Tartalom
- A megvilágítás kiszámítása
- Egyéb értékek kiszámítása
- Lux mérési táblázat használata
- Világítási hatékonyság
Izzók telepítésekor vagy a számítógép képernyőjének fényerejének szabályozásakor a fényerősség megértése segíthet meghatározni, mennyire hatékonyak.
A megvilágítás felületétől eltérő tulajdonság, fényesség, méri, hogy mennyi fény esik rá rá fényesség a visszavert vagy abból kibocsátott fény mennyisége. A világosság és a villamos energia terminológiájának tisztázása segíthet a jobb döntések meghozatalában.
A megvilágítás kiszámítása
A megvilágítást úgy mérjük, mint egy fénymennyiséget, amely a felületre esik egységben láb-gyertya vagy lux. 1 lux, az SI egység, körülbelül 0,0929030 gyertya. Az 1 lux szintén megegyezik 1 lumen / m-rel2 amelyben a lumen mértéke fényáram, a forrás által kibocsátott látható fény mennyisége egységenként, és 1 lux szintén megegyezik .0001 ph (ph) -val. Ezek az egységek lehetővé teszik a skálák széles skálájának használatát a megvilágítás meghatározására különböző célokra.
Kiszámolhatja a megvilágítást E a "phi" fényáramhoz kapcsolódó Φ használva E = Φ / A egy adott területen A. Ez az egyenlet a fényáramot jelöli Φ, ugyanaz a szimbólum a mágneses fluxusnál, és hasonlóságot mutat a mágneses fluxus egyenletével Φ = BA egy mágnessel párhuzamos felületre A és mágneses térerősség B. Ez azt jelenti, hogy a megvilágítás párhuzamos a mágneses mezővel, ahogyan a tudósok és a mérnökök kiszámítják, és át tudja konvertálni a megvilágítási egységeket (fluxus / m2) közvetlenül a wattra az intenzitás felhasználásával (kandeláegységekben).
Használhatja az egyenletet Φ = I x Ω fluxus esetén Φ, intenzitás én és szögtartomány "ohm" Ω a szögtartományhoz szteradianus (sr), vagy négyzet alakú radián, és egy teljes gömb szögtartománya: 4π. A megvilágításban kiszámított fény a felületre esik és szétszóródik, és az objektum fényessé válik, így a megvilágítás használható a fényerő mérésére.
Például: A felület megvilágítása 6 lux, a felület pedig 4 méterre a fényforrástól. Mekkora a forrás intenzitása?
Mivel a fény sugárzó mintában halad, elképzelheti, hogy a fényforrás egy gömb középpontja, és sugáriránya megegyezik a fényforrás és a tárgy közötti távolsággal. Ez azt jelenti, hogy a használni kívánt felület a gömb felülete, amely megfelel ennek az elrendezésnek.
Szorozzuk meg a gömbök felületét 4-es sugárral 4π42 m2 megvilágítás mellett 6 lumen / m2 1206,37 lumen fluxust ad Φ . A fény közvetlenül a felületre halad, tehát szögtartományban Ω jelentése 4π kandelák, és használva Φ = I x Ω, az intenzitás én 15159,69 lumen / m2.
Egyéb értékek kiszámítása
A szögtartományban alkalmazott kandelát arra a fénymennyiség mérésére használják, amelyet egy fényforrás egy háromdimenziós tartományban egy tartományban kibocsát. Amint az a példán látható, a szögtartományt a steradianuson keresztül mérjük azon a felületen, amelyre a fényt alkalmazzuk. A teljes gömbök szteradianusok 4π candela. Ügyeljen arra, hogy ne keverje össze a lux és a kandelát.
Míg candela a szögtartomány mérése, lux maga a felület megvilágítása. A fényforrástól távolabbi pontokban a lux annál kevesebb, mert kevesebb fény képes elérni ezt a pontot. Ez fontos a valós alkalmazásokban és a pontos számításokban, amelyeknek figyelembe kell venniük a fény pontos forrását, amely például egy villanykörte volfrámhuzalában lenne, nem pedig a villanykörte esetében. Kisebb izzók, például bizonyos LED-fényforrások esetén a távolság a számítások méretétől függően elhanyagolható lehet.
A gömbnek egy méter sugarú sztereradiansa 1 m-es felületet fed le2. Ezt megszerezheti, ha tudod, hogy egy teljes gömb lefedi 4π kandelák, így kb 4π (tól től 4πr2 1) szteradianus sugárral a gömb által lefedett felület 1 m2. Ezeket az átváltásokat úgy használhatja, hogy a gömb felületének felhasználásával kiszámolja a fény geometriáját a világítást kibocsátó izzók és gyertyák valós példáival. Ezek akkor kapcsolódhatnak a fénysűrűséghez.
Míg a megvilágítás méri a felületen eső fényt, addig a luminancia az a felület által kibocsátott vagy visszavert fény, kandelában / m2 vagy "nits". A fénysűrűség értékei L és lux E egy ideális felületen keresztül kapcsolódnak, amely az egyenlettel teljes fényt bocsát ki E = L x π.
Lux mérési táblázat használata
Ha ijesztőnek tűnik ugyanannak a mennyiségnek a mérése olyan sokféle módon, az online számológépek és táblázatok számításokat végeznek a különböző egységek közötti konvertáláshoz, hogy megkönnyítsék a feladatot. A RapidTables lumen-watt kalkulátort kínál, amely kiszámítja a teljesítményt a különféle fényszabályokhoz. A weboldal táblázata mutatja ezeket az értékeket, így láthatja, hogyan hasonlítják egymást. Ezen átalakítások végrehajtásakor vegye figyelembe a lumen és watt mértékegységeit, amelyek szintén az "eta" fényhatékonyságát használják η.
A EngineeringToolBox emellett a lámpa izzók és lámpák megvilágításának és megvilágításának kiszámítására szolgáló módszereket kínál egy luxmérési táblázat mellett. A megvilágítás a megvilágítás kiszámításának egy másik módszere, amely a lámpa vagy a fényforrás elektromos szabványait használja ahelyett, hogy a kimeneti fényt kísérletileg mérné. Ezt a megvilágítási egyenlet adja én mint I = Ll x Cu x LLF / Al a lámpa fénysűrűségérel (lumenben), a felhasználási együttható Cu, fényveszteségi tényező LLF és a lámpa területe Al (m2).
Világítási hatékonyság
A RapidTables webhely számításai szerint a sugárzás fényhatékonysága egy általános módszer annak leírására, hogy egy izzó vagy más fényforrás miként használja jól az energiaforrásait, de a fényforrások hatékonyságának meghatározására szolgáló hivatalos módszer a forrás fényhatása nem sugárzás.
A tudósok és a mérnökök tipikusan a világítás hatékonyságát fejezik ki százalékban, a világítási hatékonyság maximális elméleti értékével 683,002 lm / W, amely 555 nm hullámhosszú fényt bocsát ki. Például egy tipikus modern "megvilágított" fehér watt 100 lm / W feletti hatékonyságot érhet el 15% -os hatékonysággal, ami valójában több, mint sok más típusú fényforrás.
A világosság és a megvilágítás mérése a tudományban és a mérnöki munkában figyelembe veszi azt a módot, ahogy a szem maguk érzékelik a fényerőt, hogy finomabb, objektívebb méréseket kapjanak. A fény fényerejének megoszlását kísérletekkel megvizsgálva megpróbáljuk megérteni, hogy a fényerőre adott válasz a kúp vagy rúd fotoreceptor jeleinek köszönhető-e az emberi szemben.
Más kutatások, mint például a fotometriai kutatások, a sugárzás speciális formáinak detektálására törekednek a válasz linearitásuk alapján. Ha két fényáram van Θ1 és Θ2 Ha két különböző jelet kellene előállítani, a fotometriai detektorok mindkét fluxus lineárisan hozzáadott fényének eredményeként generált jelet mérik. A válasz linearitása ennek a kapcsolatnak a mértéke.