Приборы для измерения параметров освещения

При оценке освещения применяют несколько параметров (сила света, яркость и пр.), однако главным показателем является освещенность. Сам термин «освещенность» используется для определения физической величины, которая обозначает освещение поверхности, возникающее в результате распределения по поверхности объекта светового потока.
Люксметр – это прибор, который используется для измерения освещенности, созданной разными источниками освещения. Работа такого люксметра заключается в использовании фотоэлемента, который призван видоизменять в электрический ток световую энергию.
Учеными доказано, что освещение любого помещения воздействует на зрительное восприятие и работоспособность человека, самочувствие и, в следствии, на производительность труда. Поэтому сегодня приборы для измерения освещенности люксметры повсеместно применяется для аттестации рабочих мест. В настоящее время люксметр востребован на предприятиях легкой промышленности, центрами госсанэпиднадзора, в медицинских и учебных учреждениях, и пр.

100.Для расчета искусственного освещения специалисты прибегают к различным методам: точечному методу, методу удельных мощностей и методу коэффициента использования светового потока.
1.Точечный метод расчета искусственного освещения
Его особенность состоит в том, что учитывается отраженная световая энергия. Расчет искусственного освещения производится, опираясь на показатели силы света (I, кд), высоты подвеса осветительного прибора (H, м), а также коэффициент запаса (1,1 5 - 1,8).
Для расчета искусственного освещения данным методом используются отдельные формулы для горизонтальной и вертикальной плоскости:
Ег=I*cos3&alpha-/Н 2 *К3 - для горизонтальной плоскости
Ев= I*cos3 (90-&alpha-) /Н 2 *К3 - для вертикальной плоскости
2. Расчет искусственного освещения методом удельных мощностей
Достоинство данного метода расчета искусственного освещения состоит в простоте, а слабая сторона &ndash- в недостаточной точности. Потому эта техника применяется при первичных расчетах. Суть подобного расчета искусственного освещения сводится к определению количества светильников того или иного типа с помощью таблиц удельных мощностей.
В подобных специальных таблицах указаны удельные мощности источников освещения в зависимости от площади освещаемой поверхности, типов светильников, высоты их подвеса, необходимой освещенности. При этом в ходе расчета искусственного освещения используют формулу удельной мощности:
w=(n*Pл)/S ,
3. Расчет искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока
Данный метод расчета искусственного освещения считается самым популярным. Его сущность состоит в определении светового потока, необходимого для достижения заданных показателей освещенности. При расчете искусственного освещения таким способом учитывается отраженный свет и необходимость в равномерном распределении светового потока. Формулы, которые используются для расчета искусственного освещения, зависят от вида источника освещения.
Расчет искусственного освещения для ламп накаливания и ламп типов ДРЛ, ДРИ и ДНат:
F=(E*S*z*Kз)/(n*u),

101.Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы - газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

102.Ла́мпанака́ливания — электрический источник 0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82"света, в котором тело накала (тугоплавкий 0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA"проводник), помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из сплавов на основе 0%92%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BC"вольфрама.

принцип действия

В лампе используется эффект нагревания проводника (тела накаливания) при протекании через него 0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%82%D0%BE%D0%BA"электрического тока (0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%94%D0%B6%D0%BE%D1%83%D0%BB%D1%8F-%D0%9B%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B0"тепловое действие тока). 0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0"Температура тела накала резко возрастает после включения тока. Тело накала излучает 0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5"электромагнитное 0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5"тепловое излучение в соответствии с 0%90%D0%B1%D1%81%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D1%82%D0%BD%D0%BE_%D1%87%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%BE"законом Планка. Функция Планка имеет максимум, положение которого на шкале длин волн зависит от температуры. Этот максимум сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн (0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%92%D0%B8%D0%BD%D0%B0"закон смещения Вина). Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура была порядка нескольких тысяч градусов. При температуре 5770 0%9A%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B8%D0%BD"K (температура поверхности 0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%86%D0%B5"Солнца) свет соответствует спектру Солнца. Чем меньше температура, тем меньше доля видимого света, и тем более «красным» кажется излучение.

Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, часть уходит в результате процессов теплопроводимости и конвекции. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на 0%98%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5"инфракрасное излучение. Для повышения 0%9A%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D1%8F"КПД лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — 0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0_%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F"температурой плавления. Температура в 5771 К недостижима, т. к. при такой температуре любой известный материал плавится, разрушается и перестаёт проводить электрический ток. В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — 0%92%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BC"вольфрам (3410 0%93%D1%80%D0%B0%D0%B4%D1%83%D1%81_%D0%A6%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%B8%D1%8F"°C) и, очень редко, 0%9E%D1%81%D0%BC%D0%B8%D0%B9"осмий (3045 °C).

Для оценки данного качества света используется 0%A6%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0"цветовая температура. При типичных для ламп накаливания температурах 2200—3000 K излучается желтоватый свет, отличный от дневного. В вечернее время «тёплый» (< 3500 K) свет более комфортен и меньше подавляет естественную выработку 0%9C%D0%B5%D0%BB%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BD"мелатонина^{HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0_%D0%BD%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F"[1]}, важного для регуляции0%A6%D0%B8%D1%80%D0%BA%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC"суточныхHYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B8%D1%80%D0%BA%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC" циклов организма и нарушение его синтеза негативно сказывается на здоровье.

В обычном воздухе при таких температурах вольфрам мгновенно превратился бы в 0%9E%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4"оксид. По этой причине тело накала помещено в колбу, из которой в процессе изготовления лампы откачивается воздух. Первые изготавливали вакуумными; в настоящее время только лампы малой мощности (для ламп общего назначения — до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе. Колбы более мощных ламп наполняют инертным газом (0%90%D0%B7%D0%BE%D1%82"азотом, 0%90%D1%80%D0%B3%D0%BE%D0%BD"аргоном или 0%9A%D1%80%D0%B8%D0%BF%D1%82%D0%BE%D0%BD"криптоном). Повышенное давление в колбе газонаполненных ламп резко уменьшает скорость испарения вольфрама, благодаря чему не только увеличивается срок службы лампы, но и есть возможность повысить температуру тела накаливания, что позволяет повысить 0%9A%D0%9F%D0%94"КПД и приблизить спектр излучения к белому. Колба газонаполненной лампы не так быстро темнеет за счёт осаждения материала тела накала, как у вакуумной лампы.

103. Типы ламп накаливания очень разнообразны:

• лампы накаливания общего назначения

• галогенные лампы накаливания (ГЛН)

• типа КГ – кварцевые галогенные

104. Недостатки ламп накаливания:

• низкая световая отдача

• относительно малый срок службы

• хрупкость, чувствительность к удару и вибрации

• бросок тока при включении (примерно десятикратный)

• при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв баллона

• резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения

• лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт — 100 °C, 40 Вт — 145 °C, 75 Вт — 250 °C, 100 Вт — 290 °C, 200 Вт — 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.

• нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников

• световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4 %. Включение электролампы через диод, что часто применяется с целью продления ресурса на лестничных площадках, в тамбурах и прочих затрудняющих замену местах, ещё больше усугубляет её недостатки.

105. Преимущества ламп накаливания:

• налаженность в массовом производстве

• малая стоимость

• небольшие размеры

• отсутствие пускорегулирующей аппаратуры

• нечувствительность к ионизирующей радиации

• чисто активное электрическое сопротивление (единичный 0%9A%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82_%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8"коэффициент мощности)

• быстрый выход на рабочий режим

• невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения

• отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации

• возможность работы на любом роде тока

• нечувствительность к полярности напряжения

• возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)

• отсутствие мерцания при работе на переменном токе (важно на предприятиях).

• отсутствие гудения при работе на переменном токе

• непрерывный спектр излучения

• приятный и привычный в быту спектр

• устойчивость к электромагнитному импульсу

• возможность использования 0%94%D0%B8%D0%BC%D0%BC%D0%B5%D1%80"регуляторов яркости

• не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату

106. Галоге́ннаяла́мпа — 0%9B%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0_%D0%BD%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F"лампа накаливания, в баллон которой добавлен буферный газ: 0%9F%D0%B0%D1%80"пары 0%93%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD"галогенов (0%91%D1%80%D0%BE%D0%BC"брома или 0%99%D0%BE%D0%B4"йода). Это повышает время жизни лампы до 2000—4000 0%A7%D0%B0%D1%81"часов, и позволяет повысить температуру спирали. При этом рабочая температура спирали составляет примерно 3000 0%9A%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B8%D0%BD"К. Эффективная 0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BE%D1%82%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0"светоотдача большинства массово производимых галогенных ламп на январь 2012 составляет от 15 до 22 0%9B%D1%8E%D0%BC%D0%B5%D0%BD"лм/0%92%D0%B0%D1%82%D1%82"Вт.

Применение

Хотя галогенные лампы не достигают эффективности 0%9B%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D1%81%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0"люминесцентных и тем более 0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5"светодиодных ламп, их преимущество состоит в том, что они могут быть без каких-либо доработок использованы как прямая замена обычных 0%9B%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0_%D0%BD%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F"ламп накаливания, например, с диммерами и с 0%92%D1%8B%D0%BA%D0%BB%D1%8E%D1%87%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D0%B5)"выключателями с подсветкой («с огоньком»).

Галогенные лампы также активно используются в 0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8C"автомобильных 0%A4%D0%B0%D1%80%D1%8B"фарах благодаря их повышенной светоотдаче, долговечности, устойчивости к колебаниям 0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5"напряжения, малым размерам колбы.

Мощная осветительная галогенная лампа ~230В 150Вт L=118мм

Мощные галогенные лампы используются в 0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B6%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80"прожекторах, 0%A0%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0_(%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0)"рампах, а также для освещения при 0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F"фотHYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F"о-, 0%A1%D1%8A%D1%91%D0%BC%D0%BA%D0%B0_(%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84)"кино- и 0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE"видеосъёмке, в0%9A%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80"кинопроекционной аппаратуре.

Галогенные лампы с небольшой температурой тела накаливания являются источниками инфракрасного излучения и используются в качестве нагревательных элементов, к примеру в 0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B0"электроплитах^{HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0"[1]}, микроволновках (гриль), паяльниках (спайка ИК-излучением термопластов).