| 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 | 0,000 0,0175 0,035 0,052 0,070 0,087 0,104 0,122 0,139 0,156 0,174 0,191 0,208 0,225 0,242 0,259 0,276 0,292 0,309 0,326 0,342 0,358 0,375 0,391 0,407 0,423 0,438 0,454 0,469 0,485 0,500 0,515 0,530 0,545 0,559 0,574 0,588 0,602 0,616 0,629 0,643 0,656 0,669 0,682 0,695 | 0,000 0,0175 0,035 0,052 0,070 0,088 0,105 0,123 0,140 0,158 0,176 0,194 0,213 0,213 0,249 0,268 0,287 0,306 0,325 0,344 0,364 0,384 0,404 0,424 0,445 0,466 0,488 0,510 0,532 0,554 0,577 0,601 0,625 0,649 0,674 0,700 0,726 0,754 0,781 0,810 0,839 0,869 0,900 0,932 0,966 | 1,000 0,999 0,998 0,996 0,993 0,989 0,984 0,978 0,971 0,964 0,955 0,946 0,936 0,925 0,913 0,901 0,882 0,874 0,860 0,845 0,830 0,814 0,797 0,780 0,762 0,744 0,726 0,707 0,688 0,669 0,649 0,630 0,610 0,590 0,570 0,550 0,530 0,509 0,489 0,469 0,449 0,430 0,410 0,391 0,372 | 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 | 0,707 0,719 0,731 0,743 0,755 0,766 0,777 0,788 0,799 0,809 0,819 0,829 0,839 0,848 0,857 0,866 0,875 0,883 0,891 0,899 0,906 0,914 0,920 0,927 0,934 0,940 0,946 0,951 0,956 0,961 0,966 0,970 0,974 0,978 0,982 0,985 0,988 0,990 0,992 0,994 0,996 0,998 0,999 0,999 1,000 | 1,000 1,036 1,072 1,111 1,157 1,199 1,235 1,280 1,327 1,376 1,428 1,483 1,540 1,600 1,664 1,732 1,804 1,881 1,963 2,050 2,145 2,246 2,356 2,475 2,605 2,747 2,904 3,078 3,271 3,487 3,732 4,011 4,331 4,705 5,14 5,67 6,31 7,12 8,14 9,51 11,43 14,3 19,1 28,6 57,3 | 0,353 0,335 0,317 0,299 0,282 0,266 0,249 0,233 0,218 0,203 0,189 0,175 0,161 0,149 0,136 0,125 0,114 0,103 0,094 0,084 0,075 0,067 0,0596 0,0525 0,0460 0,0399 0,0345 0,0294 0,0249 0,0209 0,0173 0,0141 0,0113 0,0090 0,0069 0,0052 0,0038 0,0027 0,0018 0,0011 0,00066 0,00034 0,00014 0,000042 — |
Яркость, светлота, освещенность.
Теория Напомню основные понятия физической оптики:
1. Сила света. Под силой света понимают величину светового потока, приходящуюся на единицу телесного угла. Источник света предполагается точечный. Сила света измеряется в канделах (кд).
2. Яркость (прямого или отраженного) излучения. Если источник света не точечный, говорят о яркости излучения (или поверхностной яркости). Яркость измеряется в нитах(1нт=1кд/1м2).
3. Освещенность. Освещенностью называется величина светового потока, падающего на единицу поверхности. Освещенность измеряется в люксах (лкс).
В ощущении цвета — яркости соответствует светлота. Яркость падающего или отраженного света — физическая основа светлоты соответствующего цвета. Так же, как и яркость — светлота, освещенность – важное для цветокоррекции понятие физической оптики.
. Освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника света.
Падение яркости на первом метре и падение яркости между первым и вторым метром
Освещенность солнцем предметов, находящихся по отношению к солнечному лучу под одним углом, равна, так как в ограниченном пространстве данного пейзажа предметы находятся практически на одном расстоянии от солнца. Напротив, освещенность предметов в комнате убывает чрезвычайно быстро по мере удаления от окна или лампы.
Вместе с тем освещенность прямо пропорциональна косинусу угла, составленного падающим лучом и нормалью к поверхности предмета.
Следует иметь в виду, что, даже зная яркость излучателя, подсчитать освещенность данного предмета не просто, так как приходится суммировать световой поток, падающий на освещенную площадку от разных точек источника света, учитывая как интенсивность излучения по данному направлению, так и расстояние от площадки до данной точки излучателя и, наконец, угол падения светового потока на площадку.
Полезно иметь в виду, что глаз человека реагирует на яркость излучения, а не на количество световой энергии, в отличии от матрицы фотоаппарата. Величина эффекта от действия света на глаз (интенсивность ощущения света) не зависит от времени действия света. После того как глаз приспособился к свету, мы сохраняем относительно постоянное впечатление яркости. При проведении коррекции мы должны принимать во внимание, что адаптация глаза зрителя по освещенности не происходит для каждого изображения по отдельности
— а в основном зависит от яркости освещения «просмотрового» места, а значит свето-теневые отношения изображения для просмотра в галереи, где освещение достаточно низкое по яркости и рассеянное — глаз адаптирован для восприятия в низкой освещенности, когда самым светлым воспринимается самая светлая точка на изображении и глаз «готов» к восприятию деталей в теневой области и «согласен» с отсутствием деталей в крайних тенях.
Изображение, подготовленное для комфортного восприятия с монитора или для принта в «галерею».
Изображение в галерее
Изображение подготовленное для печати в издании, альбоме
Свет и цвет — одно и то же? Свет – излучение. Он принадлежит пространству. Цвет принадлежит предмету. Солнце излучает свет.
Мы противопоставляем свету цвет, не отдавая себе отчета в том, что цвет в конечном итоге также излучение, но менее яркое. Если лист белой бумаги освещен ярким снопом света, охватывающим также и окружающие предметы, мы видим белый цвет. Но если точечно осветить тем же светом один только лист бумаги, вырвав его снопом света из окружения, лист будет казаться светящимся, излучающим белый свет. На самом деле лист бумаги и в первом и во втором случае излучает один и тот же отраженный от него поток световых волн. Относительно слабое излучение мы воспринимаем как цвет, сильное – как свет. Свет, падающий на окружающие нас предметы, вызывает множество градаций тона (светлоты). Первая причина различий тона ослабление светового потока в пространстве, вторая – в разнообразии окраски предметов, то есть в способности вещества сильнее или слабее поглощать световой поток.
Отраженное излучение будет тем ярче и предмет тем светлее, чем менее сильно вещество поглощает падающий на него свет. Отношение между освещенностью предмета и яркостью отраженного от него излучения называют «
Альбедо белой бумаги составляет примерно 0,8. Альбедо порошка титановых белил – около 0,9. Альбедо не меняется при изменении освещения и составляет физическую основу того, что можно было бы назвать светлотой предметного цвета. Предметную светлоту мы видим, а не только помним или знаем. Этому учит весь наш предметный опыт, повседневная практика человека. Если из двух предметов светлый находится в тени, а темный на свету, мы все же можем во многих случаях верно ответить на вопрос, окраска какого из них светлее.
Но мы видим, ожидаем также различия тона, вызванные объективной разницей в яркости отраженного излучения, а эта последняя связана не только с окраской предметов, но и с различной освещенностью.
Одни предметы освещены, на другие падает тень. Пространство расчленяется светом и тенью. Разные плоскости предмета освещены сильнее или слабее в зависимости от положения их относительно источника света. Свет и тень формируют на изображении форму предмета. И в то же время окраска (цвет) завязана на освещенность сцены —
Мы видим и непрерывные переходы тона от света к тени и скачки тона. Во всех этих случаях речь идет уже не о предметной светлоте, а о тоне как видимой яркости отраженного излучения. Сюда же относятся и градации тона, связанные с пространством, пространственными планами. Вспомним ряд уходящих вдаль фонарей.
Дальние фонари не светятся. Вспомним сглаживание тональных различий в дальних планах по сравнению с ближним. Всюду здесь имеется в виду тон как видимая яркость излучения. Освещение не только вызывает градации силы тона, вступая в сложное взаимодействие с предметной светлотой, но и объединяет краски по тону, подчиняет их общему тону.
Общий тон и освещенность меняются в очень больших пределах не только в зависимости от того, что изображено на изображении- открытое поле, на узкая улица или помещение, не только в зависимости от погоды, времени дня, но и от ряда других причин, например от времени года, от географической широты. Фактическая освещенность рассеянным светом неба на широте Петербурга в час дня в январе в 5 раз меньше освещенности в то же время дня в июне и равна освещенности рассеянным светом неба июньским вечером (в 7 часов вечера). Прямой солнечный свет увеличивает освещенность в июньский полдень еще в 5-6 раз. Несомненно, мы замечаем разницу в общей освещенности. Налетела грозовая туча, и мы говорим: «как потемнело». Но глаз быстро привыкает к изменившейся освещенности. Ее специфика сглаживается.
В комнате при дневном свете освещенность, достаточная для чтения книги, приблизительно в 50 раз меньше освещенности «рассеянным» светом неба в январе в час дня.
И действительно, снег с первых минут слепит нас, когда мы выходим из комнаты на улицу. Однако мы так привыкаем к комнатному освещению, что натюрморт, поставленный в комнате на столе, художник, может быть, напишет почти такими же светлыми красками, как и натюрморт, поставленный в саду при рассеянном свете неба. Что же сказать о темных интерьерах, изображенных в совсем не темных картинах Адрианом ван Остаде, об освещенности свечей в «Снятии с креста» Рембрандта?
Освещенность – могучий источник тонального объединения. Она создает диапазон светлот данного куска и состояния природы. Она увеличивает и уменьшает число видимых светлот, вызывая то множество резких различий, то уводя предметы в цветовую неразличимость.
В свое время физик Гельмгольц, писавший о живописи, пытался дать простое правило для трансформации тонового диапазона реальной сцены в тоновый диапазон изображения, основываясь на том факте, что чувствительность глаза обратно пропорциональна общей освещенности.
Гельмгольц рекомендовал художникам брать каждое пятно картины во столько раз темнее природного пятна, во сколько освещенность картины меньше общей освещенности в изображаемом природном мотиве. Отношения на картине должны казаться при этом тождественными природным отношениям. В распоряжении художников тоновый диапазон больше, чем тоновый диапазон офсетной печати, с которым имеет дело цветокорректор.
Работая с изображением важно выстроить баланс свето-теневых соотношений отношений, что бы зритель «поверил». И тут присоединяется еще один фактор — подготовленность аудитории к восприятию условностей и символизма изображения. Неискушенный зритель не поймет импресионистских по стилю изображений — увиденное войдет в противоречии с его опытом восприятия изображения, как «кальки» действительности. То, что прощается в семейном фотоальбоме, то чем восторгаются на фото выставках и фото сайтах в печатном многостраничном издании вызывает обычно отторжение и неприятие, но это уже из области психологии.
.
Читайте книгу Н. Волкова Цвет в живописи.
Что такое освещенность?
Физическая величина, численно равная световому потоку, падающему на единицу площади освещаемой поверхности, называется освещенностью.
Освещенность обозначают символом Е, и находят ее значение по формуле Е = Ф/S, где Ф — световой поток, а S – площадь освещаемой поверхности.
Для примера приведем некоторые типичные значения освещенности:
- Солнечный день в средних широтах — 100000 Лк;
- Пасмурный день в средних широтах — 1000 Лк;
- Светлая комната, освещенная лучами солнца — 100 Лк;
- Искусственное освещение на улице — до 4 Лк;
- Свет ночью при полной луне — 0,2 Лк;
- Свет звездного неба темной безлунной ночью — 0,0003 Лк
Что вы сделаете? Во-первых, вы приблизите фонарик к книге, значит освещенность связана с расстоянием от источника света до освещаемого предмета. Во-вторых, вы расположите фонарик под прямым углом к тексту, значит освещенность зависит и от угла, под которым данная поверхность освещается. В-третьих, вы можете просто достать более мощный фонарик, поскольку очевидно, что освещенность тем больше, чем выше сила света источника.Когда пучок света падает под прямым углом к поверхности, световой поток распределен на наименьшей площади, если же угол увеличивать, то увеличится площадь, соответственно, уменьшится освещенность.
Освещенность напрямую связана и с силой света, и чем больше сила света, тем больше и освещенность. Экспериментально давно установлено, что освещенность прямо пропорциональна силе света источника.
В Америке и Англии используют единицу измерения освещенности Люмен на квадратный Фут или Фут-Кандела, в качестве единицы освещенности от источника, обладающего силой света в одну канделу, и расположенного на расстоянии в один фут от освещаемой поверхности.
Исследователи доказали, что через сетчатку человеческого глаза, свет воздействует на процессы, протекающие в мозге. По этой причине недостаточная освещенность вызывает сонливость, угнетает трудоспособность, а избыточное освещение — наоборот, возбуждает, помогает включить дополнительные ресурсы организма, однако, изнашивая их, если это происходит неоправданно.
В процессе ежедневной работы осветительных установок, возможен спад освещенности, поэтому для компенсации данного недостатка, еще на стадии проектирования осветительных установок вводят специальный коэффициент запаса.
Для естественного освещения вводят коэффициент снижения КЕО (коэффициента естественной освещенности), ведь со временем могут загрязнится светопрозрачные заполнители световых проемов, и загрязниться отражающие поверхности помещений.
Освещенность измеряют портативным прибором — люксметром. Его принцип работы аналогичен фотометру.
Свет попадает на фотоэлемент, стимулируя ток в полупроводнике, и величина получаемого тока как раз пропорциональна освещенности. Есть аналоговые и цифровые люксметры.
Поделиться записью
Термины и определения
- Подробности
- Категория: Информация RU
Основные термины и определения: *
СВЕТ, электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (4,01014-7,51014 Гц). Длина волн от 760 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый). В широком смысле — то же, что и оптическое излучение.
СВЕТОВАЯ ВОЛНА, электромагнитная волна видимого диапазона длин волн. Частота световой волны (или набор частот) определяет «цвет». Энергия, переносимая световой волной, пропорциональна квадрату ее амплитуды.
ОСВЕЩЕНИЕ, создание освещенности поверхностей предметов, обеспечивающее возможность зрительного восприятия этих предметов или их регистрации светочувствительными веществами или устройствами.
ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (видение), дающее около 90% информации, получа-емой человеком от окружающего его предметного мира.
СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, величины, характеризующие процессы излучения и распространения света, которые могут быть оценены по зрительному ощущению: световой поток, светимость, освещенность , сила света, яркость.
СВЕТОВОЙ ПОТОК, мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению или по ее действию на селективный приемник света. В СИ измеряется в люменах (лм).
ЛЮМЕН (от лат . lumen — свет), единица светового потока; обозначается лм. 1 лм — световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср при силе света 1 кандела .
ТЕЛЕСНЫЙ УГОЛ, часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью.
Ед. измерения телесного угла называют стерадианом .
СТЕРАДИАН (от греч . stereos — телесный, пространственный и радиан), телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равновеликую площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. ср. Полная сфера образует телесный угол, равный 4 ср. Стерадиан имеет лишь теоретическое и расчетное значение. Например, телесному углу в 1стер соответствует плоский угол между образующими конуса в 65°32′.
СВЕТИМОСТЬ, величина полного светового потока, испускаемого единицей поверхности источника света. В СИ измеряется в лм/м2 .
ОСВЕЩЕННОСТЬ, величина светового потока, падающего на единицу поверхности, измеряется в люксах .
ЛЮКС (от лат . lux — свет), единица освещенности СИ; обозначается лк. 1 лк — освещенности поверхности пл.
1 м2 при падающем на нее световом потоке, равном 1 лм.
ЛЮКСМЕТР (от лат . lux — свет и …метр), прибор для измерения освещенности, один из видов фотометров. Простейший люксметр состоит из фотоэлемента и микроамперметра, проградуированного в люксах.
СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ — кандела (кд).
КАНДЕЛА (от лат . candela — свеча), единица силы света (светового потока на единицу телесного угла).Кд — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
ЯРКОСТЬ, характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. В системе СИ измеряется в канделах на м2 .
СВЕТОВАЯ ОТДАЧА источника света, световой поток, получаемый на единицу затраченной мощности. В СИ измеряется в лм/Вт.
СВЕТЛОТА, безразмерная величина, используемая для количественной оценки различия между зрительными (световыми) ощущениями, вызываемыми 2 смежными одноцветными поверхностями.
СВЕТОТЕХНИКА, область науки и техники, предмет которой — исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения, измерения характеристик оптического излучения(света) и преобразования энергии света в др. виды энергии. С . охватывает также вопросы конструкторской и технологические разработки источников света ( ИС ), осветительных, облучающих и светосигнальных приборов и устройств, систем управления ИС , вопросы нормирования, проектирования, устройства и эксплуатации светотехнических установок.
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (от лат .
lumen,) свечение веществ при данной температуре и возбужденное какими-либо источниками энергии. Возникает под действием света, электрического поля, радиоактивного и рентгеновского излучений при химических реакциях, при механических воздействиях.
ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, источник света с излучателем в виде проволоки (нити или спирали) из тугоплавкого металла (обычно W), накаливаемой электрическим током до температуры 2500-3300 К. Световая отдача лампы накаливания 10-35 лм/Вт; срок службы от 5 до 1000ч. Изобретена в 1872 А. Н. Лодыгиным, усовершенствована Т. А. Эдисоном в 1879.
ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА, газоразрядный источник света низкого давления, световой поток которого определяется в, основном, свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Световая отдача до 85 лм/Вт, срок службы до 10-15 тыс. ч. Применяются ЛЛ , главным образом, для общего и местного освещения.
ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, лампа накаливания, в состав газовой смеси которой, кроме инертного газа, входят галогены металлов(обычно йод или бром). При одинаковой с обычной лампой накаливания мощности, имеет меньшие размеры, большую световую отдачу, срок службы и лучшую стабильность светового потока.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, газоразрядные приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения при прохождении электрического тока через газы (чаще всего инертные), пары веществ (напр., пары ртути) или их смеси. В соответствии с непосредственным источником излучения различают газосветные (неоновые, ртутные, натриевые, металлогалогенные, ксеноновые), люминесцентные и др. Применяют ГИС главным образом для освещения, облучения и сигнализации.
ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА, эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цвет излучения ощутимо влияет на т.н. цветовое впечатление освещённого объекта и ЦТ является одной из его характеристик. Наиболее часто встречающиеся ЦТ для ламп: тепло-белый (~2700-3000К), холодно-белый(~4000-4200К), дневной(~6000-6500К). Шкала коррелированной ЦТ позволяет определить градации спектрального распределения для разных ИС в сравнении с цветом стальной заготовки, раскалённой до определённой температуры.Чем выше температура (К), тем более преобладающим становится в светчении холодный, белый оттенок. Такое распределение оттенков выражается в градусах Кельвина. С некоторой степенью достоверности для описания спектрального распределения света предлагаем таблицу.
ИНДЕКС ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ ( Ra ), показатель, также характеризующий цветовое впечатление, от цветопередающих свойств источника света. ИЦ завитсит от величины прерывистости спектра излучаемого света и тем выше, чем он непрерывнее. Этот показатель выше у ламп накаливания и ниже у газоразрядных. Максимальное значение ИЦ равно 100 и соответствует прекрасной цветопередаче. Не следует путать ИЦ с цветовой температурой, это разные параметры. В практике используется 3 квалитета ИЦ :
удовлетворительный – Ra < 80 ;
хороший, нормальный – 80 <= Ra <= 90;
отличный -90 <=Ra <= 100.
Световые единицы.
Количественные показатели:
Свет — это излучение, способное вызывать ощущение яркости при воздействии на человеческий глаз. Такое ощущение вызывает излучение с длинами волн от ~0,38 до ~0,78 мкм, причем самым ярким представляется излучение с длиной волны ок. 0,555 мкм (желто-зеленого цвета). Поскольку чувствительность глаза к разным длинам волн у людей неодинакова, в фотометрии принят ряд условностей. В 1931 Международная комиссия по освещению (МКО) ввела понятие <стандартного наблюдателя> как некоего среднего для людей с нормальным восприятием. Этот эталон МКО — не что иное, как таблица значений относительной световой эффективности излучения с длинами волн в диапазоне от 0,380 до 0,780 мкм через каждые 0,001 мкм.
Поток световой энергии (световой поток) измеряется в люменах. Определить световой поток в 1 лм невозможно, не обращаясь к светящимся телам, и основной мерой света долгое время была <свеча>, которая считалась единицей силы света. Настоящие свечи уже более века не используются в качестве меры света, так как с 1862 стала применяться специальная масляная лампа, а с 1877 — лампа, в которой сжигался пентан. В 1899 в качестве единицы силы ответа была принята <международная свеча>, которая воспроизводилась с помощью поверяемых электрических ламп накаливания. В 1979 была принята несколько отличающаяся от нее международная единица, названная канделой (кд). Кандела равна силе света в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540×1012 Гц (l = 555 нм), энергетическая сила светового излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
Чтобы дать определение люмена, рассмотрим точечный светильник с силой света 1 кд во всех направлениях. Такой источник испускает полный световой поток, равный 4p лм. Если источник с силой света 1 кд освещает обращенную к нему небольшую пластинку, находящуюся на расстоянии 1 м, то освещенность поверхности этой пластинки равна 1 лм/м2, т.е. одному люксу.
Протяженный источник света или освещенный предмет характеризуется определенной яркостью (фотометрической яркостью). Если сила света, испускаемого 1 м2 такой поверхности в данном направлении, равна 1 кд, то ее яркость в этом направлении равна 1 кд/м2. (Яркость большинства тел и источников света в разных направлениях неодинакова.)
Название | Единица измерения (обозначение) | Физический смысл |
Световой поток (Ф)
| Люмен (лм) | Световым потоком Ф называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека. |
Сила света (I)
| Кандела (кд) | Источник света излучает световой поток Ф в разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность излучаемого в определенном направлении света называется силой света I. |
Яркость (L)
| Яркость (кд/м2) | Яркость света L источника света или освещаемой площади является главным фактором для уровня светового ощущения глаза человека. |
Освещенность (E)
| 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 |
Качественные показатели.
По качественным характеристикам различают следующие характеристики:
Распространение света в пространстве (пространственное распространение)
- Равномерность распространения света, измеряется в %, (1 — (Emax-Emin)/2*Eср*100%)
- Слепящее действие
Распределение света во времени
- Пульсация освещения, измеряется в %, считается как (Emax-Emin)/2*Eср*100%, нормальным считается показатель не более 10%
- Изменение освещенности в течении суток
Распределение света по спектру
- 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.
· Цветность, Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой. Чем выше цветовая температура, тем холоднее свет. Существуют следующие три главные цветности света: тепло-белая < 3300 K, нейтрально-белая 3300 — 5000 K, белая дневного света > 5000 K. (см. таблицу). Лампы с одинаковой цветностью света могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого им света.
Температура, К | 1900-2000 | 2700-2800 | 3000 | 4000 | 5000 | 6500 | 10000 |
Цветность | <Пламя> |
|
| Нейтрально белая цветность, <облачное небо> | Дневная цветность | Холодная дневная цветность | <тропическое небо>, голубое-фиол. |
Тип лампы | Натриевая лампа | Лампа накаливания | Галогеновая | Люминисцентная лампа |
|
|
|
- Цветопередача — способность воспроизводить цвета, характеризуется индексом цветопередачи Ra (0-100).
В зависимости от места установки ламп и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью различных степеней «общего коэффициента цветопередачи» Ra.
Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света. Для определения значения фиксируется Ra сдвиг цвета с помощью восьми указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.
Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network
(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})
{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*
{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}
{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}{{article.content_lang.display}}
{{l10n_strings.AUTHOR}}{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}
{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}Основные понятия
Световая обстановка в производственном помещении и на рабочем месте характеризуется следующими показателями: световым потоком, освещенностью, силой света и яркостью источника света. Световой поток — одна из основных характеристик источника света. Световым потоком называется мощность лучистой энергии, оцениваемая глазом по производимому ею световому ощущению. Измеряют световой поток в единицах, называемых люменами (лм).Световой поток излучения с длиной волны определяют по формуле:
где — величина светового потока, лм;
— величина лучистого потока с заданной длиной волны X, вт;
— значение относительной видности излучения для заданной
длины волны X.
Освещенностью называется поверхностная плотность светового потока, т.
е. отношение светового потока, падающего на поверхность, к площади
поверхности. Единицей измерения освещенности является люкс (лк). Если
падающий световой поток, равный 1 лм, равномерно распределять на
поверхности площадью 1 м2, то освещенность поверхности составляет 1 лк.
Среднюю
освещенность поверхности определяют по формуле
Еср=F/S,
F — световой поток, падающий на поверхность, лм;
S — площадь поверхности, м2. Освещенностью принято пользоваться для количественной оценки степени освещения осветительными установками.
Большинство источников света излучает световой поток в пространстве неравномерно. Пространственная плотность светового потока в данном направлении называется силой света.
Сила света определяется отношением светового потока к телесному углу, в пределах которого световой поток распределен равномерно. Телесным углом называется часть пространства, ограниченная конусом, имеющим вершину в центре сферы и опирающимся на ее поверхность. Телесный угол измеряют отношением площади S, которую конус вырезает на поверхности сферы, к квадрату радиуса г этой сферы. За единицу телесного угла принят стерадиан (стер), при котором S=r2. Единица силы света — свеча (св) равна
где I — сила света, св;
F — световой поток в пределах телесного угла, лм;
— телесный угол, стер.
Сила света и освещенность связаны следующим равенством:
где Е — освещенность поверхности в данной точке
горизонтальной плоскости, лк;
а — угол между направлением силы света и
осью осветительного прибора, град.;
Ia —сила света в направлении угла а, св;
Н — высота установки осветительного прибора над освещаемой
поверхностью, м.
Отражение, поглощение и пропускание светового потока телом
количественно оцениваются соответствующими коэффициентами.
Коэффициент отражения р, коэффициент поглощения а и коэффициент
пропускания т равны
где Fп — световой поток, падающий на тело, лм; Fo —
световой поток, отраженный телом, лм;
Fa— световой поток, поглощенный телом, лм; Ft—
световой поток, прошедший сквозь тело, лм. Световой величиной,
непосредственно воспринимаемой глазом, является
яркость. Единица яркости — нит (нт).
Яркость
матовых поверхностей определяется освещенностью и коэффициентом
отражения поверхности:
где Е — освещенность, лк;
p — коэффициент отражения;
в — яркость, нт.
Яркость
блестящих поверхностей определяется коэффициентом отражения в данном
направлении и яркостью светящейся поверхности источника [41].
Полезная информация:
Сила света — обзор
1.1.2 Количества
В 1954 году 10-я Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) решила, что международная система должна быть основана на шести базовых единицах, чтобы обеспечить измерение температуры и оптического излучения. помимо механических и электромагнитных величин. На этой конференции были рекомендованы шесть основных единиц измерения: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина (позже переименованный в кельвин) и кандела. В 1960 году 11-я сессия CGPM назвала эту систему Международной системой единиц, SI от французского названия, Le Système International d Unités [1].Позже седьмая базовая единица, моль, была добавлена в 1971 году 14-й ГКБМ [2]. СИ — это современная форма метрической системы, которая на сегодняшний день является наиболее широко используемой системой измерения.
Таким образом, Международная система количеств (ISQ) теперь является системой, основанной на семи основных величинах: длине, массе, времени, термодинамической температуре, электрическом токе, силе света и количестве вещества. Другие величины, такие как площадь, давление и электрическое сопротивление, выводятся из этих основных величин.ISQ определяет количество как любое физическое свойство, которое может быть измерено в единицах СИ [3]. Величина также может быть физической постоянной, такой как газовая постоянная или постоянная Планка. Несколько сотен величин используются для описания и измерения физического мира, и некоторые из этих величин перечислены ниже [4]:
| Длина | Вязкость | Площадь | Электродвижущая сила |
| Время | Энергия | Яркость | Энтропия |
| Масса | Скорость | Угол | Давление |
| Сила | Мощность | Температура | Импульс |
1.1.2.1 Связь между величинами
Изучение физики в значительной степени можно определить как изучение математических соотношений между различными физическими свойствами. Физические величины определяются, как указано выше, когда эти свойства допускают разумное математическое описание. Взаимосвязь всех других величин может быть установлена в терминах нескольких основных величин, выбранных должным образом, либо по определению, по геометрии, по физическому закону, либо по комбинации основных величин.
Например, давление — это величина, которая по определению связана с величиной силы, деленной на область количества. Площадь, с другой стороны, является величиной, геометрически связанной с произведением двух величин длины. Более того, сила — это величина, связанная (согласно второму закону Ньютона) с величиной, умноженной на массу, на величину ускорения.
Взаимосвязи между величинами выражаются в форме количественных уравнений. Мы можем связать даже изолированную величину, такую как температура, с величинами давления, объема и массы.Далее мы можем связать длину и время, используя универсальную постоянную и скорость света. Следовательно, если мы правильно определяем наши понятия, мы можем соотнести любую величину с любой другой величиной. Таким образом, уравнение площадь = длина × ширина является количественным уравнением, в котором говорится, что количество (площадь прямоугольника) равно количеству (длине), умноженному на количество (ширину).
1.1.2.2 Базовые величины
Чтобы сократить набор количественных уравнений, мы должны сначала установить ряд так называемых базовых величин.Следовательно, базовые величины называются строительными блоками, на которых мы развиваем всю структуру и отношения физического мира. Как упоминалось ранее, международная система единиц, или СИ, использует семь основных величин: масса (кг), длина (м), время (с), температура (К), электрический ток (А), сила света (кд ) и количество вещества (моль). Количество базовых величин, а также их выбор — выбор довольно произвольный; но, как правило, мы выбираем количества, которые легко понять и которые часто используются, и для которых могут быть установлены точные и измеримые стандарты.
1.1.2.3 Производные величины
Как упоминалось ранее в разделе о взаимосвязях, при использовании выбранных базовых величин в качестве строительных блоков производные величины выражаются как те, которые могут быть вычтены по определению, геометрии или физическому закону. Некоторыми примерами производных величин являются площадь (равна произведению двух длин), скорость (равна длине / времени) и сила (равна массе × ускорение), давление, мощность и т. Д. У нас также есть так называемые дополнительные единицы (как класс производных единиц), а именно, плоский угол (радиан = рад = мм −1 ) и телесный угол (стерадиан = sr = m 2 м −2 ).
1.1.2.4 Кратные и частные кратные величин
Обратите внимание, что величина величины может иметь очень большой диапазон. Пытаясь справиться с таким большим диапазоном, система единиц СИ сгенерировала 20 префиксов, показанных в таблице 1.
Таблица 1. Кратные и подмножественные единицы в системе единиц СИ
| Префикс | Символ | Умножитель | Пример |
|---|---|---|---|
| Yotta | Y | 10 24 | 5 Ym = 5 йоттаметров = 5 × 10 24 м |
| Zetta | Z | 10 21 | 2 Zm = 2 зеттаметры = 2 × 10 21 м |
| Exa | E | 10 18 | 7 Em = 7 экзометров = 7 × 10 18 м |
| Peta | P | 10 15 | 6 ПДж = 6 петаджоулей = 6 × 10 15 Дж |
| Тера | T | 10 12 | 5 TW = 5 тераватт = 5 × 10 12 Вт |
| Гига | G | 10 9 | 8 ГДж = 8 гигаджоулей = 8 × 10 9 Дж |
| Мега | M | 10 6 | 2 МВт = 2 мегаватт = 2 × 10 6 W |
| Кило | k | 10 3 | 3 км = 3 км = 3 × 10 3 м |
| Hecto | h | 100 | 6 hL = 6 гектолитров = 600 L |
| Deka | da | 10 | 2 дамбы = 2 декаметра = 20 м |
| Deci | d | 10 -1 | 3 дл = 3 децилитра = 0.3 л |
| Сенти | c | 10 −2 | 5 см = 5 сантиметров = 0,05 м |
| Милли | м | 10 −3 | 9 мВ = 9 милливольт = 9 × 10 −3 V |
| Micro | µ | 10 −6 | 5 мкм = 5 микрометров = 5 × 10 −6 м |
| Nano | n | 10 −9 | 2 нс = 2 наносекунды = 2 × 10 −9 с |
| Пико | p | 10 −12 | 3 пДж = 3 пикоджоулей = 3 × 10 −12 J |
| Femto | f | 10 −15 | 6 fm = 6 фемтометров = 6 × 10 −15 м |
| Atto | a | 10 −18 | 5 aJ = 5 аттоджоулей = 5 × 10 −18 J |
| zepto | z | 10 900 67 −21 | 6 zJ = 6 zeptojoules = 6 × 10 −21 J |
| yocto | y | 10 −24 | 8 yJ = 8 yoctojoules = 8 × 10 −24 Дж |
1.1.2.5 Типы количественных уравнений
Энергия ветра, давление на дне столба воздуха или воды, вес объекта и вязкость жидкости — все это физические величины природы. И независимо от того, измеряются они или нет, эти величины всегда взаимодействуют друг с другом в соответствии с фундаментальными законами. Физики часто выражают эти законы в терминах количественных уравнений, потому что величины соответствуют этим законам. Количественные уравнения обладают двумя важными особенностями: во-первых, они показывают взаимосвязь между величинами, а во-вторых, их можно использовать с любой системой единиц.
Существует три основных типа количественных уравнений:
- 1.
Количественные уравнения, полученные на основе законов природы ; например, второй закон движения Ньютона
F = ma
, где F — величина силы, м — величина массы, а a — величина ускорения.- 2.
Количественные уравнения, полученные из геометрии ; например, площадь круга
A = πr2
, где A — величина площади, π — коэффициент, основанный на геометрии круга, а r — величина радиуса.- 3.
Количественные уравнения, разработанные на основе определения ; например, определение давления
p = F / A
, где p — величина давления, F — величина силы, а A — величина площади.
Многие количественные уравнения могут быть разработаны как комбинация основных количественных уравнений, приведенных выше, и во всех случаях мы можем использовать любые единицы измерения, которые мы хотим, чтобы описать величины соответствующих физических величин.
Сила света и фотометрия
Обзор
Сила света — одна из семи основных величин, определенных Международной системой единиц , и по существу является мерой того, сколько света излучается источником света в заданном направлении. Это также фотометрический блок , что означает, что мы измеряем видимого света , используя параметры, определенные в соответствии с человеческим восприятием.На этой странице будет рассмотрен ряд фотометрических значений, способы их измерения и их взаимосвязь.
Фотометрия — это раздел науки, связанный с измерением яркости света с точки зрения человека , то есть видимого света . Его не следует путать с радиометрией , другой областью науки, связанной с измерением всего электромагнитного излучения (включая видимый свет).Фотометрия по существу измеряет яркость различных длин волн видимого света в зависимости от того, насколько чувствителен человеческий глаз к каждой длине волны.
Сила света — одна из семи основных единиц, определенных Международной системой единиц . Это мера мощности , взвешенной по длине волны, , излучаемой источником света в определенном направлении и с определенной частотой на единицу телесного угла (мы расширим это описание позже).
Используемая эталонная частота составляет 540 × 10 12 герц, что соответствует длине волны примерно пятьсот пятьдесят пять нанометров (555 нм) и помещает ее прямо в середину спектра видимого света. Обычно считается, что свет этой частоты и длины волны наиболее чувствителен для человеческого глаза. Единицей силы света в системе СИ является кандела, (кд), которая формально определяется как:
«сила света в заданном направлении источника, который испускает монохроматическое излучение с частотой 540 × 10 12 герц и имеет силу излучения в этом направлении 1 / 683 ватт на стерадиан»
Видимый свет
Основным источником видимого света на Земле является Солнце.Примерно сорок четыре процента солнечной радиации, достигающей поверхности Земли, составляет видимый свет. Для сравнения, только около десяти процентов энергии, излучаемой свечой, можно увидеть как видимый свет. Остальное выделяется в виде тепловой энергии (инфракрасное излучение). Солнечный свет важен, потому что он обеспечивает энергию, необходимую для фотосинтеза — химического процесса, который производит сахар (в форме крахмала) в зеленых растениях. Эти сахара потребляются другими живыми организмами, когда они поедают растения, и обеспечивают почти всю энергию, используемую всеми живыми организмами.
Когда мы говорим о видимом свете , мы обычно имеем в виду свет, который может быть обнаружен человеческим глазом, потому что этот «видимый свет» — это то, что позволяет нам видеть. Оценки диапазона длин волн, которые мы можем видеть, различаются, но нижний предел диапазона составляет около четыреста нанометров (400 нм), что соответствует частоте около семьсот пятьдесят терагерц (750 × 10 12 Гц).Верхний предел диапазона составляет около семьсот нанометров (700 нм), что соответствует частоте около четыреста тридцать терагерц (430 × 10 12 Гц).
Длины волн от четырехсот нанометров до примерно десятков нанометров (10 нм) относятся к ультрафиолетовой части электромагнитного спектра (EM) . Эти длины волн не могут быть обнаружены фоторецепторами (известными как стержни и колбочки ) в светочувствительной части человеческого глаза (сетчатка , ), потому что они поглощаются прозрачной передней частью глаза ( роговица ) и внутреннюю линзу глаза.Если поглощается слишком много ультрафиолетового света, это может повредить глаз и даже вызвать слепоту.
Длины волн от четырехсот до семисот нанометров обнаруживаются человеческим глазом, потому что они проходят через роговицу и хрусталик и обладают достаточной энергией, чтобы вызвать крошечные химические изменения в светочувствительных стержнях и колбочках сетчатки. Эти химические изменения стимулируют выработку нервных импульсов, которые отправляются в зрительную кору головного мозга через зрительный нерв.
Длины волн от семисот нанометров до примерно одного миллиметра (1 мм) относятся к инфракрасной части ЭМ-спектра. Некоторые длины волн инфракрасного излучения поглощаются роговицей и внутренней линзой. Волны других длин инфракрасного излучения действительно достигают сетчатки, но не обладают достаточной энергией, чтобы вызвать химические изменения в сетчатке, которые могут вызвать нервные импульсы.
Видимый свет — лишь небольшая часть электромагнитного спектра.
Многие источники тепла излучают как инфракрасное излучение, так и видимый свет.Пиковые длины волн этого теплового излучения становятся короче при повышении температуры. Вы можете увидеть эффект, когда кусок металла медленно нагревается. Сначала излучается только тепловое (инфракрасное) излучение. По мере того, как металл нагревается, пиковые длины волн перемещаются в видимую часть электромагнитного спектра, и можно увидеть слабое красное свечение.
При дальнейшем повышении температуры металла свечение становится все ярче и ярче, пока не станет почти белым.При очень высоких температурах он может даже стать бело-голубым, поскольку пиковые длины волн начинают перемещаться в ультрафиолетовую часть электромагнитного спектра.
Сначала, кроме луны и звезд, у наших предков не было другого источника света в темное время суток. В конце концов человек научился разводить огонь и изобрел различные формы искусственного освещения, в том числе факелы, сжигающие смолу, свечи из воска или животного жира и масляные лампы.
Сегодня мы полагаемся на производство электроэнергии для освещения наших домов и рабочих мест. Большинство видов транспорта вырабатывают собственную электроэнергию для освещения навигации и удобства пассажиров. Даже велосипеды могут генерировать собственный свет, если оснащены динамо-машиной. И, конечно же, чтобы предотвратить перебои в подаче электроэнергии, у большинства из нас есть хотя бы один или два фонарика с батарейным питанием и запас свечей!
Фотометрические величины
Фотометрия использует множество различных единиц измерения яркости из-за разнообразия самих источников света.Некоторые источники света излучают свет одновременно во всех направлениях (например, лампочка), а некоторые фокусируют весь свой свет в одном направлении (например, фонарик).
Другие источники света можно увидеть только на темном фоне. Восприятие яркости также меняется с расстоянием, потому что свет распространяется по мере удаления от источника света. И, конечно же, свет отражается от разных поверхностей в разной степени и в разных направлениях, в зависимости от природы поверхности и угла, под которым свет падает на нее.
Таким образом, фотометрия — довольно сложный бизнес, и количество различных единиц, используемых для измерения фотометрических величин, является отражением этой сложности. В таблице ниже перечислены основные фотометрические величины и единицы, используемые для измерения яркости, и дано краткое описание каждой из них. Обратите внимание, что некоторые фотометрические величины имеют суффикс «v». Это сделано во избежание путаницы с радиометрическими величинами.
| Количество | Обозначение | Единица | Единица Обозначение | Описание | |
|---|---|---|---|---|---|
| Световой поток | I v | кандела (лм / ср) | Световой поток | Световой поток | Световой поток мощность на единицу телесного угла |
| Световой поток | Φ v | люмен (кд · ср) | лм | Световая энергия в единицу времени — произведение силы света и стерадианов | |
| Световая энергия | Q v | люмен в секунду | лм · с | Энергия, излучаемая в виде света — произведение светового потока и его продолжительности | |
| Яркость | L v | кандела на квадратный метр | кд / м 2 | Световая мощность на единицу телесного угла на единицу спроецированная площадь источника | |
| Освещенность | E v | люкс (лм / м 2 ) | лк | Световая мощность, падающая на поверхность в люменах на квадратный метр | |
| Световой яркость | M v | люкс (лм / м 2 ) | лк | Световая мощность, излучаемая с поверхности в люменах на квадратный метр | |
| Световая экспозиция | H в | люкс в секунду | лк · с | Произведение освещенности и ее продолжительности | |
| Световая энергия плотность | ω в | люмен в секунду на кубический метр | лм · с · М -3 | Световая энергия на кубический метр | |
| Световая отдача | η | 9 0011 люмен на ваттлм / Вт | Отношение светового потока к лучистому потоку или потребляемой мощности, в зависимости от контекста | ||
| Световая отдача | В | — | — | Световая отдача, выраженная как доля максимально возможной световой отдачи — безразмерная величина, обычно выражаемая в процентах |
Функции светимости
Среднюю чувствительность человеческого глаза к разным длинам волн видимого света можно смоделировать с помощью одной из широко используемых функций светимости (или световой эффективности ).В зависимости от преобладающих условий используются разные функции, потому что глаз по-разному реагирует на определенную длину волны в зависимости от того, насколько она светлая или темная.
При дневном свете или при достаточном искусственном освещении наше зрение считается фотопическим . Фотопическое зрение позволяет нам ясно видеть вещи и достаточно быстро обрабатывать визуальную информацию, которую мы получаем. Это также позволяет нам видеть цвета. В темноте или в условиях очень низкой освещенности наше зрение становится scotopic .Это означает, что мы теряем четкость зрения, и обработка визуальной информации занимает значительно больше времени. Мы также теряем способность видеть цвета.
Существует также третий тип зрения, называемый мезопическим зрением , который сочетает в себе элементы фотопического и скотопического зрения. Обычно мы используем эту третью форму зрения, когда еще не совсем темно или когда (например) нам приходится полагаться на уличное освещение.
Хотя фотометрия обычно основана на реакции глаза на источник света в хорошо освещенных условиях (т.е.е. ответ photopic ) был использован ряд различных функций яркости. Одна из причин этого заключается в том, что, как мы уже сказали, реакция глаза на разные длины волн будет варьироваться в зависимости от условий освещения, при которых она оценивается. Другой причиной является тот факт, что такие измерения основаны на субъективных суждениях относительно того, какой из пары разноцветных огней ярче, чтобы определить относительную чувствительность человеческого глаза к разным длинам волн.
Чтобы уточнить, здесь мы не используем инструменты для измерения яркости источника света (то есть его фактической мощности излучения). Функция световой отдачи описывает среднюю спектральную чувствительность человека для человеческого зрительного восприятия яркости — другими словами, это мера того, насколько ярким «средний» человек воспринимает свет на определенной длине волны. Он основан на интерпретации ответов, полученных от людей в течение многих десятилетий, и исследования продолжаются.
Различные стандартные функции световой отдачи были опубликованы Международной комиссией по освещению (CIE) или Международной комиссией по освещению , давшей ему французское название. Эта организация, базирующаяся в Вене, является международным авторитетом в области света, освещения, цвета и цветовых пространств.
Мы будем рассматривать только две функции световой отдачи для целей этого обсуждения — фотопическую функцию световой отдачи , которая наилучшим образом аппроксимирует реакцию человеческого глаза при дневном свете, и скотопическую функцию световой отдачи , которая отражает изменения в световой отдаче. реакция человеческого глаза при низком уровне освещенности.
Функция фотопической яркости
В условиях хорошего освещения чувствительность человеческого глаза к видимому свету на разных длинах волн лучше всего представлена функцией яркости photopic . Первоначальная функция светоотдачи В, (λ) была предложена К.С. Gibson и E.P.T Tyndall Национального бюро стандартов США в 1923 году и принят CIE в 1924 году.
Функция моделирует отношение энергии источника света с длиной волны, к которой глаз наиболее чувствителен (λ макс. ), к энергии источника света с длиной волны λ, которая вызывает такую же реакцию у испытуемого. Функция была основана на данных испытаний, полученных в ряде различных лабораторий и с использованием ряда различных методов.
Были реализованы различные модификации функции V (λ).Первое изменение произошло в 1951 году по предложению американского физика Д.Б. Джадд . Дальнейший пересмотр был предложен J. J. Vos из Instituut voor Zintuigfysiologie (Институт сенсорной физиологии) в Нидерландах в попытке исправить некоторые незначительные аномалии, внесенные предложением Джадда. Результат известен как модифицированный Джаддом-Восом CIE V (λ) , и полученная кривая проиллюстрирована ниже.
Новая функция световой отдачи V2 * (λ) была предложена в 2005 году Линдси Т.Sharpe и Andrew Stockman из Университетского колледжа Лондона, Wolfgang Jagla и Herbert Jägle из Eberhard-Karls-University, Германия. Авторы утверждают, что новая функция улучшает исходную функцию CIE 1924 V (λ) и ее последующие модификации.
Тестирование проводится на так называемых «стандартных наблюдателях». Обычно испытуемого — человека с нормальным зрением — просят сравнить яркость монохроматического источника света на эталонной длине волны пятьсот пятьдесят пять нанометров (длина волны, к которой глаз имеет наибольшую чувствительность. ) с яркостью второго монохроматического источника света, имеющего другую длину волны.
Эталонной длине волны (555 нм) соответствует нормализованное значение световой отдачи 1,0. Первоначально, даже если оба источника света будут иметь одинаковую интенсивность излучения , эталонная длина волны будет казаться ярче, потому что глаз более чувствителен к ней. Его яркость постепенно снижается до тех пор, пока испытуемый не покажет, что оба источника света имеют одинаковый уровень яркости. Затем доля, на которую была уменьшена яркость опорной длины волны, вычитается из 1.0, чтобы получить значение световой отдачи для второй длины волны. Для длин волн на обоих концах видимого спектра это значение будет стремиться к нулю.
Для получения значимых результатов большое количество «стандартных наблюдателей» должно быть протестировано во всем диапазоне видимых длин волн. Результаты для каждой длины волны усредняются, чтобы получить относительную чувствительность глаза к этой длине волны, и получается кривая световой отдачи, подобная показанной выше (эту кривую иногда называют кривой V-лямбда ).
Функция скотопической светимости
В условиях низкой освещенности чувствительность человеческого глаза к видимому свету на разных длинах волн изменяется и лучше всего представлена функцией скотопической яркости . Это связано с тем, как работают палочки и колбочки в сетчатке глаза. Колбочки используются в основном для дневного зрения. Они не особенно чувствительны к изменениям уровня освещенности, но могут различать красные, синие и зеленые длины волн.
Жезлы играют преобладающую роль в ночном видении. Они гораздо более чувствительны к свету, чем колбочки (и их гораздо больше), но гораздо менее чувствительны к цвету. Их пиковая чувствительность в синей части спектра видимого света составляет пятьсот семь нанометров (507 нм), и они не особенно чувствительны к красному свету. Как следствие, кривая скотопической световой отдачи смещается в сторону синего конца спектра.Стандартная функция скотопической светимости V, ′ (λ) была принята CIE в 1951 году на основе измерений, полученных американскими учеными Джордж Уолдом и B.H Crawford , как показано ниже.
Кривая скотопической световой отдачи была построена почти так же, как и фотопическая кривая, путем тестирования большого количества субъектов во всем диапазоне видимых длин волн и усреднения результатов для каждой длины волны.Единственное отличие состоит в том, что эталонная длина волны установлена на пятьсот семь нанометров (507 нм).
Интенсивность света
Сила света — это мера мощности , взвешенной по длине волны, излучаемой источником света в определенном направлении на единицу телесного угла . Чтобы полностью понять это определение, возможно, потребуется немного его разбить.Вероятно, нам следует начать с того, что сила света — это не то же самое, что сила излучения , сила излучения , хотя эти два понятия тесно связаны.
Интенсивность излучения измеряется как полная мощность излучения, излучаемая на единицу телесного угла от точечного источника во всем электромагнитном спектре. Сила света применяется только к видимой части электромагнитного спектра и составляет воспринимаемой мощности на единицу телесного угла.
Наше восприятие яркости для данной длины волны будет зависеть от чувствительности глаза к этой длине волны. Как мы видели выше, чувствительность глаза к видимому свету достигает пика на длине волны пятьсот пятьдесят пять нанометров и может быть смоделирована с помощью функции яркости (или световой эффективности ). Это то, что мы имеем в виду, когда говорим о мощности , взвешенной по длине волны.
Другая вещь, которая может потребовать дальнейшего объяснения, — это то, что мы имеем в виду, когда говорим о единичном телесном угле (если вы достаточно хорошо знакомы с трехмерной геометрией, вы, вероятно, уже знакомы с этой концепцией).В двумерной геометрии мы часто говорим о радианах, . Радиан — это угол, образуемый в центре круга дугой на окружности круга, имеющей ту же длину, что и радиус круга. Этот принцип проиллюстрирован ниже.
Дуга длиной r образует угол в 1 радиан (57,3 °).
Теперь представьте сферу радиуса r .Предположим, у нас есть часть сферы, отсеченная плоскостью (она известна как сферический колпачок или сферический купол ) и имеет площадь поверхности r 2 . Если мы проведем линию от каждой точки по периметру этой области к центру сферы, у нас будет сферический сектор . Сферический колпачок с площадью r 2 образует телесный угол (вы можете думать об этом как трехмерный угол) на один стерадиан в центре сферы.Принцип показан ниже.
Сферический колпачок площадью r 2 образует телесный угол в 1 стерадиан.
В контексте мощности, излучаемой источником света, вы можете думать о стерадиане как о конусе света, распространяющемся из точки в центре сферы с радиусом в один метр. Свет будет освещать площадь в один квадратный метр на внутренней поверхности сферы.
Единица силы света — кандела, (кд), базовая единица СИ. До появления канделы для определения силы света использовалось несколько различных единиц, большинство из которых основывались на яркости «стандартного» пламени свечи (обычная свеча излучает свет со средней силой света примерно в одну канделу). Одна из проблем заключалась в том, что спецификации, используемые для «стандартной» свечи, варьировались от страны к стране.Фактически, в некоторых странах вместо свечей использовались масляные лампы, поэтому в целом было мало единообразия.
Дело немного продвинулось вперед в 1909 году, когда США, Франция и Великобритания приняли единицу под названием международная свеча на основе мощности определенного типа лампы накаливания с углеродной нитью, но этот стандарт не был принят в других частях страны. Вскоре стало очевидно, что стандарт, основанный на лампах накаливания, будет лишь временным решением.Требовалась гораздо более строго определенная единица.
В начале 1930-х годов идеальное решение, казалось, представило себя в виде планковского радиатора . Планковский радиатор — это идеальный излучатель черного тела (материал, который поглощает и излучает лучистую энергию). Он подчиняется закону излучения Планка , который назван в честь немецкого физика-теоретика Макса Карла Эрнста Людвига Планка (1858-1947).
Планковский излучатель не только поглощает все падающее излучение, но также излучает излучение на всех длинах волн, при этом спектральное распределение мощности зависит только от длины волны и температуры. Другими словами, если у нас есть идеальный планковский излучатель при известной температуре, мы можем предсказать мощность испускаемого излучения для данной длины волны.
В 1939 году Консультативный комитет по фотометрии внес предложение в Международный комитет мер и весов (CIPM) о новом определении единицы силы света.Пересмотренный блок должен был называться «новая свеча» и был основан на силе света планковского радиатора при температуре замерзающей платины — две тысячи сорок пять кельвинов (2045 к). Процессы были прерваны Второй мировой войной, но к 1946 году определение «новой свечи» было более или менее согласовано и выглядело следующим образом:
«Стоимость новой свечи такова, что яркость полного радиатора при температуре застывания платины составляет 60 новых свечей на квадратный сантиметр.»
Новая единица измерения была принята CIPM на 9-й Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM) в 1948 году. В 1967 году 13-я CGPM решила отказаться от названия «новая свеча» в пользу «кандела» (латинское слово для свечи) и изменили определение канделы, указав, что затвердевающая платина подвергалась давлению 101 325 паскалей или 101 325 ньютонов на квадратный метр (другими словами, стандартное атмосферное давление).Таким образом, пересмотренное определение было следующим:
«Кандела — это сила света в перпендикулярном направлении поверхности 1/600 000 квадратных метров черного тела при температуре замерзания платины под давлением 101 325 ньютонов на квадратный метр».
Однако новое определение будет недолговечным. Оказалось, что создать радиатор Planck с требуемыми характеристиками в лабораторных условиях оказалось гораздо сложнее, чем предполагалось, не в последнюю очередь из-за высоких температур.Кроме того, успехи в радиометрии означали, что стали доступны новые методы измерения электромагнитного излучения, включая измерение интенсивности видимого света.
16-я Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) в 1979 году приняла определение канделы, которое мы видели в начале этой страницы и которое мы воспроизводим здесь:
«сила света в заданном направлении источника, который испускает монохроматическое излучение с частотой 540 x 10 12 герц и имеет силу излучения в этом направлении 1 / 683 ватт на стерадиан»
На первый взгляд произвольный выбор дроби 1 / 683 был сделан для того, чтобы гарантировать, что новое определение канделы даст ей то же значение, что и старое определение.Частота, выбранная для монохроматического источника света, соответствует длине волны пятьсот пятьдесят пять нанометров (555 нм), что, как мы видели, является длиной волны, к которой глаз наиболее чувствителен.
Возможно, наиболее важным аспектом этого переопределения канделы является то, что оно позволяет нам вывести следующую формулу для определения силы света монохроматического света определенной длины волны:
I v = 683 × V (λ) × I e
куда:
I v — сила света в канделах (кд)
I e — сила излучения в ваттах на стерадиан (Вт / ср)
V (λ) — стандартная функция яркости
В большинстве случаев, конечно, источник света, который мы хотим измерить, будет полихроматическим (т.е.е. он будет содержать излучение с более чем одной длиной волны). В этом случае необходимо суммировать или интегрировать по спектру имеющихся длин волн, чтобы получить силу света источника света. Мы можем изменить формулу, чтобы отразить это следующим образом:
| I v = 683 | ∫ | ∞ | V (λ) | d I e (λ) | dλ |
| 0 |
Теперь у нас есть средство, с помощью которого мы можем использовать современные радиометрические методы для измерения силы излучения источника света и получения из нее силы света источника света.Назначение функции яркости V (λ) в этих формулах состоит в том, чтобы присвоить весовой коэффициент интенсивности излучения каждой длины волны, измеренной в соответствии со средней чувствительностью человеческого глаза к этой длине волны.
Еще один момент, который стоит упомянуть и который, возможно, пришел вам в голову, заключается в том, что если мы используем какой-либо датчик для измерения интенсивности излучения источника света, значение полученных показаний будет зависеть от того, как далеко находится датчик от источник света, потому что свет распространяется по мере удаления от источника.Однако это не проблема, потому что мы используем датчик с принимающей областью известного размера для измерения принимаемого света.
Независимо от расстояния между датчиком и источником света (в метрах), на один стерадиан будет квадратом этого расстояния . Допустим, у нас есть датчик с принимающей областью на один квадратный сантиметр , и что это ровно на один метр от источника света. стерадиан в этом случае будет один квадратный метр . Площадь нашего датчика составляет один квадратный сантиметр , что составляет одну десятитысячную квадратного метра (то есть одну десятитысячную стерадиана ). Поэтому мы умножаем измеренную интенсивность излучения на десять тысяч, чтобы получить интенсивность излучения на стерадиан .
Световой поток
Световой поток или Световая мощность — это мера воспринимаемой мощности света, излучаемого во всех направлениях источником света в единицу времени.Световой поток , а не , то же самое, что и лучистый поток , хотя эти два понятия тесно связаны. Лучистый поток является мерой общей мощности электромагнитного излучения, испускаемого источником на всех длинах волн , тогда как световой поток является мерой электромагнитного излучения, излучаемого только на тех длинах волн, которые попадают в видимую часть электромагнитного спектра, взвешены в соответствии со средней чувствительностью человеческого глаза к каждой длине волны.
Единица светового потока в системе СИ — люмен, (лм). Один люмен определяется как световой поток, излучаемый в один единичный телесный угол (т.е. один стерадиан ) изотропным источником света с силой света в одну канделу (изотропный источник света — это тот, который излучает свет во всех направлениях. с такой же интенсивностью). Таким образом, световой поток является произведением силы света и стерадиан (кд · ср).
Рассмотрим изотропный источник света с силой света в одну канделу. Мы знаем, что один стерадиан — это телесный угол, образованный областью на поверхности сферы, равной квадрату радиуса сферы ( r 2 ). Мы также знаем, что общая площадь поверхности сферы равна , в четыре раза умноженным на радиус сферы в квадрате (4π r 2 ). Таким образом, полный телесный угол, образуемый сферой, равен π стерадианам.Таким образом, общий световой поток ( Φ v ), создаваемый нашим источником света, определяется следующим образом:
Φ v = 4π лм ≈ 12,57 лм
Световой поток источника света в люменах является мерой его общей светоотдачи, тогда как сила света является мерой того, насколько ярким кажется свет в определенном направлении. Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим фонарик с общим световым потоком двести люмен (200 лм), который излучает световой конус с телесным углом в одну десятую стерадиана (0.1 ср). Мы бы рассчитали силу света луча нашего фонарика следующим образом:
I v = 200 лм & дел; 0,1 ср = 2000 кд
Теперь рассмотрим изотропный источник света с таким же общим световым потоком (двести люмен). Как мы видели, изотропный источник света покрывает телесный угол 4π стерадиан, поэтому сила света (в любом направлении) нашего изотропного источника света будет рассчитана следующим образом:
I v = 200 лм & дел; 4π ср = 15.915 кд
Свет от фонарика обычно кажется намного ярче, чем свет от лампы накаливания, хотя общий световой поток, создаваемый фонариком, может быть на самом деле намного меньше, чем общий световой поток, создаваемый лампочкой. Это связано с тем, что свет от фонарика концентрируется в узком луче, тогда как лампочка может считаться изотропным источником света , потому что она излучает свет (почти) во всех направлениях.
Луч фонарика кажется во много раз ярче, чем свет лампы накаливания.
Например, лампа накаливания мощностью семьдесят пять ватт (75 Вт) с питанием от сети дает около одиннадцатьсот люмен (1100 лм) и имеет силу света примерно восемьдесят пять кандел (85 кд). Для сравнения (по данным производителей) светодиодный фонарик Mini MAGLITE , работающий от двух батареек AAA, дает сто одиннадцать люменов (111 лм) и имеет максимальную интенсивность луча две тысячи семьсот двенадцать кандел (2712 кд).Если рассматривать это в контексте, фонарик производит одну десятую светового потока лампы накаливания, но он более чем в тридцать раз ярче.
Лучистый поток , создаваемый источником света, представляет собой физическую величину, которую можно объективно измерить с помощью соответствующего оборудования и методов. Световой поток источника света, как мы уже сказали, представляет собой воспринимаемую мощность источника света. Световая эффективность (обозначение: η ) источника света — это отношение светового потока к лучистому потоку или потребляемой мощности, в зависимости от контекста, и выражается в люмен на ватт (лм / Вт).
Световая отдача современной лампочки обычно выражается в ее потребляемой мощности. Если мы хотим найти световой поток лампочки, мы можем использовать следующую формулу для преобразования ватт в люмены:
Φ v = P × η
куда:
Φ v — световой поток в люменах (лм)
P — потребляемая мощность в ваттах (Вт)
η — световая отдача лампы в люменах на ватт (лм / Вт)
В наши дни световой поток и номинальная мощность коммерчески доступной лампочки неизменно указываются на упаковке, а также публикуются в паспорте производителя, поэтому такие вычисления обычно не требуются.Производитель должен провести всестороннее тестирование своей продукции, чтобы удостовериться в данных такого рода, прежде чем выпускать ее на рынок.
Тем не менее, физики иногда сталкиваются с необходимостью измерить лучистый поток источника света и рассчитать соответствующий ему световой поток. Это возвращает нас к световой эффективности — безразмерной величине, которая выражает световую отдачу источника света как долю максимально возможной световой отдачи для этого источника света.
В фотопических условиях длина волны видимого диапазона, обеспечивающая максимально возможный световой поток, составляет пятьсот пятьдесят пять нанометров (555 нм), потому что это длина волны, к которой глаз наиболее чувствителен. На этой длине волны световой поток составит шестьсот восемьдесят три люмена на ватт (683 лм / Вт). По определению, это значение также является максимально возможной эффективностью источника света , и ему присвоена световая отдача единиц (1.0).
В скотопических условиях глаз наиболее чувствителен к свету с длиной волны пятьсот семь нанометров (507 нм). Палочки в сетчатке, отвечающие за ночное зрение, гораздо более многочисленны и гораздо более чувствительны к свету, чем колбочки. Следовательно, световая отдача монохроматического света на этой частоте достигает максимального значения семнадцать сотен люмен на ватт (1700 лм / Вт).
Помните, что световой поток — это воспринимаемая мощность источника света. Это зависит от чувствительности глаза ко всему спектру видимых длин волн, излучаемых источником, и от потока излучения (или мощности излучения ), создаваемого на каждой длине волны. Мы взвешиваем лучистый поток на каждой длине волны, используя функцию яркости V-лямбда . Таким образом, общий световой поток источника света равен взвешенной сумме мощности всех присутствующих видимых длин волн.
Формула светового потока монохроматического источника света выглядит следующим образом:
Φ v = Φ e × V (λ) × 683 лм / Вт
куда:
Φ v — световой поток в люменах (лм)
Φ e — лучистый поток в ваттах (Вт)
V (λ) — функция световой отдачи
Найти световой поток для полихроматического источника света несколько сложнее, потому что нам нужно установить спектральное распределение мощности для источника (т.е.е. мощность излучения каждой присутствующей видимой длины волны). Общий световой поток источника равен сумме световых потоков всех видимых длин волн.
Освещенность
Освещенность определяется как общий световой поток , падающий на поверхность, в люменах на квадратный метр (лм / м 2 ). Это показатель того, насколько хорошо падающий свет освещает поверхность.Единицей освещенности в системе СИ является люкс (обозначение: лк). Освещенность в прошлом называлась «яркостью», но от этого термина отказались, потому что он, как правило, также использовался как синоним яркости, что не одно и то же.
Концепция, тесно связанная с освещением, — это светового воздействия — количество светового потока на квадратный метр, падающего на поверхность в течение заданного периода времени. Световая экспозиция — это произведение освещенности и продолжительности периода времени в секундах.
Освещенность освещает объект или поверхность; яркость — это то, что видит глаз
Уровень освещенности, падающий на поверхность из-за изотропного источника света, зависит от трех факторов. Он прямо пропорционален интенсивности источника света. Это также зависит от расстояния между источником света и освещаемой поверхностью, потому что свет распространяется по мере удаления от источника.Наконец, это зависит от угла, под которым свет падает на поверхность .
В 1760 году швейцарский энциклопедист Иоганн Генрих Ламберт (1728-1777) опубликовал свою книгу Photometria , в которой точно описал ряд фотометрических принципов и определил ряд важных фотометрических величин. Работа Ламберта была вехой в области фотометрии, потому что это был первый текст, описывающий фотометрические величины и отношения между ними в математических терминах.По сути, работа Ламберта внесла ясность в предмет, который ранее был плохо понят.
Ламберт определил два важных закона, касающихся освещенности. Первый из этих законов известен как закон обратных квадратов . Он утверждает, что освещение на поверхности из-за точечного источника света обратно пропорционально квадрату расстояния между источником света и поверхностью. Второй — закон косинуса Ламберта , который гласит, что освещение на поверхности изменяется как косинус угла падения.Используя комбинацию этих законов, мы можем выразить освещенность E v в точке на поверхности следующим образом:
| E v = | I v cos ( θ ) |
| d 2 |
куда:
E v — освещенность в люксах (лк)
I v — сила света источника света в канделах (кд)
θ — угол падения (угол между светом и нормаль к освещенной поверхности)
d — расстояние от источника света до целевой точки в метрах (м)
Выше мы заявили, что освещенность — это полный световой поток, падающий на поверхность, в люменах на квадратный метр.Поскольку одна кандела представляет один люмен на стерадиан, мы также можем выразить освещенность E v в точке на поверхности как:
| E v = | Φ v cos ( θ ) |
| 4π d 2 |
куда:
Φ v — световой поток в люменах (лм)
Обратите внимание, что приведенные выше формулы действительно применимы только в том случае, если источник света можно рассматривать как точечный.Для расширенного источника света требуемые вычисления несколько сложнее и выходят за рамки этого обсуждения.
Освещенность E v зависит от силы света I v источника, расстояния d от источника и угла падения θ
Уровень освещенности E v (в люксах), падающий на данную область, можно рассчитать как частное светового потока Φ v (в люменах), падающего на рассматриваемую область, и размера площадь (в квадратных метрах):
Сложная часть здесь состоит в том, чтобы определить, сколько светового потока на самом деле падает на указанную область.Мы часто сталкиваемся с экзаменационными вопросами, которые требуют расчета освещенности, падающей на поверхность. Вопрос обычно дает силу света источника света и расстояние до поверхности. Например:
«Точечный источник света в семьдесят пять кандел находится в двух с половиной метрах от картины. Какая освещенность на картине в люксах?»
Если не указано иное, обычно требуется рассчитать освещенность для точки на целевой поверхности , ближайшей к источнику света .Если в вопросе специально не указано иное, вы должны принять угол падения равным нулю. Обратите внимание, что способ, которым вы должны сформулировать свой ответ, может варьироваться в зависимости от того, кто ставит экзамен — вы можете, например, увидеть модельное решение вышеуказанной проблемы, написанное примерно так:
Φ v = 4π × 75 кд = 300π лм
| E v = | Φ v | = | 300 π лм | = 12 лк |
| 4π r 2 | 4π (2.5 м) 2 |
Напомним, вот две стандартные формулы, о которых вам следует знать в этом отношении:
| (1) Освещенность = | световой поток × косинус (угол падения) |
| 4π × расстояние 2 |
| = (1) Освещенность | сила света × косинус (угол падения) |
| расстояние 2 |
Эти формулы дают один и тот же результат, который представляет собой освещенность, измеренную в люменах на квадратный метр в точке, которая находится на заданном расстоянии от изотропного (точечного) источника света и под заданным углом падения.
Расчет средней освещенности от изотропного источника света, падающего на плоскую поверхность, возможно только в том случае, если мы знаем общее количество светового потока, падающего на эту поверхность. Поскольку и угол падения, и расстояние от источника света будут непрерывно изменяться по плоской поверхности, это значение вычислить гораздо сложнее.
Давайте посмотрим на другой пример.Предположим, мы хотим рассчитать освещенность, падающую на стол от лампы накаливания мощностью 100 Вт, производящей 1700 люмен, подвешенной на два метра над точным центром стола. Чтобы не усложнять ситуацию, мы будем рассматривать лампочку как изотропный точечный источник света. Освещенность E v , падающая на точку в центре нашего стола, определяется по формуле:
| E v = | Φ v cos ( θ ) |
| 4π d 2 |
На данный момент мы можем игнорировать косинусный член, поскольку источник света находится прямо над центром стола, а это означает, что угол падения равен нулю градусов.Итак, для нашей лампы накаливания освещенность, падающая на точку в центре стола, равна:
| E v = | 1700 | = 33,820 лк |
| 4π × 4 |
Только самый центр стола находится ровно в двух метрах от источника света. Все остальные точки на поверхности стола расположены дальше, и свет от источника падает на эти точки под разными углами.Например, используя базовую геометрию и тригонометрию, мы можем определить, что каждый угол стола находится на расстоянии 2,29 метра от источника света, и что свет, падающий на каждый угол, будет составлять угол с нормалью в 35,13 градуса. Подставляя эти значения в нашу формулу освещенности, мы получаем:
| E v = | 1700 × cos (35,13 °) | = 21,098 лк |
| 4π × (2,29) 2 |
Чтобы понять, почему угол падения имеет такое значение, нам нужно рассмотреть, что происходит, когда параллельный луч света от протяженного источника падает на плоскую поверхность.Например, можно считать, что свет от Солнца освещает плоскую поверхность равномерно, потому что Солнце настолько далеко, что световые лучи Солнца, падающие на поверхность, можно считать параллельными.
Представьте себе параллельный луч света прямоугольного поперечного сечения, движущийся через пространство в заданном направлении. Мы можем измерить световой поток на единицу площади (известный как плотность светового потока ) этого луча света в любой точке по его длине и получить тот же результат, потому что луч параллелен — он не сходится и не расходится.Что произойдет, если луч упадет на плоскую поверхность под углом? Схема ниже иллюстрирует эту концепцию.
Параллельный луч света, падающий на плоскую поверхность
Площадь А — это область, освещенная лучом. Размер области A и, следовательно, количество светового потока на единицу площади, падающей на площадь A , будет зависеть от угла падения θ .Если размер угла увеличивается, увеличивается и размер освещенной области.
Освещенность E , падающая на воображаемую поверхность, состоящую из площади поперечного сечения луча в любой точке по его длине, эквивалентна плотности светового потока параллельного луча света, которая равна световому потоку Φ (в люменах), деленное на площадь поперечного сечения луча A cos ( θ ) (в квадратных метрах):
Поскольку такое же количество светового потока падает на поверхность A , освещенность E θ на A определяется по формуле:
И поэтому:
E θ = E cos ( θ )
Яркость
Яркость определяется как световой мощности на единицу телесного угла на единицу площади проекции источника.Другими словами, это сила света на единицу площади, проходящая сквозь, испускаемая или отраженная объектом или поверхностью в заданном направлении. Единица измерения яркости в системе СИ — кандел на квадратный метр (кд / м 2 ), иногда называемая нит .
Концепция, тесно связанная с концепцией яркости, — это выходная светимость (также известная как световая эмиссия), которая представляет собой общий световой поток на единицу площади, излучаемый с поверхности в люменах на квадратный метр, и который, как и освещенность, имеет значение в люксах как свой блок.
Яркость часто используется для характеристики света, излучаемого или отраженного плоской диффузной поверхностью . Рассеянная поверхность — это поверхность, которая отражает падающий на нее свет в многих направлениях (в отличие от зеркала, которое отражает свет только в одном направлении). Поверхность, которая идеально рассеивается и равномерно отражает падающий на нее свет во всех направлениях, иногда называется ламбертовской поверхностью , в честь Иоганна Ламберта (см. Выше), который впервые описал такую поверхность в своей книге Photometria .
Яркость также часто используется для характеристики яркости экранов дисплея. Например, типичный компьютерный экран имеет яркость от пятидесяти до трехсот кандел на квадратный метр. Ноутбуки и персональные компьютеры, планшеты, электронные книги и мобильные телефоны, как правило, имеют экраны с рассеянной поверхностью, потому что это помогает рассеивать окружающий свет, а не отражать его обратно к пользователю. Такие экраны часто называют «антибликовыми».
Яркость, излучаемая поверхностью, будет определять, насколько яркой будет поверхность для наблюдателя. Фактически, когда мы смотрим на объект, на самом деле мы видим его яркость. Воздействие слишком высокой яркости, даже в течение короткого времени, может необратимо повредить ваше зрение из-за местного нагрева сетчатки, поэтому (например) вы никогда не должны смотреть прямо на Солнце без каких-либо защитных очков. Солнце в полдень имеет яркость около целых шесть десятых миллиарда кандел на квадратный метр (1.6 × 10 9 кд / м 2 )!
Степень, в которой поверхность отражает электромагнитное излучение (включая, конечно, видимый свет), называется коэффициентом отражения , определяемым как отношение отраженного лучистого потока к падающему лучистому потоку . Степень, в которой поверхность отражает видимый свет, иногда называют ее значением коэффициента отражения света (LRV). Для целей этого обсуждения мы будем называть его просто отражательной способностью (R v ).Темная поверхность, которая полностью поглощает падающий на нее свет, имеет коэффициент отражения ноль . Белая поверхность, которая отражает весь свет, имеет коэффициент отражения -1.
Вы можете инстинктивно почувствовать, как работает яркость, используя чистый лист белой матовой бумаги. Бумага, как правило, ведет себя как идеальная диффузно отражающая поверхность (за исключением случая, когда смотреть под углом градусов под углом °) и равномерно рассеивать падающий свет во всех направлениях.Поместите бумагу в такое место, где она будет равномерно освещена, а затем перемещайтесь по комнате, чтобы рассмотреть бумагу под разными углами и с разных расстояний. Вы должны обнаружить, что количество света, отражаемого бумагой, не меняется.
Учитывая то, что мы знаем о том, как расстояние и угол падения влияют на степень, в которой источник света освещает поверхность, вы можете задаться вопросом, как возможно, чтобы видимая яркость освещенной поверхности (т.е. его яркость) не меняется существенно, независимо от угла обзора или расстояния между поверхностью и наблюдателем. Давайте сначала разберемся с вопросом о расстоянии.
Предположим, мы представляем каждую точку на поверхности бумаги как точечный источник света. Согласно закону обратных квадратов, плотность светового потока света, исходящего от этого источника, будет обратно пропорциональна квадрату расстояния между источником и наблюдателем.Однако размер изображения, проецируемого на сетчатку глаза, также будет обратно пропорционален квадрату расстояния между источником и наблюдателем. Это эффективно нейтрализует эффект закона обратных квадратов, поскольку он относится к плотности светового потока, так что мы воспринимаем яркость поверхности как постоянную независимо от расстояния.
Аналогичная ситуация существует и с углом обзора. Как и освещенность, яркость подчиняется закону косинуса Ламберта.Этот закон применительно к яркости гласит, что сила света в заданном направлении, излучаемая или отраженная идеально рассеивающей плоской поверхностью, изменяется как косинус угла между этим направлением и нормалью к поверхности . Однако освещенная поверхность выглядит одинаково яркой под любым углом, поскольку видимый размер поверхности, видимый наблюдателем, также будет увеличиваться или уменьшаться на соответствующую величину при изменении угла обзора.
Для идеально рассеянной поверхности с коэффициентом отражения и яркость поверхности может быть выражена через падающую на эту поверхность освещенность следующим образом:
куда:
L v — яркость в канделах на квадратный метр (кд / м 2 )
E v — освещенность в люксах (лк)
Яркость L v точечного источника света в заданном направлении определяется по следующей формуле:
| L v = | d 2 Φ v | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| d Σ dΩcos Σ θ | 00 куда:
| ∫ | L v d Ω Σ cos θ Σ = M v = E 3 | 1|
Где интеграл охватывает выбросы для всех направлений излучения Ом Σ и:
M v — выходная светимость поверхности
E v — освещенность , полученная поверхностью
R — коэффициент отражения поверхности
Для идеально рассеянного (т.е. Ламбертиан) отражающая поверхность, яркость изотропна, и соотношение между яркостью и освещенностью становится намного проще:
L v = E v R / π
Фотометрические измерения
Устройства для измерения света делятся на две очень широкие категории — те, которые измеряют свет радиометрически , которые обеспечивают объективное измерение света на основе света всех длин волн и обычно дают результаты в единицах Вт, (мощность) или Дж, (энергия). ), и те, которые измеряют свет фотометрически , которые обеспечивают субъективную оценку света на основе средней чувствительности человеческого глаза к длинам волн в видимом спектре.
Здесь нас интересует последний тип светомера, который выдает результаты в фотометрических единицах. Поэтому мы должны быть осторожны при обсуждении фотометрии и при исследовании приложений фотометров, чтобы различать инструменты, предназначенные исключительно для измерения фотометрических величин, и те, которые предназначены для измерения гораздо более широкого диапазона (радиометрических) величин.
Чисто фотометрические инструменты обычно используются для измерения таких величин, как световой поток (аналог радиометрической мощности), сила света (световой поток на единицу телесного угла, т.е.е. в заданном направлении), и освещенность , (световой поток, падающий на заданную площадь поверхности). Соответствующие единицы для этих величин: люмен, (лм), кандела, (кд) и люкс, (лк).
До того, как были разработаны современные фотометрические инструменты, фотометрические измерения в основном выполнялись путем сравнения исследуемого источника света неизвестной интенсивности с одним или несколькими источниками света, интенсивность которых была уже известна.Этот процесс в значительной степени зависел от человеческой наблюдательности и способности человеческого глаза различать источники света разной интенсивности.
Возможно, самый ранний образец «фотометра», который, как полагают, был изобретен в начале девятнадцатого века, представляет собой лист бумаги с жирным пятном в центре, установленный на подвижной раме, образующей грубый экран. Смазка делает бумагу полупрозрачной, (почти прозрачной).
Экран помещается между двумя источниками света: A и B . Предположим, что известна интенсивность источника света A и что мы хотим найти интенсивность источника света B . Источник света Горит (свеча или электрическая лампочка). Когда вы смотрите на экран с той же стороны, что и источник света A , жирное пятно кажется на темнее , чем окружающая бумага, потому что в этой точке через бумагу проходит больше света, а не отражается обратно в вашем направлении.
Простой фотометр жирных пятен
Если вы посмотрите на экран с в другом направлении , жирное пятно будет на ярче, чем на , чем окружающая его область, потому что в этот момент через экран на вас проходит больше света.
Источник света B теперь должен гореть, и вы должны вернуться в исходное положение.Теперь, глядя на экран, вы должны обнаружить, что пятно менее темное, чем было в первый раз, потому что теперь через него проходит свет в противоположном направлении от источника света B (фактически, в зависимости от интенсивность источника света B , он может даже казаться на ярче , чем окружающая бумага).
Идея состоит в том, чтобы перемещать экран вперед и назад между источниками света до тех пор, пока пятно жира не перестанет быть видимым с обеих сторон (или, по крайней мере, до тех пор, пока оно не будет выглядеть одинаково с обеих сторон).Вы должны обнаружить, что есть только одна точка между двумя источниками света, где это происходит, потому что каждая сторона экрана будет освещена в одинаковой степени.
Мы уже знаем, что освещенность, падающая на точку из-за источника света, обратно пропорциональна расстоянию между источником света и освещаемой точкой. Исходя из этого, мы можем сделать вывод, что отношение интенсивностей света двух наших источников света будет равно отношению квадратов расстояний между каждым источником света и экраном, когда экран находится в точке, где обе стороны экран получит такую же подсветку.
Мы можем выразить это отношение алгебраически. Назовем расстояние между источником света A и экраном d 1 , а расстояние между источником света B и экраном d 2 . Тогда у нас есть:
| I vA | = | d 1 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I vB | d 2 912 2 9001
куда: I vA — сила света источника света A а также I vB — сила света источника света B Переставляя уравнение, получаем:
Для последовательного измерения фотометрических величин с высокой степенью точности нам, очевидно, потребуется гораздо более сложное фотометрическое измерительное устройство. Большинство современных фотометров обнаруживают свет, исходящий от источника света, с помощью электронных компонентов, таких как фоторезисторы , фотодиоды или фотоумножители . Технические характеристики конкретного фотометра будут зависеть от области применения, для которой он предназначен.Одним из приложений, с которым вы, вероятно, знакомы, является фотография, в которой уровни света, присутствующие в сцене, будут определять, как долго датчик камеры (или пленка, в случае устаревшей нецифровой камеры) должен подвергаться воздействию света. проходя через диафрагму камеры. Когда-то фотографы использовали экспонометр (иногда называемый экспонометром ), который был полностью отдельным устройством от самой камеры, для измерения уровня внешней освещенности перед съемкой.Сегодня большинство камер имеют встроенный экспонометр, который по умолчанию автоматически регулирует выдержку, хотя профессиональные фотографы или серьезные фотографы-любители часто все еще используют отдельное устройство для проверки уровня освещенности. Одним из важных применений фотометрии является оценка условий освещения на рабочем месте. Уровни освещения должны быть достаточными, чтобы сотрудники могли комфортно и эффективно выполнять свою работу, а это означает, что должен быть соответствующий уровень света, падающего на поверхности, на которых работают операторы.Избыточный контраст, блики и мерцающие источники света в поле зрения также могут вызывать проблемы. Измерение уровней освещения на рабочем месте в основном связано с обеспечением адекватного и, насколько это возможно, равномерного освещения рабочей зоны для удовлетворения требований определенного типа рабочей деятельности. Таким образом, интересующий показатель — это освещенность, (то есть количество света, падающего на единицу площади рабочей поверхности).Для проведения необходимых измерений используется прибор люксметр . Общий световой поток , создаваемый источником света (например, лампой или лампочкой), часто измеряется с помощью устройства, называемого фотометром с интегрирующей сферой . Как следует из названия, эти устройства имеют форму полой сферы, смонтированной в жесткой раме и обычно изготовленной из стекловолокна или алюминия. Сфера может варьироваться по размеру от нескольких сантиметров до нескольких метров в диаметре, а внутренняя часть сферы равномерно покрыта белым, хорошо отражающим и сильно рассеянным материалом. Источник света, который должен быть измерен, может быть помещен внутри сферы или установлен заподлицо с отверстием на поверхности сферы, называемым входным портом , так, чтобы весь свет от источника света попадал в сферу. Свет от источника света отражается внутри отражающим покрытием сферы. Из-за диффузного характера покрытия свет, отраженный в каждой точке внутренней поверхности сферы, отражается одинаково во всех направлениях. Отраженный свет от источника света измеряется детектором, установленным внутри другого отверстия на поверхности сферы, называемого выходным портом . Перегородка , покрытая тем же материалом, что и внутренняя часть сферы, предотвращает попадание света от источника света прямо на детектор. Только непрямой свет, который был многократно отражен, т.е. «интегрирован», достигнет детектора. Выходную мощность тестируемого источника света обычно сравнивают с выходной мощностью одного или нескольких стандартных источников света с известными выходными значениями, по которым интегрирующая сфера откалибрована по световому потоку. Схема интегрирующей сферы Gooch & Housego OL IS-1800 Существует ряд других видов приборов для измерения света. Например, гониофотометр часто используется для измерения светового потока от устройств твердотельного освещения (SSL), в которых используются светодиоды различных типов, поскольку эти источники света имеют тенденцию быть направленными.Гониофотометр в основном используется для измерения света, излучаемого источником света под разными углами. Гониофотометры получили более широкое распространение в последние годы из-за строгих правил, касающихся пространственного распределения света в автомобилях. Гониофотометр также можно использовать для определения общего светового потока источника света путем проведения измерений в широком диапазоне углов. Этот процесс занимает относительно много времени по сравнению с использованием интегрирующей сферы, но дает значительно более точные результаты. ОСНОВНЫЕ ОСВЕЩЕНИЯОСНОВНЫЕ ОСВЕЩЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕ РУКОВОДСТВО ПО ОБНОВЛЕНИЮ ОСВЕЩЕНИЯУправление по воздуху и радиации Агентства по охране окружающей среды США 6202J EPA 430-B-95-003, январь 1995 г. Программа зеленого света Агентства по охране окружающей среды СШАСОДЕРЖАНИЕ Базовое понимание основ освещения необходимо разработчикам и лицам, принимающим решения. кто оценивает обновления освещения.В этом документе представлен краткий обзор конструкции. параметры, технологии и терминология, используемые в светотехнике. Для более подробной информации информацию о конкретных энергосберегающих технологиях освещения см. в разделе «Обновление освещения». Документ о технологиях. ОСВЕЩЕНИЕКоличество освещенностиСветовой поток Наиболее распространенной мерой светоотдачи (или светового потока) является люмен.Источники света обозначен мощностью в люменах. Например, люминесцентная лампа T12 мощностью 40 Вт может иметь рейтинг 3050 люмен. Точно так же мощность светильника может быть выражена в люменах. Как лампы и светильники стареют и загрязняются, их световой поток уменьшается (т. е. происходит обесценивание просвета). Большинство характеристик лампы основано на первоначальной яркости (т.е. когда лампа новая). Уровень света Интенсивность света, измеренная на плоскости в определенном месте, называется освещенностью .Освещенность измеряется в фут-канделах, люменах на квадратный фут рабочей плоскости. Вы можете измерить освещенность с помощью люксметра, расположенного на рабочей поверхности, где выполняются задания. С использованием простая арифметика и фотометрические данные производителя, вы можете предсказать освещенность для определенного Космос. (Люкс — это метрическая единица измерения освещенности, измеряемая в люменах на квадратный метр. Чтобы преобразовать фут-кандел в люкс, фут-кандел умножьте на 10,76.) Яркость Другое измерение света — яркость , иногда называемая яркостью.Это измеряет свет «покидает» поверхность в определенном направлении и учитывает освещенность на поверхности и отражательная способность поверхности. Человеческий глаз не видит света; он видит яркость. Следовательно, количество света доставляется в пространство, а отражательная способность поверхностей в пространстве влияет на вашу способность видеть. Обратитесь к ГЛОССАРИЮ в конце этого документа для получения более подробных определений. Количественные единицы
Определение целевого уровня освещенностиОбщество инженеров освещения Северной Америки разработало процедуру для определение соответствующего среднего уровня освещенности для конкретного помещения. Эта процедура (используется разработчики и инженеры (рекомендует целевой уровень освещенности, учитывая следующие:
Затем можно выбрать подходящий тип и количество ламп и осветительных приборов на основе следующие:
При проектировании новой или модернизированной системы освещения необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать чрезмерного освещения. Космос.В прошлом помещения были рассчитаны на 200 фут-свечей в местах, где 50 футсвечи могут быть не только адекватными, но и превосходными. Отчасти это было из-за заблуждения что чем больше света в помещении, тем выше качество. Мало того, что игнорирование ненужной энергии, но это также может снизить качество освещения. См. Приложение 2 для получения информации об уровнях освещенности, рекомендованных Общество инженеров освещения Северной Америки. В указанном диапазоне освещенности три Факторы диктуют надлежащий уровень: возраст пассажира (ов), требования к скорости и точности, а также фоновый контраст. Например, для освещения помещения, в котором используются компьютеры, потолочные светильники должны обеспечивать до 30 fc окружающего освещения. Рабочие фонари должны обеспечивать дополнительные свечки, необходимые для достичь общей освещенности до 50 фк при чтении и письме. Для освещения Рекомендации для конкретных визуальных задач см. в Справочнике по освещению IES, 1993 г., или в Рекомендуемая практика IES № 24 (для освещения VDT). Показатели качества
Качество освещенияУлучшение качества освещения может принести большие дивиденды американским предприятиям. Прибыль в рабочем производительность может быть достигнута за счет обеспечения скорректированного уровня освещенности с уменьшением бликов.Хотя стоимость энергии для освещения значительна, она мала по сравнению с затратами на рабочую силу. Следовательно, эти повышение производительности может быть даже более ценным, чем экономия энергии, связанная с новыми светотехника. В торговых помещениях привлекательный и удобный дизайн освещения может привлечь клиентура и увеличение продаж.В этом разделе рассматриваются три проблемы качества.
Блики Возможно, наиболее важным фактором, влияющим на качество освещения, являются блики.Блики это сенсация вызвано слишком ярким светом в поле зрения. Дискомфорт, раздражение или уменьшение может произойти продуктивность. Яркий объект сам по себе не обязательно вызывает блики, но яркий объект на фоне темного фон, однако, обычно вызывает блики. Контраст — соотношение между яркость объекта и его фона. Хотя визуальная задача в целом становится проще при повышенном контрасте слишком большой контраст вызывает блики и усложняет визуальную задачу сложно. Вы можете уменьшить яркость или блики, не превышая рекомендуемых уровней освещенности и используя осветительное оборудование, предназначенное для уменьшения бликов. Жалюзи или линзы обычно используются для блокировки прямого просмотр источника света. Непрямое освещение или верхнее освещение может создать среду с низким уровнем бликов за счет равномерное освещение потолка. Кроме того, правильное размещение светильника может уменьшить отраженные блики на рабочие поверхности или экраны компьютеров. Стандартные данные теперь предоставляются вместе со спецификациями светильников включают таблицы с оценками вероятности визуального комфорта (VCP ) для комнат различной геометрии.Индекс VCP показывает процент людей в данном пространстве, которые считают, что блики от приспособления приемлемы. Рекомендуется минимум 70 VCP для коммерческие интерьеры, в то время как светильники с VCP более 80 рекомендуются в компьютерных области. Равномерность освещенности по задачамРавномерность освещенности — это проблема качества, которая касается того, насколько равномерно свет распространяется по область задач. Хотя средняя освещенность комнаты может быть подходящей, два фактора могут компромисс единообразия.
Неравномерная освещенность вызывает несколько проблем:
Способность правильно видеть цвета — еще один аспект качества освещения.Источники света различаются по своему способность точно отражать истинный цвет людей и предметов. Индекс цветопередачи Шкала (CRI) используется для сравнения влияния источника света на внешний вид его цвета. окружение. Шкала от 0 до 100 определяет CRI. Более высокий индекс цветопередачи означает лучшую цветопередачу или меньший цвет сдвиг. CRI в диапазоне 75–100 считаются отличными, а 65–75 — хорошими. Диапазон 55-65 — удовлетворительно, а 0-55 — плохо.При источниках с более высоким индексом цветопередачи цвета поверхности кажутся ярче, улучшение эстетики пространства. Иногда источники с более высоким индексом цветопередачи создают иллюзию более высокие уровни освещенности. Значения CRI для выбранных источников света сведены в таблицу с другими данными о лампах в Приложении 3. Вернуться к содержанию ИСТОЧНИКИ СВЕТАКоммерческие, промышленные и торговые объекты используют несколько различных источников света.Каждый тип лампы имеет особые преимущества; выбор подходящего источника зависит от требований к установке, стоимость жизненного цикла, качество цвета, возможность регулирования яркости и желаемый эффект. Три типа ламп обычно используются:
Характеристики источников светаЭлектрические источники света имеют три характеристики: эффективность, цветовую температуру и цвет. индекс рендеринга (CRI). Таблица 4 суммирует эти характеристики. КПДНекоторые типы ламп более эффективны в преобразовании энергии в видимый свет, чем другие. В Эффективность лампы относится к количеству люменов, выходящих из лампы, по сравнению с количеством ватт, необходимый для лампы (и балласта).Выражается в люменах на ватт. Источники с более высоким Эффективность требует меньше электроэнергии для освещения помещения. Цветовая температура Еще одна характеристика источника света — цветовая температура. Это измерение «тепло» или «прохлада» лампы. Люди обычно предпочитают более теплый источник в более низких области освещения, такие как обеденные зоны и гостиные, а также более прохладный источник в более высоких освещенные зоны, такие как продуктовые магазины.Цветовая температура относится к цвету излучателя черного тела при заданной абсолютной температуре, выражается в Кельвинах. Радиатор абсолютно черного тела меняет цвет при повышении температуры (сначала до красный, затем оранжевый, желтый и, наконец, голубовато-белый при самой высокой температуре. «теплый» цвет источник света на самом деле имеет более низкую цветовую температуру . Например, холодно-белый люминесцентный лампа имеет голубоватый цвет с цветовой температурой около 4100 К.Более теплый флуоресцентный лампа выглядит более желтоватой с цветовой температурой около 3000 К. См. Приложение 5 для цветовые температуры различных источников света. Индекс цветопередачиCRI — это относительная шкала (от 0 до 100). указывает, насколько воспринимаемые цвета соответствуют фактическим цвета. Он измеряет степень восприятия цветов объектов, освещенных заданным светом. источник, соответствовать цветам тех же объектов, когда они освещены эталонным стандартом источник света.Чем выше индекс цветопередачи, тем меньше цветовой сдвиг или искажение.Число CRI не указывает, какие цвета и на сколько сместятся; это скорее индикация среднего сдвига восьми стандартных цветов. Два разных источника света могут иметь одинаковые значения CRI, но цвета в этих двух источниках могут сильно отличаться. Лампы накаливанияСтандартная лампа накаливанияЛампы накаливания — одна из старейших доступных технологий электрического освещения.С эффективностью от 6 до 24 люмен на ватт, лампы накаливания являются наименее энергоэффективными электрическими источник света и имеют относительно небольшой срок службы (750-2500 часов). Свет образуется при пропускании тока через вольфрамовую нить, в результате чего она нагревается и нагревается. светиться. При использовании вольфрам медленно испаряется, что в конечном итоге приводит к разрыву нити. Эти лампы доступны во многих формах и отделках. Два самых распространенных типа фигур это обычные лампы типа A и рефлекторные лампы. Вольфрамово-галогенные лампыГалогенная лампа накаливания — еще один тип лампы накаливания. В галогенной лампе небольшой кварцевая капсула содержит нить накала и газообразный галоген. Небольшой размер капсулы позволяет нить накала для работы при более высокой температуре, что дает свет с большей эффективностью, чем стандартные лампы накаливания. Газообразный галоген соединяется с испарившимся вольфрамом, переосаждая его. на нити. Этот процесс продлевает срок службы нити накала и предохраняет стенку лампы от почернение и уменьшение светоотдачи.Поскольку нить накала относительно небольшая, этот источник часто используется там, где направлен сильно сфокусированный луч. желанный. Компактные галогенные лампы популярны в розничной торговле для демонстрации и акцента. осветительные приборы. Кроме того, вольфрамово-галогенные лампы обычно производят более белый свет, чем другие лампы. лампы накаливания более эффективны, служат дольше и имеют улучшенный износ светового потока. Лампа накаливания Доступны более эффективные галогенные лампы.В этих источниках используется инфракрасное покрытие кварцевого стекла. лампа или усовершенствованная конструкция отражателя для перенаправления инфракрасного света обратно на нить накала. Нить затем светится сильнее, и эффективность источника увеличивается. Люминесцентные лампы Люминесцентные лампы — наиболее часто используемые коммерческие источники света в Северной Америке. В Фактически, люминесцентные лампы освещают 71% коммерческих помещений в Соединенных Штатах. Их популярность можно объяснить их относительно высокой эффективностью, рассеянным светораспределением характеристики и долгий срок службы.
Люминесцентные лампы излучают свет следующим образом:
Для разрядных ламп (например, люминесцентных) требуется балласт для обеспечения правильного пускового напряжения и отрегулируйте рабочий ток после запуска лампы. Полноразмерные люминесцентные лампыПолноразмерные люминесцентные лампы доступны в нескольких формах, включая прямые, U-образные и круговые конфигурации. Диаметр лампы составляет от 1 дюйма до 2,5 дюйма. Самый распространенный тип лампы — четырехфутовая (F40) прямая люминесцентная лампа диаметром 1,5 дюйма (T12). Более эффективная люминесцентная лампа. Теперь доступны лампы меньшего диаметра, включая T10 (1,25 дюйма) и T8 (1 дюйм).Люминесцентные лампы доступны в диапазоне цветовых температур от теплого (2700 (K) цвета от «ламп накаливания» до очень холодных (6500 (K) «дневных» цветов).«Холодный белый» (4100 (K) — наиболее распространенный цвет люминесцентных ламп. Нейтральный белый цвет (3500 (K) становится популярным для офиса. и розничное использование. Улучшения люминесцентного покрытия люминесцентных ламп улучшили цветопередачу и сделали некоторые люминесцентные лампы приемлемыми для многих приложений, в которых ранее преобладали лампы накаливания. Рекомендации по производительностиПроизводительность любой осветительной системы зависит от того, насколько хорошо ее компоненты работают вместе.В системах с люминесцентными лампами и балластом светоотдача, потребляемая мощность и эффективность зависят от изменения температуры окружающей среды. Когда температура окружающей среды вокруг лампы ниже значительно выше или ниже 25 ° C (77F) производительность системы может измениться. Приложение 6 показывает эту взаимосвязь для двух распространенных систем балласта лампы: лампы F40T12 с магнитным балласт и лампа F32T8 с электронным балластом.Как видите, оптимальная рабочая температура для системы ПРА F32T8 выше. чем для системы F40T12.Таким образом, когда температура окружающей среды выше 25 ° C (77 ° F), производительность системы F32T8 может быть выше, чем производительность в соответствии с ANSI условия. Лампы с меньшим диаметром (например, двухтрубные лампы Т-5) достигают максимума при еще большем температура окружающей среды. Компактные люминесцентные лампыДостижения в области люминофорных покрытий и уменьшение диаметра трубок облегчили разработка компактных люминесцентных ламп.Производимые с начала 1980-х годов, они являются долговечной и энергоэффективной заменой лампа накаливания. Доступны различные мощности, цветовые температуры и размеры. Мощность компактного люминесцентные лампы мощностью от 5 до 40 (замена ламп накаливания мощностью от 25 до 150 Вт ( и обеспечить экономию энергии от 60 до 75 процентов. При производстве света, похожего по цвету на лампы накаливания, продолжительность жизни компактных люминесцентных ламп примерно в 10 раз больше, чем у ламп накаливания. стандартная лампа накаливания. Однако учтите, что использование компактных люминесцентных ламп весьма затруднительно. ограничено в приложениях затемнения. Компактная люминесцентная лампа с цоколем Эдисона позволяет легко модернизировать лампа накаливания. Ввинчиваемые компактные люминесцентные лампы доступны двух типов:
Газоразрядные лампы высокой интенсивности» Лампы с разрядом высокой интенсивности (HID) похожи на люминесцентные в том, что генерируется дуга. между двумя электродами. Дуга в источнике HID короче, но излучает гораздо больше света, тепло и давление внутри дуговой трубки.Изначально разработанные для наружного и промышленного применения, HID-лампы также используются в офисах, розничная торговля и другие внутренние помещения. Улучшены их характеристики цветопередачи. и более низкие мощности недавно стали доступны (всего 18 Вт. Источники HID имеют несколько преимуществ:
Однако следует также учитывать следующие эксплуатационные ограничения.Во-первых, лампы HID требуют пора разогреться. Он варьируется от лампы к лампе, но среднее время прогрева составляет от 2 до 6 минут. Во-вторых, лампы HID имеют время «повторного зажигания», что означает кратковременное прерывание тока или падение напряжения слишком низкое для поддержания дуги погаснет лампу. В этот момент газы внутри лампа слишком горячая для ионизации, и нужно время, чтобы газы остыли и давление упало прежде, чем дуга снова загорится. Этот процесс перезапуска занимает от 5 до 15 минут, в зависимости от того, какой источник HID используется.Таким образом, лампы HID хорошо применяются. места, где лампы не включаются и не выключаются периодически. Следующие источники HID перечислены в порядке возрастания эффективности:
Пар ртутиПрозрачные лампы на парах ртути, излучающие сине-зеленый свет, состоят из дуги на парах ртути. трубка с вольфрамовыми электродами на обоих концах.Эти лампы имеют самую низкую эффективность среди HID. семья, быстрое обесценивание просвета и низкий индекс цветопередачи. Из-за этих характеристики, другие источники HID заменили ртутные лампы во многих приложениях. Тем не менее, ртутные лампы по-прежнему остаются популярными источниками освещения ландшафта из-за их срок службы лампы 24 000 часов и яркое изображение зеленых ландшафтов. Дуга содержится во внутренней колбе, называемой дуговой трубкой. Дуговая трубка заполнена высокой чистотой. ртуть и газ аргон.Дуговая трубка заключена во внешнюю колбу, которая заполнена азот. Ртутные лампы с улучшенным цветом используют люминофорное покрытие на внутренней стенке колбы для улучшения индекс цветопередачи, что приводит к небольшому снижению эффективности. МеталлогалогенидЭти лампы похожи на ртутные лампы, но в дуговой трубке используются добавки галогенидов металлов. вместе с ртутью и аргоном. Эти добавки позволяют лампе производить больше видимого света. на ватт с улучшенной цветопередачей.Диапазон мощности от 32 до 2000, что позволяет использовать их в самых разных помещениях и на улице. В эффективность металлогалогенных ламп колеблется от 50 до 115 люмен на ватт (обычно примерно в два раза больше). пара ртути. Одним словом, металлогалогенные лампы обладают рядом преимуществ.
Однако у них также есть некоторые эксплуатационные ограничения:
Благодаря хорошей цветопередаче и большому световому потоку эти лампы подходят для занятий спортом. арены и стадионы. Внутреннее использование включает большие аудитории и конференц-залы. Эти лампы иногда используются для общего наружного освещения, например, парковок, но при высоком давлении натриевая система обычно является лучшим выбором. Натрий высокого давленияНатриевая лампа высокого давления (HPS) широко используется для наружного и промышленного применения. Его более высокая эффективность делает его лучшим выбором, чем галогенид металла для этих применений, особенно когда хорошая цветопередача не является приоритетом. Лампы HPS отличаются от ртутных и металлогалогенных. лампы тем, что они не содержат пусковых электродов; в цепь балласта включен высоковольтный электронный стартер. Дуговая трубка изготовлена из керамического материала, выдерживающего высокие температуры. до 2372F.Он заполнен ксеноном для зажигания дуги, а также натриево-ртутным газом. смесь.Эффективность лампы очень высока (до 140 люмен на ватт. Например, 400-ваттный Натриевая лампа высокого давления дает начальную светосилу 50 000 люмен. Металлогалогенная лампа такой же мощности производит 40 000 начальных люменов, а ртутная лампа мощностью 400 Вт дает только 21 000 люменов. изначально. Натрий, основной используемый элемент, дает «золотой» цвет, характерный для ламп HPS.Хотя лампы HPS обычно не рекомендуются для применений, где требуется цветопередача. критично, улучшаются свойства цветопередачи HPS. Некоторые лампы HPS уже доступны в цветах «люкс» и «белый», обеспечивающих более высокую цветовую температуру и улучшенный цвет исполнение. «Белые» лампы HPS малой мощности по эффективности ниже, чем у металлогалогенных. лампы (люмен на ватт маломощного металлогалогенида составляет 75-85, а белого HPS — 50-60 LPW). Натрий низкого давленияХотя натриевые лампы низкого давления (LPS) похожи на люминесцентные системы (потому что они системы низкого давления), они обычно входят в семейство HID.Лампы LPS — самые эффективные источники света, но они производят свет худшего качества из всех типов ламп. Быть монохроматический источник света, все цвета кажутся черными, белыми или оттенками серого под LPS источник. Лампы LPS доступны в диапазоне мощности от 18 до 180.Лампы LPS обычно используются только на открытом воздухе, например, в безопасности или на улице. освещение и внутри помещений с низким энергопотреблением, где качество цвета не имеет значения (например,грамм. лестничные клетки). Однако из-за плохой цветопередачи многие муниципалитеты не разрешают их для освещения проезжей части. Поскольку лампы LPS являются «удлиненными» (например, люминесцентными), они менее эффективны для направления и управление световым лучом по сравнению с «точечными источниками», такими как натрий и металл высокого давления галогенид. Следовательно, меньшая высота установки обеспечит лучшие результаты с лампами LPS. К сравните установку LPS с другими альтернативами, рассчитайте эффективность установки как среднее количество обслуживаемых фут-кандел, деленное на потребляемую мощность в ваттах на квадратный фут освещенной площади.Входная мощность системы LPS увеличивается с течением времени, чтобы поддерживать постоянный световой поток в течение срок службы лампы. Натриевая лампа низкого давления может взорваться при контакте натрия с водой. Утилизировать этих ламп в соответствии с инструкциями производителя. Вернуться к содержанию БАЛЛАСТЫВсе газоразрядные лампы (люминесцентные и HID) требуют вспомогательного оборудования, называемого балласт.ПРА выполняют три основные функции:
Поскольку балласты являются неотъемлемым компонентом системы освещения, они оказывают прямое влияние на световой поток.Балластный коэффициент — это соотношение светоотдачи лампы с использованием стандартного эталона. балласта по сравнению с номинальной светоотдачей лампы на стандартном лабораторном балласте. Общий балласты целевого назначения имеют балластный коэффициент меньше единицы; специальные балласты могут иметь балласт множитель больше единицы. Люминесцентные балластыДвумя основными типами люминесцентных балластов являются магнитные и электронные балласты: Магнитные балласты Магнитные балласты (также называемые электромагнитными балластами) относятся к одному из следующих категории:
Стандартные магнитные балласты с сердечником и катушкой по существу представляют собой трансформаторы с сердечником и катушкой, которые относительно неэффективны в эксплуатации люминесцентных ламп.Высокоэффективный балласт заменяет алюминиевый электропроводка и сталь более низкого сорта стандартного балласта с медной проводкой и усиленной ферромагнитные материалы. Результатом этих обновлений материалов является 10-процентная эффективность системы. улучшение. Однако обратите внимание, что эти «высокоэффективные» балласты являются наименее эффективными магнитными. балласты, доступные для работы с полноразмерными люминесцентными лампами. Более эффективные балласты описано ниже. «Катодный вырез» (или «гибрид «) балласты — это высокоэффективные балласты с сердечником и катушкой, которые включают электронные компоненты, отключающие питание катодов (нитей) ламп после зажигания ламп, что дает дополнительную экономию 2 Вт на стандартную лампу.Кроме того, многие T12 с частичным выходом гибридные балласты обеспечивают на 10% меньше светового потока и потребляют на 17% меньше энергии, чем энергоэффективные магнитные балласты. Гибридные балласты T8 с полной мощностью почти так же эффективны, как быстрозажимные двухламповые электронные балласты Т8. Электронные балласты Практически в каждом полноразмерном люминесцентном освещении можно использовать электронные балласты. обычных магнитных балластов типа «сердечник-катушка». Электронные балласты улучшают люминесцентный эффективность системы за счет преобразования стандартной входной частоты 60 Гц в более высокую частоту, обычно От 25000 до 40000 Гц.Лампы, работающие на этих более высоких частотах, производят примерно такой же количество света, в то время как потребляет на 12-25 процентов меньше энергии . Другие преимущества электронного балласты имеют меньший слышимый шум, меньший вес, практически полное отсутствие мерцания лампы и затемнение возможности (с конкретными моделями балласта).Доступны три исполнения ЭПРА: . Стандартные электронные балласты T12 (430 мА) Эти балласты предназначены для использования с обычными (T12 или T10) системами люминесцентного освещения.Некоторые электронные балласты, предназначенные для использования с 4-дюймовыми лампами, могут работать с четырьмя лампами одновременно. время. Параллельная проводка — еще одна доступная функция, которая позволяет использовать все сопутствующие лампы в цепь балласта для продолжения работы в случае отказа лампы. Электронные балласты также доступны для 8-дюймовых стандартных и мощных ламп T12. T8 Электронные балласты (265 мА) Электронный балласт T8, специально разработанный для использования с лампами T8 (диаметром 1 дюйм), обеспечивает самый высокий КПД среди люминесцентных систем освещения.Некоторые электронные балласты T8 предназначены для запуска ламп в обычном режиме быстрого запуска, а другие работают в режим мгновенного запуска. Использование электронных пускорегулирующих аппаратов T8 с мгновенным запуском может дать до 25 процентов сокращение срока службы лампы (на 3 часа за запуск), но дает небольшое повышение эффективности и света выход. (Примечание: срок службы лампы для мгновенного запуска и быстрого запуска одинаков для 12 или более часов за пуск.) Диммируемые электронные балласты Эти балласты позволяют регулировать световой поток ламп на основе данных, введенных вручную. регуляторы яркости или от устройств, которые определяют дневной свет или присутствие людей. Типы люминесцентных схемСуществует три основных типа люминесцентных схем:
Конкретный используемый флуоресцентный контур можно определить по этикетке на балласте. Схема с быстрым запуском является наиболее часто используемой системой на сегодняшний день. Балласты быстрого пуска обеспечивают непрерывное нагрев нити накала лампы во время работы лампы (кроме случаев, когда используется балласт с катодным вырезом или напольная лампа).Пользователи замечают очень короткую задержку после «щелчка переключателя» перед включением лампы. Система мгновенного пуска мгновенно зажигает дугу в лампе. Этот балласт обеспечивает более высокую пусковое напряжение, что исключает необходимость в отдельной пусковой цепи. Это более высокое начало напряжение вызывает больший износ нитей, что приводит к сокращению срока службы лампы по сравнению с быстрым начиная. Схема предварительного нагрева использовалась, когда впервые стали доступны люминесцентные лампы.Эта технология используется очень мало сегодня, за исключением приложений с магнитным балластом малой мощности, таких как компактные флуоресцентные. Отдельный пусковой выключатель, называемый стартером, помогает в образовании дуги. В нити накала требуется некоторое время для достижения нужной температуры, поэтому лампа не зажигается в течение нескольких секунд. HID балластыКак и люминесцентные лампы, HID-лампы требуют для запуска и работы пускорегулирующего устройства. Цели балласт аналогичен: для обеспечения пускового напряжения, для ограничения тока и для согласования с линейным напряжением напряжению дуги.При использовании балластов HID основное внимание уделяется регулированию мощности лампы, когда линия напряжение меняется. В лампах HPS балласт должен компенсировать изменения напряжения лампы, как а также при изменении линейных напряжений. Установка неправильного балласта HID может вызвать множество проблем:
Емкостное переключение доступно в новых светильниках HID со специальными балластами HID.Большинство обычное применение HID-емкостной коммутации — это двухуровневое освещение с контролем присутствия. контроль. При обнаружении движения датчик присутствия отправит сигнал на двухуровневый HID. система, которая быстро доводит уровень освещенности от пониженного уровня ожидания примерно до 80% полной мощности, с последующим нормальным временем прогрева от 80% до 100% полной световой отдачи. В зависимости от типа лампы и мощности световой поток в режиме ожидания составляет примерно 15-40% от полной мощности. а потребляемая мощность составляет 30-60% от полной мощности.Следовательно, в периоды, когда пространство незанятых людей и система затемнена, достигается экономия 40-70%. Электронные пускорегулирующие аппараты для некоторых типов ламп HID начинают поступать в продажу. Эти балласты обладают такими преимуществами, как уменьшенный размер и вес, а также лучший контроль цвета; однако электронные балласты HID предлагают минимальный выигрыш в эффективности по сравнению с балластами магнитных HID. Вернуться к содержанию СВЕТИЛЬНИКИСветильник, или осветительный прибор, представляет собой блок, состоящий из следующих компонентов:
Светильник Основная функция светильника — направлять свет с помощью отражающих и экранирующих материалов.Многие проекты модернизации освещения состоят из замены одного или нескольких из этих компонентов для улучшения эффективность приспособления. В качестве альтернативы пользователи могут подумать о замене всего светильника на тот, который Я разработал, чтобы эффективно обеспечить необходимое количество и качество освещения. Есть несколько разных типов светильников. Ниже приводится список некоторых наиболее распространенных типы светильников:
КПД светильникаКПД светильника — это процент светового потока лампы, который фактически выходит из приспособление.Использование жалюзи может улучшить визуальный комфорт, но поскольку они уменьшают просвет выход приспособления, КПД снижается. Как правило, наиболее эффективные светильники имеют худший визуальный комфорт (например, промышленные светильники без покрытия). И наоборот, приспособление, обеспечивающее самый высокий уровень визуального комфорта наименее эффективен. Таким образом, дизайнер по свету должен определить лучший компромисс между эффективностью и VCP при выборе светильников. В последнее время некоторые производители начали предлагать светильники с отличным VCP и эффективностью.Эти так называемые «супер-светильники » сочетают в себе ультрасовременный дизайн линз или жалюзи, чтобы обеспечить лучшее из обоих миры. Ухудшение поверхности и скопившаяся грязь в старых, плохо обслуживаемых приборах также могут вызвать снижение эффективности светильников. Обратитесь к Техническому обслуживанию Освещения для получения дополнительной информации. Направляющий свет Каждый из вышеперечисленных типов светильников состоит из ряда компонентов, которые предназначены для работы. вместе производить и направлять свет.Поскольку тема производства света была освещена В предыдущем разделе текст ниже посвящен компонентам, используемым для направления производимого света. лампами. Отражатели Отражатели предназначены для перенаправления света, излучаемого лампой, для достижения желаемого распределение силы света вне светильника. В большинстве точечных и прожекторных ламп накаливания обычно используются сильно зеркальные (зеркальные) отражатели. встроены в светильники. Одним из энергоэффективных вариантов модернизации является установка специально разработанного отражателя для усиления света. контроль и эффективность приспособления, которое может позволить частичное снятие демпфирования. Отражатели дооснащения полезно для повышения эффективности старых, изношенных поверхностей светильников. Разнообразие доступны светоотражающие материалы: белая краска с высокой отражающей способностью, ламинат с серебряной пленкой и два марки анодированного алюминиевого листа (стандартная или повышенная отражательная способность).Серебряный пленочный ламинат Обычно считается, что он имеет самый высокий коэффициент отражения, но считается менее прочным. Правильная конструкция и установка отражателей могут иметь большее влияние на производительность, чем отражающие материалы. Однако в сочетании с демпфированием использование отражателей может привести к снижение светоотдачи и может перераспределить свет, что может быть приемлемым или неприемлемым для конкретное пространство или приложение. Чтобы обеспечить приемлемую производительность от отражателей, позаботьтесь о пробная установка и измерение уровней освещенности «до» и «после», используя процедуры, изложенные в Оценка освещения.Для получения конкретных данных об эффективности бренда см. Отчеты спецификатора, «Зеркальные отражатели», том 1, выпуск 3, Национальная информационная программа по осветительной продукции. Линзы и жалюзи В большинстве комнатных коммерческих люминесцентных светильников используются либо линзы, либо жалюзи для предотвращения прямого попадания света. просмотр ламп. Свет, излучаемый в так называемой «зоне ослепления» (углы более 45 градусов от вертикальной оси приспособления) может вызвать зрительный дискомфорт и отражения, которые уменьшают контраст на рабочих поверхностях или экранах компьютеров.Линзы и жалюзи пытаются контролировать эти проблемы. Линзы. Линзы из прозрачного акрилового пластика, устойчивого к ультрафиолетовому излучению, обеспечивают максимальное освещение производительность и однородность всех средств защиты. Однако они обеспечивают меньший контроль бликов, чем решетчатые светильники. Типы прозрачных линз включают призматические, крылья летучей мыши, линейные крылья летучей мыши и поляризованные. линзы. Линзы обычно намного дешевле, чем жалюзи. Белые полупрозрачные диффузоры намного менее эффективны, чем прозрачные линзы, и они приводят к относительно низкой вероятности визуального комфорта.Новые материалы линз с низким уровнем бликов доступны для модернизации и обеспечивают высокий визуальный комфорт (VCP> 80) и высокая эффективность. Жалюзи. Жалюзи обеспечивают превосходный контроль бликов и высокий визуальный комфорт по сравнению с линзово-диффузорные системы. Чаще всего жалюзи используются для устранения бликов. отражается на экранах компьютеров. Так называемые параболические жалюзи с «глубокими ячейками» (с отверстиями для ячеек 5-7 дюймов) и глубиной 2–4 дюйма (обеспечивают хороший баланс между визуальным комфортом и эффективностью светильника.Хотя параболические жалюзи с мелкими ячейками обеспечивают высочайший уровень визуального комфорта, они уменьшают КПД светильника около 35-45 процентов. Для модернизированных приложений, как с глубокими ячейками, так и с жалюзи с мелкими ячейками доступны для использования с существующей арматурой. Обратите внимание, что жалюзи с глубокими ячейками дооснащение увеличивает общую глубину трансмиссии на 2–4 дюйма; убедитесь, что имеется достаточная глубина камеры статического давления. перед указанием модернизации с глубокими ячейками. РаспределениеОдна из основных функций светильника — направлять свет туда, где он нужен.Свет Распространение светильников охарактеризовано Обществом инженеров освещения как следующим образом:
Распределение освещения, характерное для данного светильника, описывается с помощью канделы. Распространение предоставляется производителем светильника (см. диаграмму на следующей странице). Кандела распределение представлено кривой на полярном графике, показывающей относительную силу света 360 вокруг приспособления (если смотреть на поперечное сечение приспособления.Эта информация полезна потому что он показывает, сколько света излучается в каждом направлении и относительные пропорции вниз и вверх. Угол среза — это угол, измеренный прямо вниз, где приспособление начинает экранировать источник света, и прямой свет от источника не виден. Угол экранирования — это угол, измеренный от горизонтали, через который приспособление обеспечивает экранирование для предотвращения прямого просмотра источника света.Углы экранирования и отсечения складываются. до 90 градусов. Продукты для модернизации освещения, упомянутые в этом документе, более подробно описаны в Технологии модернизации освещения. Вернуться к содержанию Отдельные объявленияAdvanced Lighting Guidelines: 1993, Исследовательский институт электроэнергии (EPRI) / Калифорния Энергетическая комиссия (CEC) / Министерство энергетики США (DOE), май 1993 г. EPRI, CEC и DOE совместно разработали обновленную версию Advanced 1993 года. Руководство по освещению (первоначально опубликовано ЦИК в 1990 году). Рекомендации включают четыре новые главы, посвященные управлению освещением. Эта серия руководств содержит исчерпывающие и объективную информацию о текущем осветительном оборудовании и средствах управления. Рекомендации касаются следующих областей:
Помимо обзоров технологий и приложений, каждая глава завершается рекомендациями. спецификации для точного определения компонентов модернизации освещения.Руководящие принципы также свести в таблицу репрезентативные данные о производительности, которые может быть очень сложно найти в продукте литература. Чтобы получить копию Advanced Lighting Guidelines (1993), обратитесь в местную коммунальную службу (если у вас Утилита является членом EPRI). В противном случае позвоните в ЦИК по телефону (916) 654-5200. Ассоциация инженеров-энергетиков использует этот текст для подготовки кандидатов к сдаче Сертифицированных Экзамен по эффективности освещения (CLEP).Эта 480-страничная книга особенно полезна для изучения расчетов освещенности, основных соображений по проектированию и эксплуатации характеристики каждого семейства источников света. Он также содержит инструкции по применению для промышленных, офисное, торговое и внешнее освещение. Учебник можно заказать в Ассоциации инженеров-энергетиков по телефону (404). 925-9558. Стандарт ASHRAE / IES 90.1-1989, Американское общество отопления, охлаждения и Инженеры по кондиционированию воздуха (ASHRAE) и Общество инженеров освещения (IES), 1989. ASHRAE / IES 90.1-1989, широко известный как «Стандарт 90.1», является стандартом эффективности, который Участники Green Lights соглашаются следовать им при проектировании новых систем освещения. Стандарт 90.1 — это в настоящее время является национальным стандартом добровольного консенсуса. Однако этот стандарт становится законом в многие государства. Закон об энергетической политике 1992 г. требует, чтобы все штаты подтвердили к октябрю 1994 г., что их положения коммерческого энергетического кодекса соответствуют или превышают требования Стандарта 90.1. Участникам Green Lights нужно только соответствовать части стандарта, касающейся системы освещения. Стандарт 90.1 устанавливает максимальную плотность мощности (W / SF) для систем освещения в зависимости от типа здание или ожидаемое использование в каждом пространстве. Освещение в Стандарте 90.1 не применяются к следующему: наружные производственные или технологические объекты, театральное освещение, специальное освещение, аварийное освещение, вывески, торговые витрины и жилые помещения осветительные приборы.Дневное освещение и управление освещением получают внимание и кредиты, а также минимум стандарты эффективности указаны для балластов люминесцентных ламп на базе балласта Federal Стандарты. Вы можете приобрести Standard 90.1, связавшись с ASHRAE по телефону (404) 636-8400 или IES по телефону (212) 248-5000. Справочник по управлению освещением, Craig DiLouie, 1993. Этот 300-страничный нетехнический справочник дает четкий обзор управления освещением. принципы.Особое внимание уделяется важности эффективного обслуживания и преимущества хорошо спланированной и выполненной программы управления освещением. Содержание организована следующим образом:
Кроме того, приложения к книге включают общую техническую информацию, рабочие листы и информацию о продукте. гиды.Чтобы приобрести эту ссылку, позвоните в Ассоциацию инженеров-энергетиков по телефону (404) 925-9558. Освещение: Учебное пособие для старших специалистов по свету, международный Ассоциация компаний по управлению освещением (NALMCO), первое издание, 1993 г. Освещение — это 74-страничное учебное пособие для учеников-светотехников. (Обозначение NALMCO) для повышения статуса до старшего светотехника. В Рабочая тетрадь состоит из семи глав, каждая из которых содержит тест для самопроверки.Ответы даны в оборотная сторона книги.
Подсветки четкие и понятные.Самая сильная сторона публикации — обширная иллюстрации и фотографии, которые помогают прояснить обсуждаемые идеи. Учебник для подмастерьев Также доступны специалисты по освещению (под названием Lighten Up (и рекомендуется для новички в области освещения. Для заказа позвоните в NALMCO по телефону (609) 799-5501. Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI)Справочник по эффективности коммерческого освещения, EPRI, CU-7427, сентябрь 1991 г. Справочник по эффективности коммерческого освещения содержит обзор эффективных коммерческие осветительные технологии и программы, доступные конечному пользователю. Помимо предоставления обзор возможностей сохранения освещения, этот 144-страничный документ предоставляет ценные информация об образовании в области освещения и информация в следующих областях:
Чтобы получить копию EPRI Lighting Publications, обратитесь в местное коммунальное предприятие (если оно член EPRI) или обратитесь в Центр распространения публикаций EPRI по телефону (510) 934-4212. Следующие публикации по освещению доступны в EPRI. Каждая публикация содержит подробное описание технологий, их преимуществ, областей применения и тематических исследований.
Кроме того, EPRI предлагает серию 2-страничных информационных бюллетеней, охватывающих такие темы, как обслуживание освещения, качество освещения, освещение VDT и срок службы лампы. Чтобы получить копию EPRI Lighting Publications, обратитесь в местное коммунальное предприятие (если оно член EPRI). В противном случае обратитесь в Центр распространения публикаций EPRI по телефону (510). 934-4212. Справочник по основам освещения, Научно-исследовательский институт электроэнергии, TR-101710, март 1993. В этом справочнике представлена основная информация о принципах освещения, осветительном оборудовании и др. соображения, связанные с дизайном освещения. Он не предназначен для использования в качестве актуальной ссылки на текущая светотехническая продукция и оборудование. Справочник состоит из трех основных разделов:
Чтобы получить копию EPRI Lighting Publications, обратитесь в местное коммунальное предприятие (если оно член EPRI) или обратитесь в Центр распространения публикаций EPRI по телефону (510) 934-4212. Общество светотехники (IES)ED-100 Начальное освещение Эта образовательная программа, состоящая примерно из 300 страниц в папке, представляет собой обновленную версию. учебных материалов по основам 1985 года.Этот набор из 10 уроков предназначен для тех, кто хотите тщательный обзор поля освещения.
Кроме того, Справочник содержит обширный ГЛОССАРИЙ и указатель, а также множество иллюстрации, графики, диаграммы, уравнения, фотографии и ссылки. Справочник является важным справочником для практикующего светотехника.Вы можете приобрести руководство из отдела публикаций IES по телефону (212) 248-5000. Члены IES получают цену скидка на Справочник. IES Lighting Ready Reference, IES, 1989. Эта книга представляет собой сборник информации об освещении, включая следующие: терминология, коэффициенты преобразования, таблицы источников света, рекомендации по освещенности, расчетные данные, энергия соображения управления, методы анализа затрат и процедуры обследования освещения.Готов Справочник включает наиболее часто используемые материалы из Справочника по освещению IES.Вы можете приобрести 168-страничный справочник в отделе публикаций IES по телефону (212) 248-5000. члена IES получают Ready Reference при вступлении в общество. Освещение VDT: Рекомендуемая практика IES для офисов освещения Содержит компьютерные терминалы визуального отображения. ОЭС Севера Америка, 1990. IES RP-24-1989. Это руководство по освещению содержит рекомендации по освещению офисов, где компьютер Используются ВДТ.Он также предлагает рекомендации относительно требований к освещению для визуального комфорта и хорошая видимость, с анализом влияния общего освещения на визуальные задачи VDT.Чтобы приобрести копию RP-24, обратитесь в IES по телефону (212) 248-5000. Национальное бюро освещения (NLB) NLB — это информационная служба, созданная Национальными производителями электрооборудования. Ассоциация (NEMA). Его цель — повысить осведомленность и оценить преимущества хорошее освещение.NLB продвигает все аспекты управления энергопотреблением освещения, начиная от производительность к световому потоку. Ежегодно НББ публикует статьи в различных периодических изданиях и путеводители, написанные для непрофессионала. В этих статьях обсуждаются конкретные конструкции систем освещения, эксплуатация, методы технического обслуживания и системные компоненты.Следующие публикации являются основными ссылками, дающими обзор предмета и включают приложения для освещения.
Чтобы запросить каталог или заказать публикации, позвоните в NLB по телефону (202) 457-8437. Руководство NEMA по средствам управления освещением, национальные производители электрооборудования Ассоциация, 1992.В этом руководстве представлен обзор следующих стратегий управления освещением: включение / выключение, занятость. распознавание, планирование, настройка, сбор дневного света, компенсация износа просвета и контроль спроса. Кроме того, в нем обсуждаются варианты оборудования и приложения для каждого элемента управления. стратегия. Для заказа звоните в NLB по телефону (202) 457-8437. Национальная информационная программа по осветительной продукции (NLPIP)Эта программа публикует объективную информацию о продуктах для модернизации освещения и является спонсируется четырьмя организациями: Green Lights EPA, Исследовательским центром освещения, New Управление энергетических исследований и развития штата Йорк и Энергетическая компания северных штатов. Доступны два типа публикаций (Specifier Reports и Lighting Answers. ). Чтобы приобрести эти публикации, отправьте запрос по факсу в Исследовательский центр освещения, Политехнический институт Ренсселера: (518) 276-2999 (факс). Отчеты спецификаций В каждом отчете спецификатора рассматривается конкретная технология обновления освещения. Отчеты спецификатора предоставить справочную информацию о технологии и результаты независимых тестов производительности брендовых продуктов для модернизации освещения. Отчеты NineSpecifier опубликованы по состоянию на июль. 1994.
В отчетах-спецификаторах, которые будут опубликованы в 1994 г., будут рассмотрены пять тем: знаки выхода, электронные балласты, элементы управления дневным светом, компактные люминесцентные лампы и заменители для лампы накаливания с отражателем.HID-системы для освещения торговых дисплеев также будут исследованы в 1994. Световые ответыОтветы на освещение содержат информативный текст об эксплуатационных характеристиках конкретных технологии освещения, но не включают результаты сравнительных испытаний производительности. Осветительные приборы Ответы, опубликованные в 1993 году, касались флуоресцентных систем T8 и поляризационных панелей для люминесцентные светильники. Дополнительные ответы на вопросы освещения, запланированные к публикации в 1994 году, будут охватывать рабочее освещение и HID затемнение.Другие обсуждаемые темы — электронный балласт. электромагнитные помехи (EMI) и системы освещения 2’x4 ‘. Периодические издания Energy User News, Chilton Publications, публикуется ежемесячно.В этом ежемесячном издании рассматриваются многие аспекты энергетической отрасли. Каждое издание содержит раздел, посвященный освещению, обычно содержащий тематическое исследование и как минимум одну статью, посвященную осветительный продукт или проблема. Некоторые выпуски новостей Energy User News содержат руководства по продуктам, которые Таблицы по конкретным технологиям, в которых перечислены участвующие производители (с номерами телефонов) и атрибуты своей продукции.В сентябрьском выпуске 1993 года освещение было центральным элементом, а содержала следующую информацию.
Чтобы заказать выпуски, звоните по телефону (215) 964-4028. Управление освещением и техническое обслуживание, НАЛМКО, публикуется ежемесячно .В этой ежемесячной публикации рассматриваются проблемы и технологии, непосредственно связанные с обновлением и обслуживание систем коммерческого и промышленного освещения. Ниже приведены некоторые темы рассматриваются в Управление освещением и техническое обслуживание: светотехническая промышленность, законодательство, новые продуктов и приложений, утилизации отходов, геодезии и управления освещением. Чтобы заказать подписку, позвоните в NALMCO по телефону (609) 799-5501. Другие публикации EPA Green LightsПомимо Руководства по обновлению освещения, EPA публикует другие документы, которые доступны бесплатно. оплаты в Центре обслуживания клиентов Green Lights. Кроме того, новая факсимильная линия EPA система позволяет пользователям запрашивать и получать маркетинговую и техническую информацию Green Lights в течение нескольких минут по телефону (202) 233-9659. Обновление Green Lights Этот ежемесячный информационный бюллетень является основным средством информирования участников Green Lights (и другие заинтересованные стороны) о последних обновлениях программы. Информационный бюллетень каждого месяца обращается к технологиям освещения, приложениям, тематическим исследованиям и специальным мероприятиям. Каждый выпуск содержит последний график семинаров по модернизации освещения и копию формы отчетности используется участниками для отчета о завершенных проектах для EPA.Чтобы получить бесплатную подписку на Обновление, обратитесь в службу поддержки Green Lights по адресу (202) 775-6650 или факс (202) 775-6680. Страницы питанияPower Pages — это короткие публикации, посвященные технологиям освещения, приложениям и конкретным вопросы или проблемы по программе Green Lights. Анонсы Power Pages ищите в информационный бюллетень обновления. Эти документы доступны через факсимильную линию Green Lights. По вопросам доставки факса звоните по факсу (202) 233-9659. Периодически связывайтесь с факсимильной линией, чтобы получить последнюю информация от Green Lights. Если у вас нет факсимильного аппарата, обратитесь в Green Lights. Служба поддержки клиентов по телефону (202) 775-6650. Легкие трусыEPA публикует 2-страничные краткие обзоры по различным вопросам реализации. Эти публикации предназначен для ознакомления с техническими и финансовыми проблемами, влияющими на решения об обновлении.Четыре Light Briefs фокусируются на технологиях: датчики присутствия, электронные балласты, зеркальные отражения. отражатели и эффективные люминесцентные лампы. Другие выпуски охватывают скользящие стратегии финансирования, варианты финансирования, измерение рентабельности модернизации освещения и удаление отходов. Текущие копии были разосланы всем участникам Green Lights. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь со службой поддержки клиентов Green Lights по телефону (202). 775-6650 или по факсу (202) 775-6680. Брошюра Green LightsEPA выпустило четырехцветную брошюру для продвижения программы Green Lights. В нем излагаются цели и обязательства программы, описывая при этом то, что делают некоторые из участников. Этот документ является важным инструментом для любой маркетинговой презентации Green Lights. Чтобы заказать копии брошюры, свяжитесь со службой поддержки клиентов Green Lights по телефону (202). 775-6650 или факс (202) 775-6680 Вернуться к содержанию A, B, C, D, E, F, G, H, I, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, Z AMPERE : стандартная единица измерения электрического тока, равная одному кулону в секунду.Он определяет количество электронов, проходящих мимо заданной точки в цепи во время конкретный период. Amp — это аббревиатура. ANSI : Аббревиатура Американского национального института стандартов. ARC TUBE : Трубка, заключенная во внешнюю стеклянную оболочку HID лампы и сделанная из прозрачного кварцевый или керамический, содержащий дуговую струю. ASHRAE : Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха ПЕРЕГОРОДКА : одиночный непрозрачный или полупрозрачный элемент, используемый для управления распределением света при определенных углы. БАЛЛАСТ: Устройство для управления люминесцентными и HID лампами. Балласт обеспечивает необходимое пусковое напряжение, при этом ограничивая и регулируя ток лампы во время работы. БАЛЛАСТНЫЙ ВЕЛОСИПЕД : Нежелательное состояние, при котором балласт включает и выключает лампы. (циклы) из-за перегрева термовыключателя внутри балласта. Это может быть связано с неправильные лампы, неподходящее напряжение, высокая температура окружающей среды вокруг светильника, или ранняя стадия выхода из строя балласта. КОЭФФИЦИЕНТ БАЛЛАСТНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ : Фактор балластной эффективности (BEF) — это балластный коэффициент. (см. ниже) деленное на входную мощность балласта. Чем выше BEF (в пределах того же лампово-балластного типа (тем эффективнее балласт. БАЛЛАСТНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ : Балластный коэффициент (BF) для конкретной комбинации лампа-ПРА. представляет собой процент от номинального люменов лампы, который будет произведен комбинацией. CANDELA: Единица силы света, описывающая интенсивность источника света в определенном направление. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КАНДЕЛ : Кривая, часто в полярных координатах, иллюстрирующая изменение сила света лампы или светильника в плоскости, проходящей через световой центр. СВЕЧНАЯ СИЛА: Мера силы света источника света в определенном направлении, измеряется в канделах (см. выше). CBM : Сокращенное обозначение ассоциации сертифицированных производителей балласта. CEC : Аббревиатура от California Energy Commission. КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ : Отношение люменов от светильника, получаемого на рабочая плоскость к люменам, создаваемым только лампами. (Также называется «CU») ИНДЕКС ЦВЕТООТРАЖЕНИЯ (CRI): Шкала влияния источника света на цвет внешний вид объекта по сравнению с его цветным внешним видом под эталонным источником света. Выражается по шкале от 1 до 100, где 100 означает отсутствие изменения цвета. Низкий рейтинг CRI предполагает что цвета объектов будут казаться неестественными под определенным источником света. ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА : Цветовая температура является характеристикой внешнего вида цвета источник света, связывающий цвет с эталонным источником, нагретым до определенной температуры, измеряется термической единицей Кельвина. Измерение также можно описать как «тепло» или «прохлада» источника света. Обычно источники ниже 3200K считаются «теплыми»; в то время как те, что выше 4000К, считаются «крутыми» источниками. COMPACT FLUORESCENT : Маленькая люминесцентная лампа, которая часто используется как альтернатива лампы накаливания.Срок службы лампы примерно в 10 раз больше, чем у ламп накаливания, и составляет 3-4 часа. в раз эффективнее. Также называются лампами PL, Twin-Tube, CFL или BIAX. ПОСТОЯННАЯ ВАТТАЖНОСТЬ (CW) БАЛЛАСТ : Премиальный тип СПРЯТЕННОГО балласта, в котором первичная и вторичная обмотки изолированы. Считается высокоэффективным балластом с высокими потерями. с отличной регулировкой мощности. КОНСТАНТА АВТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВОДЫ (CWA) БАЛЛАСТ : популярный тип HID балласт, в котором первичная и вторичная катушки электрически соединены.Считается соответствующий баланс между стоимостью и производительностью. КОНТРАСТ: Отношение между яркостью объекта и его фоном. CRI: (СМ. ИНДЕКС ЦВЕТА) УГОЛ ОБРЕЗКИ : Угол от вертикальной оси приспособления, под которым отражатель, жалюзи или другое экранирующее устройство закрывает прямую видимость лампы. Это дополнительный угол угол экранирования. КОМПЕНСАЦИЯ ДНЕВНОГО ОСВЕЩЕНИЯ : Система затемнения, управляемая фотоэлементом, который уменьшает мощность ламп при дневном свете. По мере увеличения дневного света интенсивность лампы уменьшается. Энергосберегающая технология, используемая в районах со значительным дневным освещением. DIFFUSE : термин, описывающий распределение рассеянного света. Относится к рассеянию или размягчению свет. РАССЕИВАТЕЛЬ: Прозрачный кусок стекла или пластика, который экранирует источник света в приспособление.Свет, проходящий через диффузор, будет перенаправлен и рассеян. ПРЯМОЙ БЛИК : Блики, возникающие при прямом взгляде на источники света. Часто результат недостаточно экранированные источники света. (См. БЛИК) DOWNLIGHT : Тип потолочного светильника, обычно полностью встраиваемый, в который попадает большая часть света. направлен вниз. Может иметь открытый отражатель и / или экранирующее устройство. ЭФФЕКТИВНОСТЬ : показатель, используемый для сравнения светоотдачи с потреблением энергии.Эффективность измеряется в люменах на ватт. Эффективность аналогична эффективности, но выражается в разных единицы. Например, если источник мощностью 100 Вт дает 9000 люмен, то эффективность составляет 90 люмен. на ватт. ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТ: Технология источника света, используемая в знаках выхода, которая обеспечивает равномерная яркость, длительный срок службы лампы (примерно восемь лет) при очень низком потреблении энергия (менее одного ватта на лампу). ЭЛЕКТРОННЫЙ БАЛЛАСТ : Балласт, в котором используются полупроводниковые компоненты для увеличения частота работы люминесцентной лампы (обычно в диапазоне 20-40 кГц.Меньший индуктивный Компоненты обеспечивают контроль тока лампы. Эффективность люминесцентной системы повышается за счет работа лампы высокой частоты. ЭЛЕКТРОННЫЙ ДИММИНИРУЮЩИЙ БАЛЛАСТ : Электронный люминесцентный балласт с регулируемой мощностью. EMI: Сокращенное обозначение электромагнитных помех. Высокочастотные помехи (электрические шум), вызванный электронными компонентами или люминесцентными лампами, который мешает работе электрическое оборудование.EMI измеряется в микровольтах и может контролироваться фильтрами. Потому что EMI может создавать помехи для устройств связи, Федеральная комиссия по связи (FCC) установил лимиты для EMI. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ БАЛЛАСТ : Тип магнитного балласта, сконструированный таким образом, что компоненты работают эффективнее, холоднее и дольше, чем «стандартный магнитный» балласт. По законам США, стандартные магнитные балласты больше не производятся. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ЛАМПА : Лампа с меньшей мощностью, обычно дает меньше люмен. FC: (СМОТРЕТЬ ПОДВЕСКУ) ФЛУОРЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА : Источник света, состоящий из трубки, заполненной аргоном, вместе с криптон или другой инертный газ. При подаче электрического тока возникающая дуга излучает ультрафиолетовое излучение. излучение, которое возбуждает люминофор внутри стенки лампы, заставляя их излучать видимый свет. FOOTCANDLE (FC): Английская единица измерения освещенности (или уровня освещенности) на поверхность.Одна фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут. FOOTLAMBERT : английская единица яркости. Один футламберт равен 1 / p кандел на квадратный фут. ЯРКОСТЬ: Влияние яркости или различий в яркости в пределах поля зрения в достаточной степени высокий, чтобы вызвать раздражение, дискомфорт или потерю зрения. ГАЛОГЕН: (СМ. ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Вольфрама) ГАРМОНИЧЕСКОЕ ИСКАЖЕНИЕ : Гармоника — это синусоидальная составляющая периодической волны. имеющий частоту, кратную основной частоте.Гармонические искажения от осветительное оборудование может создавать помехи другим приборам и работе электроэнергии сети. Общее гармоническое искажение (THD) обычно выражается в процентах от ток основной линии. THD для 4-футовых люминесцентных балластов обычно составляет от 20% до 40%. Для компактных люминесцентных балластов уровни THD более 50% не являются редкостью. HID: Сокращенное обозначение разряда высокой интенсивности. Общий термин, описывающий пары ртути, металл галогенидные, натриевые источники высокого давления и (неофициально) натриевые источники света и светильники низкого давления. HIGH-BAY: Относится к типу освещения в промышленных помещениях, где потолок составляет 20 градусов. футов или выше. Также описывает само приложение. HIGH OUTPUT (HO): Лампа или балласт, предназначенный для работы при более высоких токах (800 мА) и производить больше света. HIGH POWER FACTOR : Балласт с номинальным коэффициентом мощности 0,9 или выше, который достигается с помощью конденсатора. НАТРИЕВАЯ ЛАМПА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ : Газоразрядная лампа высокой интенсивности (HID), свет которой производится излучением паров натрия (и ртути). HOT RESTART или HOT RESTRIKE : Явление повторного зажигания дуги при СКРЫТОМ свете источник после кратковременного отключения питания. Горячий перезапуск происходит, когда дуговая трубка остыла. достаточное количество. IESNA: Сокращенное обозначение Общества инженеров освещения Северной Америки. ОСВЕЩЕНИЕ : фотометрический термин, который определяет количество света, падающего на поверхность или плоскость. Освещенность обычно называют уровнем освещенности. Выражается в люменах на квадратный фут. (фут-кандел) или люмен на квадратный метр (люкс). НЕПРЯМОЙ СБЛИК : Слепящий свет от отражающей поверхности. МГНОВЕННЫЙ ЗАПУСК : Люминесцентная схема, которая мгновенно зажигает лампу с очень высокой пусковое напряжение от балласта.Лампы мгновенного пуска имеют одноштырьковые цоколи. КРЕСТ-ФАКТОР ТОКА ЛАМПЫ (LCCF): Пиковый ток лампы, деленный на среднеквадратичное значение. (средний) ток лампы. Производители ламп требуют <1,7 для максимального срока службы лампы. LCCF 1,414 идеальная синусоида. КОЭФФИЦИЕНТ СТАРЕНИЯ ЛАМПЫ (LLD): Коэффициент, представляющий снижение светового потока с течением времени. Коэффициент обычно используется как множитель начального просвета. рейтинг в расчетах освещенности, который компенсирует снижение светового потока.LLD коэффициент — безразмерное значение от 0 до 1. LAY-IN-TROFFER: Люминесцентный светильник; обычно приспособление размером 2 х 4 фута, которое устанавливается или «кладется» в специфическая потолочная сетка. LED: Сокращенное обозначение светодиода. Технология освещения, используемая для знаков выхода. Потребляет небольшую мощность и имеет номинальный срок службы более 80 лет. ЛИНЗА : Прозрачный или полупрозрачный материал, изменяющий характеристики направления света. проходя через это.Обычно из стекла или акрила. КОЭФФИЦИЕНТ ПОТЕРЯ СВЕТА (LLF): Факторы, которые позволяют системе освещения работать с меньшими затратами. чем начальные условия. Эти коэффициенты используются для расчета поддерживаемого уровня освещенности. LLF разделены на две категории: восстанавливаемые и невозмещаемые. Примеры: люмен лампы. износ и износ поверхности светильников. СТОИМОСТЬ СЛУЖБЫ : Общие затраты, связанные с покупкой, эксплуатацией и обслуживанием система в течение жизни этой системы. ЗАСЛОНКА: Оптическая сборка решетчатого типа, используемая для управления распределением света от осветительного прибора. Жестяная банка варьируются от пластика с мелкими ячейками до решеток из анодированного алюминия с большими ячейками, используемых в параболических люминесцентные светильники. КОЭФФИЦИЕНТ НИЗКОЙ МОЩНОСТИ : Фактически нескорректированный коэффициент мощности балласта менее 0,9 (СМ. НПФ) НАТРИЙ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ : Газоразрядная лампа низкого давления, в которой свет производится излучение паров натрия.Считается монохроматическим источником света (большинство цветов отображается как серый). ЛАМПА НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ : Лампа (обычно компактная галогенная и хорошая цветопередача. Лампа работает от 12 В и требует использования трансформатора. Популярный лампы MR11, MR16 и PAR36. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ : Реле (переключатель с магнитным приводом), которое позволяет дистанционное управление освещением, включая централизованные часы или компьютерное управление. LUMEN: Единица светового потока или светового потока. Световой поток лампы — это мера светового потока. общий световой поток лампы. СВЕТИЛЬНИК : Комплектный осветительный прибор, состоящий из лампы или ламп вместе с частями. предназначен для распределения света, удержания ламп и подключения ламп к источнику питания. Также называется приспособление. LUMINAIRE EFFICIENCY : Отношение общей световой отдачи светильника к световому потоку. мощность ламп, выраженная в процентах.Например, если два светильника используют один и тот же лампы, больше света будет испускаться из светильника с более высокой эффективностью. ОСВЕЩЕНИЕ: Фотометрический термин, который количественно определяет яркость источника света или освещенная поверхность, отражающая свет. Выражается в футламбертах (английских единицах) или канделах. за квадратный метр (метрические единицы). ЛЮКС (LX): Метрическая единица измерения освещенности поверхности.Один люкс равен одному люмен на квадратный метр. Один люкс равен 0,093 фут-канделы. ПОДДЕРЖИВАЕМАЯ ОСВЕЩЕННОСТЬ : Относится к уровням освещенности помещения, отличным от начального или номинального. условия. Эти термины учитывают факторы световых потерь, такие как уменьшение светового потока лампы, светильник. износ грязи и износ поверхности помещения. MERCURY VAPOR LAMP : Тип газоразрядной лампы высокой интенсивности (HID), в которой большая часть свет создается за счет излучения паров ртути.Излучает сине-зеленый свет. Доступны в прозрачных лампах и лампах с люминофорным покрытием. METAL HALIDE : Тип газоразрядной лампы высокой интенсивности (HID), в которой большая часть света образуется за счет излучения паров галогенидов металлов и ртути в дуговой трубке. Доступен в прозрачном и лампы с люминофорным покрытием. MR-16: Низковольтная кварцевая лампа с рефлектором, всего 2 дюйма в диаметре. Обычно лампа и отражатели представляют собой единый блок, который направляет резкий и точный луч света. NADIR : Опорное направление непосредственно под светильником или «прямо вниз» (угол 0 градусов). NEMA: Сокращенное обозначение Национальной ассоциации производителей электрооборудования. NIST: Сокращенное обозначение Национального института стандартов и технологий. NPF (НОРМАЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ) : Комбинация пускорегулирующего устройства / лампы, в которой нет компонентов (например, конденсаторы) были добавлены, чтобы скорректировать коэффициент мощности, сделав его нормальным (существенно низким, обычно 0.5 или 50%). ДАТЧИК ЗАСЕДАНИЯ : Устройство управления, которое выключает свет после того, как пространство становится незанятые. Может быть ультразвукового, инфракрасного или другого типа. ОПТИКА: Термин, относящийся к компонентам осветительной арматуры (таким как отражатели, рефракторы, линзы, жалюзи) или светоизлучающие или светорегулирующие характеристики прибора. PAR LAMP : Лампа с параболическим алюминированным отражателем.Лампа накаливания, галогенид металла или компактный Люминесцентная лампа используется для перенаправления света от источника с помощью параболического отражателя. Лампы бывают Доступен с раздачей наводнением или спотом. PAR 36: Лампа PAR диаметром 36 1/8 дюйма параболической формы. отражатель (СМ. ПАР. ЛАМПУ). ПАРАБОЛИЧЕСКИЙ СВЕТИЛЬНИК : популярный тип люминесцентных светильников с жалюзи алюминиевых перегородок изогнутой параболической формы.Результирующее светораспределение, производимое эта форма обеспечивает уменьшение бликов, лучший контроль света и считается более эстетичным обращаться. PARACUBE : Пластиковая решетка с металлическим покрытием, состоящая из небольших квадратов. Часто используется для замены линза в установленном troffer для улучшения ее внешнего вида. Паракуб визуально удобный, но КПД светильника снижается. Также используется в помещениях с компьютерными экранами из-за их способность уменьшать блики. ФОТОЭЛЕМЕНТ: Светочувствительное устройство, используемое для управления светильниками и диммерами в ответ на обнаруженные уровни освещенности. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ : Фотометрический отчет — это набор печатных данных, описывающих свет распределение, эффективность и зональный световой поток светильника. Этот отчет создан из лабораторные испытания. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ : Отношение напряжения переменного тока x ампер через устройство к мощности переменного тока устройство.Такое устройство, как балласт, которое измеряет 120 В, 1 А и 60 Вт, имеет мощность коэффициент 50% (вольт x ампер = 120 ВА, следовательно, 60 Вт / 120 ВА = 0,5). Некоторые коммунальные услуги взимают заказчики систем с низким коэффициентом мощности. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАГРЕВ : Тип схемы балласта / лампы, в которой используется отдельный стартер для нагрева люминесцентной лампы. лампа до того, как будет подано высокое напряжение для запуска лампы. QUAD-TUBE LAMP : Компактная люминесцентная лампа с двойной двойной трубкой. РАДИОЧАСТОТНЫЕ ПОМЕХИ (RFI): Помехи в диапазоне радиочастот вызвано другим высокочастотным оборудованием или устройствами в непосредственной близости. Флуоресцентное освещение системы генерируют RFI. RAPID START (RS): Самая популярная комбинация люминесцентных ламп и пускорегулирующих устройств, используемая сегодня. Этот балласт быстро и эффективно предварительно нагревает катоды лампы для запуска лампы. Использует «двухштырьковый» цоколь. ROOM CAVITY RATIO (RCR): Отношение размеров комнаты, используемое для количественной оценки того, как свет будет взаимодействуют с поверхностями комнаты.Коэффициент, используемый при расчетах освещенности. ОТРАЖЕНИЕ: Отношение света, отраженного от поверхности, к свету, падающему на поверхность. Коэффициент отражения часто используется для расчета освещения. Коэффициент отражения темного ковра составляет около 20%, а чистая белая стена — примерно от 50% до 60%. ОТРАЖАТЕЛЬ: Часть светильника, которая закрывает лампы и перенаправляет свет. испускается лампой. РЕФРАКТОР: Устройство, используемое для перенаправления светового потока от источника, в основном путем изгиба. волны света. ИСПОЛЬЗУЕТСЯ: Термин, используемый для описания дверной коробки трифтора, на которой находится линза или жалюзи. над поверхностью потолка. ПОЛОЖЕНИЕ: Способность балласта поддерживать постоянную (или почти постоянную) выходную мощность в ваттах. (светоотдача) при колебаниях напряжения питания балласта. Обычно указывается как +/- процентное изменение выпуска по сравнению с +/- процентным изменением ввода. РЕЛЕ: Устройство, которое включает или выключает электрическую нагрузку при небольших изменениях тока или Напряжение.Примеры: реле низкого напряжения и твердотельное реле. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ : относится к модернизации приспособления, комнаты или здания путем установки новых деталей или оборудование. САМОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ ЗНАК ДЛЯ ВЫХОДА : Технология освещения с использованием стекла с люминофорным покрытием трубки, заполненные радиоактивным газом тритием. Знак выхода не использует электричество и, следовательно, не требует быть зашитым. SEMI-SPECULAR: Термин, описывающий характеристики светоотражения материала.Некоторые свет отражается направленно с некоторым рассеянием. УГОЛ ЭКРАНА : Угол, измеряемый от плоскости потолка до линии обзора, где становится видна оголенная лампа в светильнике. Более высокие углы экранирования уменьшают прямые блики. это дополнительный угол угла отсечки. (См. УГОЛ ОБРЕЗКИ). КРИТЕРИЙ РАЗМЕЩЕНИЯ : Максимальное расстояние, на котором могут быть размещены внутренние приспособления, на которые обеспечивает равномерное освещение рабочей плоскости.Высота светильника над рабочей плоскостью умноженное на критерий расстояния, равняется расстоянию между светильником. SPECULAR: Зеркальная или полированная поверхность. Угол отражения равен углу заболеваемость. Это слово описывает отделку материала, из которого изготовлены некоторые жалюзи и отражатели. СТАРТЕР: Устройство, используемое с балластом для запуска предварительного нагрева люминесцентных ламп. СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ : Состояние, при котором вращающееся оборудование или другое быстро движущееся объекты кажутся стоящими из-за переменного тока, подаваемого к источникам света.Иногда его называют «стробоскопическим эффектом». ЛАМПА T12 : Промышленный стандарт для люминесцентных ламп толщиной 12 1/8 дюйма (1 дюйм) диаметр. Другие размеры — лампы T10 (1 дюйм) и T8 (1 дюйм). ТАНДЕМНАЯ ПРОВОДКА : Вариант подключения, при котором пускорегулирующие устройства используются совместно двумя или более светильниками. Это снижает затраты на рабочую силу, материалы и энергию. Также называется проводкой «ведущий-ведомый». ТЕПЛОВОЙ КОЭФФИЦИЕНТ : Коэффициент, используемый в расчетах освещения, который компенсирует изменение светоотдача люминесцентной лампы из-за изменения температуры стенки колбы.Применяется при рассматриваемая комбинация лампы и балласта отличается от используемой в фотометрической тесты. TRIGGER START : Тип балласта, обычно используемый с прямой мощностью 15 и 20 Вт. флюоресцентные лампы. TROFFER: Термин, используемый для обозначения встраиваемых люминесцентных светильников (комбинация корыто и сундук). ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Вольфрама : Газонаполненная лампа накаливания с вольфрамовой нитью колба лампы из кварца, выдерживающая высокие температуры.Эта лампа содержит некоторые галогены (а именно йод, хлор, бром и фтор), которые замедляют испарение вольфрам. Также обычно называется кварцевой лампой. ДВОЙНАЯ ТРУБКА: (СМ. КОМПАКТНАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА) УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ (УФ): Невидимое излучение с более короткой длиной волны и более высокой частоты, чем видимый фиолетовый свет (буквально за пределами фиолетового света). ЛАБОРАТОРИИ РАБОТНИКОВ (UL): Независимая организация, чья в обязанности входит тщательное тестирование электротехнической продукции.Когда продукты проходят эти испытания, они могут быть помечены (и объявлены) как «внесенные в список UL». Испытания UL только на безопасность продукта. ВАНДАЛОУСТОЙЧИВОСТЬ: Светильники с прочным корпусом, защитой от взлома и винты с защитой от взлома. VCP: Сокращенное обозначение вероятности визуального комфорта. Рейтинговая система оценки прямых дискомфортные блики. Этот метод представляет собой субъективную оценку визуального комфорта, выраженную как процент жителей помещения, которым не понравятся прямые солнечные лучи.VCP позволяет несколько Факторы: яркость светильника под разными углами обзора, размер светильника, размер помещения, светильник высота монтажа, освещенность и отражательная способность поверхности комнаты. Таблицы VCP часто представлены как часть фотометрических отчетов. ОЧЕНЬ ВЫСОКАЯ МОЩНОСТЬ (VHO): Люминесцентная лампа, работающая при «очень высоком» токе. (1500 мА), что дает больший световой поток, чем лампа с «высокой выходной мощностью» (800 мА) или стандартная мощность. лампа (430 мА). VOLT: Стандартная единица измерения электрического потенциала.Он определяет «силу» или «давление» электричества. НАПРЯЖЕНИЕ: Разность электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. WALLWASHER: Описывает светильники, освещающие вертикальные поверхности. WATT (Вт) : Устройство для измерения электрической мощности. Он определяет уровень потребления энергии. электрическим устройством во время его работы. Стоимость энергии при эксплуатации электрического устройства рассчитывается как его мощность, умноженная на часы использования.В однофазных цепях это связано с вольтами. и амперы по формуле: Вольт x Ампер x PF = Ватт. (Примечание: для цепей переменного тока коэффициент мощности должен быть включены.) ПЛОСКОСТЬ РАБОТЫ: Уровень, на котором выполняется работа, и на которой указывается освещенность и измеряется. Для офисных помещений это обычно горизонтальная плоскость на высоте 30 дюймов над полом. (высота стола). ZENITH: Направление прямо над светильником (180 (угол). Основы освещения — один из серии документов, известных под общим названием Руководство по обновлению освещения . Щелкните ниже, чтобы перейти к другим документам этой серии. Планировка Технический ПриложенияЗЕЛЕНЫЙ ФОНАРЬ: яркое вложение в окружающую среду Чтобы получить дополнительную информацию или заказать другие документы или приложения из этой серии, свяжитесь с офисом программы Green Lights по телефону: Программа «Зеленый свет» или позвоните по горячей линии Green Lights по телефону (202) 775-6650, факсу (202) 775-6680.Анонсы новых публикаций можно найти в ежемесячном информационном бюллетене Green Lights & Energy Star Update . Система факсимильной связи Energy Star телефон: 2202-233-9659 Щелкните ЗДЕСЬ, чтобы вернуться на страницу руководства по обновлению освещения. Сила света, объясненная энциклопедией RP Photonics Encyclopedia; определение, фотометрия, источник светаЭнциклопедия> буква L> сила света Определение: световой поток на единицу телесного угла немецкий: Lichtstärke Категория: обнаружение и определение характеристик света Обозначение формулы: I v Единицы: кандела (кд = лм / ср) Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу Автор: Dr.Rüdiger Paschotta URL: https://www.rp-photonics.com/luminous_intensity.html Сила света — это величина, характеризующая источник света. Он определяется как световой поток на единицу телесного угла. Интенсивность света — это величина фотометрии, учитывающая спектральную реакцию человеческого глаза — обычно для фотопического зрения, то есть при достаточно высокой интенсивности света (яркости) для цветного зрения. Этот термин в основном применяется с приближением точечного источника, т.е.е., на расстояниях, больших по сравнению с источником. Аналогичной величиной в радиометрии является сила излучения. В системе СИ единицы силы света: кандела = люмен на стерадиан (кд = лм / ср). Одна кандела примерно соответствует силе света обычной свечи. В простейшем случае, когда сила света не зависит от направления (равномерное всенаправленное излучение), сила света — это световой поток, деленный на 4π ср.Если излучение света ограничено меньшим телесным углом, например Благодаря корпусу лампы, содержащему отражатель, сила света может соответственно увеличиваться при том же световом потоке. С другой стороны, размер излучающего объема не имеет значения. Для равномерного всенаправленного излучения сила света не зависит от расстояния от источника света — в отличие от освещенности, которая масштабируется пропорционально квадрату расстояния от источника света. Обратите внимание, что визуальная яркость источника света определяется его яркостью, а , а не — его силой света, потому что она также зависит от размера источника. Вопросы и комментарии пользователейЗдесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор примет решение о приеме на основании определенных критериев. По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес. Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, свяжитесь с ним e.грамм. по электронной почте. Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже откажетесь от своего согласия, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала проверяются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой. См. Также: фотометрия, световой поток, сила излучения
Код для ссылок на других сайтахЕсли вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код. HTML-ссылка на эту статью: С изображением предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше): Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»: Что такое интенсивность света — TACHYON LightОпределениеИнтенсивность освещения — это физический термин, обозначающий световой поток видимого света, приходящийся на единицу площади. Единица измерения, называемая освещенностью, — люкс или люкс. Он используется для обозначения интенсивности света и площади освещаемого объекта. В фотометрии «яркость» — это плотность силы света в определенном направлении, но ее часто неправильно понимают как освещенность.Международная единица яркости — это количество свечей на квадратный метр (на материковом Китае, Гонконге и Макао это называется кандела). Интенсивность света имеет большое влияние на фотосинтез организмов. Его можно измерить с помощью измерителя освещенности. Освещенность / освещенность поверхности, освещаемой светом, определяется как световой поток, освещающий единицу площади. Предположим, что световой поток на грани dS равен dΦ, тогда освещенность E на этой грани будет: E = dΦ / dS. 1 лк = 1 лм /. Для объекта, который равномерно освещен светом, когда световой поток, полученный на площади в 1 квадратный метр, составляет 1 люмен, его освещенность составляет 1 люкс. Люмен — это единица светового потока. Точечный источник света с силой света 1 кандела имеет световой поток «1 люмен» на единицу телесного угла (1 стерадиан). Candlelight (Candela), транслитерация «Candela». Идея свечей была впервые изобретена британцами, и это единица измерения силы света. В то время британцы использовали фунт белого воска, чтобы создать свечу длиной в один фут, чтобы определить единицу света свечи. Но сегодняшнее определение изменилось: нагрев черным светящимся телом размером один кубический сантиметр до тех пор, пока светящееся тело не растворяется в жидкости, 1/60 количества излучаемого света является стандартным источником света, а свет свечи является стандартным источником света. Единица количества излучаемого света. Связанные термины для силы света
Солнечный свет — это естественное освещение, а световое освещение — это искусственное освещение.
В природе 24 часа в сутки и ночь — это световой период. Время со светом — это яркий период, а время без света — это темный период. При естественном освещении время солнечного света (период яркости) обычно рассчитывается как время солнечного сияния; при искусственном освещении время воздействия света — это время освещения, а 24-часовой световой цикл — это естественный световой цикл; длиннее или короче 24 часов называется циклом неестественного освещения; если в течение 24 часов есть только один яркий период и один темный период, это называется однопериодным освещением; если в течение 24 часов есть два или более ярких или темных периода, это называется прерывистым освещением.Сумма яркого периода в фотопериоде и есть фотопериод.
Количество светового потока, передаваемого источником света в пределах телесного угла в определенном направлении. Единица: кандела (кандела, кд).
Световая энергия, излучаемая источником света в единицу времени, называется световым потоком источника света, и ее единицей является люмен (количество света на площади в 1 квадратный фут, где каждая точка находится на расстоянии 1 фута от 1 свечи. источник света — 1 люмен).
Освещенность — это степень освещенности объекта. То есть отношение светового потока, полученного на поверхности объекта, к освещаемой площади, единицей измерения является люкс Ix (1 люкс — это освещенность, создаваемая световым потоком в 1 люмен, равномерно освещенным на площади в 1 квадратный метр). метр) или фут-свеча fc (1 футовая свеча равна 1. Световой поток в люменах равномерно освещает освещенность, создаваемую на площади 1 квадратный фут), 1 fc = 10.76 лк. Под прямыми солнечными лучами летом интенсивность света может достигать 60 000–100 000 лк, на открытом воздухе без солнца от 10 000 до 10 000 лк, при ярком освещении в помещении летом от 100 до 550 лк, а ночью при полной луне — 0,2 лк. Лампы накаливания могут излучать примерно 12,56 лк света на ватт, но это значение зависит от размера лампы. Маленькие лампочки могут излучать больше люменов, а большие — меньше. Световая отдача люминесцентной лампы в 3-4 раза выше, чем у лампы накаливания, а срок службы в 9 раз больше, чем у лампы накаливания, но цена выше.В свете, излучаемом лампой накаливания без абажура, около 30% люмен поглощается стенами, потолком, оборудованием и т. Д .; плохое качество и темнота лампы уменьшают много люменов, поэтому можно использовать только около 50% люменов. Обычно, когда есть абажур и высота лампы составляет 2,0 ～ 2,4 м (расстояние между лампами в 1,5 раза больше высоты), на каждую площадь 0,37 требуются лампы мощностью 1 Вт, или на площадь 1 требуются лампы мощностью 2,7 Вт, что может обеспечить 10,76 лк. Высота установки лампы и наличие или отсутствие абажура имеют большое влияние на интенсивность света. Формула расчетаСредняя освещенность (Eav) = общий световой поток источника света (N * Ф) * коэффициент использования (CU) * коэффициент обслуживания (MF) / площадь площади (㎡) (применимо для расчета внутреннего освещения или освещения стадиона) Коэффициент использования: 0,4 для обычных помещений и 0,3 для занятий спортом Коэффициент обслуживания: обычно 0,7 ～ 0,8 Пример 1: Внутреннее освещение: комната 4 × 5 м, с использованием 9 комплектов решетчатых светильников 3 × 36 Вт, Средняя освещенность = общий световой поток источника света × CU × MF / площадь = (2500 × 3 × 9) × 0.4 × 0,8 ÷ 4 ÷ 5 = 1080 Люкс Вывод: Средняя освещенность выше 1000 люкс. Пример 2: Освещение стадиона: площадка 20 × 40 м, с использованием 60 комплектов металлогалогенных ламп POWRSPOT 1000 Вт, Средняя освещенность = общий световой поток источника света × CU × MF / площадь = (105000 × 60) × 0,3 × 0,8 ÷ 20 ÷ 40 = 1890 люкс Вывод: Средняя горизонтальная освещенность выше 1500 люкс. Офисный шкаф со средней освещенностью: Условия проектирования: Офис 18.Длина 2 метра, ширина 10,8 метра, высота потолка 2,8 метра, высота рабочего стола 0,85 метра, коэффициент использования 0,4, коэффициент обслуживания 0,8, количество ламп 33 комплекта. Какая средняя освещенность в офисе? Лампа: Лампа использует антибликовую лампу дневного света DiNiT 2X55W со световым потоком 3000Lm, цветовой температурой 3000K и характеристикой цветопередачи Ra90 или выше. По формуле: Eav = (33 комплекта X 6000Lm X 0.4 X 0,8) ÷ (18,2 метра X 10,8 метра) = 110880,00 ÷ 196,56 ㎡ = 564,10 люкс Примечания: Проект освещения должен требовать точного коэффициента использования, в противном случае будет большое отклонение, которое повлияет на размер коэффициента использования. В основном это следующие факторы: кривая распределения света светильника, коэффициент светоотдачи светильника, коэффициент отражения в помещении, например потолок, стена, рабочий стол и т. Д., Размер индекса в помещении. нормативное значениеОпределение Поддерживайте среднюю освещенность на рабочей поверхности или плоскости отсчета, и средняя освещенность на указанной поверхности не должна быть ниже этого значения.Это средняя освещенность указанной поверхности в то время, когда необходимо поддерживать осветительное устройство. Это освещение, необходимое для обеспечения визуальной безопасности и визуальной эффективности при работе. Оценка Стандартное значение освещенности классифицируется по 0,5, 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000 люкс. лк (люкс) — единица освещенности. Классификация стандартных значений освещенности основана на субъективном эффекте, заключающемся в том, что отчетливо ощущается малейшее изменение освещенности, а разница освещенности составляет около 1.5 раз. Эта классификация примерно соответствует классификации стандарта S008 / E-2001 Международного комитета по световому освещению CIE «Освещение на рабочем месте в помещении». Нормативные значения общей освещенности для вновь построенных, реконструируемых и расширяемых жилых, общественных и промышленных зданий.
При выполнении одного или нескольких из следующих условий освещенность рабочей поверхности или базовой плоскости может быть увеличена на один уровень в соответствии со стандартным значением степени.
При выполнении одного или нескольких из следующих условий освещенность рабочей поверхности или базовой плоскости может быть уменьшена на один уровень в соответствии со стандартным значением градуса.
В нормальных условиях расчетное значение освещенности может иметь отклонение от -10% до + 10% по сравнению со стандартным значением освещенности. Измеритель освещенности Измеритель освещенности — это специальное устройство, используемое для измерения уровня освещенности. В некоторых особых условиях существуют строгие требования к освещенности света. Например, при проверке лекарств вручную предъявляются строгие требования к освещенности. Связанные принципы При использовании германиевых фотоэлементов в качестве датчиков токи, создаваемые фотоэлементами, различны из-за разной интенсивности света.Затем этот ток усиливается постоянным током, а затем сигнал постоянного тока преобразуется в цифровой сигнал, который напрямую отражает интенсивность света через схему цифро-аналогового преобразования. 6 Основы освещения — Производство и использование электрической энергии — Dev GuisГлава 6Основы освещенияПрочитав эту главу, вы сможете: :
6.1 ВведениеИзучение светотехники необходимо не только для понимания принципов управления освещением применительно к дизайну внутреннего освещения, такого как домашнее и производственное освещение, но и для понимания наружных применений, таких как освещение шоссе и прожектор. В настоящее время электрически произведенный свет предпочтительнее другого источника освещения из-за его чистоты, простоты управления, стабильного светового потока, низкой стоимости и надежности. Лучшее освещение — это то, что оно не вызывает нагрузки на глаза.Помимо эстетических и декоративных аспектов, хорошее освещение имеет сугубо утилитарную ценность, так как снижает утомляемость рабочих, защищает их здоровье, увеличивает производство и т. Д. Таким образом, большое значение приобретает светотехника. 6.1.1 Природа светаСвет — это форма электромагнитной энергии, излучаемой телом, и человеческий глаз способен ее воспринимать. Свет — главный фактор в жизни человека, поскольку вся деятельность человека в конечном итоге зависит от света. Различные формы раскаленных тел являются источниками света, и свет, излучаемый такими телами, зависит от их температуры. Горячее тело при температуре около 500–800 ° C становится раскаленным докрасна, а при температуре около 2500–3000 ° C тело становится раскаленным добела. Пока тело раскалено докрасна, длина волны излучаемой энергии будет достаточно большой, а энергия доступна в виде тепла. Далее температура увеличивается, тело переходит из раскаленного докрасна состояния в раскаленное добела, длина волны излучаемой энергии становится меньше и входит в диапазон длин волн света.Длина световых волн варьируется от 0,0004 до 0,00075 мм, т.е. 4,000-7,500 Å (1 ангстрема = 10 –10 мм). Глаз распознает разные длины волн в этом диапазоне по ощущению цвета. Вся излучаемая энергия не используется для освещения. Излучения с очень короткой длиной волны, варьирующиеся от 0,0000156 × 10 –6 м до 0,001 × 10 –6 м, не находятся в видимом диапазоне, называются рентгеновскими лучами, которые обладают свойством проникать через непрозрачные тела. 6.2 Термины, используемые в освещенииВ освещении обычно используются следующие термины. Цвет: Энергетическое излучение нагретого тела монохроматично, то есть излучение только одной длины волны излучает определенный цвет. Длина волны видимого света составляет от 4000 до 7500 Å. Цвет излучения, соответствующий длине волны, показан на рис. 6.1. Рис. 6.1 Длина волны Относительная чувствительность: Сила реакции человеческого глаза на световые волны различной длины варьируется от человека к человеку, а также зависит от возраста.Средняя относительная чувствительность показана на рис. 6.2. Рис. 6.2 Средняя относительная чувствительность Глаз наиболее чувствителен к длине волны 5 500 Å. Таким образом, относительная чувствительность по этой длине волны принимается за единицу. Обозначается рис. 6.1, синий и фиолетовый соответствуют коротким длинам волн, а красный — длинным волнам, оранжевый, желтый и зеленый соответствуют середине видимой области длин волн.Цвет, соответствующий 5 500 Å, не подходит для большинства применений, так как желтовато-зеленый. Относительная чувствительность на любой конкретной длине волны ( λ ) известна как относительный световой фактор ( K λ ) . Свет: Определяется как лучистая энергия от горячего тела, которая производит визуальное ощущение для человеческого глаза. Он выражается в люмен-часах и аналогичен ватт-часам, которые обозначаются символом « Q ». Световой поток: Он определяется как энергия в форме световых волн, излучаемых в секунду от светящегося тела. Он обозначается символом « φ » и измеряется в люменах. Пример: Предположим, светящийся корпус представляет собой лампу накаливания. Общая электрическая мощность, подводимая к лампе, не преобразуется в световой поток, часть мощности теряется из-за проводимости, конвекции, излучения и т. Д. Отражение оставшегося лучистого потока в виде световых волн находится между видимым диапазоном длины волны, т.е.е. между 4000 и 7000 Å, как показано на рис. 6.3. Рис. 6.3 Диаграмма потока 6.2.1 Эффективность излученияКогда электрический ток проходит через проводник, выделяется некоторое количество тепла с потерей I 2 R , что увеличивает температуру проводника. При низкой температуре проводник излучает энергию в виде тепловых волн, но при очень высоких температурах излучаемая энергия будет в форме света, а также тепловых волн. «Эффективность излучения определяется как отношение энергии, излучаемой в форме света, вызывающего зрение, к общей энергии, излучаемой светящимся телом». 6.2.2 Плоский уголПлоский угол — это угол, образованный в точке на плоскости двумя сходящимися линиями (рис. 6.4). Он обозначается греческой буквой « θ » (тета) и обычно измеряется в градусах или радианах. Фиг.6.4 Плоский угол Один радиан определяется как угол, образованный дугой окружности, длина которой равна дуге окружности, длина которой равна радиусу окружности. 6.2.3 Телесный уголТелесный угол — это угол, образованный в некоторой точке пространства областью, т.е. угол, заключенный в объеме, образованном множеством линий, лежащих на поверхности и встречающихся в этой точке (рис. 6.5). Обычно обозначается символом « ω » и измеряется в стерадианах. Рис. 6.5 Телесный угол Самый большой телесный угол в центре сферы: Связь между плоским углом и телесным угломРассмотрим криволинейную поверхность сферического сегмента ABC высотой « h » и радиусом сферы « r », как показано на рис. 6.6. Площадь криволинейной поверхности сферического сегмента ABC = 2 πrh. Из рис. 6.6: Рис.6.6 Вид в разрезе для телесного угла BD = OB — OD Из уравнения (6.3) кривая показывает изменение телесного угла с плоским углом, как показано на рис. 6.7. Рис. 6.7 Связь между телесным углом и плоским углом Сила светаСила света в заданном направлении определяется как световой поток, излучаемый источником на единицу телесного угла (рис.6.8). Рис. 6.8 Световой поток, излучаемый источником Обозначается символом « I » и обычно измеряется в «канделах». Пусть ‘ F ’ будет световым потоком, пересекающим сферический сегмент телесного угла ‘ ω ’. Затем сила света люмен / стерадиан или кандела. Люмен: Это единица светового потока. Он определяется как световой поток, излучаемый источником мощностью одной свечи на единицу телесного угла во всех направлениях. Люмен = мощность свечи источника × телесный угол. Люмен = CP × ω Суммарный поток, излучаемый источником мощностью одной свечи, составляет 4 π люмен. Свеча мощности (CP)CP источника определяется как линии полного светового потока, излучаемые этим источником в единичном телесном угле. ПодсветкаОсвещенность — это световой поток, получаемый поверхностью на единицу площади. Обычно обозначается символом « E » и измеряется в люксах или люменах / м. 2 или метрическая свеча или футовая свеча. Люкс или метровая свечаОпределяется как освещение внутренней части сферы радиусом 1 м, и источник 1 CP установлен в центре сферы. Свеча для ногЭто единица освещения, определяемая как освещение внутренней части сферы радиусом 1 фут, в центре которой установлен источник 1 CP. Мы знаем, что 1 люкс = 1 футовая свеча = 1 люмен / (фут) 2 ЯркостьЯркость любой поверхности определяется как единичная площадь поверхности ручки силы света проецируемой поверхности в заданном направлении. Обычно обозначается символом « L ». Если сила света источника будет « I » кандела на области A, , то проецируемая область будет равна A cos θ. Единица яркости — кандела / м 2 или кандела / см 2 или кандела / (фут) 2 . Связь между I, E и LРассмотрим однородную рассеянную сферу радиусом r метр, в центре — источник в 1 КО, и силой света I кандела. Средняя горизонтальная мощность свечи (MHCP)MHCP определяется как среднее значение мощности свечи источника во всех направлениях в горизонтальной плоскости. Средняя сферическая сила свечи (MSCP)MSCP определяется как среднее значение мощности свечи источника во всех направлениях во всех плоскостях. Средняя мощность полусферической свечи (MHSCP)MHSCP определяется как среднее значение мощности свечи источника во всех направлениях выше или ниже горизонтальной плоскости. Коэффициент уменьшенияКоэффициент уменьшения источника света определяется как отношение его средней мощности сферической свечи к средней мощности горизонтальной свечи. КПД лампыОпределяется как отношение общего светового потока, излучаемого источником, к его потребляемой электрической мощности в ваттах. Выражается в люмен / Вт. Удельный расходОпределяется как отношение потребляемой электроэнергии к средней мощности свечи. Соотношение площади и высотыОпределяется как отношение расстояния по горизонтали между соседними лампами к высоте их установки. Коэффициент использования или коэффициент использованияОпределяется как отношение общего количества люменов, достигающих рабочей плоскости, к общему количеству люменов, испускаемых источником. Коэффициент обслуживанияОпределяется как отношение освещенности при нормальных условиях работы к освещенности, когда все чисто. Его значение всегда меньше 1 и будет около 0,8. Это происходит из-за скопления пыли, грязи и дыма на лампах, которые излучают меньше света, чем они излучают, когда они такие чистые. Частая чистка лампы повысит коэффициент обслуживания. Коэффициент амортизацииОпределяется как отношение начальной освещенности к максимальной поддерживаемой освещенности на рабочей плоскости. Его значения всегда больше 1. Фактор отработанного светаКогда поверхность освещается несколькими источниками света, возникает определенное количество потерь из-за перекрытия световых волн; потери света учитываются в зависимости от типа освещаемой площади.Его значение для прямоугольной области составляет 1,2, а для неправильной области — 1,5, а также для таких объектов, как статуи, памятники и т. Д. Коэффициент поглощенияОбычно, когда атмосфера полна дыма и дыма, возможно поглощение света. Следовательно, общий световой поток, доступный после поглощения, и общий световой поток, излучаемый лампой, известен как коэффициент поглощения. Коэффициент отражения или коэффициент отраженияКогда световые лучи падают на поверхность, они отражаются от поверхности под углом падения, показанным на рис.6.9. Часть падающего света поглощается поверхностью. Рис.6.9 Отраженный луч Отношение светового потока, покидающего поверхность, к световому потоку, падающему на нее, известно как коэффициент отражения. Его значение всегда будет меньше 1. Коэффициент лучаОпределяется как отношение «люменов в луче проектора к люменам, испускаемым лампами».Его значение обычно колеблется от 0,3 до 0,6. Этот коэффициент учитывается при поглощении света рефлектором и передним стеклом лампы проектора. Пример 6.1: Лампа на 200 В потребляет ток 1,2 А, общий поток составляет 2 860 люмен. Вычислить:
Решение: При V = 200 В I = 1,2 А, поток = 2860 люмен. Пример 6.2: Помещение площадью 6х9 м проиллюстрировано десятью лампами мощностью 80 Вт. Световая отдача лампы составляет 80 люмен / Вт, а коэффициент использования — 0,65. Найдите среднее освещение. Раствор: Площадь помещения = 6 × 9 = 54 м 2 . Общая мощность = 80 × 10 = 800 Вт. Общий поток, излучаемый десятью лампами = 80 × 800 = 64000 люмен. Поток, достигающий плоскости обработки = 64000 × 0.65 = 41 600 люмен. Пример 6.3: Сила света лампы 600 CP. Найдите выданный флюс. Также найдите поток в полушарии, содержащей источник света, и ноль выше горизонтали. Раствор: Поток, излучаемый источником (люмен) = интенсивность ( I ) × телесный угол ( ω ) = 600 × 2 π = 3769,911 люмен ∴ Поток, излучаемый в нижнем полушарии = 3769.911 люмен. Пример 6.4: Поток, излучаемый лампой мощностью 100 Вт, составляет 1400 люмен, помещенных в матовый шар диаметром 40 см, и дает равномерную яркость 250 миллилюмен / м. 2 во всех направлениях. Вычислите силу свечей земного шара и процент света, поглощаемого земным шаром. Раствор: Поток, излучаемый земным шаром = яркость × площадь земного шара = 1256,63 люмен Поток, поглощаемый земным шаром = поток, излучаемый источником — поток, излучаемый земным шаром = 1,400 — 1,256.63 = 143,36 люмен. Пример 6.5: Поверхность, наклоненная под углом 40 ° к лучам, находится на расстоянии 6 м от лампы мощностью 150 свечей. Найдите среднюю интенсивность освещения на поверхности. Раствор: Из рисунка П.6.1: θ = (90 ° — 40 °) = 50 °. ∴ Средняя освещенность: Фиг.П.6.1 6.3 Законы освещенияВ основном есть два закона освещения.
6.3.1 Закон обратных квадратовЭтот закон гласит, что «освещенность поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния между поверхностью и точечным источником». Доказательство: Пусть ‘ S ‘ будет точечным источником силы света ‘ I ‘ кандела, световой поток, излучаемый источником, пересекающий три параллельные пластины, имеющие площади A 1 A 2 , и A 3 квадратных метров, которые разделены расстояниями d, 2 d, и 3 d от точечного источника соответственно, как показано на рис.6.10. Рис.6.10 Закон обратных квадратов Световой поток, достигающий площади A 1 = сила света × телесный угол ∴ Освещение ‘E 1 ‘ на площади ‘A 1 ‘ составляет: Аналогично, освещение ‘E 2 ‘ на поверхности площадь A 2 составляет: и подсветка « E 3 » на поверхности A 3 составляет: Из уравнений (6.5), (6.6) и (6.7) Следовательно, из уравнения (6.8) освещенность на любой поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния между поверхностью и источником. 6.3.2 Закон косинусов ЛамбертаЭтот закон гласит, что «освещение, E в любой точке поверхности прямо пропорционально косинусу угла между нормалью в этой точке и линией потока». Доказательство: Обсуждая косинусный закон Ламберта, предположим, что поверхность наклонена под углом « θ » к линиям потока, как показано на рис.6.11. Рис.6.11 Закон косинуса Ламберта Пусть
Следовательно, из рис. 6.11: Из рис. 6.11 (b): Подставляя « d» из приведенного выше уравнения в уравнение (6.10): , где d, — расстояние между источником и поверхностью в м, h, — высота источника от поверхности в м, и I — сила света в канделах. Следовательно, уравнение (6.11) также известно как закон «косинусоидального куба». Этот закон гласит, что «освещение в любой точке поверхности зависит от куба косинуса угла между линией потока и нормалью в этой точке». Примечание: * Из приведенных выше законов освещения следует отметить, что закон обратных квадратов применим только для поверхностей, если поверхность перпендикулярна линии потока. И закон косинуса Ламберта применим к поверхностям, если поверхность наклонена на угол « θ » к линии потока. Пример 6.6: Освещенность в точке рабочей плоскости непосредственно под лампой должна составлять 60 люмен / м 2 . Лампа дает 130 CP равномерно ниже горизонтальной плоскости. Определить:
Решение: Приведены данные: Свечная мощность лампы = 130 CP. Освещенность под лампой, E = 60 люмен / м 2 .
Пример 6.7: Лампа, имеющая силу свечи 300 во всех направлениях, снабжена отражателем, который равномерно направляет 70% всего света на круглую область диаметром 40 м.Светильник висит на высоте 15 м над площадкой.
Решение: Приведены данные: Свечная мощность лампы = 300 CP. Диаметр круглого участка ( D ) = 40 м. Высота установки = 15 м.
Пример 6.8: Сила света источника 600 кандел, размещенного в середине комнаты размером 10 × 6 × 2 м.Рассчитаем освещенность:
Решение: Приведены данные: Сила света, ( I ) = 600 кд. Площадь помещения = 10 × 6 × 2 м.
Пример 6.9: Мощность свечи источника составляет 200 кандел во всех направлениях ниже лампы. Монтажная высота светильника 6 м.Найдите освещение:
Решение: Мощность свечи источника, I = 200 кандел. Монтажная высота ( х ) = 6 м.
Полный поток, достигающий области вокруг лампы: = E A × площадь поверхности = 5.55 × 1,767 = 9,80 люмен. Пример 6.10: Два источника мощности свечей или силы света 200 кандел и 250 кандел установлены на 8 и 10 м соответственно. Расстояние по горизонтали между фонарными столбами 40 м, рассчитываем освещенность в середине столбов. Раствор: Из рисунка P.6.8: Рис. P.6.8 Освещенность в точке « P » от источника « S 2 » : ∴ Общая освещенность на « P » от обоих источников S 1 и S 2 = E 1 + E 2 = 0.159 + 0,2235 = 0,3825 лк. Пример 6.11: Два источника с силой света 400 кандел подвешены на высоте 10 м. Расстояние между двумя фонарными столбами — 20 м. Найдите освещение (i) под лампой и (ii) в середине столбов. Раствор: Приведены данные: Сила света = 400 CP. Монтажная высота = 10 м. Расстояние между фонарными столбами = 20 м.
Пример 6.12: В уличном освещении две лампы имеют силу света 300 кандел, которые установлены на высоте 6 и 10 м. Расстояние между фонарными столбами 12 м. Найдите освещение чуть ниже двух ламп. Раствор:
Пример 6.13: Четыре лампы на расстоянии 15 м расположены для освещения коридора. Каждый светильник подвешивается на высоте 8 м над уровнем пола. Каждая лампа дает 450 CP во всех направлениях ниже горизонтали; найдите свечение у второй и третьей лампы. Раствор: Приведены данные: Сила света = 450 CP. Монтажная высота = 8 м. Расстояние между соседними фонарями = 15 м (рис.П.6.11). Рис. P.6.11 Освещение в точке « P » = освещение из-за L 1 + освещение из-за L 2 + освещение за счет L 3 + освещение за счет L 4 . Освещенность на « P » от лампы « L 2 » составляет: Аналогично, освещение на « P » из-за лампы L 3 « E 3 » = освещение на « P » из-за лампа ‘ L 2 ’, ‘E 2 ’, и освещенность на « P » из-за лампы L 4 , « E 4 » = освещение на « P » из-за лампы ‘ L 1 ’, ‘ E 1 . ‘ ∴ Общая освещенность при ‘ P = E 1 + E 2 + E 3 + E 4 = 2 E l + 2 E 2 = 2 ( E 1 + E 2 ) = 2 (0.73 + 2,73) = 6,92 лк. Пример 6.14: Зал 10 × 10 × 4 м должен быть освещен четырьмя лампами по 60 Вт каждая. Найдите освещение в точке на полпути между двумя углами на полу по бокам. Предположим, эффективность лампы составляет 20 люмен / Вт. Раствор: Приведены данные (рис. П.6.12): Размеры зала = 10 × 10 × 4 м. Количество ламп = 4. Мощность каждой лампы = 60 Вт. КПД лампы, η = 20. Световой поток, излучаемый каждой лампой: φ = мощность × η = 60 × 20 = 1200 люмен. Рис. P.6.12 Из рисунка P.6.13: Фиг.П.6.13 Освещенность в точке «P» для L 1 составляет: Освещение E 2 , в ‘ P ‘ из-за ‘ L 2 ‘ такое же, как E l = E 2 = люкс. ∴ Освещенность в точке « P » из-за L 4 составляет: Освещение ‘E 3 ‘ на « P » из-за « L 3 » будет таким же, как для « E 4 ». ∴ E 3 = E 4 = = 0,228 люкс. ∴ Общая освещенность в точке «P» = E 1 + E 2 + E 3 + E 4 = 2 E 1 + 2 E 3 = 2 ( E 1 + E 3 ) = 2 (0.3054 + 0,228) = 1,0668 люкс. Пример 6.15: Две лампы по 500 CP подвешены на 10 м от земли и разделены расстоянием 20 м друг от друга. Найдите интенсивность освещения в точке на земле на одной линии с лампами и в 12 м от основания с обеих сторон ламп. Раствор: Приведены данные: Сила света, I = 500 КОП. Монтажная высота, h = 10 м. Дело (i): Из рисунка P.6.14: Рис. P.6.14 Рис. P.6.15 Освещенность на « P » от лампы L 1 составляет: Освещенность на « P » от лампы L 2 составляет: ∴ Общая освещенность в точке « P » = E 1 + E 2 = 1.3115 + 2.378 = 3,689 люкс. Дело (ii): Из рисунка P.6.15: Освещенность на « P » от лампы L 1 составляет: Освещенность на « P » от лампы « L 2 » составляет: ∴ Общая освещенность на « P » за счет обеих ламп = E 1 + E 2 = 1.3115 + 0,1326 = 1,44 люкс. Пример 6.16: Две одинаковые лампы с силой света 500 КОП во всех направлениях ниже горизонтали установлены на высоте 8 м. Какое должно быть расстояние между лампами, чтобы освещение на земле посередине между лампами составляло не менее половины освещенности непосредственно под лампой. Раствор: Приведены данные: Свечная мощность лампы, I = 600 CP. Монтажная высота светильников от земли, H = 8 м. Пусть, максимальное расстояние между лампами = х м. Из рисунка P.6.16: Рис. P.6.16 Освещенность на « C » от лампы « L 1 » составляет: Освещение « E 2 » при « C » из-за лампы « L 2 » такое же, как и для « E 1 ». ∴ Общая освещенность при температуре « ° C» за счет ламп л 1 и л 2 составляет: Освещенность непосредственно под лампой, L 2 составляет: E B = освещение от лампы L 1 + освещение от лампы L 2 : Пример 6.17: Найдите высоту, на которой источник света, имеющий равномерное сферическое распределение, должен быть размещен над полом, чтобы интенсивность горизонтального освещения на заданном расстоянии от его вертикальной линии могла быть максимальной. Раствор: Пусть сила света лампы = ‘ I ’ CP. Освещенность в точке ‘A ’от источника составляет: Но, судя по рис.P.6.17: Рис. P.6.17 При этом освещение в точке, удаленной от основания лампы, может быть самым большим: ∴ ч = 0,707x. Пример 6.18: Лампа мощностью 250 кандел помещается на 2 м ниже плоского зеркала, которое отражает 60% падающего на него света.Светильник подвешен на высоте 6 м над землей. Найдите источник света в точке на земле на расстоянии 8 м от точки вертикально под лампой. Раствор: На рисунке P.6.18 показано расположение лампы и зеркал. Здесь лампа « L » создает изображение « L », тогда высота изображения от земли = 8 + 2 = 10 м. Рис. P.6.18 И L 1 выступает в качестве вторичных источников света, мощность свечи которых равна 0.85 × КП лампы « Л ». , т.е. 0,85 × 250 = 212,5 CP. ∴ Освещенность в точке « B », на расстоянии «8 м от лампы = освещенность в точке« B » из-за L + освещение на « B » из-за L 1 : Пример 6.19: Источник света с одинаковой силой света во всех направлениях устанавливается на высоте 20 мс над горизонтальной поверхностью.Две точки ‘A’, и « B » лежат на поверхности, а точка A находится непосредственно под источником. Как далеко B от A , если освещенность в точке « B » всего лишь на 1/15 от A ? Раствор: Пусть сила света лампы « L » составляет « I » кандел, а расстояние от точки освещения до основания лампы составляет « x » м (рис.П.6.19). Рис. P.6.19 Освещенность в точке ‘A’ от лампы « L » составляет: Освещенность в точке ‘B’ от лампы « L » составляет: Пример 6.20: Две одинаковые лампы с одинаковой силой света 500 кП во всех направлениях ниже горизонтали устанавливаются на высоте 4 м.Какое должно быть максимальное расстояние между лампами, чтобы освещенность земли на полпути между лампами составляла не менее половины освещенности непосредственно под лампами? Раствор: Свечная мощность лампы = 500 КОП (рис. П.6.20). Рис. P.6.20 Высота светильников от земли, h = 4 м. Пусть максимальное расстояние между лампами составляет « d » метров. Освещение в точке « C » между фонарным столбом = 2 × Освещенность из-за L 1 или L 2 Освещенность под лампой L 2 составляет: E B = освещение от лампы L 1 + освещение от лампы L 2 Дано: ∴ d = 9.56 м. Пример 6.21: Лампа с рефлектором установлена на 10 м выше центра круглой области диаметром 30 м. Если комбинация лампы и рефлектора дает однородное CP, равное 1200 по круглой площади, определите максимальное и минимальное освещение. Раствор: Монтажная высота светильника h = 10 м (рис. П.6.21, П.6.22). Рис. P.6.21 Фиг.П.6.22 Диаметр круглой площадки = 30 м. Свечная мощность лампы I = 1200 CP. Максимальное освещение непосредственно под лампой, то есть в точке « C » составляет: Минимальная освещенность будет на периферии круглой области, то есть в точке A (или) B. Пример 6.22: Две лампы висели на высоте 12 м от уровня пола. Расстояние между лампами — 8 м. Лампа одна 250 CP. Если освещенность пола по вертикали ниже этой лампы составляет 40 люкс, найдите КП второй лампы. Раствор: Приведены данные: Свечная мощность лампы, I = 250 CP. Интенсивность освещения л 1 непосредственно под лампой л 1 = 40 лк. Пусть CP L 2 = I CP. ∴ Освещение в точке A = освещение от лампы L 1 + освещение за счет лампы L 2 : Пример 6.23: Лампа, снабженная конусным рефлектором с углом наклона 150 °, круговой площадью освещения 300 м в диаметре.Освещенность диска равномерно увеличивается от 1-метровой свечи на краю до 3-метровой свечи в центре. Определить:
Решение: Область, освещенная от источника и вариация метровой свечи от края к центру.
Рассмотрим небольшую круглую полосу с углом dθ. Из рис. P.6.23 (b): Радиус полосы = r sin θ . Окружность круговой полосы = 2 πr sin θ . Ширина полосы = (2 πr sin θ ) r dθ. Площадь полосы = (2 πr sin θ ) r dθ = 2 πr 2 sin θ dθ. Общая площадь с углом конуса 150 ° или для è от 0 до 30 ° (или) от 0 до 6.4 Полярные кривыеСветовой поток, излучаемый источником, можно определить с помощью кривой распределения интенсивности. До сих пор мы предполагали, что сила света или мощность свечи от источника равномерно распределена по окружающей поверхности. Но из-за того, что он не единообразен по всем направлениям. Сила света или распределение света можно представить с помощью полярных кривых. Полярные кривые построены путем измерения силы света в различных направлениях при одинаковом угловом смещении в сфере. Радиальная ордината, указывающая в любом конкретном направлении на полярной кривой, представляет силу света источника, когда на него смотрят с этого направления. Соответственно, есть два разных типа полярных кривых:
На рисунке 6.12 показаны типичные полярные кривые для обычной лампы. Рис. 6.12 Полярные кривые Понижение на 180 ° на вертикальной полярной кривой связано с патроном лампы. Небольшая депрессия при 0 ° на горизонтальной полярной кривой из-за спиральной нити накала катушки. Полярные кривые используются для определения фактического освещения поверхности путем использования силы свечи в этом конкретном направлении, считываемой по вертикальной полярной кривой. Они также используются для определения средней мощности горизонтальной свечи (MHCP) и средней мощности сферической свечи (MSCP). Среднюю горизонтальную мощность свечи лампы можно определить по горизонтальной полярной кривой, рассматривая среднее значение всех мощностей свечи в горизонтальном направлении. Средняя сферическая сила свечи симметричного источника света может быть определена по полярной кривой с помощью конструкции Руссо. 6.4.1 Конструкция РуссоРассмотрим вертикальную полярную кривую в виде двух лепестков, симметричных относительно оси XOX 1 . Простая кривая Руссо показана на рис. 6.13. Рис. 6.13 Кривая Руссо Правила построения кривой Руссо следующие:
Средняя ордината этой кривой дает среднюю мощность сферической свечи (MSCP) лампы, имеющей полярную кривую, показанную на рис. 6.13. Средняя ордината кривой: Площадь под кривой Руссо может быть определена по правилу Симпсона. 6.5 ФотометрияФотометрия включает измерение мощности свечи или силы света данного источника.Теперь мы обсудим сравнение и измерение силы свечей. Мощность свечи данного источника в определенном направлении может быть измерена путем сравнения со стандартным или нестандартным источником. Чтобы исключить ошибки, связанные с отраженным светом, эксперимент проводится в темной комнате с мертвыми черными стенами и потолком. Сравнение контрольной лампы со стандартной лампой может быть выполнено с помощью фотометра и фотометра. 6.5.1 Принцип простого фотометраСтенд фотометра состоит из двух стальных стержней длиной от 2 до 3 метров. На этом стенде установлены стойки или опоры для двух источников (испытательной и эталонной), тележки для фотометрической головки и любого другого оборудования, используемого для проведения измерений. Градуированная шкала в сантиметрах или миллиметрах на одной из планок. Круглый стол снабжен большой градуированной шкалой в градусах по краю, чтобы можно было измерить угол поворота лампы относительно оси скамьи. Стенд фотометра должен быть жестким, чтобы сравниваемый источник не подвергался вибрации. Головка фотометра должна иметь возможность плавного перемещения, а головка фотометра действует как экран для сравнения освещенности эталонной лампы и контрольной лампы. Основные методы измерения основаны на законе обратных квадратов. Стенд фотометра состоит из двух источников: стандартного источника « S », мощность свечи которого известна, и другого источника « T », мощность свечи которого подлежит определению.Головка фотометра действует как экран, перемещаемый между двумя фиксированными источниками до тех пор, пока освещение с обеих сторон экрана не станет одинаковым. Простая схема измерения мощности свечи тестового источника показана на рис. 6.14. Рис. 6.14 Измерение мощности свечи Если расстояния стандартного источника « S » и тестового источника « T » от головки фотометра равны L 1 и L 2 , соответственно, то согласно По закону обратных квадратов, если освещенность с обеих сторон экрана одинакова, то мощность свечи источника пропорциональна квадрату расстояния между источником и головкой фотометра. ЦП стандартного источника ∝ L 1 2 . ЦП тестового источника ∝ L 2 2 . Чтобы получить точную мощность свечи тестового источника, необходимо точно измерить расстояние между источниками и головкой фотометра. 6.5.2 Головки фотометраЧаще всего используются следующие головки фотометров:
Первые два лучше всего подходят для использования, если два сравниваемых источника дают свет одинаковых или примерно одинаковых цветов. Увеличьте свет от двух сравниваемых источников, различающихся по цвету, лучше всего подходит мерцающий фотометр. (i) Фотометр точки БунзенаФотометр Бунзенасостоит из папиросной бумаги с пятном жира или воска в центре. Он держится вертикально в держателе между двумя сравниваемыми источниками света.Центральное пятно будет казаться темным сбоку, имея чрезмерное освещение, если смотреть с другой стороны. Затем наблюдатель отрегулирует положение головки фотометра таким образом, чтобы до тех пор, пока полупрозрачное пятно и непрозрачные части бумаги не стали одинаково яркими, жирное пятно было невидимым, т.е. диск, если смотреть с каждой стороны, как показано на рис. 6.15. Измеряется расстояние фотометра от двух источников. Следовательно, мощность свечи тестового источника затем определяется с помощью соотношения: Фиг.6.15 Фотометр точки Бунзена Использование двух отражающих зеркал над головкой фотометра делает этот метод, пожалуй, точным, поскольку две стороны пятна и положение головки могут просматриваться одновременно. (ii) Фотометр Люмера-БродхунаСуществует два типа фотометрических головок Люмена – Бродхуна.
Контрастный тип более точен и поэтому широко используется при фотометрических измерениях. (a) Головка фотометра типа равенства яркостиГоловка фотометра состоит из экрана из гипса, двух зеркал M 1 и M 2 , стеклянного куба или составной призмы и телескопа. Составная призма, состоящая из двух скрепленных друг с другом прямоугольных стеклянных призм, одна из которых имеет рисунок пескоструйной обработки на лицевой стороне, то есть основная поверхность имеет сферическую форму с небольшой плоской частью в центре, а другая совершенно плоская.Типичная головка фотометра Люмера – Бродхуна показана на рис. 6.16. Рис. 6.16 Фотометр Люмера – Бродхуна (равенство яркости) Две стороны экрана освещаются двумя источниками, такими как эталонная и контрольная лампы, как показано на рис. 6.16. Линии светового потока, излучаемые двумя источниками, падают прямо на экран и отражаются им на зеркала M 1 и M 2 , , которые, в свою очередь, отражаются на составную призму. Световой луч, отраженный от M 1 , проходит через плоскую призму, а световой луч, отраженный от M 2 , падает на сферическую поверхность другой призмы и снова отражается, проходя через телескоп. Таким образом, наблюдатель видит центральную часть круглой области, освещаемой контрольной лампой, а внешнее кольцо освещается стандартной лампой. Расположение головки фотометра регулируется таким образом, что разделительная линия между центральной частью и окружающей средой исчезает.Исчезновение разделительной линии указывает на одинаковый цвет испытательной лампы и стандартной лампы. Теперь измеряется расстояние от головки фотометра до двух источников, и мощность свечи или сила света контрольной лампы могут быть рассчитаны с использованием закона обратных квадратов. (б) Головка фотометра контрастного типаПодобно фотометру равной яркости, он состоит из составной призмы, которая состоит из двух прямоугольных стеклянных призм.Поверхности соединения двух прямоугольных стеклянных призм плоские, но поверхность гипотену одной призмы вытравлена на в точках A, B, и C , чтобы получить рисунок типа, показанного на рис. 6.17. Рис. 6.17 Головка фотометра Люмена – Бродхуна (контрастного типа) Как и в случае типа равной яркости, свет, падающий с обеих сторон экрана, проходит через нетравленую часть соединяемой поверхности и отражается от протравленных поверхностей ( A, B, и C ) .P и Q — это листы стекла, которые дают мало отраженного света, чтобы поддерживать разницу между освещением как протравленной, так и нетравленной частей. Если освещение поверхностей призмы отличается, то протравленная часть будет иметь различную освещенность по сравнению с нетравленной частью. Если баланс получен, разница в освещенности травленых и нетравленных участков одинакова и равна половине площади круга; тогда говорят, что головка фотометра находится в уравновешенном положении.Когда положение баланса изменяется, разница или контраст в освещении области « C » и окружающей ее области уменьшается. Кроме того, увеличится контрастное освещение области AB и внутренней трапеции. Как правило, в сбалансированном положении контраст составляет около 8%. Положение головки фотометра регулируется таким образом, чтобы получить равный контраст между протравленной и нетравленной частями. Этот контрастный тип головки дает точность в пределах 1%. (iii) Фотометр мерцанияФотометры мерцания используются при сравнении двух источников света разных цветов.Цветовой контраст между двумя источниками света не влияет на их работу — это особенность устройства мерцания фотометра. Это связано с тем, что цветовой контраст между двумя переменными полями света исчезает при более низкой скорости чередования, чем контраст яркости. Обычно используемый фликкер-фотометр — фликкер-фотометр Симманса – Абади, в котором используется вращающийся диск, сделанный из гипса. Член имеет форму конуса с двойным усечением, как показано на рис. 6.18. Усеченные части конуса соединяются вместе, образуя диск.Диск непрерывно вращается с необходимой минимальной скоростью с помощью небольшого двигателя между двумя сравниваемыми источниками. Каждая половина диска освещается от одного источника, и глаз представляет собой два поля света, которые поочередно сравниваются. Когда две половины имеют неравное освещение, появляется мерцание. Теперь диск повернут в положение, при котором мерцание исчезнет. Когда две половины диска освещаются одинаково, тогда мощность свечи тестового источника может быть рассчитана путем измерения расстояний диска от двух источников обычным способом. Рис. 6.18 Фликкер-фотометр 6.6 Фотоэлементы (для фотометрических измерений)Фотоэлементы используются для фотометрических измерений. За исключением измерения яркости источника, измерения путем визуального сравнения были заменены этими фотоэлементами. Фотоэлементы имеют различные преимущества перед традиционными методами фотометрических измерений:
Обычно используемые фотоэлементы для фотометрических измерений:
Фотоэлектрический элемент является наиболее широко используемым из-за его простоты и связанных схем. 6.6.1 Фотоэлектрический элементФотоэлемент также известен как барьерный слой или выпрямленный элемент. Конструкция фотоэлемента показана на рис. 6.19. Он состоит из основной металлической пластины, изготовленной из стали или алюминия, поверх которой расположен светочувствительный металлический слой селена. Рис. 6.19 Фотоэлемент Электропроводящий слой оксида кадмия нанесен напылением на слой селена. Слой достаточно тонкий, чтобы позволить свету достигать селена, и является электрически непрерывным, действующим как отрицательный полюс.Полоса деревянного металла, напыляемая на край верхней поверхности, образует отрицательный контакт, а опорная пластина образует положительный контакт. Прозрачный лак используется для защиты лицевой поверхности ячейки. Когда свет падает на поверхность слоя селена через слой оксида кадмия, соединение селена высвобождает электроны, которых достаточно для поддержания протекания тока через внешнюю цепь, подключенную между положительным и отрицательным контактами. При проведении фотометрических измерений фотоэлементом следует помнить о некоторых важных моментах:
Главный недостаток фотоэлемента заключается в том, что если свет падает на поверхность элемента под углом 60 °, лак или лак имеет тенденцию отражать значительное количество света, так что отраженный свет не достигает слоя селена.Таким образом, чтение меньше того, чем должно быть согласно косинусному закону освещения. Этого можно избежать, если использовать матовый лак или накрыть кювету полусферическим куполом из прозрачного пластика. Следует проявлять больше осторожности при освещении всей ячейки, иначе это может привести к неправильным показаниям. Эквивалентная схема фотоэлемента показана на рис. 6.20. Рис. 6.20 Эквивалентная схема фотоэлемента Здесь E — фотоэлектрический генератор, R s — последовательное сопротивление, C — эффективная емкость, R — сопротивление барьерного слоя и R L — сопротивление внешняя цепь. Обычно сопротивление изменяется в зависимости от температуры, поэтому возникают ошибки из-за изменения « R » в зависимости от температуры. Чтобы уменьшить погрешности, связанные с колебаниями температуры, сделайте влияние R s и R L как можно меньшим, чтобы « R » закоротил. Для получения более точного результата следует использовать схему с нулевым сопротивлением фотоэлементу. Модифицированная эквивалентная схема с нулевым сопротивлением представлена на рис.6.21. Рис. 6.21 Модифицированная эквивалентная схема Нулевое сопротивление фотоэлемента получается путем регулировки потенциометра таким образом, чтобы потенциалы в точках A, и B были равны нулю, по которым гальванометр уравновешен, т. Е. A, и B. замкнуты накоротко и, следовательно, « R » замкнут накоротко. Это необходимо для получения линейной зависимости между освещением и током, так как ток не отводится через ‘R’ 6.6.2 Фотоэмиссионная ячейкаЧтобы добиться большей точности с точки зрения линейности и стабильности, используется фотоэмиссионный элемент, а не фотоэлектрический элемент. Но схема фотоэмиссионного элемента более сложна и требует каких-то ламповых усилителей. Простая конструкция фотоэмиссионного элемента показана на рис. 6.22. Он состоит из анода, состоящего из цилиндрической проволочной сетки с катодом, расположенным на его оси. Катод состоит из соединения Bi-O-Ag-Cs, когда на него падает свет, который имеет тенденцию испускать электроны.Анод обычно составляет 30–50 В при более высоком потенциале по сравнению с катодом. Чтобы согласовать спектральный отклик клетки с человеческим глазом, смешивают подходящий раствор дихромата калия и хлорида меди, чтобы получить синий и красный концы отклика. Рис. 6.22 Фотоэмиссионная ячейка (вакуумного типа) Здесь схема фотоэмиссионного элемента более сложна и требует своего рода лампового усилителя.Типичный усилитель постоянного тока, который будет использоваться вместе с фотоэлементом, показан на рис. 6.23. Рис. 6.23 Усилитель постоянного тока, используемый в фотоэлементе Обычно в фотоэлементе используется усилитель постоянного тока, представляющий собой мостовую схему Уитстона. V 1 и V 2 — двухклапанные усилители с очень высоким входным сопротивлением для предотвращения отклонения тока от резисторов утечки сети R 1 и R 2 , гальванометр ‘ G ‘ показывает положение баланса мостовой схемы.Темновой ток или несбалансированный ток будут нарушать сетевое смещение В 1 , тем самым изменяя его эффективное сопротивление, показанное гальванометром « G », этого можно избежать, регулируя переменное сопротивление « R . 3 ‘с’ P ‘, установленным на ноль. Баланс моста восстанавливается путем регулировки P, , когда свет падает на фотоэлемент. 6.7 Интегрирующая сфераИнтегрирующая сфера состоит из полой сферы, диаметр которой составляет один или более одного метра.Внутренняя поверхность шара должна быть покрыта белой краской с коэффициентом отражения « ρ », обладающей однородными рассеивающими свойствами, так что освещение распространяется по всей поверхности. Источник « S » расположен внутри сферы, с небольшим окном из полупрозрачного стекла, расположенным на одной стороне сферы, и освещается отраженным светом от внутренней поверхности сферы. Между лампой и окном вставляется небольшой экран, известный как перегородка, чтобы свет не достигал окна напрямую.Типичное расположение показано на рис. 6.24. Рис. 6.24 Интегрирующая сфера «Операция интегрирующей сферы, используемой для фотометрии, основана на принципе, что освещение, получаемое на одной области сферы из другой части, не зависит от относительного положения двух частей». Для интегрирующей сферы освещение в любой точке сферической поверхности пропорционально излучаемому потоку и MSCP лампы, но не зависит от положения источника или фитинга.Следовательно, сила света источника не может быть одинаковой во всех направлениях, и нет необходимости устанавливать источник только в центре сферы. Предположим, что начальная яркость дифференциального элемента dA стенки сферы равна ‘ L ‘, ‘ ρ ‘ — коэффициент отражения стенки, тогда полный поток, отраженный стенкой сферы, задается как : Световой поток, отраженный стеной после первого отражения, осветит все части сферы. Итак, освещенность всех частей сферы за счет отраженного света от dA составляет: Кроме того, освещенность всех частей сферы за счет отраженного света от всех частей сферы будет: Аналогичным образом, освещение из-за второго отражения составляет: ∴ Полная освещенность сферы из-за бесконечных отражений определяется по формуле: Следовательно, из уравнения (6.16) доказано, что освещение шара не зависит от распределения от источника или фитинга. 6,8 Источники светаСвет — главный фактор в человеческой жизни, так как вся человеческая деятельность в конечном итоге зависит от света. Естественным источником света является «Солнце», которое с огромной скоростью излучает как тепловую, так и световую энергию. Там, где нет естественного освещения, делают искусственное. Искусственное освещение, производимое электричеством, играет важную роль благодаря своей чистоте, простоте управления, надежности и т. Д.В ограниченном смысле различные методы получения света с помощью электричества можно разделить на следующие три группы. 6.8.1 По температурному воздействиюЗдесь, в этом методе, электрический ток пропускается через тонкую металлическую нить из тонкой проволоки, помещенную в вакуум или инертный газ. Ток вырабатывает достаточно тепла, чтобы поднять температуру нити накала, излучающей световые волны, которые попадают в видимую область длины волны, т. Е. Вызывающую светимость. Пример: Лампы накаливания с вольфрамовой нитью накаливания, мощность которых зависит от температуры их нити.Их также называют температурными радиаторами . 6.8.2 Путем создания дуги между двумя электродамиВ этом методе высокая температура, возникающая при зажигании дуги между двумя электродами, которая вызывает световой поток. Пример: Дуговая лампа, угольная лампа и т. Д. 6.8.3 Газоразрядные лампыВ этом методе приложение подходящего напряжения, известного как напряжение зажигания , между двумя электродами, приводит к разряду через газ, который сопровождается электромагнитным излучением. Здесь мощность свечи, т. Е. Интенсивность цвета излучаемого света, зависит от природы газа. Эти источники не зависят от температуры для повышения эффективности. Ex: Неоновая лампа, натриевая лампа, ртутная лампа и люминесцентная лампа. Ключевые примечания
Короткие вопросы и ответы
Вопросы с несколькими вариантами ответов
Обзорные вопросы
Задачи с упражнениями
Ответы
Освещенность, яркость и яркостьОткалиброванный дисплей не только для фотографов. Если вы просматриваете вдохновляющие фотографии в Интернете, отправляете образцы цветов туда и обратно по электронной почте или передаете файлы цветов между поставщиками и покупателями, вам необходимо откалибровать и профилировать свой дисплей, чтобы доверять цветам, которые вы видите на экране. Говоря о калибровке монитора, многие люди меняют местами освещенность, яркость и яркость, но это не одно и то же.Вот различия, которые вам необходимо понять, чтобы правильно откалибровать и профилировать свой дисплей. Что такое освещенность?Освещенность — это количество света или светового потока, падающего на поверхность. Он измеряется в люменах на квадратный метр или в люксах. Что такое яркость? Яркость — это сила света, проецируемая на заданную область и направление. Яркость обычно описывает интенсивность излучаемого света.В случае наших продуктов для профилирования дисплея мы измеряем яркость кд / м 2 в качестве единицы измерения. Что такое яркость?Яркость — это то, что мы воспринимаем, когда люмен попадает на палочки и колбочки нашей сетчатки. Когда мы говорим о яркости, мы используем субъективные слова, такие как «тусклый» или «блестящий», потому что ее нельзя измерить, как яркость, но ее можно масштабировать в процентах. Уточнение разницы между яркостью, освещенностью и яркостьюЭти три термина обычно взаимозаменяемы, но они важны для понимания калибровки дисплея. Лучший способ понять разницу между яркостью и освещенностью — это представить себе лампу, сияющую на столе. Яркость описывает количество света, проходящего через лампочку, а освещенность описывает свет, падающий на стол. Поскольку яркость и освещенность поддаются количественному измерению, они не взаимозаменяемы с яркостью. Яркость — это измеримое качество света, которое наиболее близко соответствует яркости, которую мы не можем объективно измерить. Мы можем только это почувствовать. Окружающее освещение комнаты является примером измерения интенсивности и представления ее в люксах. i1Profiler сообщает об измерениях внешней освещенности в люксах. Как освещенность, яркость и яркость работают вместеДля дисплеев яркость помогает определить, насколько свет влияет на цвет экрана. Во время профилирования вы можете настроить разные мониторы на одинаковую силу света, выбрав одинаковую яркость в кд / м2. Большинство пользователей ЖК-дисплеев считают, что установка яркости на 120 достаточно яркая, чтобы судить о цвете и деталях в светлых и темных участках, но если вам трудно разглядеть детали, попробуйте выбрать более низкое значение.Некоторые программы калибровки позволяют программному обеспечению автоматически регулировать яркость дисплея в соответствии с окружающим освещением в комнате. Многие дисплеи автоматически регулируют яркость и контрастность в зависимости от окружающего освещения. Вы также можете использовать ручное управление монитором, чтобы увеличить или уменьшить яркость экрана в зависимости от ваших личных предпочтений. Уменьшение значения яркости приведет к более темному изображению, а увеличение яркости сделает его светлее. Лучшие инструменты для калибровки и профилирования монитораi1Profiler — наше предпочтительное решение для калибровки и профилирования мониторов. Он основан на мастере и проведет вас через каждый шаг процесса профилирования с использованием базового или расширенного режима. Узнайте, как это работает, в этом блоге. Для точного согласования цвета на мобильном устройстве с настольным компьютером загрузите бесплатное мобильное приложение ColorTRUE в App Store или Google Play Store. |
