54. Светотехнические величины освещения: сила света, световой поток, освещенность.

Основные светотехнические величины: количественные (достаточность освещения) и качественные (комфортность).

Основные количественные величины освещения:

- световой поток Ф (F), лм (люмен) – часть лучистой энергии, которая воспринимается глазом как свет;

- сила света J, кд (кандела) – пространственная плотность светового потока

J = ,

где - телесный угол;

- освещённость Е, лк (люкс) – поверхностная плотность светового потока

Е = ;

Световой поток Характеризует мощность видимого излучения по её воздействию на глаз человека в специальных единицах – люменах [Лм]. Световой поток является важнейшей характеристикой ламп. Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1300 Лм, а металлогалогенная лампа мощностью 70 Вт – 6000 Лм. Освещённость Это поверхностная плотность светового потока, падающего на площадку заданной величины. Единица освещённости – люкс [Лк]. Одна из самых главных величин в нормах освещения. Чаще всего нормируется горизонтальная освещённость (в горизонтальной плоскости). Диапазон уровней освещённости составляет при искусственном освещении от 1 до 20 Лк на улице и от 20 до 5000 Лк в помещении. В природных условиях освещённость E=0,2 Лк в полнолуние, 5000 – 10000 Лк днём при сплошной облачности и до 100000 Лк в ясный солнечный день. Сила света Это пространственная плотность светового потока, ограниченная телесным углом. Единица измерения силы света – кандела [кд] – воспроизводится эталоном и входит в Международную систему основных единиц (СИ). Распределение силы света в пространстве ( кривая силы света, КСС) – одна из важнейших характеристик осветительных приборов, необходимых для расчёта освещения. КСС светильников обычно приводится в полярных координатах для условной лампы со световым потоком 1000 лм, т.е. в кд/кЛм.

55. Обобщенный закон освещенности. Источники производственного освещения.

Освещённость — отношение светового потока, падающего на участок поверхности, к его площади.

Наблюдения показывают, что освещенность, создаваемая точечным источником света, зависит от силы света I этого источника, расстояния г от источника до освещаемой поверхности и угла падения световых лучей (угла между падающим лучом и перпендикуляром к этой поверхности). Причем это утверждение верно для любого источника.

Пусть Е₀ — освещенность поверхности при перпендикулярном падении на нее световых лучей, Е — при любом другом угле падения. Опишем вокруг точечного источника с силой света I сферическую поверхность радиусом г (рис. 16.60). Освещенность внутренней стороны этой поверхности везде одинакова, и лучи падают перпендикулярно поверхности сферы.

Освещенность Ф₀ — полный световой поток, S — площадь поверхности сферы, Поэтому — первый закон освещенности: освещенность поверхности лучами, падающими на нее перпендикулярно, прямо пропорциональна силе света точечного источника и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до освещаемой поверхности.

Пусть параллельный равномерно распределенный пучок света падает наклонно на поверхность S (рис. 16.61). Ее освещенность Спроецируем поверхность S на плоскость, перпендикулярную падающим лучам, получим нормальную к лучам проекцию S₀. Ее освещённость Из рисунка 16.61 Тогда 

Рис. 16.61

Откуда — второй закон освещенности: освещенность поверхности параллельным световым пучком прямо пропорциональна косинусу угла падения.

Так как , то — обобщенный закон освещенности.

В физике закон обратных квадратов — это закон, утверждающий, что значение некоторой физической величины в данной точке пространства обратно пропорционально квадрату расстояния от источника поля, которое характеризует эта физическая величина.

В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные.

Лампа накаливания— электрический источник света, светящимся телом которого служит так называемое тело накала (тело накал- проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры).