תוֹכֶן
בעת התקנת נורות או בקרת בהירותו של מסך המחשב, הבנה של בהירות האור יכולה לסייע לך לקבוע עד כמה הן יעילות.
ה הארה של משטח, תכונה שונה מ זוהר, מודד כמה אור נופל עליו בזמן זוהר הוא כמות האור המוחזרת או הנפלטת ממנו. הישאר ברור עם המינוחים בכל הנוגע לבהירות וחשמל יכול לעזור לכם לקבל החלטות טובות יותר.
חישוב הארה
אתה מודד תאורה ככמות האור שנופלת על משטח ביחידות של נרות רגליים או לוקס. לוקס 1, יחידת ה- SI, שווה לכ- 0.0929030 נרות רגל. לוקס 1 שווה גם לומן לומן / מ '2 בו לומן הוא מדד של שטף זוהר, כמות האור הנראה שמקור פולט ליחידת זמן, וגם לוקס 1 שווה ל- 0,0001 פוטו (ph). יחידות אלה מאפשרות לך להשתמש במגוון גדול של סולמות לקביעת תאורה למטרות שונות.
אתה יכול לחשב תאורה ה הקשורים לשטף זוהר "phi" Φ באמצעות E = Φ / A על שטח נתון א. משוואה זו מציינת שטף זוהר עם Φ, אותו סמל לשטף מגנטי, והוא מראה דמיון למשוואה עבור שטף מגנטי Φ = BA עבור שטח פנים מקביל למגנט א וכוח שדה מגנטי ב. המשמעות היא תאורה המקבילה לשדה מגנטי באופן בו מדענים ומהנדסים מחשבים אותו, ותוכלו להמיר את יחידות התאורה (שטף / מ '2) ישירות לוואט בעזרת האינטנסיביות (ביחידות של נברשות).
אתה יכול להשתמש במשוואה Φ = I x Ω לשטף Φ, עוצמה אני וטווח זוויתי "אוהם" Ω לטווח הזוויתי פנימה סטרדיאני (sr), או רדיאן מרובע, ולתחום מלא יש טווח זוויתי של 4π. האור המחושב בתאורת הנפילה נופל על פני השטח ומתפשט וגורם לעצמו להיות בהיר, ולכן תאורה יכולה לשמש כמדד לבהירות.
לדוגמה: תאורת האור על משטח היא 6 לוקס והמשטח נמצא 4 מטרים ממקור האור. מהי עוצמת המקור?
מכיוון שאור נע בתבנית מקרינה, תוכלו לדמיין שמקור האור הוא מרכז הכדור ברדיוס שווה למרחק בין מקור האור לאובייקט. משמעות הדבר היא ששטח הפנים המקביל לשימוש הוא שטח הפנים של הכדור שמתאים לסידור זה.
הכפלת שטח הפנים עם הרדיוס 4 כ 4π42 M2 על ידי תאורה 6 לומן / מ '2 נותן לך 1206.37 לום שטף Φ . האור נוסע ישירות אל פני השטח, כך טווח זוויתי Ω פועל עזר לגוף שני 4π נברשות, ו, באמצעות Φ = I x Ω, העוצמה אני הוא 15159.69 לומן / מ2.
חישוב ערכים אחרים
הקנדלה המשמשת בטווח הזוויתי משמשת כמדידה של כמות האור שמקור אור פולט בתחום בטווח תלת ממדי. כפי שמוצג באמצעות הדוגמא, נמדד התוח הזוויתי דרך סטרדיאנים על שטח הפנים אליו מורחים האור. סטרדיאנית בתחומים מלאים היא 4π נברשות. הקפד לא לערבב לוקס וקנדלה.
בזמן קנדלה הוא מדידה של תוחלת הזווית, לוקס הוא הארה של המשטח עצמו. בנקודות המרוחקות ממקור אור, הלוקס לוקה פחות מכיוון שפחות אור מסוגל להגיע לנקודה זו. זה חשוב ביישומים בעולם האמיתי ובחישובים מדויקים שצריכים להסביר את המקור המדויק של האור שיהיה, למשל, בחוט טונגסטן של נורה, ולא במקרה של הנורה עצמה. עבור נורות קטנות יותר כמו מקורות אור מסוימים של LED, המרחק עשוי להיות זניח יותר בהתאם לסולם החישובים שלך.
סטרדיאן אחד של כדור בעל רדיוס של מטר אחד יקיף משטח של 1 מ '2. ניתן להשיג זאת מתוך ידיעה שתחום מלא מכסה 4π נברשות כך, עבור שטח פנים של 4π (מ 4πr2 עם רדיוס של 1) סטרדיאנים, פני השטח שהכדור הזה מכסה הוא 1 מ '2. אתה יכול להשתמש בהמרות אלה על ידי חישוב דוגמאות בעולם האמיתי של נורות ונרות המפיצים אור באמצעות שטח הפנים של הכדור כדי להסביר את הגיאומטריה של האור. לאחר מכן הם יכולים להיות קשורים לזוהר.
בעוד שהאורות מודדים אור שקורה על משטח, הזוהר הוא האור שנפלט או משתקף על ידי אותו משטח בקנדלה / מ '2 או "nits". ערכי הזוהר ל לוקסוס ה קשורים דרך משטח אידיאלי הפולט את כל האור עם המשוואה E = L x π.
באמצעות תרשים מדידת לוקס
אם זה אולי נראה מרתיע שיש דרכים רבות כל כך למדוד את אותם כמויות, מחשבונים ותרשימים מקוונים מבצעים חישובים להמרה בין יחידות שונות כדי להקל על המשימה. RapidTables מציע מחשבון לומן-ואט המחושב כוח עבור תקני אור שונים. הטבלה באתר מציגה ערכים אלה כך שתוכלו לראות כיצד הם משתווים זה בזה. שימו לב ליחידות הלומן והוואט בעת ביצוע המרות אלה המשתמשות גם ביעילות הזוהרת על ידי "eta" η.
ה- EngineeringToolBox מציע גם שיטות לחישוב תאורה ותאורה עבור סטנדרטים של נורות ומנורות לצד תרשים מדידה של לוקס. תאורה היא שיטה נוספת לחישוב תאורה המשתמשת בתקנים חשמליים של המנורה או מקור האור במקום במדידות הניסיוניות של האור המוענק מעצמה. זה ניתן על ידי המשוואה להארה אני כפי ש אני = לl x גu x LLF / אl להארה של המנורה Ll (בלומנים), מקדם השימוש גu, גורם אובדן אור לLF ואזור המנורה אl (בתוך מ2).
יעילות תאורה
כפי שחושב על ידי אתר RapidTables, היעילות המאירה של הקרינה היא דרך נפוצה לתאר כיצד נורה או מקור אור אחר משתמשים היטב במשאבי האנרגיה שלה, אך השיטה הרשמית לקביעת היעילות של מקורות האור היא היעילות הזוהרת של מקור , לא קרינה.
מדענים ומהנדסים בדרך כלל מבטאים את יעילות התאורה כערך אחוזים עם הערך התיאורטי המרבי של יעילות התאורה 683.002 lm / W, הפולט אור גל של 555 ננומטר. כדוגמה אחת, וואט לבן מודרני טיפוסי "המאור" יכול להגיע ליעילות של מעל 100 ל"מ / וולט ביעילות של 15%, שהם למעשה יותר מסוגים רבים אחרים של מקורות אור.
מדידת תאורה ותאורה במדע והנדסה לוקחים בחשבון את הדרכים שהעיניים עצמן תופשות את בהירות האור לקבלת מדידות מעודנות ואובייקטיביות יותר. בחינת התפלגות בהירות האור באמצעות ניסויים, מנסה להבין האם התגובה לבהירות נובעת מאותות חרוט או מוט קולטנים בתוך העין האנושית.
מחקר אחר, כמו מחקר פוטומטריה, מבקש לאתר צורות ספציפיות של קרינה על בסיס לינאריות התגובה שלהם. אם שני שטפי אור Θ1 ו Θ2 היו אמורים להפיק שני אותות שונים, גלאי פוטומטריה מודדים את האות שנוצר כתוצאה משני השטפים שנוספו באופן לינארי. לינאריות התגובה היא המדד לקשר זה.