Описание установки и метода определения световой отдачи электрической лампы.

Световой отдачей источника (D) называют величину, численно равную световому потоку, излучаемому этим источником, приходящемуся на единицу затраченной мощности

                                                                                              (10)

Промышленность выпускает лампы накаливания со световой отдачей от 10 до 35 лм/Вт в зависимости от их назначения. Лампы с большой световой отдачей, используемые в проекционной аппаратуре и осветительных приборах, имеют сравнительно малый срок службы.

Световая отдача зависит от природы излучающего тела и от его температуры. Вследствие этого вся история совершенствования электрической лампы представляет собой борьбу за достижение высокой температуры нити накала при достаточном сроке (500 – 1000) часов работы.

Определение световой отдачи электрической лампы производится на оптической скамье, снабженной эталонной лампой, фотометром и испытуемой лампой. Для измерения мощности подаваемого на лампу тока, ее включают по схеме, состоящей из лабораторного автотрансформатора, вольтметра и амперметра.

Эталонная лампа должна работать при строго определенном напряжении.

Мощность, потребляемую испытуемой лампой, определяют как произведение напряжения на нити накала лампы на ток, протекающий через лампу, т.е.

                                                 (11)

Рис. 4

Световой поток испытуемой лампы определяется методом сравнения со световым потоком эталонной лампы с помощью фотометра.

В данной лабораторной работе используется фотометр Люммера-Бродхуна, схема устройства которого показана на рис. 4.

Свет от источников 1 силой света  и  направляется на меловую пластинку 2, отражаясь от которой проходит через светофильтры 3 к зеркалам 4. Отражаясь от зеркал, он попадает на кубик Люммера 5, состоящий из двух трехгранных призм. Грань одной из призм (на рисунке левая), которой она соприкасается с другой призмой, сошлифована по эллипсоиду так, что соприкосновение ее с гранью правой призмы по плоскости происходит только в средней части.

Пучок световых лучей от источника света  попадает на меловую пластинку, диффузно отражается от нее, проходит через левый светофильтр 3 к левому зеркалу 4 и, отражаясь от него, проходит через центральную часть кубика Люммера. При этом крайние лучи потока испытывают полное внутреннее отражение и рассеиваются в корпусе прибора.

Свет от источника  до кубика Люммера доходит аналогично свету от источника . В кубике Люммера свет от источника  проходит через центральную его часть в корпусе прибора и рассеивается, крайние же лучи испытывают полное внутреннее отражение и идут параллельно лучам источника  , прошедшим через обе призмы.

Поворотная призма 6 направляет лучи к окуляру 7, в поле зрения которого в случае неодинаковой освещенности сторон меловой пластинки наблюдается внутреннее овальное поле (рис. 5), с отличной от окружающего его поля интенсивностью свечения. При одинаковой освещенности меловой пластинки с одной и с другой стороны все поле наблюдения становится однородным.

Рис. 5

Можно считать, что меловая пластинка 2 освещается с двух сторон перпендикулярными лучами, следовательно

                                          ,   

где r₁ - расстояние от нити накала эталонной лампы до меловой пластины

   r₂ – расстояние от нити накала испытуемой лампы до меловой пластинки.

При фотометрическом равновесии E₁ = E₂ , тогда

                    ,                          (12)

Зная силу света эталонной лампы (  ), измерив расстояния r₁, r₂ и, учитывая то, что сила света, испускаемая лампой во всех направлениях, одинакова, из формулы (4) определим световой поток исследуемой лампы. По формуле (10) найдем световую отдачу лампы.

Световым КПД источника света называется отношение его к максимально возможной световой отдаче 683 лм/Вт, т.е. световой отдаче при максимальной видимости (соответствующей l= 0,555 мкм), когда вся подведенная энергия превращается в световую.

                                                                             (13)