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输入计算

数学公式

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结果

发光强度
4,670.84
坎德拉(cd)
立体角(球面度) 0.2141

流明转坎德拉计算器是什么?

本计算器可将光通量(流明,lm)换算为发光强度(坎德拉,cd),适用于在给定顶角锥形范围内发光的光源。流明衡量的是光源输出的总光量,而坎德拉衡量的是这些光在某个特定方向上的集中程度。光束越窄,相同的流明被压缩进更小的立体角,坎德拉数值也就越高。

使用方法

请输入光源的总光通量(单位:流明),以及光束锥形的完整顶角(单位:度,即从锥尖到两侧边缘横跨整个锥体所测得的角度)。计算器会返回以坎德拉表示的发光强度,并同时给出以球面度(sr)表示的光束立体角。

公式详解

发光强度等于光通量除以光线所充满的立体角:坎德拉 = 流明 / Ω。对于对称的锥形光束,立体角为 \(\Omega = 2\pi\left(1 - \cos\!\left(\dfrac{\theta}{2}\right)\right)\),其中 \(\theta\) 为完整顶角。计算公式如下:

$$I_v = \frac{\text{Luminous Flux (lm)}}{2\pi\left(1 - \cos\!\left(\dfrac{\text{Apex Angle}}{2}\cdot\dfrac{\pi}{180}\right)\right)}$$

计算余弦前,需先将半角 \(\theta/2\) 换算成弧度。当 \(\theta\) 接近 360° 时,光线扩散到整个球面(\(\Omega \to 4\pi\)),坎德拉值随之下降;当 \(\theta\) 越小时,光束越聚拢,坎德拉值越高。

来自点光源的光锥,标示出顶角 theta 和立体角
光束顶角 theta 决定了将流明换算为坎德拉所用的立体角。

计算实例

假设一盏聚光灯在 30° 顶角范围内发出 1000 lm 的光。其半角为 15°,即 0.261799 弧度。\(\cos(15°) = 0.965926\),因此 \(\Omega = 2\pi(1 - 0.965926) = 0.214132 \text{ sr}\)。于是

$$\text{坎德拉} = \frac{1000}{0.214132} \approx 4670.84 \text{ cd}$$

常见问题

顶角应填完整锥角还是一半?请填写完整顶角,计算器会在内部自动取一半。

为什么光束越窄坎德拉越大?因为相同的总光量被压缩进更小的立体角,从而提高了光束方向上的发光强度。

如果我输入 360 度会怎样?光线将扩散到整个球面(\(4\pi \text{ sr} \approx 12.566\)),此时该光通量对应的坎德拉值最小。

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