лб2

Светодиодная лампа (1.1 Вт, №1): Средние значения коэффициента пульсации колеблются от 30,7% до 88,0%, достигая максимума в левом верхнем углу при темном фоне (88,0%). Показатели значительно варьируются в зависимости от точки измерения, что указывает на неравномерность работы. Такие высокие значения (особенно >60%) могут вызывать усталость глаз и дискомфорт при длительном использовании.

Галогеновая лампа (50 Вт, №2): Средние значения находятся в диапазоне 1,23–13,93%, что соответствует нормативам для рабочих помещений (рекомендуется <20%). Наименьшие показатели в центре пола (3,8% при темном фоне), что делает её идеальной для задач, требующих точности. Наиболее безопасный вариант для зрительного комфорта.

Лампа накаливания (60 Вт, №4): Средние значения — 12,3–46,5%, с пиками при светлом фоне (до 46,5% в левом нижнем углу). При темном фоне пульсация снижается (12,3–15,3%), но остается выше, чем у галогеновой лампы. Не подходит для помещений, где критична стабильность освещения.

Люминесцентная лампа (9 Вт, №8): Средние значения — 23,1–42,8%,

что близко к предельно допустимым нормам (для офисов — до 20%). Максимальные показатели в левом верхнем углу (42,8% при светлом фоне). Риск мерцания, которое может провоцировать головные боли и снижение концентрации.

Используя значения освещенности для пяти различных точек макета, были подсчитаны общие средние значения освещенности для каждой лампы. Полученные значения представлены в таблице 1.3.

11

Таблица 1.3 – Средние значения освещенности при светлом и темном окрасе стен

12

Люминесцентная лампа (9 Вт) показала наилучшие результаты по освещенности (390,66 лк при светлом фоне), несмотря на минимальную мощность. Галогенная лампа (50 Вт) демонстрирует экстремальные перепады

- от 34,5 до 893,4 лк, что указывает на проблему неравномерного распределения света. Светодиодная лампа (1,1 Вт) оказалась наименее эффективной (147-185 лк), особенно в угловых зонах.

Темные поверхности снижают освещенность в среднем на 15-30% для большинства ламп. Исключение - галогенные лампы, которые при темном фоне показывают более стабильные результаты. Наибольшая чувствительность к фону у люминесцентных ламп (падение на 30%).

Все типы ламп демонстрируют недостаточную освещенность в угловых зонах. Наибольшие перепады освещенности наблюдаются у галогенных ламп

(до 26-кратной разницы между точками).

Рисунок 1.1 - Средние значения освещенности при светлом и темном окрасе стен

На рисунке 1.1 наглядно видно, что освещенность у люминесцентной лампы при светлом окрасе стен выше, чем у остальных. Также можно заметить, что значения освещенности при темном окрасе стен примерно находятся на одинаковом уровне у трех ламп: галогеновой, лампы накаливания и люминесцентной лампы.

13

Было проведено сравнение полученных значений с нормативными значениями освещенности, установленными СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Преподавателем был задан 4 разряд зрительной работы, подразряд В. Нормативные значения были взяты при среднем контрасте объекта различения с фоном для темного и светлого фона. Для удобства данные были приведены к табличному виду (таблица 1.4).

Таблица 1.4 – Сравнение фактических и номинальных значений

освещенности

Результаты получились абсолютно разные и ни один из них не равен нормативному значению, однако можно сделать определённые выводы:

- Светодиодная лампа (1.1 Вт) не достигает нормативных значений (200

лк) при любом типе фона, наибольший дефицит освещенности при темном фоне (-53 лк), требует увеличения мощности или количества источников.

- Галогеновая лампа (50 Вт) значительно превышает нормативы (на 136-

83 лк), избыточная освещенность может вызывать дискомфорт.

- Лампа накаливания (60 Вт) стабильно превышает нормы (на 55-92 лк),

низкая энергоэффективность при избыточной освещенности.

- Люминесцентная лампа (9 Вт) наибольшее превышение нормативов (до

190 лк), эффективна по освещенности, но требует регулировки, оптимальна для помещений, где допустима повышенная освещенность.

14

По результатам измерений освещённости для варианта с тёмной и светлой окраской стен было вычислено значение фактического светового потока для каждой лампы по следующей формуле:

где Eср – среднее значение освещенности, лк; S – площадь макета помещения, м2.

Площадь макета помещения была определена как площадь пола установки: 0,35 м2

Таблица 1.5 – Значения фактического светового потока

По данным таблицы 1.5 можно сделать вывод, что для всех типов ламп фактический световой поток (Fфакт) снижается при темном фоне по сравнению со светлым. Например, у светодиодной лампы (1.1 Вт) значение падает с 65,07

лм (светлый фон) до 51,45 лм (темный фон). Это подтверждает, что темные поверхности поглощают свет, уменьшая эффективность освещения.

Люминесцентная лампа (9 Вт) демонстрирует наибольший световой поток как при светлом (136,73 лм), так и при темном фоне (95,68 лм), несмотря на минимальную мощность. Галогеновая лампа (50 Вт) и лампа накаливания

(60 Вт) имеют близкие значения Fфакт (около 100–120 лм), но их

15

энергопотребление значительно выше, что указывает на низкую энергоэффективность. Светодиодная лампа (1.1 Вт) при малой мощности обеспечивает сопоставимый с лампами накаливания световой поток (65,07

лм), что подчеркивает её энергосберегающие преимущества.

Также были посчитаны коэффициенты использования осветительной установки для вариантов с тёмной и светлой окраской стен по следующей формуле:

где Fламп – суммарный световой поток.

Значение Fламп для каждой лампы было взято из таблицы базовых

значений (таблица 1.6).

Таблица 1.6 – Коэффициент использования установки

На основе данных таблицы 1.6 светодиодная лампа (1.1 Вт) и

люминесцентная лампа (9 Вт) демонстрируют наивысший коэффициент

16

использования (η): 1,23 (светодиодная, светлый фон) и 0,23 (люминесцентная,

светлый фон). Это означает, что они эффективно преобразуют номинальный световой поток в фактическое освещение, особенно при светлом фоне. У

галогеновой лампы (50 Вт) и лампы накаливания (60 Вт) коэффициент η крайне низок (0,12–0,14), что указывает на значительные потери светового потока (например, на нагрев у лампы накаливания).

Для всех типов ламп коэффициент η снижается при темном фоне:

светодиодная лампа: с 1,23 до 0,97, люминесцентная лампа: с 0,23 до 0,16. Это подтверждает, что темные стены поглощают свет, уменьшая общую эффективность осветительной установки.

Также были проведены замеры коэффициента пульсации освещенности на рабочем месте при последовательном включении в учебной аудитории одной фазы, двух и трех фаз.

Таблица 1.7 – Влияние числа фаз на пульсацию

Увеличение числа фаз в электроцепи влияет на пульсации следующим образом: амплитуда пульсаций уменьшается, а частота, наоборот, возрастает.

Чем больше будет частота пульсаций и ниже амплитуда, тем менее они будут заметны для человеческого восприятия. Полученные значения коэффициента пульсации подтверждают это. Наименьший коэффициент пульсации достигается при включении трёх фаз, что создаёт наиболее благоприятные условия для работы. Однофазное освещение не рекомендуется из-за высокой пульсации.

17

В процессе съема измерений для разных источников освещения дополнительно изменялась скорость вращения вентилятора для наблюдения стробоскопического эффекта. Светодиодная лампа (1.1 Вт) и люминесцентная лампа (9 Вт) демонстрируют явный стробоскопический эффект. Лампа накаливания (60 Вт) показала небольшой эффект, что объясняется меньшей пульсацией. Галогеновая лампа (50 Вт) не создает стробоскопического эффекта, так как её коэффициент пульсации крайне низок.

18

ВЫВОДЫ:

В данной лабораторной работе мы изучили количественные и качественные характеристики источников искусственного освещения, оценку влияния различных факторов на их величину. Также ознакомились с прибором люксметр-пульсометр для измерения характеристик источников света.

1. Анализ освещенности от разных источников света

−Люминесцентная лампа (9 Вт, №8) показала наивысшую освещенность (до 619 лк при светлом фоне, Таблица 1.1), что значительно превышает норматив (200 лк, Таблица 1.4). Однако распределение света неравномерное:

вугловых зонах значения падают до 210 лк.

−Светодиодная лампа (1.1 Вт, №1) не достигает нормативных значений

(147–185 лк при норме 200 лк, Таблица 1.4). Наименьшая освещенность зафиксирована в правом верхнем углу (34,5 лк, Таблица 1.1).

− Галогенная лампа (50 Вт, №2) и лампа накаливания (60 Вт, №4) демонстрируют избыточную освещенность (до 893 лк и 568 лк соответственно), что может вызывать дискомфорт.

Люминесцентные лампы наиболее эффективны по освещенности, но требуют корректировки мощности. Светодиодные лампы нуждаются в дополнительных источниках для соответствия нормам.

2.Влияние цвета фона помещения Темный фон снижает освещенность на 15–30%:

−У светодиодной лампы: с 185,92 до 147 лк (Таблица 1.3).

−У люминесцентной лампы: с 390,66 до 273,38 лк (Таблица 1.3).

−Светлый фон повышает эффективность:

−Коэффициент использования (η) светодиодной лампы достигает 1,23 (Таблица 1.6).

19

Для помещений с темными стенами необходимо увеличивать количество или мощность ламп. Светлые поверхности улучшают распределение света.

3. Коэффициент пульсации

− Критически высокий коэффициент пульсации у светодиодной лампы

(30–88%, Таблица 1.2), что превышает допустимые нормы (≤20%).

Максимальное значение зафиксировано в левом верхнем углу при темном фоне (88%).

− Галогенная лампа наиболее безопасна (пульсация 1–14%, Таблица 1.2).

Не создает стробоскопического эффекта.

− Люминесцентная лампа имеет пульсацию 23–43%, что близко к предельным значениям.

Для рабочих помещений предпочтительны галогенные лампы.

Светодиодные и люминесцентные требуют доработки схемы питания для снижения пульсации.

4. Энергоэффективность и световой поток

−Люминесцентная лампа при мощности 9 Вт дает наибольший световой поток (136,73 лм, Таблица 1.5) и высокий КПД (η = 0,23, Таблица 1.6).

−Светодиодная лампа энергоэффективна (η = 1,23), но маломощна (65,07

лм).

− Галогенные лампы и лампы накаливания имеют низкий η (0,12–0,14)

из-за потерь на нагрев.

Люминесцентные и светодиодные лампы оптимальны по энергопотреблению. Лампы накаливания и галогенные морально устарели.

5. Влияние числа фаз на пульсацию

− Подключение к трехфазной сети снижает пульсацию до 6,6% (против

23,9% для однофазной) (Таблица 1.7).

20