- •Анализ распределения освещенности разных ламп е(х)
- •Анализ коэффициентов пульсации разных ламп
- •Анализ кп для трех люминесцентных ламп
- •Анализ коэффициентов использования разных ламп
- •Анализ применимости ламп к разряду работы по видам освещения
- •Анализ изменения коэффициента пульсации в разных точках
- •Анализ стробоскопического эффекта
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра БЖД
отчет
по лабораторной работе №17
по дисциплине «безопасность жизнедеятельности»
Тема: ЭФФЕКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ОСВЕЩЕНИЯ
Студенты |
|
|
Преподаватель |
|
Овдиенко Е. Н. |
Санкт-Петербург
2022
Рассчет среднего значения освещенности для каждой из ламп производился по следующей формуле:
Итого получим:
Люминесцентная 9 Вт
светлый фон: (491,6+430,2+410,1+406,6+391,2)/5 = 425,94
темный фон: (301,1+285,4+269,9+278,3+250,6)/5 = 277,06
Люминесцентная 13 Вт
светлый фон: (768+889,7+929,7+974,5+959,4)/5 = 904,26
темный фон: (488,2+611,7+612,5+629,1+647,3)/5 = 597,76
Светодиодная 12 Вт
светлый фон: (912,6+1139,5+1283,9+1184,2+926,4)/5 = 1089,32
темный фон: (623,4+912,6+1045+912,6+622)/5 = 823,12
Лампа накаливания 60 Вт
светлый фон: (525,7+610,7+673,2+642,8+570,3)/5 = 604,54
темный фон: (371,1+464,7+542,6+489,7+398,3)/5 = 513,28
Галогенная 50 Вт
светлый фон: (698,2+2829,7+6881,8+3191,2+703,1)/5 = 2860,8
темный фон: (451+2291,1+6584,7+3258,5+498,3)/5 = 2616,72
Значение фактического светового фотока Фф можно определить по формуле:
где Еср – среднее значение освещенности, а S – площадь освещаемой поверхности (в нашем случае 0.49 м2).
Получим следующие значения:
Люминесцентная 9 Вт
светлый фон: 425,94*0,49 = 208,7106
темный фон: 277,06*0,49 = 135,7594
Люминесцентная 13 Вт
светлый фон: 904,26*0,49 = 443,0874
темный фон: 597,76*0,49 = 292,9024
Светодиодная 12 Вт
светлый фон: 1089,32*0,49 = 533,7668
темный фон: 823,12*0,49 = 403,3288
Лампа накаливания 60 Вт
светлый фон: 604,54*0,49 = 296,2246
темный фон: 513,28*0,49 = 251,5072
Галогенная 50 Вт
светлый фон: 2860,8*0,49 = 1401,792
темный фон: 2616,72*0,49 = 1282,1928
Рассчет коэффициента использования светового потока (осветительной
установки) проводится с помощью номильнальных значений светового потока Фист, указанных в таблице 1, для каждой лампы соответственно), а также с помощью формулы:
Таблица 1. Номинальные значения для ламп
Типы ламп |
Номинальные |
|
мощность, Вт |
световой поток, лм |
|
Накаливания |
60 |
710 |
Люминесцентная Madix U+ |
9 |
600 |
Люминесцентная Madix 2U |
13 |
450 |
Галогенная |
50 |
850 |
Светодиодная |
12 |
650 |
Получим следующие значения:
Люминесцентная 9 Вт
светлый фон: = 0,35
темный фон: = 0,23
Люминесцентная 13 Вт
светлый фон: = 0,98
темный фон: = 0,65
Светодиодная 12 Вт
светлый фон: = 0,82
темный фон: = 0,62
Лампа накаливания 60 Вт
светлый фон: = 0,42
темный фон: = 0,35
Галогенная 50 Вт
светлый фон: = 1,65
темный фон: = 1,51
Полученные значения средней освещенности, фактического светового потока и коэффициента использования осветительной установки представлены в таблице 2.
Таблица 2. Результаты измерений и обработки для ламп
Светлый фон |
|||||||||
Тип лампы |
E1, лк |
E2, лк |
E3, лк |
E4, лк |
E5, лк |
Eср, лк |
Фф, лм |
|
|
Люминесцентная 9 Вт |
491,6 |
430,2 |
410,1 |
406,6 |
391,2 |
425,94 |
208,71 |
0,35 |
|
Люминесцентная 13 Вт |
768 |
889,7 |
929,7 |
974,5 |
959,4 |
904,26 |
443,09 |
0,98 |
|
Светодиодная 12 Вт |
912,6 |
1139,5 |
1283,9 |
1184,2 |
926,4 |
1089,32 |
533,77 |
0,82 |
|
Лампа накаливания 60 Вт |
525,7 |
610,7 |
673,2 |
642,8 |
570,3 |
604,54 |
296,22 |
0,42 |
|
Галогенная 50 Вт |
698,2 |
2829,7 |
6881,8 |
3191,2 |
703,1 |
2860,8 |
1401,8 |
1,65 |
|
Темный фон |
|||||||||
Тип лампы |
E1, лк |
E2, лк |
E3, лк |
E4, лк |
E5, лк |
Eср, лк |
Фф, лм |
|
|
Люминесцентная 9 Вт |
301,1 |
285,4 |
269,9 |
278,3 |
250,6 |
277,06 |
135,76 |
0,23 |
|
Люминесцентная 13 Вт |
488,2 |
611,7 |
612,5 |
629,1 |
647,3 |
597,76 |
292,9 |
0,65 |
|
Светодиодная 12 Вт |
623,4 |
912,6 |
1045 |
912,6 |
622 |
823,12 |
403,33 |
0,62 |
|
Лампа накаливания 60 Вт |
371,1 |
464,7 |
542,6 |
489,7 |
398,3 |
513,28 |
251,51 |
0,35 |
|
Галогенная 50 Вт |
451 |
2291,1 |
6584,7 |
3258,5 |
498,3 |
2616,72 |
1282,19 |
1,51 |
|
Анализ распределения освещенности разных ламп е(х)
Графики распределения освещенности ламп представлены ниже:
По полученным данным можно заметить:
Наибольшей освещенностью обладает галогенная лампа мощностью 50 Вт. Она же является точечным источником света: по мере удаления от точки, где наблюдается пик, уровень освещенности стремительно падает.
Свет от люминесцентных ламп и лампы накаливания стремится распределиться по всей площади поверхности равномерно, т.е. у них достаточно большой угол рассеивания световых лучей.
Светодиодная лампа также распространяет свет по области (имеет большой угол рассеивания), но имеет более резкий спад освещенности с удалением от места установки лампы.
Темный фон оказывает влияние на освещенность: темные стенки в большей степени поглощают свет, в то время как светлые отражают его.
Анализ коэффициентов пульсации разных ламп
Тип лампы |
Коэффициент пульсации, % |
Лампа накаливания |
8,6 |
Люминесцентная лампа 9 Вт |
25,7 |
Люминесцентная лампа 13 Вт |
4,9 |
Светодиодная |
10,1 |
Галогенная |
0,2 |
Лампы накаливания имеют среднее значение коэффициента пульсации. Такое небольшое значение обуславливается тем, что нить накала препятствует заметному уменьшению светового потока в момент перехода значения переменного тока через нуль за счет своей большой тепловой инерции (тут написано, что это *клик*. В целом: чем больше теплоемкость (масса) нити накаливания, тем меньше пульсации).
Наибольшим значением коэффициента пульсации обладает люминесцентная лампа 9 Вт с ЭмПРА. Это связано с тем, что световой поток меняется практически пропорционально амплитуде сетевого напряжения (частота мерцаия лампы и частота сети совпадают).
Уменьшение коэффициента пульсации люминесцентной лампы 13 Вт обуславливается тем, что она использует ЭПРА, который повышает частоту напряжения вплоть до 1000 раз больше. Такое свещение уже больше рассматривается как постоянное для глаза человека.
Значение коэффициента пульсации светодиодной лампы меньше значения люминесцентной лампы в 9 Вт. Это обуславливается использованием специального драйвера: он подает к светодиоду постоянный электрический ток, а также контролирует его подачу.
Галогенные лампы за счет увеличения температуры спирали имеют меньший коэффициент пульсации.
Анализ кп для трех люминесцентных ламп
Были проведены замеры коэффициента пульсации в геометрическом центре при включенных одной, двух и трех люминесцентных ламп: в случае с одной лампой – это под ней, с двумя и выше – центр отрезка и треугольника соответственно. Результаты замеров представлены в таблице 3.
Таблица 3. Коэффициент пульсации для разного числа люм. ламп
Число ламп |
Коэффициент пульсации, % |
1 |
27,6 |
2 |
22,4 |
3 |
8,7 |
График коэффициента пульсации для трех люминесцентных ламп в разных точках поверхности представлен ниже.
По результатам, указанным в таблице, можно заметить, что увеличение числа ламп уменьшает коэффициент пульсации. Это связано с тем, что каждая следующая лампа компенсирует провалы в световом потоке предыдущей лампы из-за сдвига фаз на 120о (подключение ламп проводится к разным фазам). Таким образом в среднем освещенность остается на одном уровне.
Изменение коэффициента пульсации в зависимости от точки, где проводилось измерение коэффициента, обуславливается изменением степени освещенности поверхности рядом с точкой: наивысший максимум освещенности будет достигаться в точке 5, в то время как точка 1 освещается слабее всего.