Περιεχόμενο
- Υπολογισμός φωτεινότητας
- Υπολογισμός άλλων αξιών
- Χρησιμοποιώντας ένα διάγραμμα μέτρησης Lux
- Απόδοση φωτισμού
Κατά την εγκατάσταση των λαμπτήρων ή τον έλεγχο της φωτεινότητας της οθόνης του υπολογιστή σας, η κατανόηση της φωτεινότητας του φωτός μπορεί να σας βοηθήσει να καθορίσετε πόσο αποτελεσματικές είναι αυτές.
ο φωτεινότητα μιας επιφάνειας, ενός χαρακτηριστικού διαφορετικού από το φωτεινότητα, μετρά πόσο φως πέφτει πάνω του, ενώ φωτεινότητα είναι η ποσότητα του φωτός που ανακλάται ή εκπέμπεται από αυτό. Η διατήρηση της σαφήνειας με την ορολογία όταν πρόκειται για τη φωτεινότητα και την ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να σας βοηθήσει να λάβετε καλύτερες αποφάσεις.
Υπολογισμός φωτεινότητας
Μετρούμε την ακτινοβολία ως την ποσότητα φωτός που πέφτει σε μια επιφάνεια σε μονάδες ποδαράκια ή lux. 1 lux, η μονάδα SI, είναι ίση με περίπου 0,0929030 ποδαράκια. Το 1 lux είναι επίσης ίσο με 1 lumen / m2 στο οποίο ο αυλός είναι ένα μέτρο φωτεινή ροή, η ποσότητα του ορατού φωτός που εκπέμπει μία πηγή ανά μονάδα χρόνου, και 1 lux επίσης ισούται με .0001 φωτο (ph). Αυτές οι μονάδες σάς επιτρέπουν να χρησιμοποιείτε ένα ευρύ φάσμα ζυγών για τον προσδιορισμό της φωτεινότητας για διαφορετικούς σκοπούς.
Μπορείτε να υπολογίσετε την φωτεινότητα μι που σχετίζονται με την φωτεινή ροή "phi" Φ χρησιμοποιώντας E = Φ / Α σε μια συγκεκριμένη περιοχή ΕΝΑ. Αυτή η εξίσωση υποδηλώνει φωτεινή ροή με Φ, το ίδιο σύμβολο για τη μαγνητική ροή, και δείχνει ομοιότητα με την εξίσωση για τη μαγνητική ροή Φ = BA για μια επιφανειακή περιοχή παράλληλη προς έναν μαγνήτη ΕΝΑ και τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου σι. Αυτό σημαίνει ότι η φωτεινότητα συμπίπτει με το μαγνητικό πεδίο με τον τρόπο που το υπολογίζουν οι επιστήμονες και οι μηχανικοί και μπορείτε να μετατρέψετε τις μονάδες φωτισμού (flux / m2) απευθείας σε watts χρησιμοποιώντας την ένταση (σε μονάδες candelas).
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την εξίσωση Φ = I x Ω για ροή Φ, ένταση Εγώ και γωνιακή έκταση "ohm" Ω για το γωνιακό άνοιγμα steradian (sr), ή τετράγωνο ακτίνιο και μια πλήρης σφαίρα έχει ένα γωνιακό εύρος 4π. Το φως που υπολογίζεται σε φωτισμό πέφτει πάνω στην επιφάνεια και εξαπλώνεται προκαλώντας το αντικείμενο να γίνει φωτεινό, οπότε η φωτεινότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέτρο φωτεινότητας.
Για παράδειγμα: Η φωτεινότητα σε μια επιφάνεια είναι 6 lux και η επιφάνεια είναι 4 μέτρα από την πηγή φωτός. Ποια είναι η ένταση της πηγής;
Επειδή το φως ταξιδεύει σε ένα ακτινοβόλο μοτίβο, μπορείτε να φανταστείτε ότι η φωτεινή πηγή είναι το κέντρο μιας σφαίρας με ακτίνα ίση με την απόσταση μεταξύ της πηγής φωτός και του αντικειμένου. Αυτό σημαίνει ότι η αντίστοιχη επιφάνεια που πρέπει να χρησιμοποιήσετε είναι η επιφάνεια της σφαίρας που αντιστοιχεί σε αυτή τη διάταξη.
Πολλαπλασιάζοντας την επιφάνεια της σφαίρας με ακτίνα 4 ως 4π42 Μ2 με φωτισμό 6 lumen / m2 σας δίνει 1206,37 lumens ροής Φ . Το φως ταξιδεύει κατευθείαν στην επιφάνεια, έτσι ώστε το γωνιακό άνοιγμα Ω είναι 4π candelas, και, χρησιμοποιώντας Φ = I x Ω, την ένταση Εγώ είναι 15159,69 lumens / m2.
Υπολογισμός άλλων αξιών
Το κερί που χρησιμοποιείται στο γωνιακό εύρος χρησιμοποιείται ως μέτρηση της ποσότητας φωτός που εκπέμπει μια φωτεινή πηγή σε ένα εύρος σε ένα τρισδιάστατο εύρος. Όπως φαίνεται από το παράδειγμα, η γωνιακή κλίμακα μετράται μέσω steradian πάνω στην περιοχή επιφάνειας που εφαρμόζεται το φως. Μια πλήρης σφαίρα steradian είναι 4π candelas. Βεβαιωθείτε ότι δεν αναμιγνύετε lux και candela.
Ενώ candela είναι μια μέτρηση της γωνιακής έκτασης, η lux είναι ο φωτισμός της ίδιας της επιφάνειας. Σε σημεία μακρύτερα από μια πηγή φωτός, το lux είναι λιγότερο, καθώς λιγότερο φως είναι σε θέση να φτάσει σε αυτό το σημείο. Αυτό είναι σημαντικό στις εφαρμογές του πραγματικού κόσμου και ακριβείς υπολογισμοί που πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την ακριβή πηγή φωτός που θα υπήρχε, για παράδειγμα, στο σύρμα βολφραμίου ενός λαμπτήρα, και όχι στην περίπτωση του ίδιου του λαμπτήρα. Για μικρότερους λαμπτήρες, όπως ορισμένες πηγές φωτός LED, η απόσταση μπορεί να είναι πιο αμελητέα ανάλογα με την κλίμακα των υπολογισμών σας.
Ένα steradian μιας σφαίρας με ακτίνα ενός μέτρου θα περιλάμβανε επιφάνεια 1 m2. Μπορείτε να το αποκτήσετε γνωρίζοντας ότι καλύπτει ολόκληρη τη σφαίρα 4π για παράδειγμα, για μια έκταση επιφάνειας 4π (από 4πρ2 με ακτίνα 1) steradians, η επιφάνεια που θα καλύπτει αυτή η σφαίρα είναι 1 m2. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτές τις μετατροπές υπολογίζοντας παραδείγματα πραγματικού κόσμου των λαμπτήρων και των κεριών που εκπέμπουν το φως χρησιμοποιώντας την περιοχή επιφάνειας μιας σφαίρας για να υπολογίσετε τη γεωμετρία του φωτός. Μπορούν στη συνέχεια να σχετίζονται με τη φωτεινότητα.
Ενώ η φωτεινότητα μετρά το φως που προσπίπτει σε μια επιφάνεια, η φωτεινότητα είναι το φως που εκπέμπεται ή ανακλάται από την επιφάνεια αυτή σε candela / m2 ή "nits". Οι τιμές φωτεινότητας μεγάλο και lux μι συνδέονται μέσω μιας ιδανικής επιφάνειας που εκπέμπει όλο το φως με την εξίσωση E = L x π.
Χρησιμοποιώντας ένα διάγραμμα μέτρησης Lux
Εάν μπορεί να φαίνεται τρομακτικό να έχετε τόσους πολλούς διαφορετικούς τρόπους μέτρησης των ίδιων ποσοτήτων, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές και τα γραφήματα πραγματοποιούν υπολογισμούς για τη μετατροπή μεταξύ διαφορετικών μονάδων για να διευκολύνουν την εργασία. Το RapidTables προσφέρει έναν υπολογισμό lumens to watt που υπολογίζει την ισχύ για διαφορετικά πρότυπα φωτισμού. Ο πίνακας στον ιστότοπο παρουσιάζει αυτές τις τιμές, ώστε να μπορείτε να δείτε πώς συγκρίνονται μεταξύ τους. Σημειώστε τις μονάδες lumens και watts όταν πραγματοποιείτε αυτές τις μετατροπές οι οποίες χρησιμοποιούν επίσης την φωτεινή αποτελεσματικότητα από το "eta" η.
Το EngineeringToolBox προσφέρει επίσης μεθόδους υπολογισμού φωτισμού και φωτισμού για τα πρότυπα των λαμπτήρων και των λαμπτήρων παράλληλα με ένα διάγραμμα μέτρησης lux. Ο φωτισμός είναι μια άλλη μέθοδος υπολογισμού του φωτισμού που χρησιμοποιεί τα ηλεκτρικά πρότυπα του λαμπτήρα ή της πηγής φωτός αντί των πειραματικών μετρήσεων του φωτός που δίνεται από τον εαυτό του. Δίνεται από την εξίσωση για τον φωτισμό Εγώ όπως και Ι = Lμεγάλο x Cu x LLF / ΕΝΑμεγάλο για τη φωτεινότητα της λυχνίας Lμεγάλο (σε lumens), συντελεστής χρήσης ντοu, παράγοντας απώλειας φωτός μεγάλοLF και την περιοχή του λαμπτήρα ΕΝΑμεγάλο (σε m2).
Απόδοση φωτισμού
Όπως υπολογίζεται από την ιστοσελίδα RapidTables, η φωτεινή αποτελεσματικότητα της ακτινοβολίας είναι ένας κοινός τρόπος για να περιγραφεί πώς ένας λαμπτήρας ή άλλη πηγή φωτός χρησιμοποιεί τους ενεργειακούς πόρους της καλά, αλλά η επίσημη μέθοδος για τον προσδιορισμό της απόδοσης των πηγών φωτός είναι η φωτεινή αποτελεσματικότητα μιας πηγής , όχι ακτινοβολία.
Οι επιστήμονες και οι μηχανικοί εκφράζουν συνήθως την απόδοση φωτισμού ως ποσοστό επί τοις εκατό με τη μέγιστη θεωρητική τιμή της απόδοσης φωτισμού 683.002 lm / W, η οποία εκπέμπει μήκος κύματος 555 nm. Ως ένα παράδειγμα, ένα τυπικό μοντέρνο λευκό watt "εξολοθρευμένο" μπορεί να φτάσει σε απόδοση άνω των 100 lm / W με απόδοση 15%, που είναι στην πραγματικότητα περισσότεροι από πολλούς άλλους τύπους πηγών φωτός.
Η μέτρηση της φωτεινότητας και της ακτινοβολίας στην επιστήμη και στη μηχανική λαμβάνει υπόψη τους τρόπους με τους οποίους τα μάτια αντιλαμβάνονται τη φωτεινότητα του φωτός για να αποκτήσουν πιο εκλεπτυσμένες, αντικειμενικές μετρήσεις. Εξετάζοντας τη διανομή της φωτεινότητας του φωτός χρησιμοποιώντας πειράματα προσπαθήστε να καταλάβετε αν η απόκριση στη φωτεινότητα οφείλεται σε σήματα φωτοδέκτη κώνου ή ράβδου στο ανθρώπινο μάτι.
Άλλες έρευνες, όπως η έρευνα φωτομετρίας, επιδιώκουν να ανιχνεύσουν συγκεκριμένες μορφές ακτινοβολίας με βάση τη γραμμικότητα απόκρισης τους. Εάν υπάρχουν δύο ροές φωτός Θ1 και Θ2 έπρεπε να παράγουν δύο διαφορετικά σήματα, οι ανιχνευτές φωτομετρίας μετρούν το σήμα που παράγεται ως αποτέλεσμα και των δύο ροών που προστίθενται γραμμικά. Η γραμμικότητα απόκρισης είναι το μέτρο αυτής της σχέσης.