조도와 광도란? (feat.광속)

조도(照度) 또는 조명도(照明度) (E) 는 어떤 면이 받는 빛의 세기를 나타내는 값으로 단위 면적에 도달하는 광선속으로 계산한다. 단위로는 럭스(lx)나 포토(ph)를 쓴다.

 

 

조도센서 (Photo Resistor)는 주변의 밝기를 측정하는 센서입니다.

광에너지 (빛)를 받으면 내부에 움직이는 전자가 발생하여 전도율이 변하는 광전효과를 가지는 소자를 사용합니다. 황화카드뮴을 (Cds)를 소자로 사용한 경우, CdS 센서라고 합니다.

CdS센서는 작고 저렴하기 때문에 가장 보편적으로 사용되고 있습니다.

어두워지면 자동으로 켜지는 가로등, 자동차의 헤드라이트, 밝기에 따라 변하는 핸드폰 화면 액정 등 실생활에서도 쉽게 찾아 볼 수 있습니다.

 

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광도(光度) (I)는 인간이 전자기파를 시각으로 인식하는 감도인 시감도에 기초하여, 광원의 밝기를 나타내는 값이다. 광도의 SI 단위는 칸델라(cd)이다.

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추가개념

 

1. 광속 (Luminous flux)

광속은 광원에서 모든 방향으로 방출되는 빛의 양을 에너지로 표현한 것입니다. 단순하게 광원의 빛 에너지라고 생각하시면 됩니다.단위는 lm(루멘)이며, 기호는 F 입니다. lm은 광원으로부터 인간이 느끼는 광량의 수치입니다. 위 그림처럼 전구에서 빛이 모든 방향으로 발산합니다. 이 발산되는 빛의 양이 광속입니다.

2. 광도 (Luminous Intensity)

광도는 광원에서 특정 방향으로 나오는 빛의 양입니다. 단위는 Cd (칸델라)이며, 기호는 I입니다. 광속과의 차이는  광속은 모든 방향이지만 광도는 특정 방향의 빛의 양입니다. 조명 종류별로 방향에 따라 방출되는 빛의 양이 다르기 때문에 광도 용어가 유용하게 쓰입니다. 위 그림의 전구 예시를 보시면 이해가 쉽습니다. 전구에서 모든 방향으로 빛이 발산됩니다. 방향마다 발산되는 빛이 양이 다릅니다. 특정 방향의 빛인 lv1, lv2가 광도라고 할 수 있습니다.

 

3. 조도 (Illuminance)

조도는 대상 물체에 입사하는 빛의 양을 말합니다. 대상 물체는 일반적인 물체뿐만 아니라 벽면, 바닥면 등을 총칭한 것입니다. 단위는 lx 혹은 lux로 럭스나 룩스로 불립니다. 보통 전기기사와 같은 시험에서는 lx로 많이 쓰입니다. 기호는 E 입니다.

1lux는 1㎡ 면적에 1 lm의 광속이 비추는 것입니다. 또한 촛불 1개를 1m밖에서 본 밝기로 1촉광이라고도 합니다. 단위를 기준으로 광속-조도, 광도-휘도로 서로 연관있다고 이해하시면 됩니다.