المحتوى
عند تثبيت المصابيح الكهربائية أو التحكم في سطوع شاشة الكمبيوتر ، يمكن أن يساعدك فهم سطوع الضوء في تحديد مدى فعاليتها.
ال مضوائية من السطح ، ميزة مختلفة عن الانارة، يقيس مقدار الضوء الذي يسقط عليه الانارة هو مقدار الضوء المنعكس أو المنبعث منه. البقاء على وضوح مع المصطلحات عندما يتعلق الأمر السطوع والكهرباء يمكن أن تساعدك على اتخاذ قرارات أفضل.
حساب الإضاءة
يمكنك قياس الإضاءة كما كمية الضوء التي تسقط على سطح في وحدات من الشموع القدم أو لوكس. 1 لوكس ، وحدة SI ، تساوي حوالي 0.0929030 شمعة القدم. 1 لوكس يساوي أيضًا 1 لومن / م2 حيث التجويف هو مقياس لل تدفق مضيئة، مقدار الضوء المرئي الذي ينبعثه المصدر لكل وحدة من الوقت ، و 1 لوكس يساوي أيضًا .0001 فوت (ph). تتيح لك هذه الوحدات استخدام مجموعة واسعة من المقاييس لتحديد الإضاءة لأغراض مختلفة.
يمكنك حساب الإضاءة E المتعلقة التدفق الضوئي "فاي" Φ استخدام E = Φ / A على مساحة معينة أ. هذه المعادلة يدل على التدفق الضوئي مع Φ، وهو نفس رمز التدفق المغناطيسي ، ويظهر التشابه معادلة التدفق المغناطيسي BA = BA لمساحة السطح موازية المغناطيس أ وقوة المجال المغناطيسي ب. هذا يعني أن مجال الإضاءة يوازي المجال المغناطيسي بالطريقة التي يحسب بها العلماء والمهندسون ، ويمكنك تحويل وحدات الإضاءة (تدفق / م)2) مباشرة إلى واط باستخدام الكثافة (في وحدات الشموع).
يمكنك استخدام المعادلة Φ = I x Ω للتدفق Φ، الشدة أنا و الزاوي تمتد "أوم" Ω للزاوية في ستراديان (sr)، أو راديان مربعا ، وللكرات المملوءة كامل طولها الزاوي 4π. يسقط الضوء المحسوب في الإضاءة على السطح وينتشر مما يتسبب في أن يصبح الجسم ساطعًا ، لذلك يمكن استخدام الإضاءة كمقياس للسطوع.
فمثلا: الإضاءة على سطح 6 لوكس والسطح 4 أمتار من مصدر الضوء. ما هي شدة المصدر؟
نظرًا لأن الضوء ينتقل في نمط مشع ، يمكنك أن تتخيل أن مصدر الضوء هو مركز الكرة مع نصف قطر يساوي المسافة بين مصدر الضوء والكائن. هذا يعني أن مساحة السطح المقابلة لاستخدامها هي مساحة سطح الكرة التي تتوافق مع هذا الترتيب.
ضرب مساحة سطح الكرات بنصف قطر 4 4π42 م2 بواسطة الإضاءة 6 التجويف / م2 يمنحك 1206.37 شمعة من التمويه Φ . ينتقل الضوء مباشرة إلى السطح ، ويمتد الزاوي Ω يكون 4π الشموع ، واستخدام I = I x Ω ، الكثافة أنا هو 15159.69 شمعة / م2.
حساب القيم الأخرى
تستخدم الشمعة المستخدمة في المدى الزاوي كمقياس لمقدار الضوء الذي ينبعث منه مصدر الضوء في نطاق بمدى ثلاثي الأبعاد. كما هو موضح من خلال المثال ، يتم قياس الامتداد الزاوي من خلال ستادايان على مساحة السطح التي يتم تطبيق الضوء عليها. كرات كاملة ستاديان 4π شمعة. تأكد من عدم خلط لوكس و candela.
في حين كانديلا هو قياس المدى الزاوي ، و لوكس هو إضاءة السطح نفسه. في نقاط بعيدة عن مصدر الضوء ، يكون لوكس أقل حيث أن الضوء أقل يكون قادرًا على الوصول إلى هذه النقطة. هذا مهم في التطبيقات الواقعية والحسابات الدقيقة التي تحتاج إلى حساب المصدر الدقيق للضوء الذي سيكون ، على سبيل المثال ، سلك التنغستن لمبة الضوء ، وليس حالة المصباح الكهربائي نفسه. بالنسبة لمصابيح الإضاءة الأصغر مثل بعض مصادر إضاءة LED ، قد تكون المسافة أقل أهمية وفقًا لحجم العمليات الحسابية الخاصة بك.
ستشمل واحدة من الكرة الأرضية ذات دائرة نصف قطرها متر واحد سطحًا من 1 متر2. يمكنك الحصول على هذا من معرفة أن يغطي كرة كاملة 4π الشموع لذلك ، لمساحة سطح 4π (من عند 4πr2 مع دائرة نصف قطرها 1) steradians ، والسطح الذي يغطي هذا المجال هو 1 متر2. يمكنك استخدام هذه التحويلات من خلال حساب أمثلة في العالم الحقيقي للمصابيح الكهربائية والشموع المنبعثة من الضوء باستخدام المساحة السطحية للكرة لحساب هندسة الضوء. يمكن بعد ذلك أن تكون ذات صلة بالإضاءة.
في حين أن الإضاءة تقيس حادثة الضوء على السطح ، فإن الإضاءة هي الضوء المنبعث أو المنعكس بواسطة هذا السطح في candela / m2 أو "القمل". قيم النصوع L و لوكس E ترتبط من خلال سطح مثالي يبعث كل ضوء مع المعادلة E = L x π.
باستخدام مخطط القياس لوكس
إذا كان يبدو من المرعب أن يكون هناك العديد من الطرق المختلفة لقياس الكميات نفسها ، فإن الآلات الحاسبة والخرائط عبر الإنترنت تقوم بإجراء عمليات حسابية للتحويل بين الوحدات المختلفة لتسهيل المهمة. تقدم RapidTables شمعة حاسبة لواط التي تحسب الطاقة لمعايير الإضاءة المختلفة. يعرض الجدول الموجود على موقع الويب هذه القيم حتى تتمكن من معرفة كيفية مقارنتها ببعضها البعض. لاحظ وحدات لومن واط عند إجراء هذه التحويلات التي تستخدم أيضًا الفعالية المضيئة بواسطة "eta" η.
يوفر EngineeringToolBox أيضًا طرقًا لحساب الإضاءة والإضاءة لمعايير المصابيح والمصابيح جنبًا إلى جنب مع مخطط قياس لوكس. الإضاءة هي طريقة أخرى لحساب الإضاءة التي تستخدم المعايير الكهربائية للمصباح أو مصدر الضوء بدلاً من القياسات التجريبية للضوء المنطلق من نفسه. التي قدمها المعادلة للإضاءة أنا مثل أنا = لل س جش س لLF / أل لإضاءة المصباح Lل (في شمعة) ، معامل الاستخدام Cشعامل فقدان الضوء LLF ومنطقة المصباح أل (في م2).
كفاءة الإضاءة
حسب حساب موقع RapidTables ، فإن الفعالية المضيئة للإشعاع هي طريقة شائعة لوصف كيفية استخدام المصباح الكهربائي أو مصدر الضوء الآخر لموارد الطاقة بشكل جيد ، ولكن الطريقة الرسمية لتحديد كفاءة مصادر الضوء هي الفعالية المضيئة للمصدر. وليس الإشعاع.
يعبر العلماء والمهندسون عادةً عن كفاءة الإضاءة كقيمة مئوية مع الحد الأقصى للقيمة النظرية لكفاءة الإضاءة 683.002 لومن / ث ، والتي تنبعث من طول موجة 555 نانومتر من الضوء. وكمثال على ذلك ، يمكن أن يصل معدل الإضاءة "بالوميض" في العصر الحديث الأبيض إلى أكثر من 100 لتر / وات بكفاءة تبلغ 15٪ ، وهو في الواقع أكثر من أنواع أخرى كثيرة من مصادر الإضاءة.
يأخذ قياس النصوع والإضاءة في العلوم والهندسة في الاعتبار الطرق التي تتصور بها عيون نفسها سطوع الضوء للحصول على قياسات أكثر دقة وموضوعية. حاول فحص توزيع سطوع الضوء باستخدام التجارب محاولة فهم ما إذا كانت الاستجابة للسطوع ناتجة عن إشارات مستقبلات مخروطية أو مخروطية داخل العين البشرية.
تسعى أبحاث أخرى ، مثل أبحاث القياس الضوئي ، إلى الكشف عن أشكال محددة من الإشعاع بناءً على خطية الاستجابة. إذا كان اثنين من تدفقات الضوء Θ1 و Θ2 كان لإنتاج إشارات مختلفة ، تقيس أجهزة قياس الفوتومتر الإشارة الناتجة الناتجة عن كل من التدفقات المضافة خطيًا. الخطية استجابة هو مقياس هذه العلاقة.