[natuurkunde] van lux naar watt

HelloWorld

Hallo,

Voor ons natuurkunde PO dat over het rendement van een zonnecel gaat moeten om het rendement te berekenen lux omrekenen naar watt om het verbruik te vergelijken met de input.

Maar hoe reken je dit om, want wij komen er echt niet uit? Zo kwamen we er achter dat lux=lumen*m^2, maar dan?

Phys

Onderdaad deze pagina staat een overzichtje, maar ik geef toe dat al die fotometrische grootheden hopeloos verwarrend zijn. Het zijn er zoveel!

HelloWorld

Bedankt, dat hadden wij ook al gezien maar wat kan je ermee? Ik snap alsnog niet hoe je hier nu watt uit krijgt. In wat voor stappen moet je het uitrekenen, eerst naar lumen?

Jan van de Velde

Zo kwamen we er achter dat lux=lumen*m^2, maar dan?

Dan......

hangt het verder van je lichtbron af. is die groen van 555 nm dan mag je rekenen met 683 lumen voor 1 W. Meer naar de buitenkanten van het zichtbare spectrum wordt dat minder,tot uiteindelijk 0.

Ofwel, de lumen is een mensafhankelijke eenheid, de gevoeligheid van onze ogen zit erin verwerkt.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase.../bright.html#c2

HelloWorld

We hebben gewoon een gloeilamp gebruikt en daar filters voor gehouden (geen specifieke filter, alleen kleur filters die je voor lampen doet) dus we weten de frequentie niet, wel hebben we het lux getal gemeten dat onze luxmeter aangaf na filtering

Phys

(geen specifieke filter, alleen kleur filters die je voor lampen doet) dus we weten de frequentie niet,

dat zijn toch juist héel specifieke filters? Je gebruikt die filters toch om er voor te zorgen dat het licht dat er doorheen gaat een bepaalde frequentie=kleur heeft?

Jan van de Velde

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase.../lumpow.html#c1

Thus the average luminous efficacy for an incandescent lamp is about 17 lm/W.

(en dat is dan 17 lumen voor één elektrische watt.)

HelloWorld

Ja dat zou wel het geval moeten zijn maar dat weten we dus niet aangezien het gewoon van die discolamp filters zijn, zijn ze niet getagged met frequentie. Maar er is dus echt geen andere manier om het om te rekenen naar wat zonder de frequentie te weten?

Jan van de Velde

Maar er is dus echt geen andere manier om het om te rekenen naar wat zonder de frequentie te weten?

Nee. En dat is een van de redenen dat de lux niet meer wordt gebruikt in bijvoorbeeld plantkundig onderzoek. Een plant gaat heel anders met licht om dan een menselijk oog, en relaties tussen lichtniveaus en produktie van bijvoorbeeld tomaten was altijd betrekkelijk vaag. Daarvoor wordt al sinds jaren gewoon in W/m² gemeten.

Voor ons mensen is die lumen dan weer wél een redelijke maatstaf. Maar wederom, voor je PV-cel weer onhandig.

HelloWorld

Oke, ik denk dat ik nu wat verder kan komen want ik heb met behulp van de kleur codes op de filters (was vergeten dat die erop zaten) de golflengte van het gefiltreerde licht achterhaald.

Voor de groene filter was de frequentie 523nm

Volgens deze tabel: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase...fficacy.html#c1 zou de luminous efficacy ongeveer 484,930 lumen/watt moeten zijn.

Volgens wikipedia is lux (= lm/m²), voor de groene filter hebben we een gemiddelde lux waarde gemeten van 877,33 lux. De oppervlakte van de cel was 0.10*0.20=0.02m². Er komt dan ongeveer lumen=17,54 uit.

Dan invullen zoals ze het hier doen: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase.../lumpow.html#c1

luminous efficiency= equivalent light power/ electric power for typical incandescant bulb ->

= 17,54 / 484,930

= 0.0361 watt???

Dit zou dan het aantal watt moeten zijn dat op de cel valt. Maar dit lijkt mij niet te kunnen kloppen want 0.0361 watt is wel heel erg laag. Iets is er dus niet goed berekend, maar wat doe ik fout? Zit ik überhaupt zo wel op de goede weg?

Moet het dan zoals op de bovenstaande link lumens=(radiant power in watts)(683 lumen/watt) * (luminous efficiency for specific light)?

Dat zou uitkomen op 112.67=(80 watt (dit was de lichtbron))(683 lumen/watt) * (484,930)

En als ik dit dan invul in plaats van die 17,54 kom ik op een luminous efficiency van 0.232 watt dat dan op de lichtcel zou moeten schijnen, is dit wel de goede manier? Maar wat ik dan niet begrijp is dat ik de lux dan niet heb gebruikt? Lux zou ik toch ergens in moeten verrekenen?

Pfff, ik het niet verwacht dat fotometrie zo verwarrend kon zijn, zeker als je op school bijna alleen maar mechanica doet.

Jan van de Velde

Zó verwarrend dat ik ook even niet meer snap waar je nou aan het heenrekenen bent.

Goed, jij schrikt van 0,0361 W. Als ik het goed begrijp bereken je dat als het vermogen dat op je cel van 0,02 m² valt.

We gaan er eens een sigarendoosberekening op loslaten:

gloeilamp 100 W. Als daar 5 W aan wit licht uitkomt is het wel op.

We zetten onze cel op 0,5 m van de lamp.

De oppervlakte van een denkbeeldige bol rond onze lamp is dan 4 x

x 0,5² ≈ 3 m².

Oppervlakte cel was 0,02 m, m.a.w. 1/150 deel van het lichtvermogen van onze lamp valt op de cel.

5/150 W ≈ 0,033 W.

Zielig weinig hè.

Dat jij óndanks een groenfilter op zelfs nog iets meer uitkomt doet me vermoeden dat je lamp véél dichter dan 0,5 m bij je cel stond.

HelloWorld

Ja klopt de lamp stond er direct naast omdat er anders niet genoeg stroom werd opgewekt om het motortje te laten draaien. Maar de manier die ik als eerste heb beschreven is dus wel de goede manier om uit te zoeken hoeveel watt er op de zonnecel valt?

Voor het gemak zal ik nog even kort het probleem samenvatten voordat niemand meer weet waarover het gaat:

Ik moet uit zien te rekenen hoeveel watt er op de zonnecel schijnt na de kleur filterters.

de dingen die ik heb ->

een lux waarde

de frequentie van de filters

het wattage van de lamp

voor de bovenstaande berekening ging ik uit van een lux waarde van 877,33 lux, een frequentie van 523nm en een lamp van 80watt.

Jan van de Velde

je eerste berekening gaat dus de goede kant op. Met die 80 W elektrisch vermogen kun je niks, behalve inmiddels ondubbelzinnig aantonen dat het zinloos is om een gloeilamp te laten branden op een PV-cel.

Alles hangt af van de afstand van de lamp tot je meetpunt, en van het LICHTvermogen van je lamp.

Bedenk overigens dat bij kleine afstanden tot je lichtbron de afmetingen van je PV cel een rol gaan spelen. Je zult zo zoetjes aan serieus een gemiddelde lichtstroom moeten gaan meten verdeeld over je cel. Eén meetpunt is niet meer voldoende, de randen van je cel vangen véél minder W/cm² dan het midden ervan, vanwege de grotere afstand tot je lichtbron.

HelloWorld

en van het LICHTvermogen van je lamp

dit is dan waar de lux waardes erbij komen toch?

Jan van de Velde

Voordat we over een paar weken nog half langs elkaar heen zitten te praten over deelprobleempjes, wat is nou eigenlijk het uiteindelijke doel van deze exercitie? Lijkt me zoiets als de efficiency van je PV-cel bepalen bij verschillende kleuren licht, klopt dat?

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] van lux naar watt

[natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt

Re: [natuurkunde] van lux naar watt