Laboratorium Sprzętu Oświetleniowego

Transkrypt

1 Laboratorium Sprzętu Oświetleniowego Specjalność: Technika Świetlna, sem. 9, studia stacjonarne jednolite Termin: Wtorek godz. 11:15-14:00, Czwartek godz. 11:45 14:30 Prowadzący: Krzysztof Wandachowicz Nr ćw. Temat 1 Badanie parametrów początkowych, rozruchowych i charakterystyk napięciowych Ŝarówek oraz świetlówek kompaktowych zintegrowanych. 2 Badanie parametrów początkowych, rozruchowych, charakterystyk napięciowych oraz przebiegów czasowych wartości chwilowych napięć i prądów świetlówek w układzie pracy ze statecznikiem indukcyjnym. 3 Badanie parametrów elektrycznych i fotometrycznych diod elektroluminescencyjnych (LED). 4 Badanie parametrów początkowych, rozruchowych i charakterystyk napięciowych wysokopręŝnych lamp metalohalogenkowych w układach pracy z róŝnymi typami stateczników indukcyjnych. 5 Badanie charakterystyk wyładowania łukowego świetlówek. Badanie stateczników elektronicznych do świetlówek. 6 Badanie wpływu temperatury złącza p-n na parametry elektryczne i fotometryczne diod elektroluminescencyjnych (LED). Literatura - Skrypt 1792 ćw. nr 30 - PN-IEC 64 śarówki z Ŝarnikiem wolframowym do uŝytku domowego i podobnych celów oświetleniowych. - PN-EN 60969:2002 Lampy samostatecznikowe do ogólnych celów oświetleniowych -- Wymagania funkcjonalne. - ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI I PRACY z dnia 20 maja 2005 r. w sprawie wymagań dotyczących dokumentacji technicznej, stosowania etykiet i charakterystyk technicznych oraz wzorów etykiet dla urządzeń. Dziennik Ustaw z 2005 r. Nr 98, pozycja 825 (punkt 7. Lampy do uŝytku domowego). - Katalogi producentów lamp elektrycznych: Philips, Osram. - Skrypt 1792 ćw. nr 30 - PN-EN Świetlówki dwutrzonkowe. Wymagania funkcjonalne - Katalogi producentów lamp elektrycznych: Philips, Osram. - Karty katalogowe producentów LED. - Publikacja CIE 127: Measurement of LEDs - Skrypt 1792 ćw. nr 31 - PN-EN (U) Lampy metalohalogenkowe - Katalogi producentów lamp elektrycznych: Philips, Osram. - Skrypt 1792 ćw. nr 36 - Katalogi producentów sprzętu oświetleniowego (lampy, stateczniki): Philips, Osram. - Karty katalogowe producentów LED. - Publikacja CIE 127: Measurement of LEDs

2 ZADANIA SZCZEGÓŁOWE do ćwiczenia laboratoryjnego nr 1 Temat: Badanie parametrów początkowych, rozruchowych i charakterystyk napięciowych Ŝarówek oraz świetlówek kompaktowych zintegrowanych. Przedmiot badań: śarówki halogenowe z bańką Ŝarówek do ogólnych celów oświetleniowych, trzonek E27. Świetlówki kompaktowe zintegrowane z róŝnym układem rurek oraz z balonem. Cel ćwiczenia: Poznanie właściwości oraz porównanie parametrów Ŝarówek halogenowych przeznaczonych do ogólnych celów oświetleniowych ze zintegrowanymi świetlówkami kompaktowymi. 1) Pomierzyć charakterystyki rozruchowe lampy (tylko świetlówki): Φ, P, I, cosϕ = f(t). Dokonywać odczytów wskazań przyrządów pomiarowych w odstępach dziesięciosekundowych. Wykonać wykresy w jednostkach względnych. Przeprowadzić ich analizę. Wyznaczyć czasy rozruchu: t 90, t 80 oraz t 60 (czasy narastania strumienia do wartości 90%, 80% oraz 60% strumienia ustalonego). 2) Parametry początkowe: Przy zasilaniu napięciem znamionowych U n pomierzyć parametry początkowe lampy: Φ, P, I, cosϕ. Obliczyć skuteczność świetlną η. Wyznaczyć klasę efektywności energetycznej badanych lamp. 3) Pomierzyć charakterystyki napięciowe lamp: P, I, Φ, η, cosϕ w funkcji napięcia zasilającego dla Ŝarówki: U P = (1,1 0.5)U n. dla świetlówki: U P =1.1U n U g (w dół do napięcia gaśnięcia U g ). Kiedy lampa zgaśnie zanotować napięcie gaśnięcia lamp U g. W przedziale +/- 10% U n wykonać pięć pomiarów: (1.10, 1.05, 1.00, 0.95, 0.90) U n UWAGA: Dla kaŝdej badanej lampy wykonać pomiar z Ŝarówką pomocniczą. Wykonać wykresy w jednostkach względnych, obliczyć wykładniki potęgowe charakterystyk n H i przeprowadzić ich analizę. 4) Wzorcowanie układu pomiarowego strumienia świetlnego: Wykonać pomiar ze wzorcem strumienia Φ W. Wykonać pomiar z Ŝarówką pomocniczą. 5) Przeprowadzić analizę porównawczą badanych lamp. Przyrządy pomiarowe: Napięcie na lampie U p NatęŜenie prądu I Moc P, Nat. prądu - I Współczynnik mocy - cosϕ Strumień świetlny Φ Multimetr laboratoryjny Escort 3136A. Zaciski com-v. Funkcja ~V. Zakres: Auto. Multimetr laboratoryjny Escort 3136A. Zaciski com-a. Funkcja ~A. Zakres: shift+ Auto. Miernik mocy: HIOKI 3333 Uwaga: miernik naleŝy włączyć przed podłączeniem napięcia na zaciski wejściowe miernika. Luksomierz / miernik prądu fotoelektrycznego: Photometer B510 LMT. Zespołowy wzorzec strumienia, napięcie fotometrowania dla wszystkich wzorców U f =230V: W100-1: Φ w =1246 lm, W100-2: Φ w =1278 lm, W100-3: Φ w =1193 lm, W100-4: Φ w =1237 lm, W100-5: Φ w =1241 lm, Schemat układu zasilania i układu pomiaru strumienia Ŝarówek. Schemat układu zasilania świetlówek kompaktowych.

3

4 ZADANIA SZCZEGÓŁOWE do ćwiczenia laboratoryjnego nr 2 Temat: Badanie parametrów początkowych, rozruchowych, charakterystyk napięciowych oraz przebiegów czasowych wartości chwilowych napięć i prądów świetlówek w układzie pracy ze statecznikiem indukcyjnym. Przedmiot badań: Świetlówka liniowa T8 18W (PN-EN karta nr 2220). Cel ćwiczenia: Poznanie właściwości świetlówki liniowej pracującej ze statecznikiem indukcyjnym. 1) Pomierzyć charakterystyki rozruchowe lampy: Φ, P U, I L, U L, cosϕ U, = f(t). Dokonywać odczytów wskazań przyrządów pomiarowych w odstępach dziesięciosekundowych. Wykonać wykresy w jednostkach względnych. Przeprowadzić ich analizę. Wyznaczyć czasy rozruchu: t 90 oraz t 60 (czasy narastania strumienia do wartości 90%, oraz 60% strumienia ustalonego). 2) Parametry początkowe: Przy zasilaniu napięciem znamionowych U n pomierzyć parametry początkowe lampy: P U, I L, U L, cosϕ U, współrzędne barwy (x,y). Sprawdzić wymagania normy: U l (PN-EN p a), (x, y) (PN-EN p b). 3) Pomierzyć charakterystyki napięciowe lampy: Φ, P U, I L, U L, cosϕ U w funkcji napięcia zasilającego U P, dla U P = 1.1U n U g (w dół do napięcia gaśnięcia U g ). W przedziale +/- 10% U n wykonać pięć pomiarów dla nast. wartości napięć: (1.10, 1.05, 1.00, 0.95, 0.90) U n Zanotować napięcie gaśnięcia lampy U g. Wykonać wykresy w jednostkach względnych, obliczyć wykładniki potęgowe charakterystyk n H i przeprowadzić ich analizę. 4) Przy zasilaniu napięciem znamionowych pomierzyć napięcia i prądy w dwóch układach połączeń (z kondensatorem C i bez kondensatora), zarejestrować na oscyloskopie cyfrowym przebiegi wartości chwilowych napięcia zasilającego U S, napięcia na lampie U L, prądu lampy J L oraz prądu pobieranego z sieci J S. Za pomocą zestawu komputerowego oraz oscyloskopu cyfrowego zapisać zarejestrowane przebiegi. Odczytać kąty przesunięcia fazowego pomiędzy prądem a napięciem: U S I L : (kąt ϕ) U S I S z kond. C : (kąt ϕ C ) Wykonać wykresy wektorowe (U S, I S, I C, I L, U L, U D ). Obliczyć współczynnik mocy układu (z kompensacją cosϕ C i bez kompensacji cosϕ U ). Przyrządy pomiarowe: Moc układu - P U,Współczynnik mocy - cosϕ U Nat. prądu lampy - I L Napięcie: zasilające - U S, na lampie - U L, na dławiku - U D Nat. prądu: pobieranego z sieci - I S, lampy - I L, płynącego przez kondensator - I C Oscyloskop GDS-2204 Strumień świetlny - Φ współrzędne barwy (x y) Miernik mocy: HIOKI 3333, Uwaga: miernik naleŝy włączyć przed podłączeniem napięcia na zaciski wejściowe miernika. Multimetr lab. Escort 3136A. Zaciski com-v. Funkcja ~V. Zakres: Auto. Multimetr lab. Escort 3136A. Zaciski com-a. Funkcja ~A. Zakres: shift+ Auto. Software: FreeWave Pomiary: przycisk AutoSet, pokrętło Position Odwrócenie sygnału Js Menu F2 Kursory: przycisk Cursor F2 pokrętło Variable Rejestracja: przycisk Run/Stop Luksomierz L-12, zakres 2000 lx Kolorymetr MINOLTA CL-200

5 ZADANIA SZCZEGÓŁOWE do ćwiczenia laboratoryjnego nr 3 Temat: Badanie parametrów elektrycznych i fotometrycznych diod elektroluminescencyjnych (LED). Przedmiot badań: Diody elektroluminescencyjne róŝnych typów: - K2 Star, L2K2 MWW4-11-BU00 (biała) IFmax = 1000mA, UF typ = 3.72 V, - Ostar, LEWE2A LZNY-6K8L (biała) IFmax = 700mA, UF typ = 14 V, - Cree, XR-E NW Q2 5A (biała) IFmax = 700mA, UF typ = 3.5 V, - Cree, XLamp 7090 (Red, Green, Blue), IFmax = 350mA. Cel ćwiczenia: Poznanie właściwości oraz porównanie parametrów diod elektroluminescencyjnych przy zmianie natęŝenia prądu przewodzenia. 1) Wyznaczyć zmiany parametrów elektrycznych i fotometrycznych w funkcji natęŝenia prądu przewodzenia. a) zmieniać wartość natęŝenia prądu przewodzenia IF w zakresie od zera do maksymalnej dopuszczalnej wartości: w zakresie od 0 do 100mA ( mA) następnie co 100mA, b) pomierzyć natęŝenia prądu przewodzenia IF, napięcie przewodzenia UF, wskazanie fotoprzetwornika proporcjonalne do strumienia badanej diody x. c) dla maksymalnej wartości natęŝenia prądu przewodzenia IF pomierzyć współrzędne barwy (x,y) i temperaturę barwową Tb. d) Wykonać obliczenia i wykreślić charakterystyki: IF=f(UF) oraz Φ, η =f(if), 2) Wzorcowanie: a) wykonać pomiar z Ŝarówką pomocniczą (Ŝarówka halogenowa 20W/12V, U fot. =9V): - pz wskazanie fotoprzetwornika przy pomiarze z Ŝarówką pomocniczą (zamknięty otwór w kuli O1), - po wskazanie fotoprzetwornika przy pomiarze z Ŝarówką pomocniczą (otwarty otwór w kuli O1), b) wykonać pomiar z Ŝarówką projekcyjną (Ŝarówka halogenowa z odbłyśnikiem 85W/13.8V, U fot. =9V): - w wskazanie fotoprzetwornika przy pomiarze z Ŝarówką projekcyjną (światło wpada do kuli), - Ew natęŝenie oświetlenia w płaszczyźnie otworu przesłony P1, - obliczyć wartość strumienia świetlnego wpadającego do kuli Φw: Φ w =Ew So, gdzie: S o 2 = π r, gdzie: r = 7mm (promień otworu w przesłonie P1) - strumień świetlny badanej diody Φx obliczyć ze wzoru: x po Φ x = Φ w w pz Urządzenia i przyrządy pomiarowe: Zasilacz DC ARRAY 3644A 18V/5A Rezystor Rr 105Ω / 2.5A NatęŜenie prądu przewodzenia - I F Multimetr laborat. Escort 3136A. Zaciski com-a. Funkcja A. Zakres: shift+ Auto. Napięcie przewodzenia - U F Multimetr laborat. Escort 3136A. Zaciski com-v. Funkcja V. Zakres: Auto. Strumień świetlny - Φ Luksomierz L-12, luksomierz L-100 Schemat układu zasilania badanych diod świecących Ilustracja stanowiska do wyznaczania strumienia świetlnego

6 Ilustracja sposobu wykonywania pomiarów i skalowania.