаΘ₁іΘ₂повинні були виробляти два різних сигнали, детектори фотометрії вимірюють сигнал, що генерується в результаті додавання обох потоків лінійно. Лінійність відповіді є мірою цього співвідношення.