- •Отчет по лабораторной работе № 17 «Эффективность и качество освещения»
- •Санкт-Петербург, 2025
- •1) Расчет средних значений освещенности:
- •2) Сравнение с допустимыми значениями освещенности в помещении:
- •3) Анализ распределения освещенности разных ламп:
- •4) Расчет значения фактического светового потока и коэффициента использования:
- •5) Анализ коэффициентов использования ламп:
- •6) Анализ коэффициентов пульсации разных ламп:
- •7) Сравнение результатов измерения кп у 1, 2 и 3 люминесцентных ламп:
6) Анализ коэффициентов пульсации разных ламп:
Анализируя график, можно заметить, что наибольший КП, показала люминесцентная лампа (9 Вт), так как в ней свечение возникает за счет газового разряда и не имеет тепловой инерции – световой поток мгновенно реагирует на колебания сетевого напряжения. При питании от переменного тока 50 Гц лампа дважды за период (100 раз в секунду) почти полностью гаснет, что вызывает значительные пульсации источника. Люминесцентная лампа (13 Вт) работает с электронным ПРА, выдающим импульс с гораздо большей частотой и меньшей амплитудой. Это обеспечивает меньший КП.
Коэффициент пульсаций светодиодных ламп также зависит от переменного тока. Значение КП может быть сведено до минимума при помощи качественного драйвера – в противном случае, он не будет сильно отличаться от пульсации люминесцентной лампы со старым ЭмПРА. В нашем случае КП значительно меньше (11,3%) КП люминесцентной лампы (9 Вт), что может говорить о хорошем качестве драйвера.
Галогенная лампа и лампа накаливания основаны на нагреве нити. Для пульсации необходимо, чтобы нить периодически остывала. При данной частоте переменного тока нить не успевает остыть настолько, чтобы выдавать большое значение КП. Галогенная лампа – та же лампа накаливания, только у нее более массивная и горячая нить, которая не успевает сильно остыть, когда напряжение в сети близко к нулю. Ее температура, а значит и светоотдача, остаются более стабильными, в связи с чем коэффициент пульсации очень маленький (1,4%).
7) Сравнение результатов измерения кп у 1, 2 и 3 люминесцентных ламп:
Число ламп |
КП, % |
1 |
31,2 |
2 |
20 |
3 |
9,3 |
Наблюдаемое снижение КП с увеличением числа работающих ламп объясняется компенсацией пульсаций светового потока за счет сдвига фаз в трехфазной электрической сети. Каждая лампа питается от своей фазы, и их пульсации происходят с временным сдвигом: когда световой поток одной лампы находится в минимуме, потоки двух других находятся ближе к максимуму, взаимно компенсируя колебания общей освещенности. В результате суммарная пульсация освещенности заметно уменьшается, и свет становится визуально стабильным.
8) Анализ графика КП для трех люминесцентных ламп:
По графику видно, что в точке 1 достигается наибольшее значение коэффициента пульсации (11,1%), а в точке 4 – наименьшее (8,3 %). Также наблюдаются локальные максимумы и минимумы. Разброс объясняется тем, что, когда фазы пульсаций взаимно гасятся, получается минимальный КП, а когда они частично складываются, наблюдаются локальные максимумы. Также на значения влияют близость точки к конкретной лампе, угол падения потока и неоднородность распределения освещенности.
9) Исследование стробоскопического эффекта:
Стробоскопический эффект – это зрительная иллюзия неподвижности или мнимого движения предмета при его прерывистом визуальном наблюдении. В нашем случае, когда работает одна лампа, мы можем наблюдать стробоскопический эффект вентилятора, с увеличением числа ламп эффект практически исчезает, так как пульсации начинают компенсироваться. Если частота пульсации освещенности совпадает или кратна частоте движения объекта, наш глаз начинает видеть движение обрывисто, как серию стоп-кадров. Вращающийся объект может казаться неподвижным или вращающимся медленно в обратную сторону, что крайне опасно в производственных условиях.
