leyes de la luminotecnia

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Mérida, 11/02/2017
Leyes de la luminotecnia

2. Leyes de la luminotecnia
La luminotecnia es la técnica que estudia las distintas formas de producción de
la luz (artificial), así como su control y aplicación para fines específicos.
De manera técnica, la luz es una forma de energía que forma parte del
espectro electromagnético visible para el ojo humano. El espectro incluye
ondas cósmicas, microondas, rayos gamma, radar, ondas de radio, ultravioleta
y rayos X. El ojo humano es sensible a un pequeño rango del espectro, desde
el violeta (400 nanómetros) hasta el rojo (750 nanómetros) en longitudes de
onda.
La luminotecnia se define como la ciencia que estudia las distintas formas de
producción de luz, así como su control y aplicación con fines domésticos,
industriales o artísticos.
Ley fundamental de la iluminación
La iluminación de una superficie situada perpendicularmente a la dirección de
la radiación luminosa es directamente proporcional a la intensidad luminosa del
manantial luminoso e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
que le separa del mismo
Esta ley solamente es aplicable a fuentes multiforme. En la práctica es
aplicable también a fuentes luminosas no multiforme si la distancia entre la
fuente y la superficie es 10 o más veces mayores que la mayor dimensión
transversal de la fuente.
Principales magnitudes fotométricas
Flujo luminoso: Flujo luminoso es la cantidad total de iluminación emitida por
una fuente de luz en una unidad de tiempo, la unidad de medida es el lumen
(lm). Se utiliza para indicar la cantidad de luz manifestada en una superficie o
para señalar la reproducción luminosa de una fuente. Cuando la fuente de luz
es una lámpara el flujo luminoso no se reparte de manera uniforme. El flujo
luminoso Փ es un índice representativo de la potencia luminosa de una fuente
de luz.

3. Eficacia luminosa: La eficacia luminosa describe el rendimiento de una
lámpara. Se expresa mediante la relación del flujo luminoso entregado, en
lumen y la potencia consumida, en vatios. El valor teórico máximo alcanzable
con una conversión total de la energía a 555 nm sería 683 lm/W. Las eficacias
luminosas realmente alcanzables varían en función del manantial de luz, pero
quedan siempre por debajo de este valor ideal.
Intensidad luminosa. La intensidad luminosa de una fuente de luz en una
dirección dada, es la relación que existe entre el flujo luminoso contenido en un
ángulo sólido cualquiera, cuyo eje coincida con la dirección considerada y el
valor de dicho ángulo sólido expresado en estereorradianes. Su unidad es la
candela (cd).
Iluminancia: La iluminancia es un índice representativo de la densidad del flujo
luminoso sobre una superficie. Se define como la relación entre el flujo
luminoso que incide sobre una superficie y el tamaño de esta superficie. A su
vez la iluminancia no se encuentra vinculada a una superficie real, puede ser
determinada en cualquier lugar del espacio. La iluminancia se puede deducir de
la intensidad luminosa. Al mismo tiempo disminuye la iluminancia con el
cuadrado de la distancia de la fuente de luz (ley de la inversa del cuadrado de
la distancia). Su unidad es el lux.
Luminancia: Mientras que la iluminancia nos describe la potencia luminosa
que incide en una superficie, vemos que la luminancia nos describe la luz que
procede de esa misma superficie. A su vez dicha luz puede ser procedente de
la superficie misma (p.ej. en el caso de la luminancia de lámparas y luminarias).
También vemos que la luminancia se encuentra definida como la relación entre
la intensidad luminosa y la superficie proyectada sobre el plano
perpendicularmente a la dirección de irradiación. Pero es posible que la luz sea
reflejada o transmitida por la superficie. En el caso de materiales que reflejan
en forma dispersa (mateados) y que transmiten en forma dispersa (turbios), es
posible averiguar la luminancia a base de la iluminancia y el grado de reflexión
(reflectancia) o transmisión (transmitancia).
Curvas fotométricas
Las curvas fotométricas son gráficas que marcan la distribución espacial de la
luz referida en un plano cartesiano cuyas variables son la distancia y la
intensidad luminosa. También se le llama distribución luminosa.
La distribución de las intensidades luminosas emitidas por una lámpara tipo
standard, la mostraríamos de una forma general, para un flujo luminoso de
1000 lúmenes. El volumen determinado por los vectores que representan las
intensidades luminosas en todas las direcciones, resulta ser simétrico con
respecto al eje Y-Y’; es como una figura de revolución engendrada por la curva
fotométrica que gira alrededor del eje Y-Y’.

4. Ley de la inversa del cuadrado de la distancia
Desde los experimentos primitivos se ha comprobado que las luminancias
producidas por las fuentes de luz disminuyen inversamente
con el cuadrado de la distancia desde el plano a iluminar a la fuente.
Esta ley se cumple cuando se trata de una fuente puntual de superficies
perpendiculares a la dirección del flujo luminoso. Sin embargo, se puede
suponer que la ley es lo suficientemente exacta cuando la distancia a la que se
toma la medición es, por lo menos, cinco
veces la máxima dimensión de la luminaria (la distancia es grande con relación
al tamaño de la zona fuente de luz)
Ley de Lambert
Existen superficies emisoras o difusas que al observarlas desde distintos
ángulos se tiene la misma sensación de claridad. A estas superficies se las
denomina emisores o difusores perfectos.
Si L0 es la luminancia según la normal y Lα la luminancia según el ángulo de
observación α, se verifica que Lα = L0 para cualquier ángulo α. Esta relación se
conoce como Ley de Lambert y sólo la cumplen los emisores o difusores
perfectos.
Ley del Coseno
La anterior ley es aplicable solo para aquellos casos en que la dirección de
incidencia de la radiación sea normal a la de la superficie: los rayos inciden
perpendicularmente, "La iluminación es proporcional al coseno del ángulo de
incidencia de los rayos luminosos en el punto iluminado"
El ángulo de incidencia es el formado entre la dirección de los rayos luminosos
y la perpendicular a la superficie en el punto de incidencia.