Vsebina
Ko nameščate žarnice ali nadzorujete svetlost zaslona računalnika, vam lahko razumevanje svetlosti svetlobe pomaga pri ugotavljanju njihove učinkovitosti.
The svetlost površine, značilnost, drugačna od svetilnost, meri, koliko svetlobe na njem pade svetilnost je količina svetlobe, ki se odseva ali oddaja iz nje. Če se osvetlite in uporabljate terminologijo, boste lahko boljši pri odločanju.
Izračun osvetlitve
Svetlost merite kot količino svetlobe, ki pade na površino v enotah svečke za noge ali luks. 1 lux, enota SI, je enak približno 0,029030 nožnih sveč. 1 luks je enak tudi 1 lumen / m2 v katerem je lumen merilo svetlobni tok, količina vidne svetlobe, ki jo vir oddaja v enoti časa, 1 luks pa je tudi .0001 fot (ph). Te enote vam omogočajo široko paleto lestvic za določanje svetilnosti za različne namene.
Osvetljenost lahko izračunate E povezane s svetlobnim tokom "phi" Φ z uporabo E = Φ / A nad določenim območjem A. Ta enačba označuje svetlobni tok s Φ, enak simbol za magnetni tok in kaže podobnost enačbi za magnetni tok Φ = BA za površino, vzporedno z magnetom A jakost magnetnega polja B. To pomeni vzporednost osvetlitve magnetnega polja na način, kako ga znanstveniki in inženirji izračunajo, in pretvorite lahko svetilke (fluks / m)2) neposredno na vate z uporabo jakosti (v enotah kandele).
Uporabite lahko enačbo Φ = I x Ω za fluks Φ, intenzivnost jaz in kotni razpon "ohm" Ω za kotni razpon v steradian (sr)ali kvadratni radian in polna krogla ima kotni razpon 4π. Svetloba, izračunana v osvetljenosti, pade na površino in se razširi, kar povzroči, da predmet postane svetel, zato se lahko osvetlitev uporablja kot merilo svetlosti.
Na primer: Osvetljenost na površini je 6 luksov, površina svetlobe pa je 4 metre. Kakšna je intenzivnost vira?
Ker svetloba potuje v sevalnem vzorcu, si lahko predstavljate, da je vir svetlobe središče krogle s polmerom, ki je enak razdalji med svetlobnim virom in predmetom. To pomeni, da je ustrezna površina, ki jo uporabimo, površina krogle, ki ustreza tej razporeditvi.
Pomnožitev površine kroglic s polmerom 4 as 4π42 m2 po osvetljenosti 6 lumen / m2 vam daje 1206,37 lumnov toka Φ . Svetloba potuje neposredno na površino, tako kotni razpon Ω je 4π kandele in z uporabo Φ = I x Ω, intenzivnost jaz znaša 15159,69 lumnov / m2.
Izračun drugih vrednosti
Kandela, ki se uporablja v kotnem razponu, se uporablja za merjenje količine svetlobe, ki jo svetlobni vir oddaja v območju v tridimenzionalnem razponu. Kot je prikazano v primeru, je kotni razpon izmerjen s steradianom nad površino, na katero se nanaša svetloba. Steradian je polnih sfer 4π kandele. Pazite, da ne pomešate luksa in kandele.
Medtem kandela je meritev kotnega razpona, luks je osvetlitev same površine. V točkah, ki so bolj oddaljene od svetlobnega vira, je luks manj, saj lahko manj svetlobe doseže to točko. To je pomembno v resničnih aplikacijah in natančnih izračunih, ki morajo upoštevati točen vir svetlobe, ki bi bil na primer v volframovi žici žarnice, ne pa pri sami žarnici. Pri manjših žarnicah, kot so nekateri LED svetlobni viri, je oddaljenost morda zanemarljiva, odvisno od obsega vaših izračunov.
En steradian krogle s polmerom enega metra bi obsegal površino 1 m2. To lahko pridobite, če veste, da celotna krogla pokriva 4π kandele, torej za površino iz 4π (iz 4πr2 s polmerom 1) steradianov je površina, ki bi jo pokrivala ta krogla, 1 m2. Te pretvorbe lahko uporabite tako, da izračunate primere resničnih žarnic in sveč, ki oddajajo svetlobo, s površino krogle, da upoštevajo geometrijo svetlobe. Nato so lahko povezane s svetilnostjo.
Medtem ko osvetlitev meri svetlobo, ki pada na površino, je svetilnost svetloba, ki jo ta površina odseva ali odbija v kandeli / m2 ali "gnjide". Vrednosti svetilnosti L in lux E so povezani skozi idealno površino, ki oddaja vso svetlobo z enačbo E = L x π.
Uporaba merilne sheme Lux
Če se vam zdi, da bi bilo preveč različnih načinov merjenja istih količin, spletni kalkulatorji in grafikoni izvajajo izračune za pretvorbo med različnimi enotami, da bi olajšali nalogo. RapidTables ponuja kalkulator lumna do vata, ki izračuna moč za različne svetlobne standarde. Tabela na spletnem mestu prikazuje te vrednosti, tako da lahko vidite, kako se med seboj primerjajo. Pri izvedbi teh pretvorb upoštevajte enote lumnov in vatov, ki uporabljajo tudi svetlobno učinkovitost s "eta" η.
EngineeringToolBox poleg luks merilne tabele ponuja tudi metode za izračun osvetlitve in osvetlitve za standarde žarnic in žarnic. Osvetlitev je še ena metoda izračuna osvetljenosti, ki uporablja električne standarde svetilke ali svetlobnega vira namesto eksperimentalnih meritev svetlobe, oddane same. Podana je z enačbo za osvetlitev jaz kot I = Ll x Cu x LLF / Al za svetilnost sijalke Ll (v lumnih), koeficient izkoriščenosti Cu, faktor izgube svetlobe LLF in območje svetilke Al (v m2).
Učinkovitost osvetlitve
Kot je izračunalo spletno mesto RapidTables, je svetlobna učinkovitost sevanja pogost način opisovanja, kako žarnica ali drug vir svetlobe dobro uporablja svoje energijske vire, vendar je uradna metoda določanja učinkovitosti svetlobnih virov svetlobna učinkovitost vira. , ne sevanje.
Znanstveniki in inženirji ponavadi učinkovitost osvetlitve izrazijo kot odstotno vrednost z največjo teoretično vrednostjo svetlobne učinkovitosti 683.002 lm / W, kar oddaja valovno dolžino 555 nm. Kot en primer lahko tipična sodobna bela vata, "posvetljena", doseže izkoristek več kot 100 lm / W z izkoristkom 15%, kar je dejansko več kot mnoge druge vrste svetlobnih virov.
Pri merjenju svetilnosti in osvetljenosti v znanosti in inženiringu upoštevamo načine, kako oči same zaznavajo svetlost svetlobe, da dobijo bolj rafinirane in objektivne meritve. S pomočjo eksperimentov s preučitvijo porazdelitve svetlosti poskušamo razumeti, ali je odziv na svetlost posledica signalov fotoreceptorjev stožca ali palice znotraj človeškega očesa.
Druge raziskave, na primer fotometrijske raziskave, skušajo odkriti posebne oblike sevanja na podlagi njihove linearnosti odziva. Če dva toka svetlobe Θ1 in Θ2 da bi proizvedla dva različna signala, fotometrijski detektorji merijo signal, ki se ustvari kot rezultat obeh linearnih tokov. Linearnost odzivov je merilo tega odnosa.