Sisältö
- Valaistuksen laskeminen
- Muiden arvojen laskeminen
- Lux-mittauskaavion käyttäminen
- Valaistuksen tehokkuus
Kun asennat lamppuja tai hallitset tietokoneen näytön kirkkautta, ymmärrys valon kirkkaudesta voi auttaa sinua määrittämään niiden tehokkuuden.
valaistusvoimakkuus pinta, ominaisuus, joka eroaa luminanssi, mittaa kuinka paljon valoa siihen putoaa luminanssi on siitä heijastuneen tai siitä emittoidun valon määrä. Pysymällä terminologialla kirkkauden ja sähkön suhteen voit auttaa sinua tekemään parempia päätöksiä.
Valaistuksen laskeminen
Mitat valaistusta valon määrällä, joka putoaa pintaan yksikköinä jalka-kynttilät tai lux. 1 luksi, SI-yksikkö, on yhtä suuri kuin noin 0,0929030 jalkakynttilää. 1 luksi on myös yhtä suuri kuin 1 lumen / m2 jossa ontelon mitta on valovirta, lähteen säteilevän näkyvän valon määrä aikayksikköä kohti, ja 1 luksi on myös .0001 phot (ph). Näiden yksiköiden avulla voit käyttää laajaa asteikkoa valaistusvoimakkuuden määrittämiseen eri tarkoituksiin.
Voit laskea valaistuskyvyn E liittyvät valovirtaan "phi" Φ käyttämällä E = Φ / A tietyn alueen yli . Tämä yhtälö merkitsee valovirtaa Φ, sama symboli magneettivuon suhteen, ja se osoittaa samankaltaisuutta magneettisen vuon yhtälön kanssa Φ = BA magneettin suuntaiselle pinta-alalle ja magneettikentän voimakkuus B. Tämä tarkoittaa valaistusvoimaa samansuuntaisesti magneettikentän kanssa tavalla, jolla tutkijat ja insinöörit laskevat sen, ja voit muuntaa valaistusyksiköt (flux / m2) suoraan watteihin voimakkuutta käyttäen (kandelayksiköinä).
Voit käyttää yhtälöä Φ = I x Ω fluxille Φ, intensiteetti minä ja kulmaväli "ohm" Ω kulmavälin sisään steradian (sr)tai neliömäinen radiaani, ja kokonaisen pallon kulmaväli on 4π. Valaistuksessa laskettu valo putoaa pinnalle ja leviää, jolloin esine muuttuu kirkkaaksi, joten valaistusta voidaan käyttää kirkkauden mitana.
Esimerkiksi: Pinnan valaistuskyky on 6 luksia ja pinnan on 4 metriä valonlähteestä. Mikä on lähteen intensiteetti?
Koska valo kulkee säteilevässä kuviossa, voit kuvitella, että valonlähde on pallon keskipiste, jonka säde on yhtä suuri kuin valonlähteen ja esineen välinen etäisyys. Tämä tarkoittaa, että vastaava käytettävä pinta-ala on pallon pinta-ala, joka vastaa tätä järjestelyä.
Kertomalla pallojen pinta-ala säteellä 4 as 4π42 m2 valaistumisella 6 lumen / m2 antaa sinulle 1206,37 lumenia vuota Φ . Valo kulkee suoraan pintaan, joten kulmaväli Ω on 4π kynttilät, ja, käyttämällä Φ = I x Ω, intensiteetti minä on 15159,69 lumenia / m2.
Muiden arvojen laskeminen
Kulmavälissä käytettyä kandelaa käytetään mittaamaan valon määrää, jonka valonlähde säteilee alueella kolmiulotteisella span. Kuten esimerkin läpi on esitetty, kulmaväli mitataan steradianin kautta valon kohdistaman pinta-alan yli. Täysi pallo steradian on 4π kandelaa. Älä sekoita luksia ja kandelia.
Sillä aikaa kandela on kulmavälin mittaus, lux on itse pinnan valaistus. Valonlähteestä kauempana olevissa kohdissa lux on vähemmän, koska vähemmän valoa pääsee siihen pisteeseen. Tämä on tärkeää reaalimaailman sovelluksissa ja tarkissa laskelmissa, joissa on otettava huomioon tarkka valonlähde, joka olisi esimerkiksi hehkulampun volframilankassa, ei itse lampun tapauksessa. Pienempien lamppujen, kuten tiettyjen LED-valonlähteiden, etäisyys voi olla pienempi laskelmien laajuudesta riippuen.
Yksi metrin säteellä olevan pallon yksi steradiaani kattaisi yhden metrin pinnan2. Voit saada tämän tietämällä, että koko pallo peittää 4π kynttilöitä niin, pinta-ala on 4π (alkaen 4πr2 säteellä 1) steradiaaneja, tämän pallon peittämä pinta on 1 m2. Voit käyttää näitä muunnoksia laskemalla reaalimaailman esimerkkejä lamppuista ja kynttilöistä, jotka lähettävät valoa pallon pinta-alan avulla valon geometrian huomioon ottamiseksi. Ne voivat sitten liittyä luminanssiin.
Vaikka valaistusvoimakkuus mittaa pintaan tulevaa valoa, luminanssi on pinnan lähettämää tai heijastamaa valoa kandelassa / m2 tai "nits". Valaistuksen arvot L ja lux E ovat yhteydessä ihanteelliseen pintaan, joka emittoi kaiken valon yhtälöllä E = L x π.
Lux-mittauskaavion käyttäminen
Jos näyttää siltä, että pelottava olla niin monella eri tavalla mittaamaan samoja määriä, online-laskimet ja kaaviot suorittavat laskelmia muuntaakseen eri yksiköiden välillä tehtävän helpottamiseksi. RapidTables tarjoaa luumenit watteihin -laskurin, joka laskee tehoa erilaisille valostandardeille. Verkkosivun taulukossa esitetään nämä arvot, jotta voit nähdä kuinka niitä verrataan toisiinsa. Huomaa luumeni- ja wattiyksiköt, kun suoritat näitä muunnoksia, jotka käyttävät myös "eta": n valotehoa η.
EngineeringToolBox tarjoaa myös menetelmiä valaistus- ja valaistuslaskennalle hehkulamppujen ja lamppujen standardien suhteen luksimittauskaavion rinnalla. Valaistus on toinen valaistuslaskentamenetelmä, joka käyttää lampun tai valonlähteen sähköstandardeja itsensä aiheuttaman valon kokeellisten mittausten sijasta. Sen antaa valaistuksen yhtälö minä kuten I = Ll x CU x LLF / Al valaisimen L kirkkaudellel (luumenissa) käyttökerroin CU, valohäviökerroin LLF ja lampun alue l (m2).
Valaistuksen tehokkuus
RapidTables -sivuston laskelman mukaan säteilyn valoteho on yleinen tapa kuvailla, kuinka lamppu tai muu valonlähde käyttää energiavarojaan hyvin, mutta virallinen menetelmä valonlähteiden tehokkuuden määrittämiseksi on lähteen valovoima. , ei säteilyä.
Tutkijat ja insinöörit ilmaisevat tyypillisesti valaistustehokkuuden prosenttiarvona valon hyötysuhteen suurimmalla teoreettisella arvolla 683,002 lm / W, joka säteilee valon aallonpituutta 555 nm. Yhtenä esimerkkinä, tyypillinen nykypäivän valkoinen "watted" valkoinen watti voi saavuttaa yli 100 lm / W hyötysuhteen 15%: n hyötysuhteella, mikä on itse asiassa enemmän kuin monissa muissa valonlähteissä.
Luminanssin ja valaistumisen mittaamisessa tieteessä ja tekniikassa otetaan huomioon tapa, jolla silmät itse havaitsevat valon kirkkauden saadakseen hienostuneempia, objektiivisempia mittauksia. Valon kirkkauden jakautumista tutkimalla kokeilla yritetään ymmärtää, johtuuko vaste kirkkauteen kartiosäteilyn tai sauvan valoreseptorisignaaleista ihmisen silmässä.
Muut tutkimukset, kuten fotometriatutkimus, pyrkivät havaitsemaan tietyt säteilymuodot niiden vaste-lineaarisuuden perusteella. Jos kaksi valonvuota Θ1 ja Θ2 Kun tuotettiin kaksi erilaista signaalia, fotometriset ilmaisimet mittaavat signaalin, joka syntyy molempien lineaarisesti lisättyjen vuon seurauksena. Vasteen lineaarisuus on tämän suhteen mitta.