4 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 |
0 5 15 25 35 45 55 65 75 85 90 |
235 234 229 206 185 167 140 114 16 3 0 |
151 150 144 141 131 117 97 75 61 27 16 |
141 142 144 144 146 133 88 51 50 46 45 |
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