4. Определение зависимости характеристик лампы накаливания от величины напряжения в сети.

Суть эксперимента состоит в изучении зависимости основных характеристик лампы накаливания: светового потока. цветовой температуры, и срока службы лампы – от напряжения в питающей сети.

Теоретические основы:

Напряжение – отношение работы электрического поля при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B к величине пробного заряда.

Это разность потенциалов. Измеряется в Вольтах.

Цветовая температура - характеристика хода интенсивности излучения источника света как функция длины волны в оптическом диапазоне. Это также Температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение с той же хроматичностью (с той же цветностью), что и рассматриваемое излучение.

Цветовая температура измеряется в Кельвинах. С другой стороны, для измерения цветовой температуры используется единица, называемая майредом (сокращение от micro reciprocal degree — обратная микростепень). Майредами обозначают разницу в цветовой температуре. это особенно удобен для шкалы цветовой температуры в фотографии, где может быть использован для определения плотности цветокорректирующего светофильтра, необходимой для заданной фотоплёнки и источника света.

Чтобы цветовую температуру перевести в майреды, необходимо 1000000 разделить на количество кельвинов. Таким образом, цветовая температура освещения стандартными вольфрамовыми лампами составляет 312 майредов (1000000/3200 = 312).

Выбор столь сложного метода пересчета объясняется тем, что отличия в цветовой температуре более заметны при низких, чем при высоких цветовых температурах. Так, отличие в 1000 К между цветовыми температурами 2200 К и 3200 К составляет 142 майреда, а аналогичное отличие между цветовыми температурами 5000 К и 6000 К всего лишь 34 майреда. Для учета именно этого обстоятельства при измерении цветовых температур и применяется такая единица измерения, как майред.

Ход работы:

1. На источник света (Лампа накаливания) подавалось напряжение 220 В. Устанавливался свето-приемник на расстояние от лампы, при котором освещенность равнялась 1000 лк.

2. С помощью лабораторного трансформера устанавливались значение напряжение (По таблице 1-4) и записывались значение освещенности и цветовой температуры в таблицу.

Таблица 1-4

Тип лампы Лампа накаливания Uном=220 В

U	B	230	220	210	200	190	180	170	160	150	110
	% (к ном.)	104,5	100	95,5	90,9	86,4	81,8	77,3	72,7	68,2	50
E	лк	1140	1000	861	764	635	538	452	379	308	101
Тцв	К	3040	3000	2950	2900	2840	2790	2740	2680	2650	2350
Срок службы По справочнику*	% (к ном.)	53	100	190	395	835	1820	4200

3. Строение графики зависимости освещенности, цветовой температуры и срока службы лампы от напряжения питания.

Вывод:

При изменении напряжения лампы накаливания меняются все главные её характеристики - освещённость, цветовая температура и срок службы.

Итак, имея напряжение 220 В, у нас освещённость 1000 лк, цветовая температура 3000 К и срок службы 100%. Допустим, что мы снимаем на плёнке с цветовой температурой 3200 К. В таком случи разница в цветовой температуре будет 20,5 М. Это достаточно велика разница, нам необходимо применить синий CTB фильтр для того, чтобы рук получил меньше желтой, синий.

Фотографии лабораторной работы пересвеченные, поэтому главный образ для измерение цветовой температурой не будет лист бумаги, у которой нет не каких деталей доказаны, а будем использовать рук, который экспонометр держит,

Уменьшив напряжение на 5%, напряжение стало 210 В, освещённость 861 лк, цветовая температура 2950К и срок службы 190%. Значит, что при не большой перемени напряжения цветовая температура изменилась очень незначительно, это не требует использования разных фильтров, потому, что разница изменения цветовой температуры 5,6 М, Такое изменение не является существенным, так как оно не более 15М. Это максимальная допустимая погрешность при съёмке.

Срок службы лампы резко увеличился почти в два раза – можно дольше работать с лампой накаливания.

Освещенность упала на 139 лк. Это 1/8 ступени, допустимая погрешность. Все снимки - иллюстрации сняты при разных настройках экспозиции, потому экспозицию оценивать по ним нельзя.

При изменении напряжение на 10% (соответственно напряжение стало 200 В, освещённость 764лк, цветовая температура 2900К и срок службы 395%) резко увеличился срок службы, освещённость уменьшилась примерно на ¼ ступени, что еще является допустимой погрешностью.

Цветовая температура изменилась на 11,5 М. Такая погрешность допустимая.

При изменении напряжение на 20% (напряжение стало 180 В, освещённость 538лк, цветовая температура 2790К, срок службы 1820%) можно заметить те же самые тенденции изменения.

Срок службы очень резко увеличился.

Освещенность уменьшилась на 0,421 ступени, это уже недопустимая погрешность. Цветовая температура изменилась на 25,5 М, это недопустимое изменение, которое требует коррекции.

Уменьшив напряжение на 50%, происходят резкие изменения в характеристиках лампы накаливания. Напряжение стало 110 В, освещённость 101лк, цветовая температура 2350К.

Данные на срок службы отсутствуют, можно предполагать, что длительность службы очень велика. Такое изменение напряжения помогает значительно уменьшить затрату электроэнергии, при этом освещенность уменьшается на 899 лк, почти на 2 ступени. Это очень сильное изменение. Значительно меняется цветовая температура – на 92 майреда. При таких изменениях следует использовать синий фильтр.

Освещенность - При уменьшении напряжения на 4,5% (10 в) освещенность уменьшается на 12% по арифметической закономерности, то есть на одинаковые значения через каждые 10 в. При увеличении напряжения на 4,5% от 220 в освещенность увеличивается на 15,2%.

При уменьшении напряжения на 50% освещенность падает от 1000 лк к 100 лк, то есть на 90%. Следовательно, мы видим, как стремительно (но равномерно) падает освещенность при уменьшении напряжения.

Срок службы. При уменьшении напряжения срок службы лампы резко возрастает. При уменьшении напряжения на 4,5% от 220 в, срок службы лампы увеличивается на 83%, от 210 в - уже на 200%, от 200 в – 440 %.. Каждый раз значения возрастают в 2 раза. Эту закономерность мы видим на полученном графике.

При увеличении напряжения на 4,5% срок службы лампы падает на 44%, почти в 2 раза.

Цветовая температура. При уменьшении напряжения уменьшается цветовая температура. При уменьшении напряжения на 4,5% (10 в) цветовая температура падает на 40-60К (1,5-2%)*. При уменьшении напряжения на 50%, цветовая температуры уменьшится на 20%.