КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Осветительные приборы ближнего действия называются светильниками. Они состоят из источника света (лампы) и осветительной арматуры. Арматура предназначается для перераспределения светового потока в требуемом направлении, защиты глаз от слепящего действия чрезмерно ярких частей источников света и предохранения колбы лампы от механических повреждений и загрязнений. Основные характеристики светильников - светораспределение, коэффициент полезного действия и защитный угол.
Источники света распределяют световой поток в пространстве неравномерно, следовательно, сила по различным направлениям неодинакова так же, как неодинакова сила света по различны направлениям светильника. Светораспределение светильника может характеризоваться либо распределением силы света в окружающем пространстве (продольные кривые силы света), либо распределением освещенности на условно выбранных по отношению к оси светильника плоскостях. Для наглядного представления о том, какова сила света светильника в том или другом направлении, строят кривые силы света, представляющее собой зависимость
Ja=f(α). На рис.3 приведены кривые светораспределения светильников «универсаль» (кривая 1) и «люцетта» (кривая 2).
Рисунок 3 - Кривые светораспределения светильников.
В каталогах, справочниках и учебных пособиях кривые светораспределения приводятся для условной лампы со световым потоком 1000 лм, но при пользовании указанными кривыми светораспределения для конкретного случая, т.е. при той или иной лампе накаливания определенной мощности, необходимо производить соответствующий пересчет, считая, что сила света прямо пропорциональна величине светового потока:
Jпр=Jист*1000/Fист (1)
где Jпр – сила света, приведенная к световому потоку, равному 1000 лм, кд; Jист – сила света лампы, используемой в данном светильнике, кд; Fист – световой поток лампы по ГОСТу, лм.
Сила света J под углом β к нормали
Jβ=El2/cos β (2)
здесь l – расстояние от светового центра светильника до точки, где определена освещенность Е, м; β – угол между направлением силы света и нормалью к плоскости, на которую падает световой поток, град.
Как следует из формулы 2, сила света Jβ под углом β к нормали может быть определена по показаниям фотоэлемента, т.е. по значениям Е
(освещенности). кривые светораспределения изображаются в полярных координатах. В таблице 1 приводятся данные кривых силы света светильников «универсаль» и «люцетта» с условной лампой F=1000 лм.
Таблиица 1 - Данные кривых силы света светильников «универсаль» и «люцетта»
| Угол, град | «Универсаль» без затенителя, кд | «Универсаль» с опаловым затенителем, кд | «Люцетта» цельного стекла, кд |
Коэффициент полезного действия светильника есть отношение светового потока Fсв светильника к световому потоку Fл источника света:
ƞ=Fсв/Fл (3)
величина КПД характеризует экономичность светильника и зависит от материала и конструкции светильника.
Защитный угол – это угол, заключенный между горизонтально проходящей через тело накала ламы, и линией, соединяющей крайнюю точку тела накала с противоположным краем отражателя. Величина защитного угла
tg φ=2h/(D+d) (4)
где h – расстояние от тела накала до уровня выходного отверстия светильника; D – диаметр выходного отверстия; d – диаметр кольца тела накала лампы (рис.4).
Рисунок 4 - Защитный угол
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Ознакомиться с лабораторной установкой и записать технические (паспортные) данные приборов и аппаратов. Необходимо изучить методику экспериментального определения силы света при помощи устройства в виде кронштейна и подвижной рейки. Закрепить исследуемые светильники на кронштейне (штативе) и установить фотоэлемент.
Сборка электрической схемы для проведения опыта производится согласно рис.1. до начала работы и включения схемы необходимо дать руководителю занятия проверить схему и только после получения разрешения включить схему в работу.
Опыт проводится в следующей последовательности:
1) исследуемый светильник закрепляется на штативе;
2) закрепляется фотоэлемент в плоскости, перпендикулярной направлению силы света, на расстоянии одного метре от светового центра;
3) с помощью рейки изменяется угол β и изменяется освещенность;
4) определяется значение силы света Jβ под углом к нормали (см. формулу 2);
5) результаты наблюдений и расчетов заносятся в таблицу 2.
Таблица 2 – Данные опытов
| Тип светильника | Е, лк | β, град | Jβ, кд | J, св | F, лм | U, в |
6) на полярных координатах изображается сетка масштабных концентрических окружностей, позволяющих нанести значения силы света, полученные из опыта и в результате пересчета;
7) по результатам опыта и расчета строится кривая светораспределения;
8) по табличным данным строится кривая светораспределения.
Отчет по работе составляется по форме, указанной в приложении1. В отчете необходимо привести схему соединений электроизмерительных приборов, данные таблицы 2 и формулы, по которой производился пересчет и определялась сила света. Привести кривые светораспределения для светильников «универсаль» и «люцетта», ответить на контрольные вопросы
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
6.1. Перечислите характеристики светильников.
6.2. Что называется светильником и каково его назначение?
6.3. Объясните, почему в каталогах и справочниках приводятся данные светораспределения светильников для условной лампы с потоком,
равным 1000 лм?
6.4. Что называется защитным углом светильника?
Федеральное агентство по образованию
ФГОУ СПО «Астраханский колледж вычислительной техники»
Специальность 140613
Лабораторная работа №4