Obsah
Pri inštalácii žiaroviek alebo ovládaní jasu obrazovky počítača vám porozumenie jasu svetla môže pomôcť pri určovaní ich účinnosti.
osvetlenie povrchu, rys odlišný od svietivosť, zmeria, koľko svetla na to dopadne svietivosť je množstvo svetla odrazeného alebo emitovaného z neho. Zjednodušte si terminológiu, pokiaľ ide o jas a elektrinu, ktoré vám môžu pomôcť robiť lepšie rozhodnutia.
Výpočet osvetlenia
Intenzitu svetla meriate ako množstvo svetla dopadajúceho na povrch v jednotkách noha-sviečky alebo lux, 1 lux, jednotka SI, sa rovná asi 0,0929030 nožných sviečok. 1 lux sa rovná 1 lúmen / m2 v ktorých je lúmen mierou svetelný tok, množstvo viditeľného svetla, ktoré zdroj emituje za jednotku času, a 1 lux sa tiež rovná 0,0001 fot (ph). Tieto jednotky vám umožňujú používať širokú škálu mierok na určovanie intenzity osvetlenia na rôzne účely.
Môžete vypočítať osvetlenie E vzťahujúce sa na svetelný tok "phi" Φ použitím E = Φ / A nad danou oblasťou , Táto rovnica označuje svetelný tok s Φ, rovnaký symbol pre magnetický tok a ukazuje podobnosť s rovnicou pre magnetický tok Φ = BA pre plochu rovnobežnú s magnetom a sila magnetického poľa B, To znamená, že intenzita rovnobežnosti s magnetickým poľom je taká, ako ju vypočítavajú vedci a inžinieri, a môžete prevádzať jednotky intenzity osvetlenia (tok / m)2) priamo na watty pomocou intenzity (v jednotkách kandel).
Môžete použiť rovnicu Φ = I x Ω pre tok Φ, intenzita ja a uhlové rozpätie „ohm“ Ω pre uhlové rozpätie v mm steradián (sr)alebo štvorcový radián a celá guľa má uhlové rozpätie 4π, Svetlo vypočítané na základe osvetlenia dopadá na povrch a rozptyľuje sa, čo spôsobuje, že predmet je jasnejší, a preto sa osvetlenie môže použiť ako miera jasu.
Napríklad: Osvetlenie na povrchu je 6 luxov a povrch je 4 metre od zdroja svetla. Aká je intenzita zdroja?
Pretože svetlo prechádza žiariacim vzorom, viete si predstaviť, že svetelný zdroj je stred gule s polomerom rovným vzdialenosti medzi svetelným zdrojom a objektom. To znamená, že zodpovedajúca plocha povrchu, ktorá sa má použiť, je plocha gule, ktorá zodpovedá tomuto usporiadaniu.
Vynásobenie plochy gule s polomerom 4 ako 4π42 m2 osvetlením 6 lúmenov / m2 vám dáva 1206,37 lúmenov toku Φ , Svetlo putuje priamo na povrch, takže uhlové rozpätie Ω je 4π kandel a, pomocou Φ = I x Ω, intenzita ja je 15159,69 lúmenov / m2.
Výpočet iných hodnôt
Kandela použitá v uhlovom rozsahu sa používa na meranie množstva svetla, ktoré svetelný zdroj emituje v rozsahu v trojrozmernom rozsahu. Ako je znázornené na príklade, uhlové rozpätie sa meria cez steradián nad povrchovou plochou, na ktorú sa svetlo aplikuje. Celá sféra je steradián 4π kandel. Dbajte na to, aby ste nezmiešali lux a kandelu.
zatiaľ čo candela je meranie uhlového rozpätia, lux je osvetlenie samotného povrchu. V bodoch ďalej od zdroja svetla je lux menej, pretože menej svetla je schopných dosiahnuť tento bod. Je to dôležité v aplikáciách v reálnom svete a presných výpočtoch, ktoré musia zodpovedať presnému zdroju svetla, ktorý by bol napríklad v volfrámovom drôte žiarovky, a nie v prípade samotnej žiarovky. V prípade menších žiaroviek, ako sú napríklad určité svetelné zdroje LED, môže byť vzdialenosť zanedbateľnejšia v závislosti od rozsahu vašich výpočtov.
Jeden steradián gule s polomerom jeden meter by mal plochu 1 m2, Môžete to získať tak, že viete, že sa vzťahuje celá sféra 4π kandely tak pre plochu povrchu 4π (od 4πr2 s polomerom 1) steradiánov by plocha, ktorú by táto guľa pokryla, bola 1 m2, Tieto konverzie môžete použiť na výpočet príkladov skutočných svetelných žiaroviek a sviečok, ktoré vydávajú svetlo, pričom pomocou povrchovej plochy gule sa započítava geometria svetla. Potom môžu súvisieť s jasom.
Zatiaľ čo osvetlenie meria svetlo dopadajúce na povrch, svietivosť je svetlo vyžarované alebo odrážané týmto povrchom v kandela / m2 alebo „nits“. Hodnoty jasu L a lux E sú spojené cez ideálny povrch, ktorý vyžaruje všetko svetlo s rovnicou E = L x π.
Použitie grafu merania Lux
Ak sa môže zdať skľučujúce mať toľko rôznych spôsobov merania rovnakých množstiev, online kalkulačky a grafy uskutočňujú výpočty na prevod medzi rôznymi jednotkami, aby sa úloha uľahčila. RapidTables ponúka kalkulačku lúmenov do wattov, ktorá počíta výkon pre rôzne svetelné štandardy. Tabuľka na webe zobrazuje tieto hodnoty, aby ste videli, ako sa porovnávajú. Pri prevedení týchto konverzií, ktoré využívajú aj svetelnú účinnosť podľa „eta“, si všimnite jednotky lúmenov a wattov. η.
EngineeringToolBox ponúka tiež metódy výpočtu osvetlenia a osvetlenia pre štandardy žiaroviek a žiaroviek spolu s lux meracou tabuľkou. Osvetlenie je ďalšou metódou na výpočet intenzity osvetlenia, ktorá využíva elektrické štandardy žiarovky alebo zdroja svetla namiesto experimentálnych meraní samotného svetla. Je to dané rovnicou pre osvetlenie ja ako I = Ll x Cu x LLF / Al pre svietivosť svetlal (v lúmenoch), koeficient využitia Cu, faktor straty svetla LLF a oblasť svietidla l (v m2).
Svetelná účinnosť
Podľa výpočtu webovej stránky RapidTables je svetelná účinnosť žiarenia bežným spôsobom opisu toho, ako žiarovka alebo iný svetelný zdroj dobre využíva svoje zdroje energie, ale oficiálnou metódou stanovenia účinnosti svetelných zdrojov je svetelná účinnosť zdroja. , nie žiarenie.
Vedci a inžinieri zvyčajne vyjadrujú účinnosť osvetlenia ako percentuálnu hodnotu s maximálnou teoretickou hodnotou účinnosti osvetlenia 683,002 lm / W, ktorá vyžaruje vlnovú dĺžku svetla 555 nm. Ako jeden príklad možno uviesť, že typický moderný biely watt „lumilovaný“ môže dosiahnuť účinnosť viac ako 100 lm / W s účinnosťou 15%, čo je v skutočnosti viac ako mnoho iných typov svetelných zdrojov.
Pri meraní jasu a intenzity osvetlenia vo vede a technike sa berú do úvahy spôsoby, ako samotné oči vnímajú jas svetla, aby získali objektívnejšie merania. Skúmanie distribúcie jasu svetla pomocou experimentov sa snaží pochopiť, či reakcia na jas je spôsobená fotoreceptorovými signálmi kužeľa alebo tyče v ľudskom oku.
Ďalší výskum, napríklad fotometrický výskum, sa snaží zistiť špecifické formy žiarenia na základe ich linearity odozvy. Ak sú dva toky svetla Θ1 a Θ2 Ak majú byť generované dva rôzne signály, fotometrické detektory merajú signál generovaný ako výsledok obidvoch tokov pridaných lineárne. Linearita odozvy je mierou tohto vzťahu.