Основные характеристики света

Свет и излучение. Под светом понимают электромагнитное излучение, вызывающее в глазу человека зрительное ощущение. При этом речь идет об излучении в диапазоне от 360 до 830 нм, занимающем мизерную часть всего известного нам спектра электромагнитного излучения.

Световой поток Ф. Единица измерения: люмен [лм]. Световым потоком Ф называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека.

Сила света I. Единица измерения: кандела [кд]. Источник света излучает световой поток Ф в разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность излучаемого в определенном направлении света называется силой света I.

Освещенность Е. Единица измерения: люкс [лк]. Освещенность Е отражает соотношение падающего светового потока к освещаемой площади. Освещенность равна 1 лк, если световой поток 1 лм равномерно распределяется по площади 1м²

Яркость L. Единица измерения: кандела на квадратный метр [кд/м²]. Яркость света L источника света или освещаемой площади является главным фактором для уровня светового ощущения глаза человека.

Световая отдача. Единица измерения: люмен на Ватт. Световая отдача показывает с какой экономичностью потребляемая электрическая мощность преобразуется в свет.

Основные технические характеристики источников света
Наиболее важными из них являются:

1. Световой поток, измеряемый в люменах (т.е. количество света, которое может дать та или иная лампа);
2. Световая отдача - это пожалуй самая главная характеристика прибора, характеризующая энергоэффективность прибора. Она измеряется в Лм/Вт и показывает какую освещенность в люменах дает прибор с 1 Ватта электроэнергии;
3. Каждый источник света имеет свой срок службы, что является очень важным эксплуатационным параметром лампы.Наименьший срок службы из современных источников света имеет лампа накаливания (ресурс до 1000 часов). Наилучший показатель по этому параметру имеют светодиодные лампы (до 50 тысяч часов);
4. Помимо энергетических характеристик не менее важны и качественные спектральные характеристики ламп, таковым является индекс цветопередачи Rа. Этот параметр позволяет определить насколько натурально передаются цвета предметов в свете используемой лампы. Необходимо помнить, что комфортным для глаз человека является 80-100 Rа. Более низкий показатель свидетельствует о худшем качестве света.

 

5. КПД светильника. КПД светильника является важным критерием оценки энергоэкономичности светильника. КПД светильника отражает отношение светового потока светильника к световому потоку установленной в нем лампы.

6. Цветовая температура. Единица измерения: Кельвин [K]. Цветовая температура источника света определяется путем сравнивания с так называемым "черным телом" и отображается "линией черного тела". Если температура "черного тела" повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 K, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света - 6000 K.

7. Цветность света. Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой. Существуют следующие три главные цветности света: тепло-белая < 3300 K, нейтрально-белая 3300 - 5000 K, белая дневного света > 5000 K. Лампы с одинаковой цветностью света могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого им света.

 

24. Конструкции ламп накаливания весьма разнообразны и зависят от назначения. Однако общими являются тело накала, колба и токовводы.

Наиболее распространённым является из проволоки круглого поперечного сечения, однако находят применение и ленточные тела накала (из металлических ленточек). Поэтому использование выражения «нить накала» нежелательно — более правильным является термин «тело накала»

Так как металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода в обычных лампах составляет 40—50 микрон. Так как при включении нить накала находится при комнатной температуре, её сопротивление на порядок меньше рабочего сопротивления. Поэтому при включении протекает очень большой ток (в десять — четырнадцать раз больше рабочего тока). По этой причине часто лампы накаливания перегорают именно в момент включения. Но по мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается.

В 1879 году американский изобретатель Т.А. Эдисон создал удобную для промышленного изготовления и достаточно долговечную конструкцию – лампу накаливания с угольной нитью.

В начале 20 века появились лампы накаливания с зигзагообразной вольфрамовой нитью, а затем появились лампы накаливания, наполненные различными газами, вольфрамовая нить же стала спиралеобразной.

Лампы накаливания делятся на следующие типы:

· лампа накаливания с угольной нитью;

· лампа накаливания с танталовой нитью;

· лампа накаливания с вольфрамовой нитью (вакуумная);\

· лампа накаливания с вольфрамовой биспиралью (газополная, технический криптон);

· лампа накаливания с вольфрамовой биспиралью (галогенная);

· лампа накаливания с вольфрамовой плоской спиралью (галогенная).

 

25. Важной характеристикой всех источников света является их яркость. Яркость является характеристикой количества световой энергии, излучаемой источником света в видимом диапазоне длин волн в данном направлении. Яркость измеряется в «канделах на квадратный метр» - кд/м2.

Яркостная характеристика – то, на что реагирует наш глаз, при этом влияет как яркость наружной так и внутренней частей светильника. Необходимо учитывать влияние как прямого, так и отражённого слепящего действия светильника. Важным является разграничение габаритной и максимальной яркости светильника.

Под габаритной яркостью понимается яркость видимой в данном направлении части светильника определённое отношение силы света светильника в данном направлении к площади проекции видимой светлой поверхности светильника на плоскость перпендикулярную этому направлению.

Максимальная яркость – яркость наиболее яркого в данном направлении свет.поверхности светильника, площадь которого равна условно выбранному значению 6,25 см².

 

26. Световые приборы изготовляются из материалов трех типов: светотехнических, электротехнических и конструкционных. Из светотехнических материалов выполняются светопреобразующие устройства, перераспределяющие поток в пространстве, снижающие яркость источников, изменяющие спектральный состав излучения и его поляризацию. Электротехнические материалы применяются при изготовлении различных устройств, коммутирующих, стабилизирующих и подводящих электрический ток к источнику. Из конструкционных материалов изготовляются детали светового прибора, предназначенные для крепления источника и светопреобразующего устройства, для установки и фокусировки прибора, для защиты источника и оптических элементов от механических повреждений, от воздействия окружающей среды и других целей.

Светотехнические материалы делятся на две группы: пропускающие и непропускающие свет. Эти группы подразделяются на ряд подгрупп по характеру распределения потока, пропущенного или отраженного материалом.

Светотехнические материалы характеризуются значениями оптических коэффициентов: отражения, поглощения, пропускания, нормальным показателем преломления для излучения с длиной волны = 589,3 нм, продольной кривой рассеяния светового потока, пропущенного или отраженного материалом.