Inhoud
- Verlichtingssterkte berekenen
- Andere waarden berekenen
- Een Lux-meetkaart gebruiken
- Verlichtingsefficiëntie
Bij het installeren van gloeilampen of het regelen van de helderheid van uw computerscherm, kan inzicht in de helderheid van licht u helpen bepalen hoe effectief ze zijn.
De verlichtingssterkte van een oppervlak, een ander kenmerk dan luminantie, meet hoeveel licht er op valt luminantie is de hoeveelheid licht die erdoor wordt gereflecteerd of uitgezonden. Als u helder blijft met terminologie als het gaat om helderheid en elektriciteit, kunt u betere beslissingen nemen.
Verlichtingssterkte berekenen
U meet de verlichtingssterkte als de hoeveelheid licht die op een oppervlak valt in eenheden van voetkaars of lux. 1 lux, de SI-eenheid, is gelijk aan ongeveer 0,0929030 voetkaarsen. 1 lux is ook gelijk aan 1 lumen / m2 waarin lumen een maat is voor lichtstroom, de hoeveelheid zichtbaar licht die een bron per tijdseenheid uitzendt, en 1 lux is ook gelijk aan .0001 phot (ph). Met deze eenheden kunt u een breed scala aan schalen gebruiken om de verlichtingssterkte voor verschillende doeleinden te bepalen.
U kunt de verlichtingssterkte berekenen E gerelateerd aan lichtstroom "phi" Φ gebruik makend van E = Φ / A over een bepaald gebied EEN. Deze vergelijking geeft de lichtstroom aan met Φ, hetzelfde symbool voor magnetische flux, en het vertoont gelijkenis met de vergelijking voor magnetische flux Φ = BA voor een oppervlak evenwijdig aan een magneet EEN en magnetische veldsterkte B. Dit betekent dat de verlichtingssterkte parallel loopt met het magnetische veld in de manier waarop wetenschappers en ingenieurs het berekenen, en u kunt de eenheden van de verlichtingssterkte omzetten (flux / m2) rechtstreeks naar watt met behulp van de intensiteit (in eenheden candela).
U kunt de vergelijking gebruiken Φ = I x Ω voor flux Φ, intensiteit ik en hoekbereik "ohm" Ω voor de hoekoverspanning in steradiaan (sr), of vierkante radiaal, en een volledige bol heeft een hoekige overspanning van 4π. Het licht dat wordt berekend in verlichtingssterkte valt op het oppervlak en verspreidt zich waardoor het object helder wordt, dus kan verlichtingssterkte worden gebruikt als een maat voor de helderheid.
Bijvoorbeeld: De verlichtingssterkte op een oppervlak is 6 lux en het oppervlak ligt op 4 meter van de lichtbron. Wat is de intensiteit van de bron?
Omdat licht in een stralend patroon reist, kun je je voorstellen dat de lichtbron het centrum is van een bol met een straal gelijk aan de afstand tussen de lichtbron en het object. Dit betekent dat het overeenkomstige te gebruiken oppervlak het oppervlak van de bol is dat overeenkomt met deze opstelling.
Het oppervlak van de bollen vermenigvuldigen met straal 4 als 4π42 m2 door verlichtingssterkte 6 lumen / m2 geeft u 1206,37 lumen flux Φ . Het licht reist rechtstreeks naar het oppervlak, dus hoekige overspanning Ω is 4π candela en gebruik Φ = I x Ω, de intensiteit ik is 15159,69 lumen / m2.
Andere waarden berekenen
De candela die wordt gebruikt in de hoekspan wordt gebruikt als een meting van de hoeveelheid licht die een lichtbron uitstraalt in een bereik in een driedimensionale span. Zoals getoond door het voorbeeld, wordt de hoekspan gemeten door steradiaal over het oppervlak waarop het licht wordt toegepast. Een steradiaan met volle bollen is 4π candela. Zorg dat u lux en candela niet door elkaar haalt.
Terwijl candela is een maat voor het hoekbereik, de lux is de verlichting van het oppervlak zelf. Op punten verder weg van een lichtbron is de lux minder omdat minder licht dat punt kan bereiken. Dit is belangrijk in real-world toepassingen en precieze berekeningen die rekening moeten houden met de exacte bron van een licht dat bijvoorbeeld in de wolfraamdraad van een gloeilamp zou zijn, niet in het geval van de gloeilamp zelf. Voor kleinere gloeilampen, zoals bepaalde LED-lichtbronnen, kan de afstand meer verwaarloosbaar zijn, afhankelijk van de schaal van uw berekeningen.
Een steradiaan van een bol met een straal van één meter zou een oppervlak van 1 m omvatten2. Je kunt dit verkrijgen door te weten dat een volledige bol bedekt 4π candela dus, voor een oppervlakte van 4π (van 4πr2 met een straal van 1) steradialen is het oppervlak dat deze bol zou bedekken 1 m2. U kunt deze omzettingen gebruiken door voorbeelden uit de praktijk te berekenen van gloeilampen en kaarsen die licht afgeven met behulp van het oppervlak van een bol om rekening te houden met de geometrie van het licht. Ze kunnen dan gerelateerd zijn aan luminantie.
Terwijl de verlichtingssterkte het op een oppervlak invallende licht meet, is de luminantie het licht dat wordt uitgestraald of gereflecteerd door dat oppervlak in candela / m2 of "neten". De waarden van luminantie L en lux E zijn gerelateerd door een ideaal oppervlak dat al het licht uitstraalt met de vergelijking E = L x π.
Een Lux-meetkaart gebruiken
Als het afschrikwekkend lijkt om zoveel verschillende manieren te hebben om dezelfde hoeveelheden te meten, voeren online rekenmachines en grafieken berekeningen uit om te converteren tussen verschillende eenheden om de taak gemakkelijker te maken. RapidTables biedt een lumens tot watt rekenmachine die het vermogen berekent voor verschillende lichtstandaarden. De tabel op de website toont deze waarden, zodat u kunt zien hoe ze met elkaar worden vergeleken. Let op de eenheden van lumen en watt bij het uitvoeren van deze conversies die ook de lichtefficiëntie van "eta" gebruiken η.
De EngineeringToolBox biedt ook methoden voor het berekenen van verlichtingssterkte en verlichting voor normen van gloeilampen en lampen naast een lux-meetkaart. Verlichting is een andere methode voor het berekenen van de verlichtingssterkte waarbij gebruik wordt gemaakt van elektrische normen van de lamp of de lichtbron in plaats van de experimentele metingen van het zelf afgegeven licht. Het wordt gegeven door de vergelijking voor verlichting ik als I = Ll x Cu x LLF / EENl voor de helderheid van de lamp Ll (in lumen), gebruikscoëfficiënt Cu, lichtverliesfactor LLF en oppervlakte van de lamp EENl (in M2).
Verlichtingsefficiëntie
Zoals berekend door de RapidTables-website, is de lichtefficiëntie van straling een veel voorkomende manier om te beschrijven hoe een gloeilamp of andere lichtbron zijn energiebronnen goed gebruikt, maar de officiële methode om de efficiëntie van lichtbronnen te bepalen, is de lichtefficiëntie van een bron , geen straling.
Wetenschappers en ingenieurs drukken meestal de verlichtingsefficiëntie uit als een procentuele waarde met de maximale theoretische waarde van de verlichtingsefficiëntie 683.002 lm / W, die een golflengte van 555 nm uitstraalt. Als een voorbeeld, een typisch modern "wit" watt kan een efficiëntie bereiken van meer dan 100 lm / W met een efficiëntie van 15%, wat eigenlijk meer is dan veel andere soorten lichtbronnen.
Het meten van luminantie en verlichtingssterkte in wetenschap en techniek houdt rekening met de manieren waarop ogen zelf de helderheid van licht waarnemen om meer verfijnde, objectieve metingen te verkrijgen. Door de verdeling van de helderheid van licht te onderzoeken met behulp van experimenten, probeer je te begrijpen of de reactie op helderheid te wijten is aan kegel- of staaffoto-receptorsignalen in het menselijk oog.
Ander onderzoek, zoals fotometrieonderzoek, wil specifieke vormen van straling detecteren op basis van hun responslineariteit. Als twee lichtstromen Θ1 en Θ2 waar twee verschillende signalen werden geproduceerd, meten fotometrische detectoren het signaal dat wordt gegenereerd als een resultaat van beide lineair toegevoegde fluxen. De responslineariteit is de maat voor deze relatie.