Contenido
- Cálculo de iluminancia
- Cálculo de otros valores
- Usando una tabla de medición Lux
- Eficiencia de iluminación
Cuando instale bombillas o controle el brillo de la pantalla de su computadora, comprender el brillo de la luz puede ayudarlo a determinar qué tan efectivas son.
los iluminancia de una superficie, una característica diferente de luminancia, mide cuánta luz cae sobre él mientras luminancia es la cantidad de luz reflejada o emitida por ella. Mantenerse claro con la terminología cuando se trata de brillo y electricidad puede ayudarlo a tomar mejores decisiones.
Cálculo de iluminancia
Mide la iluminancia como la cantidad de luz que cae sobre una superficie en unidades de velas de pie o lux. 1 lux, la unidad SI, es igual a aproximadamente 0.0929030 pie-velas. 1 lux también es igual a 1 lumen / m2 en el que la luz es una medida de flujo luminoso, la cantidad de luz visible que emite una fuente por unidad de tiempo, y 1 lux también equivale a .0001 phot (ph). Estas unidades le permiten usar una amplia gama de escalas para determinar la iluminancia para diferentes propósitos.
Puedes calcular la iluminancia mi relacionado con el flujo luminoso "phi" Φ utilizando E = Φ / A sobre un área determinada UNA. Esta ecuación denota flujo luminoso con Φ, el mismo símbolo para flujo magnético, y muestra similitud con la ecuación para flujo magnético Φ = BA para un área de superficie paralela a un imán UNA y la fuerza del campo magnético si. Esto significa que la iluminancia es paralela al campo magnético en la forma en que los científicos e ingenieros lo calculan, y puede convertir las unidades de iluminancia (flujo / m2) directamente a vatios utilizando la intensidad (en unidades de candelas).
Puedes usar la ecuación Φ = I x Ω para flujo Φintensidad yo y envergadura angular "ohm" Ω para el tramo angular en steradian (sr), o radianes cuadrados, y una esfera completa tiene una amplitud angular de 4π. La luz calculada en iluminancia cae sobre la superficie y se extiende causando que el objeto se ilumine, por lo que la iluminancia puede usarse como una medida de brillo.
Por ejemplo: La iluminancia en una superficie es de 6 lux y la superficie está a 4 metros de la fuente de luz. ¿Cuál es la intensidad de la fuente?
Debido a que la luz viaja en un patrón radiante, puede imaginar que la fuente de luz es el centro de una esfera con un radio igual a la distancia entre la fuente de luz y el objeto. Esto significa que el área de superficie correspondiente a usar es el área de superficie de la esfera que corresponde con esta disposición.
Multiplicando el área de superficie de las esferas con radio 4 como 4π42 metro2 por iluminancia 6 lumen / m2 le da 1206.37 lúmenes de flujo Φ . La luz viaja directamente a la superficie, por lo que la amplitud angular Ω es 4π candelas, y, usando Φ = I x Ω, la intensidad yo es 15159.69 lúmenes / m2.
Cálculo de otros valores
La candela utilizada en el tramo angular se usa como una medida de la cantidad de luz que emite una fuente de luz en un rango en un tramo tridimensional. Como se muestra en el ejemplo, la amplitud angular se mide a través de Steradian sobre el área de superficie donde se aplica la luz. Una esferas esteradianas completas es 4π candelas Asegúrate de no mezclar lux y candela.
Mientras candela es una medida de la amplitud angular, la lux Es la iluminación de la superficie misma. En puntos más alejados de una fuente de luz, el lux es menor ya que menos luz puede alcanzar ese punto. Esto es importante en aplicaciones del mundo real y cálculos precisos que deben tener en cuenta la fuente exacta de una luz que estaría, por ejemplo, en el cable de tungsteno de una bombilla, no en el caso de la bombilla misma. Para bombillas más pequeñas, como ciertas fuentes de luz LED, la distancia puede ser más insignificante dependiendo de la escala de sus cálculos.
Un steradian de una esfera con un radio de un metro abarcaría una superficie de 1 m2. Puede obtener esto sabiendo que una esfera completa cubre 4π candelas así, para una superficie de 4π (de 4πr2 con un radio de 1) esteradianos, la superficie que cubriría esta esfera es de 1 m2. Puede usar estas conversiones calculando ejemplos reales de bombillas y velas que emiten luz utilizando el área de la superficie de una esfera para tener en cuenta la geometría de la luz. Entonces pueden estar relacionados con la luminancia.
Mientras que la iluminancia mide la luz incidente en una superficie, la luminancia es la luz emitida o reflejada por esa superficie en candelas / m2 o "liendres". Los valores de luminancia. L y lux mi están relacionados a través de una superficie ideal que emite toda la luz con la ecuación E = L x π.
Usando una tabla de medición Lux
Si puede parecer desalentador tener tantas formas diferentes de medir las mismas cantidades, las calculadoras en línea y los gráficos realizan cálculos para convertir entre diferentes unidades para facilitar la tarea. RapidTables ofrece una calculadora de lúmenes a vatios que calcula la potencia para diferentes estándares de luz. La tabla en el sitio web muestra estos valores para que pueda ver cómo se comparan entre sí. Tenga en cuenta las unidades de lúmenes y vatios al realizar estas conversiones que también utilizan la eficacia luminosa de "eta" η.
EngineeringToolBox también ofrece métodos para calcular la iluminancia y la iluminación para los estándares de bombillas y lámparas junto con una tabla de medición de lux. La iluminación es otro método de cálculo de la iluminancia que utiliza estándares eléctricos de la lámpara o fuente de luz en lugar de las mediciones experimentales de la luz emitida por sí misma. Está dada por la ecuación para la iluminación. yo como I = Ll x Ctu x LLF / UNAl para luminancia de la lámpara Ll (en lúmenes), coeficiente de utilización Ctu, factor de pérdida de luz LLF y área de la lámpara UNAl (En m2).
Eficiencia de iluminación
Según el sitio web de RapidTables, la eficacia luminosa de la radiación es una forma común de describir cómo una bombilla u otra fuente de luz utiliza bien sus recursos energéticos, pero el método oficial para determinar la eficiencia de las fuentes de luz es la eficacia luminosa de una fuente , no radiación.
Los científicos e ingenieros generalmente expresan la eficiencia de iluminación como un valor porcentual con el valor teórico máximo de eficiencia de iluminación 683.002 lm / W, que emite una longitud de onda de luz de 555 nm. Como ejemplo, un vatio blanco típico de hoy en día "iluminado" puede alcanzar eficiencias de más de 100 lm / W con una eficiencia del 15%, que en realidad es más que muchos otros tipos de fuentes de luz.
La medición de luminancia e iluminancia en ciencia e ingeniería tiene en cuenta las formas en que los ojos perciben el brillo de la luz para obtener mediciones objetivas más refinadas. Al examinar la distribución del brillo de la luz mediante experimentos, intente comprender si la respuesta al brillo se debe a señales de fotorreceptores de cono o varilla dentro del ojo humano.
Otra investigación, como la investigación de fotometría, busca detectar formas específicas de radiación en función de su linealidad de respuesta. Si dos flujos de luz Θ1 y Θ2 Para producir dos señales diferentes, los detectores de fotometría miden la señal generada como resultado de los dos flujos añadidos linealmente. La linealidad de la respuesta es la medida de esta relación.