Lux

Unidad de iluminancia derivada del SI

Para otros usos, consulte Lux (desambiguación) .

Lux
Un luxómetro para medir la iluminancia
Información general
Unidad de sistema	Unidad derivada del SI
Unidad de	iluminancia
Símbolo	lx
Conversiones
1 lx en ...	... es igual a ...
Unidades tradicionales americanas	0.0929 fc
Unidades CGS	10 −4  fotografías

El lux (símbolo: lx ) es la unidad de iluminancia derivada del SI , que mide el flujo luminoso por unidad de área. ^{[1] [2]} Es igual a un lumen por metro cuadrado. En fotometría , se utiliza como una medida de la intensidad, según la percibe el ojo humano, de la luz que incide o atraviesa una superficie. Es análogo a la unidad radiométrica vatio por metro cuadrado , pero con la potencia en cada longitud de onda ponderada de acuerdo con la función de luminosidad , un modelo estandarizado de humanospercepción de brillo visual. En inglés, "lux" se usa tanto en singular como en plural. ^[3]

La palabra se deriva de la palabra latina para "luz", lux .

Explicación

Iluminancia

Extinción luminosa

Iluminancia

Intensidad luminosa

Luminancia

La iluminancia es una medida de cuánto flujo luminoso se distribuye en un área determinada. Se puede pensar en el flujo luminoso (medido en lúmenes ) como una medida de la "cantidad" total de luz visible presente, y la iluminancia como una medida de la intensidad de la iluminación en una superficie. Una determinada cantidad de luz iluminará una superficie de manera más tenue si se extiende sobre un área más grande, por lo que la iluminancia es inversamente proporcional al área cuando el flujo luminoso se mantiene constante.

Un lux equivale a un lumen por metro cuadrado :

1 lx = 1 lm / m ² = 1  cd · sr / m ² .

Un flujo de 1000 lúmenes, distribuido uniformemente sobre un área de 1 metro cuadrado, ilumina ese metro cuadrado con una iluminancia de 1000 lux. Sin embargo, los mismos 1000 lúmenes repartidos en 10 metros cuadrados producen una iluminación más tenue de solo 100 lux.

Lograr una iluminancia de 500 lux podría ser posible en la cocina de una casa con una sola lámpara fluorescente con una salida de12 000  lúmenes . Para iluminar el piso de una fábrica con docenas de veces el área de la cocina, se necesitarían docenas de tales accesorios. Por lo tanto, iluminar un área más grande con el mismo nivel de lux requiere una mayor cantidad de lúmenes.

Al igual que con otras unidades SI, se pueden usar prefijos SI , por ejemplo, un kilolux (klx) es 1000 lux.

A continuación, se muestran algunos ejemplos de la iluminancia proporcionada en diversas condiciones:

Iluminancia (lux)	Superficies iluminadas por
0,0001	Cielo nocturno nublado y sin luna ( luz de las estrellas ) [4]
0,002	Cielo nocturno despejado sin luna con resplandor de aire [4]
0,05-0,3	Luna llena en una noche clara [5]
3.4	Límite oscuro del crepúsculo civil bajo un cielo despejado [6]
20–50	Zonas públicas con entornos oscuros [7]
50	Luces de la sala de estar familiar (Australia, 1998) [8]
80	Iluminación de vestíbulos / baños de edificios de oficinas [9] [10]
100	Día nublado muy oscuro [4]
150	Andenes de la estación de tren [11]
320–500	Iluminación de oficinas [8] [12] [13] [14]
400	Amanecer o atardecer en un día despejado.
1000	Día nublado; [4] iluminación típica de un estudio de televisión
10,000-25,000	Luz diurna completa (no sol directo) [4]
32 000 a 100 000	Luz solar directa

La iluminancia proporcionada por una fuente de luz en una superficie perpendicular a la dirección a la fuente es una medida de la fuerza de esa fuente como se percibe desde esa ubicación. Por ejemplo, una estrella de magnitud aparente 0 proporciona 2,08 microlux (μlx) en la superficie de la Tierra. ^[15] Una estrella de magnitud 6 apenas perceptible proporciona 8 nanolux (nlx). ^[16] El Sol despejado proporciona una iluminación de hasta 100 kilolux (klx) en la superficie de la Tierra, el valor exacto depende de la época del año y las condiciones atmosféricas. Esta iluminancia normal directa está relacionada con la constante de iluminancia solar E _sc , igual a128 000  lux (ver Luz solar y constante solar ).

La iluminancia en una superficie depende de cómo se inclina la superficie con respecto a la fuente. Por ejemplo, una linterna de bolsillo dirigida a una pared producirá un nivel dado de iluminación si se apunta perpendicular a la pared, pero si la linterna apunta a ángulos crecientes con respecto a la perpendicular (manteniendo la misma distancia), el punto iluminado se vuelve más grande y, por lo tanto, está menos iluminado. Cuando una superficie se inclina en ángulo con respecto a una fuente, la iluminación proporcionada en la superficie se reduce porque la superficie inclinada subtiende un ángulo sólido más pequeño desde la fuente y, por lo tanto, recibe menos luz. Para una fuente puntual, la iluminación en la superficie inclinada se reduce en un factor igual al coseno del ángulo entre un rayo proveniente de la fuente y la normal a la superficie. ^[17] En problemas prácticos de iluminación, dada la información sobre la forma en que se emite la luz desde cada fuente y la distancia y geometría del área iluminada, se puede hacer un cálculo numérico de la iluminación en una superficie sumando las contribuciones de cada punto en cada fuente de luz.

Relación entre iluminancia e irradiancia

Como todas las unidades fotométricas , el lux tiene una unidad " radiométrica " correspondiente . La diferencia entre cualquier unidad fotométrica y su unidad radiométrica correspondiente es que las unidades radiométricas se basan en la potencia física, con todas las longitudes de onda ponderadas por igual, mientras que las unidades fotométricas tienen en cuenta el hecho de que el sistema visual de formación de imágenes del ojo humano es más sensible a algunos longitudes de onda que otras y, en consecuencia, a cada longitud de onda se le asigna un peso diferente. El factor de ponderación se conoce como función de luminosidad .

El lux es un lumen por metro cuadrado (lm / m ² ) y la unidad radiométrica correspondiente, que mide la irradiancia , es el vatio por metro cuadrado (W / m ² ). No existe un factor de conversión único entre lux y W / m ² ; hay un factor de conversión diferente para cada longitud de onda y no es posible realizar una conversión a menos que se conozca la composición espectral de la luz.

El pico de la función de luminosidad está a 555  nm (verde); El sistema visual de formación de imágenes del ojo es más sensible a la luz de esta longitud de onda que cualquier otra. Para luz monocromática de esta longitud de onda , la cantidad de iluminancia para una determinada cantidad de irradiancia es máxima: 683,002 lux por 1 W / m ² ; la irradiancia necesaria para producir 1 lux a esta longitud de onda es de aproximadamente 1,464  mW / m ² . Otras longitudes de onda de luz visible producen menos lux por vatio por metro cuadrado. La función de luminosidad cae a cero para longitudes de onda fuera del espectro visible .

Para una fuente de luz con longitudes de onda mixtas, el número de lúmenes por vatio se puede calcular mediante la función de luminosidad. Para parecer razonablemente "blanca", una fuente de luz no puede consistir únicamente en la luz verde a la que los fotorreceptores visuales que forman la imagen del ojo son más sensibles, sino que debe incluir una generosa mezcla de longitudes de onda rojas y azules, a las que son mucho menos sensibles. sensitivo.

Esto significa que las fuentes de luz blancas (o blanquecinas) producen muchos menos lúmenes por vatio que el máximo teórico de 683,002 lm / W. La relación entre el número real de lúmenes por vatio y el máximo teórico se expresa como un porcentaje conocido como eficiencia luminosa . Por ejemplo, una bombilla incandescente típica tiene una eficiencia luminosa de solo alrededor del 2%.

En realidad, los ojos individuales varían ligeramente en sus funciones de luminosidad. Sin embargo, las unidades fotométricas se definen con precisión y se pueden medir con precisión. Se basan en una función de luminosidad estándar acordada basada en mediciones de las características espectrales de la fotorrecepción visual formadora de imágenes en muchos ojos humanos individuales.

Usar en especificaciones de cámaras de video

Las especificaciones para cámaras de video , como videocámaras y cámaras de vigilancia, a menudo incluyen un nivel mínimo de iluminancia en lux en el que la cámara grabará una imagen satisfactoria. ^{[ cita requerida ]} Una cámara con buena capacidad con poca luz tendrá una clasificación de lux más baja. Las cámaras fotográficas no usan esta especificación, ya que generalmente se pueden usar tiempos de exposición más largos para tomar imágenes con niveles de iluminancia muy bajos, a diferencia del caso de las cámaras de video, donde el tiempo de exposición máximo generalmente se establece por la velocidad de fotogramas .

Unidades de iluminancia distintas del SI

La unidad correspondiente en unidades tradicionales inglesas y americanas es el pie de vela . Una vela de pie es de aproximadamente 10,764 lux. Dado que un pie-vela es la iluminancia proyectada sobre una superficie por una fuente de una candela a un pie de distancia, un lux podría considerarse como un "metro-vela", aunque se desaconseja este término porque no se ajusta a los estándares del SI para nombres de las unidades.

Una foto  (ph) equivale a 10 kilolux (10 klx).

Un nox (nx) equivale a 1 mililux (1 mlx).

En astronomía , la magnitud aparente es una medida de la iluminancia de una estrella en la atmósfera de la Tierra. Una estrella con magnitud aparente 0 tiene 2,54 microlux fuera de la atmósfera terrestre, y el 82% de eso (2,08 microlux) bajo cielos despejados. ^[15] Una estrella de magnitud 6 (apenas visible en buenas condiciones) sería de 8,3 nanolux. Una vela estándar (una candela) a un kilómetro de distancia proporcionaría una iluminancia de 1 microlux, aproximadamente lo mismo que una estrella de magnitud 1.

Símbolo Unicode heredado

Unicode tiene un símbolo para "lx": (㏓). Es un código heredado para acomodar páginas de códigos antiguas en algunos idiomas asiáticos . No se recomienda el uso de este código.

Unidades de fotometría SI

Cantidades de fotometría SI

• v
• t
• mi

Cantidad		Unidad		Dimensión	Notas
Nombre	Símbolo [nb 1]	Nombre	Símbolo	Símbolo [nb 2]
Energía luminosa	Q v [nb 3]	lumen segundo	lm ⋅s	T J	El segundo lumen a veces se llama talbot .
Flujo luminoso , poder luminoso.	Φ v [nb 3]	lumen (= candela estereorradián )	lm (= cd⋅sr)	J	Energía luminosa por unidad de tiempo
Intensidad luminosa	Yo v	candela (= lumen por estereorradián)	cd (= lm / sr)	J	Flujo luminoso por unidad de ángulo sólido
Luminancia	L v	candela por metro cuadrado	cd / m 2 (= lm / (sr⋅m 2 ))	L −2 J	Flujo luminoso por unidad de ángulo sólido por unidad de área de fuente proyectada . La candela por metro cuadrado a veces se llama liendre .
Iluminancia	E v	lux (= lumen por metro cuadrado)	lx (= lm / m 2 )	L −2 J	Incidente de flujo luminoso en una superficie
Exitancia luminosa, emitancia luminosa.	M v	lumen por metro cuadrado	lm / m 2	L −2 J	Flujo luminoso emitido desde una superficie
Exposición luminosa	H v	lux segundo	lx⋅s	L −2 T J	Iluminancia integrada en el tiempo
Densidad de energía luminosa	ω v	lumen segundo por metro cúbico	lm⋅s / m 3	L −3 T J
Eficacia luminosa (de radiación)	K	lumen por vatio	lm / W	M −1 L −2 T 3 J	Relación de flujo luminoso a flujo radiante
Eficacia luminosa (de una fuente)	η [nb 3]	lumen por vatio	lm / W	M −1 L −2 T 3 J	Relación entre el flujo luminoso y el consumo de energía
Eficiencia luminosa, coeficiente luminoso.	V			1	Eficacia luminosa normalizada por la máxima eficacia posible
Ver también: SI  · Fotometría  · Radiometría

1. Las organizaciones de normalización recomiendan que las cantidades fotométricas se denoten con un subíndice "v" (para "visual") para evitar confusiones concantidadesradiométricas o de fotones . Por ejemplo: Símbolos de letras estándar de EE. UU. Para ingeniería de iluminación USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967
2. Los símbolos en esta columna denotan dimensiones ; " L ", " T " y " J " son para longitud, tiempo e intensidad luminosa respectivamente, no los símbolos para las unidades de litro, tesla y joule.
3. Símbolos alternativos que se ven a veces: W para energía luminosa, P o F para flujo luminoso y ρ para eficacia luminosa de una fuente.

Ver también

• Valor de exposición

Notas y referencias

1. Unidades derivadas SI , Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.
2. "Lux" . Iluminación / Radiación, cantidades y unidades . Comisión Electrotécnica Internacional. 1987 . Consultado el 30 de noviembre de 2019 .
3. Guía NIST de unidades SI. Capítulo 9 - Reglas y convenciones de estilo para los nombres de unidades ortográficas , Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.
4. Schlyter, Paul (1997-2009). "Radiometría y fotometría en astronomía" .
   La iluminancia de la luz de las estrellas coincide con la iluminancia mínima del ojo humano, mientras que la luz de la luna coincide con la iluminancia mínima de la visión del color del ojo humano (IEE Reviews, 1972, página 1183 ).
5. Kyba, Christopher CM; Mohar, Andrej; Posch, Thomas (1 de febrero de 2017). "¿Qué tan brillante es la luz de la luna?". Astronomía y Geofísica . 58 (1): 1,31–1,32. doi : 10.1093 / astrogeo / atx025 .
6. "Manual de electroóptica" (pdf) . photonis.com . pag. 63 . Consultado el 2 de abril de 2012 . ^{[ enlace muerto ]}
7. "Commen de NOAO y niveles de luz recomendados en interiores" (PDF) .
8. Pears, Alan (junio de 1998). "Capítulo 7: Tecnologías de los aparatos y alcance para la reducción de emisiones". Estudio estratégico de la energía doméstica y los problemas de los invernaderos (PDF) . Soluciones sostenibles Pty Ltd . Departamento de Industria y Ciencia, Commonwealth of Australia. pag. 61. Archivado desde el original (PDF) el 2 de marzo de 2011 . Consultado el 26 de junio de 2008 .
9. Oficina de invernadero de Australia (mayo de 2005). "Capítulo 5: Evaluación del ahorro de iluminación". Equipo de capacitación y recursos energéticos de trabajo: iluminación . Archivado desde el original el 15 de abril de 2007 . Consultado el 17 de marzo de 2007 .
10. "Calculadora de rendimiento con poca luz" . Archivado desde el original el 15 de junio de 2013 . Consultado el 27 de septiembre de 2010 .
11. Darlington, Paul (5 de diciembre de 2017). "Metro de Londres: mantener las luces encendidas" . Ingeniero ferroviario . Consultado el 20 de diciembre de 2017 .
12. "Cómo utilizar un luxómetro (recomendación australiana)" (PDF) . Sostenibilidad Victoria. Abril de 2010. Archivado desde el original (PDF) el 7 de julio de 2011.
13. "Iluminación. - 1926.56" . Regulaciones (Estándares - 29 CFR) . Administración de Salud y Seguridad Ocupacional, Departamento de Trabajo de EE. UU. Archivado desde el original el 8 de mayo de 2009.
14. Ley europea UNI EN 12464
15. Schlyter, Sección 7 .
16. Schlyter, sección 14 .
17. Jack L. Lindsey, Ingeniería de iluminación aplicada , The Fairmont Press, Inc., 1997 ISBN 0881732125 página 218 

Enlaces externos

• Preguntas frecuentes sobre radiometría y fotometría Página de preguntas frecuentes sobre radiometría del profesor Jim Palmer ( Universidad de Arizona ).