- •Исследование характеристик освещения и источников света
- •1. Цели и задачи
- •2. План выполнения лабораторной работы
- •3. Теоретические основы производственного освещения
- •3.1. Классификация (виды) производственного освещения
- •3.2. Основные светотехнические характеристики зрительной работы
- •К количественным характеристикам освещения относятся:
- •К качественным характеристикам относятся:
- •3.3. Источники света и их характеристики
- •3.3.1. Источники искусственного света
- •3.3.2. Естественное освещение
- •3.4. Нормирование освещенности
- •4. Экспериментальная работ а
- •4.1 Устройство и работа стенда
- •4.2 Устройство и работа люксметра ю-116
- •4.3 Методика проведения и оформления результатов исследования
- •4.3.1 Определение световой отдачи ламп (шифр сол)
- •4.3.2 Определение коэффициента отражения (шифp ко)
- •4.3.3 Естественное освещение лаборатории (404а или 401а) шифp еол
- •4.3.4 Нормирование освещенности помещений (шифр но)
- •5 Содержание отчета
- •6 Контрольные вопросы
К количественным характеристикам освещения относятся:
А. Световой поток F – это та часть электромагнитных излучений, которая воспринимается зрением человека как свет. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).
Б. Сила света J – это интенсивность светового потока в любом направлении от светящейся точки. Или иначе, это пространственная плотность светового потока.
J = F/W, где W - телесный (пространственный) угол в стерадианах (сp).
W = S/R2, где S - площадь, вырезанная из сферы произвольного радиуса R в метрах.
Единицей силы света является кандела (кд) 1кд = 1лм/1сp.
Сила света J постоянной по всем направлениям от центра сферы может быть только для точечных источников света. Для реальных осветительных приборов сила света по направлениям пространства не равномерна и представляется в виде некоторой кривой в полярной системе координат (рис. 3), называемой кривой силы света.
Рисунок 3 – Кривая силы света
В. Освещенность – отношение светового потока к площади , освещаемой им поверхности:
, (лк)
Единица освещенности – люкс (лк). Это освещенность поверхности площадью 1 м2 при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 люмену. Освещенность нормируется и контролируется на производстве.
Г. Яркость:
, (кд/м2)
где – угол между нормалью освещаемой поверхности и направлением светового потока от источника света.
Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в большинстве случаев так же от угла , под которым рассматривается поверхность.
Д. Коэффициент отражения – это отношение отраженного светового потокак падающему световому потоку:
Е. Коэффициент поглощения – это отношение поглощенного светового потокак падающему световому потоку:
Ж. Коэффициент пропускания – это отношение прошедшего через прозрачную поверхность светового потокак падающему на данную поверхность светового потока:
Коэффициенты зависят от цвета (белый, черный и т.д.), физических свойств материала (металл, стекло, бумага, шероховатость и др.) и состояния освещенных поверхностей, но сумма их всегда равна единице, т.е..
Численные значения вышеуказанных коэффициентов некоторых материалов указаны в таблице 1.
Таблица 1
Материал |
Коэффициенты | ||
отражения |
поглощения |
пропускания | |
Зеркало Краска белая Бумага белая Краска желтая Необработанная поверхность чугуна Сукно черное Стекло оконное Стекло матовое Стекло молочное |
0,98 0,80 0,75 0,40 0,10 0,02 0,08 0,10 0,45 |
0,02 0,20 0,25 0,60 0,90 0,98 0,02 0,05 0,15 |
– – – – – – 0,90 0,85 0,40 |
З. Коэффициент естественной освещенности – есть отношение освещенности внутри помещения к освещенности уличной:
, %
Естественное освещение, из-за его непостоянства во времени оценивается только величиной коэффициента .
К качественным характеристикам относятся:
А. Фон – это поверхность, прилегающая к объекту различения. Например, чертеж на белой бумаге. Линии чертежа – это объект различения. Белая бумага, на которой расположен чертеж с линиями, обозначениями и др. – это фон.
В зависимости от величины коэффициента отражения фоновых поверхностей фон считается:
- светлым при ;
- средним при ;
- темным при .
Б. Контраст объекта различения с фоном :
где– яркость объекта и фона.
В зависимости от величины контраст считается:
- большим при (объект и фон резко различаются по яркости);
- средним при (объект и фон заметно отличаются по яркости);
- малым при (объект и фон мало или почти неразличимы по яркости).
Соотношения характеристик фона и контраста ( и ) на практике в значительной мере определяют зрительные условия труда.
В. Спектральный состав света
Спектр естественного света гораздо шире и богаче спектра искусственного света. Благодаря этому жизнедеятельность человека протекает наиболее благоприятно в условиях естественного освещения.
Г. Блесткость или ослепленность – это наличие ярких источников света в поле зрения, оказывающее неблагоприятное ощущение и раздражающие человека.
В ряде случаев на практике, вместо понятия блескости, пользуются показателем ослепленности , выражающийся формулой:
где - видимость объекта различения соответственно при экранизировании и наличии ярких источников света в поле зрения.
Видимость характеризует способность глаза воспринимать объект;зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности наблюдения и др.
Д. Пульсация освещенности, выражаемая коэффициентом пульсации :
где - соответственно максимальный, минимальный и средний световой поток в единицу времени. Пульсация освещенности характерна для газоразрядных ламп, питаемых переменным током.
Е. Цилиндрическая освещенность - это средняя освещенность боковой поверхности вертикального цилиндра, размеры которого стремятся к нулю. Определяется делением вертикальной освещенности в плоскости, перпендикулярной к поверхности светового луча, на.
Ж. Показатель дискомфорта - это характеристика качества освещения, определяющая степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием резкой разницы яркостей одновременно видимых поверхностей в освещенном помещении.