Световой поток, падая на любую поверхность, освещает ее. Для количественной оценки плотности светового потока на освещаемой поверхности пользуются понятием освещенности (Е), т. е. отношением светового потока к площади освещаемой им поверхности:

                                                               (1.4)

где Ф - световой ноток, падающий равномерно на освещаемую поверхность, лм;

     S - площадь освещаемой поверхности, м².

Единицей освещенности является люкс (лк).

Яркость

Световой поток от источника света, падая на поверхность какого-либо предмета, частично ею отражается. При наблюдении в глаз наблюдателя попадает лишь часть отраженного светового потока от поверхности предмета, вызывающая зрительное восприятие. Чем больше отраженного светового потока от поверхности предмета попадает в глаз наблюдателя, тем сильнее зрительное ощущение этого предмета.

Поверхности предметов с различными окрасками и отражающими свойствами при равной освещенности воспринимаются по-разному органами зрения наблюдателя. Например, поверхность куска мела, имеющего лучшие отражающие свойства, чем поверхность куска угля, отражает больше светового потока в направлении глаза наблюдателя и лучше видна. Таким образом, освещенный предмет тем лучше виден, чем большую силу света (плотность светового потока) отражает его поверхность в направлении глаза наблюдателя, а также чем больше видна его поверхность.

Условия видения количественно характеризуются яркостью. Яркостью освещаемой поверхности ( L ) в каком-либо направлении называется отношение силы света, излучаемой поверхностью в данном направлении, к площади проекции освещаемой поверхности па плоскость перпендикулярно тому же направлению. Если лучи от плоской освещаемой поверхности, направленные к глазу человека, перпендикулярны этой поверхности, то яркость L освещаемой поверхности

                                                                (1.5)

где I - сила света, перпендикулярная освещаемой поверхности, кд;

S - площадь поверхности, м².

Источники света и осветительные приборы

Лекция 2.

Источники света

Электрическое освещение предназначено для создания комфортных световых условий в быту, на производстве и в различных учреждениях. Основными устройствами в электрическом освещении являются источники света. Источники света преобразуют электрическую энергию в электромагнитные волны видимого спектра от 0,38 до 0,78 мкм.

Источники света подразделяются на тепловые и газоразрядные. Тепловые источники света при нагревании излучают свет. К ним относятся лампы накаливания, дуговые угольные источники, различные инфракрасные нагреватели. Газоразрядные источники света используют разряд в газах при прохождении электрического тока, в результате чего излучается свет. К газоразрядным источникам света относятся люминесцентные лампы, дуговые ртутные лампы, лампы высокочастотного и импульсного разряда.

Электрические источники света характеризуются световыми и электрическими величинами. К электрическим величинам относятся номинальное напряжение, мощность и ток. Основными световыми величинами являются световой поток Ф, излучаемый лампой, световая отдача лампы и освещенность Е. Световая отдача лампы равна отношению светового потока Ф к потребляемой источником электрической мощности Р. Единицей световой отдачи является люменна ватт (лм/Вт). Чем больше световая отдача, тем более экономичным и совершенным является источник света.

Важной характеристикой электрических источников света является срок их службы, измеряемый в часах. Срок службы широко применяемых источников света составляет от 200 до 20000 ч.

Основной задачей электрического источника света является создание необходимой освещенности рабочей поверхности. Чем больше освещенность, тем более комфортными являются условия работы. Распределение освещенности по рабочей поверхности зависит от источника света, расстояния до него и вида светильника.

Выбор освещенности различных рабочих мест производится в соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП). Рабочие места характеризуются разрядами в зависимости от зрительной работы с объектами различных размеров. Так, зрительные работы с объектами размером 0,1 мм требуют освещенности рабочего места в 5000 лк, а работа с объектами размером более 5 мм - 200 лк. Для освещения площадей и улиц в ночное время достаточно 15 ... 20 лк.

Лампы накаливания.

Лампы накаливания (ЛН) находят широкое применение в качестве источников света в быту и на производстве. Это объясняется их простой конструкцией и простотой в эксплуатации. Лампа накаливания не требует специальных дополнительных устройств для включения в электрическую цепь. Конструкция ЛН приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Конструкция лампы накаливания

Основными элементами ЛН являются колба 1, вольфрамовая нить 2 и цоколь З. Вольфрамовая нить при нагревании излучает свет и теплоту, что при водит к испарению и утончению нити. Для замедления этого процесса колбы либо выполняются вакуумными, либо наполняются инертным газом (криптоном, аргоном и др.). Материалом нити обычно служит тугоплавкий металл - вольфрам. Для увеличения светоотдачи ЛН нить накала выполняется в виде спирали. Для соединения ЛН с сетью служит цоколь, который имеет несколько типоразмеров: Е11, Е27, Е40. Срок службы ЛН составляет 1 000 - 1 100 ч.

Основным достоинством ЛН являются простота конструкции и эксплуатации. Номенклатура ЛН составляет более 1 500 наименований. На некоторых производствах применяются только лампы накаливания.

Недостатками ЛН являются малая светоотдача, небольшой срок службы и большая зависимость срока службы от напряжения. При повышении напряжения на 10% срок службы ЛН сокращается в 3-4 раза.