Kandungan
Apabila memasang lampu mentol atau mengawal kecerahan skrin komputer anda, pemahaman kecerahan cahaya dapat membantu anda dalam menentukan sejauh mana keberkesanannya.
The pencahayaan permukaan, ciri yang berbeza dari luminance, mengukur berapa banyak cahaya jatuh di atasnya semasa luminance adalah jumlah cahaya yang dicerminkan atau dikeluarkan daripada itu. Menginap dengan jelas dengan istilah apabila datang kepada kecerahan dan elektrik boleh membantu anda membuat keputusan yang lebih baik.
Mengira Illuminance
Anda mengukur pencahayaan sebagai jumlah cahaya yang jatuh pada permukaan dalam unit lilin kaki atau lux. 1 lux, unit SI, sama dengan kira-kira 0.0929030 kaki-lilin. 1 lux juga sama dengan 1 lumen / m2 di mana lumen adalah ukuran fluks bercahaya, jumlah cahaya yang dapat dilihat sumber mengeluarkan satu unit masa, dan 1 lux juga sama dengan .0001 phot (ph). Unit-unit ini membolehkan anda menggunakan pelbagai skala untuk menentukan pencahayaan untuk tujuan yang berbeza.
Anda boleh mengira pencahayaan E berkaitan dengan fluks bercahaya "phi" Φ menggunakan E = Φ / A di atas kawasan tertentu A. Persamaan ini menandakan fluks bercahaya dengan Φ, simbol yang sama untuk fluks magnet, dan ia menunjukkan persamaan dengan persamaan untuk fluks magnetik Φ = BA untuk kawasan permukaan sejajar dengan magnet A dan kekuatan medan magnet B. Ini bermakna pencahayaan menyerupai medan magnet dengan cara mengira saintis dan jurutera, dan anda boleh menukar unit pencahayaan (fluks / m2) secara langsung kepada watt menggunakan intensiti (dalam unit candelas).
Anda boleh menggunakan persamaan ini Φ = I x Ω untuk fluks Φ, intensiti Saya dan rentang sudut "ohm" Ω untuk span angular dalam steradian (sr), atau radian persegi, dan sfera penuh mempunyai rentang sudut 4π. Cahaya yang dikira dalam pencahayaan jatuh ke permukaan dan menyebar menyebabkan objek menjadi terang, sehingga pencahayaan boleh digunakan sebagai ukuran kecerahan.
Sebagai contoh: Illuminance pada permukaan adalah 6 lux dan permukaan adalah 4 meter dari sumber cahaya. Apakah kekuatan sumbernya?
Kerana cahaya bergerak dalam corak radiasi, anda boleh membayangkan sumber cahaya adalah pusat sfera dengan radius sama dengan jarak antara sumber cahaya dan objek. Ini bermakna kawasan permukaan yang sepadan untuk digunakan adalah kawasan permukaan sfera yang sepadan dengan susunan ini.
Mengalikan luas permukaan sfera dengan jejari 4 sebagai 4π42 m2 oleh iluminasi 6 lumen / m2 memberikan anda 1206.37 lumens fluks Φ . Cahaya bergerak langsung ke permukaan, sehingga rentang sudut Ω adalah 4π candelas, dan, menggunakan Φ = I x Ω, keamatan Saya ialah 15159.69 lumen / m2.
Mengira Nilai Lain
Candela yang digunakan dalam rentang sudut digunakan sebagai ukuran jumlah cahaya yang sumber cahaya memancarkan dalam rentang dalam rentang tiga dimensi. Seperti yang ditunjukkan melalui contoh, rentang sudut diukur melalui steradian di atas kawasan permukaan yang diterapkan cahaya. Steradian sfera penuh adalah 4π candelas. Pastikan tidak mencampurkan lux dan candela.
Sementara itu candela adalah pengukuran rentang sudut, yang lux adalah pencahayaan permukaan itu sendiri. Pada titik lebih jauh dari sumber cahaya, lux kurang kurang cahaya yang dapat mencapai titik itu. Ini adalah penting dalam aplikasi dunia sebenar dan pengiraan yang tepat yang perlu dipertanggungjawabkan untuk sumber cahaya yang tepat, contohnya, dawai tungsten bola lampu, bukan kes mentol itu sendiri. Untuk mentol lampu yang lebih kecil seperti sumber cahaya LED tertentu, jarak mungkin lebih kecil bergantung pada skala pengiraan anda.
Satu steradian sfera dengan radius satu meter akan merangkumi permukaan 1 m2. Anda boleh mendapatkan ini dari mengetahui bahawa sarung penuh 4π candelas jadi, untuk kawasan permukaan 4π (dari 4πr2 dengan radius 1) steradians, permukaan bola ini akan meliputi 1 m2. Anda boleh menggunakan penukaran ini dengan mengira contoh dunia mentol cahaya dan lilin yang menyalaan cahaya menggunakan kawasan permukaan sfera untuk menjelaskan geometri cahaya. Mereka kemudian boleh dikaitkan dengan cahaya.
Walaupun pencahayaan mengukur kejadian cahaya pada permukaan, cahaya adalah cahaya yang dipancarkan atau dicerminkan oleh permukaan itu di candela / m2 atau "nits". Nilai luminance L dan lux E berkaitan dengan permukaan ideal yang memancarkan semua cahaya dengan persamaan E = L x π.
Menggunakan Carta Pengukuran Lux
Sekiranya ia kelihatan menakutkan mempunyai banyak cara yang berbeza untuk mengukur kuantiti yang sama, kalkulator dan carta dalam talian melakukan pengiraan untuk menukar antara unit yang berbeza untuk menjadikan tugas lebih mudah. RapidTables menawarkan lumens kepada kalkulator watt yang mengira kuasa untuk standard cahaya yang berbeza. Jadual di laman web menunjukkan nilai-nilai ini supaya anda dapat melihat bagaimana ia membandingkan antara satu sama lain. Perhatikan unit lumens dan watt apabila melakukan penukaran ini yang juga menggunakan keberkesanan bercahaya dengan "eta" η.
EngineeringToolBox juga menawarkan kaedah pengiraan pencahayaan dan pencahayaan untuk standard lampu dan lampu di samping carta ukuran lux. Pencahayaan adalah satu lagi kaedah pengiraan illuminance yang menggunakan standard elektrik lampu atau sumber cahaya dan bukannya pengukuran percobaan cahaya yang diberikan. Ia diberikan oleh persamaan untuk pencahayaan Saya sebagai I = Ll x Cu x LLF / Al untuk lampu luminance Ll (dalam lumens), pekali penggunaan Cu, faktor kehilangan cahaya LLF dan kawasan lampu Al (dalam m2).
Kecekapan Pencahayaan
Seperti yang dikira oleh laman web RapidTables, keberkesanan sinaran radiasi adalah cara umum untuk menerangkan bagaimana mentol lampu atau sumber cahaya lain menggunakan sumber tenaganya dengan baik, tetapi kaedah rasmi untuk menentukan kecekapan sumber cahaya adalah keberkesanan cahaya sumber , bukan radiasi.
Para saintis dan jurutera biasanya menyatakan kecekapan pencahayaan sebagai nilai peratus dengan nilai teori maksimum kecekapan pencahayaan 683.002 lm / W, yang memancarkan cahaya panjang 555 nm. Sebagai satu contoh, watt putih moden yang biasa "dililitkan" boleh mencapai kecekapan lebih daripada 100 lm / W dengan kecekapan sebanyak 15%, yang sebenarnya lebih daripada banyak jenis sumber cahaya lain.
Mengukur pencahayaan dan pencahayaan dalam sains dan kejuruteraan mengambil kira cara mata mereka sendiri melihat kecerahan cahaya untuk mendapatkan pengukuran yang lebih halus, objektif. Menguji pengagihan kecerahan cahaya menggunakan eksperimen cuba memahami sama ada tindak balas kepada kecerahan adalah disebabkan oleh kon atau cahaya pancaran fotoreceptor di dalam mata manusia.
Penyelidikan lain, seperti penyelidikan fotometri, bertujuan untuk mengesan bentuk radiasi tertentu berdasarkan kepada garis lurus tindak balas mereka. Jika dua fluks cahaya Θ1 dan Θ2 adalah untuk menghasilkan dua isyarat yang berbeza, pengesan fotometri mengukur isyarat yang terhasil akibat kedua-dua fluks yang ditambahkan secara linear. Linear tindak balas adalah ukuran hubungan ini.