|
Introducció
El flux de radiació emès per un focus
de llum és l'energia que cada
segon radia a l'espai i es mesura en W . Aquesta magnitud física suma
les energies que aporten cadascuna de les freqüències de
l'espectre, sense destacar-ne cap en particular. En canvi, el nostre
ull no té la mateixa sensibilitat (eficàcia
lluminosa) per a totes les longituds d'ona de l'espectre visible. Aquestes
van des d'uns 380 nm fins a 780 nm, i té un màxim per als
555 nm, tal com es veu a la gràfica inferior extreta del llibre
"Medida del color" de Eduardo J. Gelabert editat per
la UPV:
El flux lluminós, que es mesura en Lúmens,
pondera aquesta diferent sensibilitat de l'ull humà i es defineix
per la longitud d'ona a la qual és més sensible: 1W
de flux radiant d'una llum verda de 555 nm són 683 lúmens
de flux lluminós.
Per exemple:
En el cas d'una bombeta d'incandescència de 40 W de
potència elèctrica proporciona un flux lluminós de
500 lúmens i una llum fluorescent de 40 W, un de 3200 lúmens. Cal no confondre, però, la potència lluminosa amb la potència elèctrica que consumeixen.
Irradiància i Il·luminància.
Quan una radiació il·lumina una superfície, la quantitat d'energia (joules) que arriba per unitat de temps (s) i per unitat d'àrea (m2) s'anomena Irradiància i es mesura en W/m2 .
La magnitud fotomètrica corresponent és la Il·luminància:
aquesta valora cada freqüència segons la seva capacitat de
sensibilitzar l'ull i es defineix per a la longitud d'ona a la qual és
més sensible l'ull humà.
Per exemple, una irradiància de 1 W/ m2 d'una llum
verda de 555 nm produeix una il·luminància de 683 lux,
Per tant 1 Lux =1 lumen / m2 .
En resum :
- 1W = 683 lúmens
- 1 lux = 1 lumen / m2
- Per tant 1 W/ m2 = 683 lux
La primera i tercera relacions només són vàlides
per a la llum monocromàtica de 555nm.
Fonts de llum
Si se sap la distribució energètica espectral d'una determinada llum, es pot calcular la seva eficiència lluminosa.Per a això, cal ponderar cada longitud d'ona del seu espectre segons la seva eficàcia.
Segons el llibre citat abans, les eficàcies de diversos il·luminants
estàndards i del cos negre en funció de la temperatura són:
 
Les llums fluorescents tenen eficàcies que van des de 200 fins
a 350 lumen/W (ó lux/(W/ m2). La radiació equienergètica té una eficàcia de 180lumen/W. La llum solar té
una eficàcia variable segons l'estat de l'atmosfera i segons l'altura
del sol.
Els fotodiodes de silici i l'ull humà
Els sensors de irradiància (W/m2) són sensibles
fins a 1100 nm, és a dir, mesuren també part del infraroig,
tal com s'aprecia a la gràfica següent ( normalment són
fotodiodes de silici sense filtre, encara que n'hi d'altres):
El sensor de llum que mesura la il·luminància, respon
segons la corba d'eficiència de l'ull, que s'anul·la per
a longituds d'ona infraroges, superiors a 770 nm, tal com es veu a la
gràfica inferior.
Això s'aconsegueix, normalment, posant sobre un fotodiode de silici un filtre que té la mateixa corba de transmitància que la de la sensibilitat de l'ull.
Què mesura el sensor de llum Multilog?
El sensor de llum de l'equip MultiLog aparentment ofereix la possibilitat de mesurar la Il·luminància en lux i la irradiància en W/m2.
En realitat, però, mesura la il·luminància en lux i ho converteix en irradiància en W/m2 . Per fer això, usa el factor anterior de 683 lux =1 W/ m2, com si tota la llum fos monocromàtica de 555 nanòmetres.
Segons el què s'ha dit anterioment, si hem mesurat la il·luminància ( lux), per calcular correctament la irradiància (W/m2), hem de saber l'eficàcia mitjana de la font de llum que estem mesurant.
a) Mesura de la Irradiància d'una bombeta
Els autors del curs han fet mesures amb bombetes d'incandescència i han trobat que cal prendre 45 lux/ (W /m2), com a valor aproximat, en lloc de 683 lux = 1 W/ m2.
- Això vol dir que per calcular la irradiància en W/m2 s'han de dividir per 45 els valors mesurats pel sensor en lux.
- En canvi, si posem en el programa Multilab com a unitat de mesura els W/m2, el valor real de il·luminància (lux) s'obtindrà al multiplicar per 683 la mesura. El valor més aproximat al real de la irradiància es determina dividint per 45 aquest últim valor de il·luminància calculat.
b) Mesura de la Irradiància del Sol
Les conversions de il·luminància (lux) a irradiància (W/m2) que es facin per a la llum solar, forçosament tindran un error.
Sembla que amb aquest sensor de Multilog només es poden fer mesures
de llum normal directa, enfocant el sensor perpendicularment
als raigs solars, ja que no té difusor i a més està
enfonsat. A les estacions de mesura de radiació, el sensor es situa
horitzontalment, i les mesures són globals, és a dir, sumen
la radiació directa i la difusa.
Però, si el sol no està molt alt al cel, el nostre sensor
no rebria la radiació directa, degut al seu enfonsament.
Segons el que acabem de dir i els càlculs de Daniel Guerrero Millán, presentats en el Congreso Internacional de Iluminación celebrat a León el 2005; es proposa una eficàcia lluminosa solar mitjana de 94,2 lux/(W/m2)
Aquest valor anterior determina una "constant d'il·luminació solar" (Radiació que arriba a les capes altes atmosfèriques) de 128 klx. Com que el nostre sensor de 130 Klux té un límit superior real de 137 klux en és útil per fer mesures de radiació solar directa.
- Tot això vol dir que per calcular la irradiància en W/m2 s'han de dividir per 94.2 els valors mesurats pel sensor en lux.
- En canvi, si posem en el programa Multilab com a unitat de mesura els W/m2, el valor real de il·luminància (lux) s'obtindrà al multiplicar per 683 la mesura. El valor més aproximat al real de la irradiància es determina dividint per 94,2 aquest últim valor de il·luminància calculat.
Si es coneix la potència P del focus, la il·luminància
d'una superfície col·locada perpendicularment als raigs
de llum, depèn de la distància, suposant que l'energia es
reparteixi uniformement en totes les direccions.
I = P/4p r2
La il·luminància és inversament
proporcional al quadrat de la distància. Per a una distància
2R, la il·luminància que arriba a la superfície
és la quarta part de la que arriba a la mateixa superfície
situada a una distància R. Si la bombeta emet isotròpicament,
aquesta serà la dependència que haureu de corroborar experimentalment.
|
.
desplaceu-vos fins a Configuració sistema 
.
Premeu Enter 
:
apareix la pantalla següent:
per tornar al menú principal.
.
Si apareix MultiLog no trobat, torneu al primer punt de la configuració.
o bé 
i apareix una nova finestra referent a les propietats del sensor.
.
A partir d'aquest moment es mesuren automàticament 10 valors
cada segon. Per enregistrar el primer valor, només cal que cliqueu
a la icona Enter 
situada sota la taula i a la dreta. S'escriuran els dos valors de la
mesura, corresponents a 0,05 m, a la mateixa fila de la taula, a les
columnes Captura llum (klx) i Captura llum (W/m2).
per acabar la mesura. Heu de tenir un gràfic semblant al següent:
per afegir el gràfic al projecte. Aquest gràfic formarà
part del primer exercici. 
:
