Съдържание
- Изчисляване на осветеността
- Изчисляване на други стойности
- Използване на Lux измервателна диаграма
- Ефективност на осветлението
Когато инсталирате електрически крушки или контролирате яркостта на екрана на вашия компютър, разбирането за яркостта на светлината може да ви помогне да определите колко ефективни са те.
Най- осветеност на повърхност, функция, различна от яркост, измерва колко светлина пада върху него, докато яркост е количеството светлина, отразена или излъчена от нея. Да останете чист с терминологията, когато става дума за яркост и електричество, може да ви помогне да вземете по-добри решения.
Изчисляване на осветеността
Вие измервате осветеността като количеството светлина, което пада върху повърхността в единици от шап свещи или лукс, 1 лукс, единицата SI, е равна на около 0.0929030 свещи за крака. 1 лукс също е равен на 1 лумен / м2 в който луменът е мярка за светещ поток, количеството видима светлина, което източникът излъчва за единица време, а 1 лукс също се равнява на .0001 fot (ph). Тези единици ви позволяват да използвате широк спектър от скали за определяне на осветеността за различни цели.
Можете да изчислите осветеността E свързани със светещия поток "фи" Φ използвайки E = Φ / A над дадена площ А, Това уравнение означава светлинен поток с Φ, един и същ символ за магнитен поток и той показва сходство с уравнението за магнитен поток Φ = BA за повърхност, успоредна на магнит А и сила на магнитното поле B, Това означава, че паралелите на осветеността са магнитното поле по начина, по който учените и инженерите го изчисляват, и можете да преобразувате мерните единици на осветеността (поток / м2) директно към ватове, използващи интензитета (в единици кандели).
Можете да използвате уравнението Φ = I x Ω за флюс Φ, интензивност аз и ъглов обхват "ом" Ω за ъгловия педя в стерадиан (sr)или квадратен радиан, а пълната сфера има ъглов диапазон от 4π, Светлината, изчислена в осветеността, пада върху повърхността и се разпространява, причинявайки обекта да стане ярък, така че осветеността може да се използва като мярка за яркост.
Например: Осветеността на повърхността е 6 лукса, а повърхността е на 4 метра от източника на светлина. Каква е интензивността на източника?
Тъй като светлината пътува по излъчващ модел, можете да си представите, че източникът на светлина е център на сфера с радиус, равен на разстоянието между източника на светлина и обекта. Това означава, че съответната повърхност, която трябва да използвате, е повърхностната площ на сферата, която съответства на това разположение.
Умножаване на площта на сферите с радиус 4 като 4π42 m2 по осветеност 6 лумена / м2 ви дава 1206,37 лумена флюс Φ , Светлината пътува директно към повърхността, толкова ъглов педя Ω е 4π кандели и, използвайки Φ = I x Ω, интензивността аз е 15159,69 лумена / м2.
Изчисляване на други стойности
Кандела, използвана в ъгловия педя, се използва като измерване на количеството светлина, което източникът на светлина излъчва в диапазон в триизмерен педя. Както е показано в примера, ъгловият обхват се измерва чрез стерадиан над повърхността, върху която се прилага светлината. Пълна сфера стерадиан е 4π кандела. Уверете се, че не смесвате лукс и кандела.
Докато кандела е измерване на ъгловия педя, лукс е осветлението на самата повърхност. В точки, по-отдалечени от източник на светлина, луксът е по-малък, тъй като по-малко светлина е в състояние да достигне тази точка. Това е важно в реални приложения и точни изчисления, които трябва да отчитат точния източник на светлина, който би бил например в волфрамовата тел на електрическа крушка, а не в случая със самата крушка. За по-малки крушки като определени светодиодни източници на светлина, разстоянието може да бъде по-незначително в зависимост от мащаба на вашите изчисления.
Един стерадиан от сфера с радиус от един метър би обхващал повърхност от 1 m2, Можете да получите това, като знаете, че пълната сфера обхваща 4π кандели така, за повърхност на 4π (от 4πr2 с радиус от 1) стерадиани, повърхността, която тази сфера би покрила, е 1 m2, Можете да използвате тези преобразувания, като изчислите примери от реални светлини на крушки и свещи, които отделят светлина, като използвате повърхността на сфера, за да отчетете геометрията на светлината. След това те могат да бъдат свързани с яркостта.
Докато осветяването измерва падащата върху повърхността светлина, яркостта е светлината, излъчвана или отразявана от тази повърхност в кандела / m2 или "нита". Стойностите на осветеността L и лукс E са свързани чрез идеална повърхност, която излъчва цялата светлина с уравнението E = L x π.
Използване на Lux измервателна диаграма
Ако може да изглежда обезсърчително да има толкова много различни начини за измерване на едни и същи количества, онлайн калкулаторите и диаграмите извършват изчисления за конвертиране между различни единици, за да улеснят задачата. RapidTables предлага калкулатор от лумен до ват, който изчислява мощността за различни светлинни стандарти. Таблицата на уебсайта показва тези стойности, така че можете да видите как те се сравняват една с друга. Обърнете внимание на единиците лумени и ватове, когато извършвате тези преобразувания, които също използват светещата ефективност от "eta" η.
EngineeringToolBox също предлага методи за изчисляване на осветеността и осветеността за стандартите на крушките и лампите, заедно с луксозна диаграма на измерване. Осветяването е друг метод за изчисляване на осветеността, който използва електрически стандарти на лампата или източника на светлина вместо експерименталните измервания на светлината, дадена от себе си. Дава се от уравнението за осветяване аз като I = Lл x Cф x LLF / Ал за осветеност на лампата Lл (в лумени), коефициент на използване ° Сф, коефициент на загуба на светлина LLF и площта на лампата Ал (в m2).
Ефективност на осветлението
Както е изчислено от уебсайта RapidTables, светещата ефикасност на радиацията е често срещан начин да се опише как една крушка или друг източник на светлина използва добре своите енергийни ресурси, но официалният метод за определяне на ефективността на светлинните източници е светлинната ефективност на източник , а не радиация.
Учените и инженерите обикновено изразяват ефективността на осветлението като процентна стойност с максималната теоретична стойност на ефективността на осветлението 683.002 lm / W, което излъчва 555 nm дължина на вълната на светлината. Като един пример, един типичен модерен бял ват, „светещ“, може да достигне ефективност над 100 lm / W с ефективност от 15%, което всъщност е повече от много други видове светлинни източници.
Измерването на яркостта и осветеността в науката и инженерството вземат предвид начините, по които самите очи възприемат яркостта на светлината, за да получат по-изтънчени, обективни измервания. Изследвайки разпределението на яркостта на светлината с помощта на експерименти се опитайте да разберете дали отговорът на яркостта се дължи на сигнали от фоторецептор на конус или пръчка в човешкото око.
Други изследвания, като фотометрични изследвания, се стремят да открият специфични форми на радиация въз основа на линейността на реакциите им. Ако два потока светлина Θ1 и Θ2 трябва да произвеждат два различни сигнала, фотометричните детектори измерват сигнала, генериран в резултат на двата потока, добавени линейно. Линейността на отговорите е мярката за тази връзка.