Визначення коефіцієнта корисної дії світильників у фотометричній кулі

Мета роботи: вивчити будову фотометричної кулі, методику вимірювання ККД світлових приладів у фотометричній кулі.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Світловий прилад (СП) називається пристрій, який містить джерело випромінювання і світлотехнічну арматуру, призначений для освітлення або світлової сигналізації. Світлотехнічна арматура перерозподіляє світло лампи в просторі або перетворює його властивості (змінює спектральний склад випромінювання чи поляризує його). Крім того, СП виконує функції захисту лампи від впливу навколишнього середовища, механічних пошкоджень, забезпечує кріплення лампи і підключення до джерела живлення.

За характером світлорозподілу СП поділяються на світильники, прожектори та проектори.

Проектор – це СП, який перерозподіляє світло лампи з концентрацією світлового потоку на поверхні малого розміру чи в малому об’ємі.

Прожектор – це СП, який перерозподіляє світло лампи всередині малих тілесних кутів і забезпечує кутову концентрацію світлового потоку з коефіцієнтом підсилення більше 30 для осесиметричних та більше 15 для симетричних приладів.

Світильник – це СП, який перерозподіляє світло лампи (ламп) всередині великих тілесних кутів (до ) і забезпечує кутову концентрацію світлового потоку з коефіцієнтом підсилення не більше 30 для осесиметричних та не більше 15 для симетричних приладів.

Коефіцієнт підсилення СП з круглосиметричними джерелами світла (ЛР, ДРЛ, ДРИ) – це відношення максимальної сили світла приладу до середньосферичної сили світла:

,

.

Коефіцієнт підсилення СП з лінійними джерелами світла (ЛЛ, трубчасті РЛ високого тиску) – відношення максимальної сили світла приладу до максимальної сили світла лампи:

,

,

де – коефіцієнт, що залежить від типу лампи: =9,25 – для люмінесцентних ламп, = – для лампи типу ДНаТ, =11,0 – для ламп типу ДРИ, =12,3 – для ламп типу ДКсТ)

Світильники призначені для освітлення відносно близько розміщених об’єктів, які знаходяться на відстанях, як правило, менших ніж 20-кратні максимальні розміри світильників, або світлової сигналізації на невеликих відстанях. У світильниках можуть встановлюватися дві чи значно більше ламп.

Коефіцієнт корисної дії (ККД) світлового приладу – це відношення його корисного потоку до світлового потоку джерела світла цього світлового приладу:

.

Корисний потік світлового приладу залежить від форми кривої світлорозподілу СП, характеристик об’єктів освітлення.

Для світлових приладів, весь світловий потік яких може бути корисно використаний, ККД характеризується відношенням всього потоку СП до потоку лампи. До таких СП відносяться світильники, для яких ККД визначається як

.

Перерозподіл світлового потоку джерела світла в СП пов’язаний з втратами на поглинання у відбивачі, розсіювачі і конструктивних частинах світильника.

ККД світильників можна визначити за допомогою інтегрального фотометра з використанням методу заміщення. Будову інтегрального фотометра та теорію фотометричної кулі детально розглянуто в теоретичній частині до лабораторної роботи №1.

ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Для визначення ККД світильника використовують метод заміщення, який базується на почерговому порівнянні освітленості фотометричного отвору світловимірної кулі з різними варіантами ввімкнення досліджуваного світильника, лампи з досліджуваного світильника та допоміжної лампи.

ККД світильника визначають за формулою:

,

де  – покази гальванометра при ввімкненому світильнику і вимкненій допоміжній лампі;

 – покази гальванометра при ввімкнених світильнику та допоміжній лампі;

 – покази гальванометра при ввімкнених лампі з світильника та допоміжній лампі;

 – покази гальванометра при ввімкненій допоміжній лампі та вимкненій лампі з світильника.

ЗАВДАННЯ ДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Визначити ККД світильника із різними джерелами світла. Дані вимірювань та обчислень занести у таблицю 1.

Таблиця 1

Тип світильника

2. Пояснити отримані значення ККД світильника з різним типом джерел світла

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Дати визначення світлового приладу. Як поділяються СП за світловим розподілом?

2. Що таке коефіцієнт підсилення СП? Як він залежить від форми джерела світла?

3. Дати визначення ККД світлового приладу та світильника. Від чого залежить його величина?

4. Нарисувати схему інтегрального фотометра, дати пояснення всім її елементам.

5. Пояснити призначення допоміжної лампи.

6. Пояснити призначення захисних екранів та світлорозсіюючого скла.

7. Дати пояснення теорії фотометричної кулі.

8. Від чого залежить освітленість стінок фотометричної кулі?

9. У чому полягає суть методу заміщення?

10. Чим зумовлені похибки вимірювань у фотометричній кулі?

11. Дати пояснення отриманим у роботі значенням ККД світильників з різними типами джерел світла.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3