Indhold
Når du installerer pærer eller kontrollerer lysstyrken på computerskærmen, kan en forståelse af lysstyrken hjælpe dig med at bestemme, hvor effektive de er.
Det belysningsstyrken af en overflade, en funktion forskellig fra luminans, måler hvor meget lys der falder på det mens luminans er den mængde lys, der reflekteres eller udsendes fra det. At holde sig klar med terminologien, når det kommer til lysstyrke og elektricitet, kan hjælpe dig med at tage bedre beslutninger.
Beregning af belysning
Du måler illuminans som den mængde lys, der falder på en overflade i enheder af mund-lys eller lux. 1 lux, SI-enheden, er lig med ca. 0,0929030 fodlys. 1 lux er også lig med 1 lumen / m2 hvor lumen er et mål for lysstrøm, mængden af synligt lys, som en kilde udsender pr. tidsenhed, og 1 lux er lig med 0,0001 fot (ph). Disse enheder giver dig mulighed for at bruge en lang række skalaer til at bestemme belysningsstyrke til forskellige formål.
Du kan beregne lysstyrke E relateret til lysstrøm "phi" Φ ved brug af E = Φ / A over et givet område EN. Denne ligning betegner lysstrøm med Φ, det samme symbol for magnetisk flux, og det viser lighed med ligningen for magnetisk flux Φ = BA for et overfladeareal parallelt med en magnet EN og magnetfeltstyrke B. Dette betyder illuminans parallelt med magnetfeltet, som forskere og ingeniører beregner det, og du kan konvertere lysenhedsenheder (flux / m2) direkte til watt ved hjælp af intensiteten (i enheder af lysekroner).
Du kan bruge ligningen Φ = I x Ω for flux Φintensitet jeg og vinkelspænding "ohm" Ω for vinkelområdet i steradian (sr), eller firkantet radian, og en fuld kugle har et vinkelt span på 4π. Lyset beregnet i lysstyrke falder på overfladen og spreder sig og får objektet til at blive lyst, så lysstyrken kan bruges som et mål på lysstyrken.
For eksempel: Belysningen på en overflade er 6 lux og overfladen er 4 meter fra lyskilden. Hvad er intensiteten af kilden?
Da lys bevæger sig i et udstrålende mønster, kan du forestille dig lyskilden er midten af en kugle med en radius lig med afstanden mellem lyskilden og objektet. Dette betyder, at det tilsvarende overfladeareal, der skal bruges, er overfladearealet af kuglen, der svarer til dette arrangement.
Multiplikation af kuglernes overfladeareal med radius 4 som 4π42 m2 ved belysning 6 lumen / m2 giver dig 1206,37 lumen flux Φ . Lyset bevæger sig direkte til overfladen, så vinklet span Ω er 4π lysekroner og ved hjælp af Φ = I x Ω, intensiteten jeg er 15159,69 lumen / m2.
Beregning af andre værdier
Den candela, der bruges i vinkelområdet, bruges som en måling af mængden af lys, som en lyskilde udsender i et interval i et tredimensionelt spenn. Som vist gennem eksemplet måles vinkelområdet gennem steradian over det overfladeareal, som lyset påføres. En fuld sfære steradian er 4π candela. Sørg for ikke at blande lux og candela.
Mens candela er en måling af vinkelområdet, lux er belysningen af selve overfladen. På punkter længere væk fra en lyskilde er lux mindre, da mindre lys er i stand til at nå dette punkt. Dette er vigtigt i applikationer i den virkelige verden og nøjagtige beregninger, der skal redegøre for den nøjagtige kilde til et lys, der f.eks. Ville være i wolframtråden i en pære, ikke tilfældet med selve pæren. For mindre lyspærer, såsom visse LED-lyskilder, kan afstanden være mere ubetydelig afhængigt af skalaen på dine beregninger.
En steradian af en kugle med en radius på en meter ville omfatte en overflade på 1 m2. Du kan få dette ved at vide, at en fuld sfære dækker 4π lysekroner, så for et overfladeareal på 4π (fra 4πr2 med en radius på 1) steradianer, er overfladen denne sfære dækker 1 m2. Du kan bruge disse konverteringer ved at beregne eksempler fra den virkelige verden på pærer og stearinlys, der afgiver lys ved hjælp af overfladearealet til en sfære for at redegøre for lysets geometri. De kan derefter relateres til luminans.
Mens lysstyrke måler lys, der er tilfældet på en overflade, er luminans det lys, der udsendes eller reflekteres af denne overflade i candela / m2 eller "nits". Værdierne af luminans L og lux E hænger sammen gennem en ideel overflade, der udsender alt lys med ligningen E = L x π.
Brug af et Lux målingskort
Hvis det kan virke afskrækkende at have så mange forskellige måder at måle de samme mængder, udfører online-regnemaskiner og diagrammer beregninger for at konvertere mellem forskellige enheder for at gøre opgaven lettere. RapidTables tilbyder en lumen til watt-lommeregner, der beregner strømmen til forskellige lysstandarder. Tabellen på webstedet viser disse værdier, så du kan se, hvordan de sammenligner hinanden. Bemærk enhederne af lumen og watt, når du udfører disse konverteringer, som også bruger den lysende effekt ved "eta" η.
EngineeringToolBox tilbyder også metoder til beregning af belysning og belysning for standarder for pærer og lamper ved siden af et lux målekort. Belysning er en anden metode til beregning af belysningsstyrke, der bruger elektriske standarder for lampen eller lyskilden i stedet for de eksperimentelle målinger af lyset, der er givet fra sig selv. Det er givet af ligningen for belysning jeg som I = Ll x Cu x LLF / Al til luminans af lampen Ll (i lumen), anvendelseskoefficient Cu, lystabsfaktor LLF og lampens område ENl (i m2).
Belysningseffektivitet
Som beregnet af RapidTables-webstedet er strålings lyseffektivitet en almindelig måde at beskrive, hvordan en pære eller anden lyskilde bruger sine energiressourcer godt, men den officielle metode til at bestemme effektiviteten af lyskilder er en kildes lyseffektivitet , ikke stråling.
Forskere og ingeniører udtrykker typisk lyseffektivitet som en procentværdi med den maksimale teoretiske værdi af lyseffektivitet 683,002 lm / W, som udsender en bølgelængde på 555 nm. Som et eksempel kan en typisk moderne hvid watt "lumiled" nå en effektivitet på over 100 lm / W med en effektivitet på 15%, hvilket faktisk er mere end mange andre typer lyskilder.
Måling af luminans og belysning inden for videnskab og teknik tager højde for måderne, som øjne selv opfatter lysets lysstyrke til at få mere raffinerede, objektive målinger. Undersøgelse af fordelingen af lysets lysstyrke ved hjælp af eksperimenter forsøger at forstå, om responsen på lysstyrken skyldes kegle- eller stangfotoreseptorsignaler i det menneskelige øje.
Anden forskning, såsom fotometri-forskning, søger at detektere specifikke former for stråling baseret på deres responslinearitet. Hvis der er to lysstrømme Θ1 og Θ2 skulle frembringe to forskellige signaler, fotometri detektorer måler det signal, der blev genereret som et resultat af begge fluxer tilføjet lineært. Responslineariteten er målet for dette forhold.