Isi
Saat memasang bola lampu atau mengendalikan kecerahan layar komputer Anda, pemahaman tentang kecerahan cahaya dapat membantu Anda menentukan seberapa efektif mereka.
Itu pencahayaan permukaan, fitur yang berbeda dari pencahayaan, Mengukur berapa banyak cahaya yang jatuh padanya pencahayaan adalah jumlah cahaya yang dipantulkan atau dipancarkan darinya. Tetap jernih dengan terminologi ketika datang ke kecerahan dan listrik dapat membantu Anda membuat keputusan yang lebih baik.
Menghitung Penerangan
Anda mengukur pencahayaan sebagai jumlah cahaya yang jatuh pada permukaan dalam satuan kaki lilin atau lux. 1 lux, unit SI, sama dengan sekitar 0,0929030 kaki-lilin. 1 lux juga sama dengan 1 lumen / m2 di mana lumen adalah ukuran fluks bercahaya, jumlah cahaya tampak yang dipancarkan sumber per unit waktu, dan 1 lux juga sama dengan 0,0001 foto (ph). Unit-unit ini memungkinkan Anda menggunakan berbagai skala untuk menentukan pencahayaan untuk tujuan yang berbeda.
Anda dapat menghitung pencahayaan E terkait dengan fluks bercahaya "phi" Φ menggunakan E = Φ / A di area tertentu SEBUAH. Persamaan ini menunjukkan fluks bercahaya dengan Φ, simbol yang sama untuk fluks magnet, dan itu menunjukkan kesamaan dengan persamaan untuk fluks magnet Φ = BA untuk area permukaan yang sejajar dengan magnet SEBUAH dan kekuatan medan magnet B. Ini berarti pencahayaan sejajar dengan medan magnet dalam cara para ilmuwan dan insinyur menghitungnya, dan Anda dapat mengonversi satuan pencahayaan (fluks / m2) langsung ke watt menggunakan intensitas (dalam satuan candelas).
Anda bisa menggunakan persamaan Φ = I x Ω untuk fluks Φ, intensitas saya dan rentang sudut "ohm" Ω untuk rentang sudut dalam steradian, atau radian kotak, dan bola penuh memiliki rentang sudut 4π. Cahaya yang dihitung dalam pencahayaan jatuh ke permukaan dan menyebar menyebabkan objek menjadi terang, sehingga pencahayaan dapat digunakan sebagai ukuran kecerahan.
Sebagai contoh: Penerangan pada permukaan adalah 6 lux dan permukaan adalah 4 meter dari sumber cahaya. Berapa intensitas sumbernya?
Karena cahaya bergerak dalam pola yang memancar, Anda dapat membayangkan sumber cahaya adalah pusat bola dengan jari-jari sama dengan jarak antara sumber cahaya dan objek. Ini berarti area permukaan yang sesuai untuk digunakan adalah area permukaan bola yang sesuai dengan pengaturan ini.
Mengalikan area permukaan bola dengan jari-jari 4 sebagai 4π42 m2 oleh pencahayaan 6 lumen / m2 memberi Anda 1206,37 lumens fluks Φ . Cahaya bergerak langsung ke permukaan, sehingga rentang sudut Ω aku s 4π candelas, dan, menggunakan Φ = I x Ω, intensitas saya adalah 15159,69 lumen / m2.
Menghitung Nilai Lainnya
Candela yang digunakan dalam rentang sudut digunakan sebagai pengukuran jumlah cahaya yang dipancarkan sumber cahaya dalam rentang dalam rentang tiga dimensi. Seperti ditunjukkan melalui contoh, bentang sudut diukur melalui steradian di atas area permukaan tempat cahaya diterapkan. Steradian bola penuh adalah 4π candelas. Pastikan untuk tidak mencampur lux dan candela.
Sementara candela adalah pengukuran rentang sudut, lux adalah iluminasi dari permukaan itu sendiri. Pada titik yang lebih jauh dari sumber cahaya, lux lebih sedikit karena lebih sedikit cahaya yang bisa mencapai titik itu. Ini penting dalam aplikasi dunia nyata dan perhitungan yang tepat yang perlu memperhitungkan sumber tepat cahaya yang akan ada, misalnya, kawat tungsten bola lampu, bukan kasus bola lampu itu sendiri. Untuk bola lampu yang lebih kecil seperti sumber cahaya LED tertentu, jarak mungkin lebih dapat diabaikan tergantung pada skala perhitungan Anda.
Satu steradian bola dengan radius satu meter akan mencakup permukaan 1 m2. Anda dapat memperoleh ini dari mengetahui bahwa lingkup penuh mencakup 4π candelas jadi, untuk luas permukaan 4π (dari 4r2 dengan jari-jari 1) steradians, permukaan bola ini akan mencakup 1 m2. Anda dapat menggunakan konversi ini dengan menghitung contoh bola lampu dan lilin di dunia nyata yang mengeluarkan cahaya menggunakan area permukaan bola untuk menjelaskan geometri cahaya. Mereka kemudian dapat dihubungkan dengan pencahayaan.
Sementara pencahayaan mengukur insiden cahaya pada suatu permukaan, pencahayaan adalah cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh permukaan tersebut dalam kandela / m2 atau "nits". Nilai-nilai pencahayaan L. dan lux E dihubungkan melalui permukaan ideal yang memancarkan semua cahaya dengan persamaan E = L x π.
Menggunakan Bagan Pengukuran Lux
Jika kelihatannya menakutkan untuk memiliki begitu banyak cara berbeda dalam mengukur jumlah yang sama, kalkulator dan bagan online melakukan perhitungan untuk mengkonversi antara unit yang berbeda untuk membuat tugas lebih mudah. RapidTables menawarkan kalkulator lumens ke watt yang menghitung daya untuk berbagai standar cahaya. Tabel di situs web menunjukkan nilai-nilai ini sehingga Anda dapat melihat bagaimana mereka membandingkan satu sama lain. Perhatikan satuan lumen dan watt saat melakukan konversi ini yang juga menggunakan kemanjuran bercahaya oleh "eta" η.
The EngineeringToolBox juga menawarkan metode penghitungan pencahayaan dan pencahayaan untuk standar bola lampu dan lampu di samping grafik pengukuran lux. Penerangan adalah metode lain untuk menghitung penerangan yang menggunakan standar listrik dari lampu atau sumber cahaya daripada pengukuran eksperimental cahaya yang dilepaskan sendiri. Ini diberikan oleh persamaan untuk penerangan saya sebagai I = Ll x Ckamu x LLF / SEBUAHl untuk pencahayaan lampu Ll (dalam lumens), koefisien pemanfaatan Ckamu, faktor kehilangan cahaya L.LF dan area lampu SEBUAHl (dalam m2).
Efisiensi Pencahayaan
Seperti yang dihitung oleh situs web RapidTables, kemanjuran bercahaya radiasi adalah cara yang umum untuk menggambarkan bagaimana bola lampu atau sumber cahaya lainnya menggunakan sumber energi dengan baik, tetapi metode resmi untuk menentukan efisiensi sumber cahaya adalah kemanjuran bercahaya dari suatu sumber , bukan radiasi.
Para ilmuwan dan insinyur biasanya menyatakan efisiensi pencahayaan sebagai nilai persen dengan nilai teoritis maksimum efisiensi pencahayaan 683,002 lm / W, yang memancarkan panjang gelombang cahaya 555 nm. Sebagai salah satu contoh, watt putih modern "lumlit" modern dapat mencapai efisiensi lebih dari 100 lm / W dengan efisiensi 15%, yang sebenarnya lebih dari banyak jenis sumber cahaya lainnya.
Mengukur pencahayaan dan iluminasi dalam sains dan teknik memperhitungkan cara mata memandang cahaya untuk mendapatkan pengukuran objektif yang lebih halus. Meneliti distribusi kecerahan cahaya menggunakan percobaan mencoba memahami apakah respons terhadap kecerahan disebabkan oleh kerucut atau batang sinyal fotoreseptor di dalam mata manusia.
Penelitian lain, seperti penelitian fotometri, berupaya mendeteksi bentuk radiasi spesifik berdasarkan linearitas responsnya. Jika dua fluks cahaya Θ1 dan Θ2 adalah untuk menghasilkan dua sinyal yang berbeda, detektor fotometri mengukur sinyal yang dihasilkan sebagai akibat dari kedua fluks yang ditambahkan secara linear. Linearitas respons adalah ukuran dari hubungan ini.