Grupa: Elektrotechnka, wersja z dn. 0.03.011 Studa stacjonarne, stopeń, sem.1 Laboratorum Technk Śwetlnej Ćwczene nr 6 Temat: Porównane parametrów fotometrycznych Ŝarówek dod śwecących o ukerunkowanym rozsyle Opracowane wykonano na podstawe następującej lteratury: 1. Laboratorum z technk śwetlnej (praca zborowa pod redakcją Władysława Golka). Skrypt nr 179. Wydawnctwo Poltechnk Poznańskej, Poznań 1994. Bąk J., Pabańczyk W.: Podstawy technk śwetlnej. Wydawnctwo Poltechnk Łódzkej, Łódź 1994 3. PN-90/E-01005 Technka Śwetlna. Termnologa 1. Wstęp Celem ćwczena jest porównane parametrów fotometrycznych źródeł śwatła o ukerunkowanym rozsyle. Badanym obektam będą dody śwecące z odbłyśnkem (Rys.1) oraz Ŝarówk halogenowe z odbłyśnkem (Rys.) Rys. 1 Doda śwecąca z odbłyśnkem Rys. śarówka halogenowa z odbłyśnkem 1
Krzywa śwatłośc Krzywa śwatłośc jest to krzywa przedstawona najczęścej we współrzędnych begunowych łącząca końce wektorów śwatłośc, która powstaje po przecęcu bryły fotometrycznej płaszczyzną ponową przechodzącą przez środek śwetlny źródła śwatła w funkcj kąta. Dla projektorów źródeł śwatła o ukerunkowanym rozsyle, które wysyłają strumeń śwetlny w obrębe newelkego kąta bryłowego, krzywe śwatłośc (dla uzyskana wększej dokładnośc odczytu) przedstawa sę we współrzędnych prostokątnych. Rys. 3 Krzywe śwatłośc przedstawone w układze begunowym oraz prostokątnym Środek śwetlny Środek śwetlny oprawy lub źródła śwatła jest charakterystycznym punktem toŝsamym ze środkem symetr źródła śwatła lub płaszczyzny otworu wyjścowego oprawy ośwetlenowej. Według normy PN-91 E-04040/0 Pomary promenowana optycznego Pomary fotometryczne Pomar śwatłośc fotometryczny środek śwetlny obektu pomarowego defnowany jest, jako umowny punkt przyjęty, jako początkowy przy pomarach oblczenach fotometrycznych. Środek śwetlny obektu pomarowego pownen znajdować sę w os optycznej ławy fotometrycznej lub w ścśle określonym punkce gonometru, zaleŝnym od rodzaju jego konstrukcj. Środek śwetlny źródła śwatła z odbłyśnkem pokrywa sę ze środkem otworu wyjścowego. (Rys.4 )
Rys. 4 Środek śwetlny źródła śwatła z odbłyśnkem UŜyteczny kąt rozsyłu wązk śwatła δ 0.5 δ 0.1 Dla źródeł śwatła o ukerunkowanym rozsyle, oprócz krzywej śwatłośc stotnym parametrem jest uŝuteczny kąt rozwarca wązk. δ. Jest to kąt w płaszczyźne przechodzącej przez oś wązk, w zakrese którego śwatłość spada do określonej wartośc procentowej swojej maksymalnej wartośc, dla δ 0.5 do 50% max, a dla δ 0.1 do 10% max.(rys.5). Wewnątrz tego kąta zachodz zaleŝność m > lub m. > 10 Rys.5 Krzywa śwatłośc uŝyteczne kąty rozwarca wązk δ 0.5 δ 0.1 3
Gonometr Do pomaru śwatłośc źródeł śwatła o ukerunkowanym rozsyle wykorzystuje sę gonometr (Rys.6) Jest to urządzene pozwalające na precyzyjny obrót badanego źródła śwatła o określony kąt, dookoła os ponowej oraz os pozomej prostopadłej do os optycznej ławy fotometrycznej. Przez obrót ramena dookoła os ponowej o kąt odczytywany na tarczy gonometru z podzałką kątową moŝna wyznaczyć krzywą śwatłośc źródła w płaszczyźne prostopadłej do jego os symetr. Przez obrót ramena gonometru dookoła os pozomej wyznacza sę krzywą śwatłośc źródła w płaszczyźne przechodzącej przez jego oś symetr, merząc śwatłość źródła w kerunkach określonych kątam odczytywanym na tarczy podzałowej gonometru. Dokonując pomaru śwatłośc w róŝnych płaszczyznach wyznaczyć moŝna bryłę fotometryczną źródła śwatła. Podczas pomaru środek śwetlny źródła śwatła z odbłyśnkem mus znajdować sę na pozomej ponowej os obrotu. Odległość źródła śwatła od ognwa przetwornka fotoelektrycznego umeszczonego na ławe fotometrycznej ne pownna być mnejsza nŝ granczna odległość fotometrowana. Rys.6 Gonometr Granczna odległość fotometrowana Praktyczne moŝna sprawdzć, czy zastosowana odległość fotometrowana jest wększa od grancznej, przez pomar natęŝena ośwetlena (prądu fotoelektrycznego przetwornka) w klku odległoścach od badanego źródła ustalene od jakej odległośc spełnone jest prawo odwrotnośc kwadratów odległośc. 4
Prawo odwrotnośc kwadratów odległośc Dla punktowych źródeł śwatła natęŝene ośwetlena w punkce A jest wprost proporcjonalne do śwatłośc źródła w kerunku punktu A odwrotne proporcjonalne do kwadratu odległośc pomędzy źródłem śwatła a punktem A. (Rys. 7) Rys.7 nterpretacja prawa odwrotnośc kwadratów E A Wyznaczane śwatłośc kerunkowej Śwatłość kerunkową oblczmy z zaleŝnośc: = r α = K r gdze: K- stała układu pomarowego [cd/dzm ] -wskazane mernka prądu fotoelektrycznego (przetwornka /U) dla obektu badanego [dz] r odległość ognwa fotoprzetwornka od badanego obektu [m] (1) Skalowane układu pomarowego Stałą K układu wyznaczyć moŝna przy wykorzystanu wzorca śwatłośc kerunkowej (Ŝarówka o znanej śwatłośc W ) zamocowanego na ławe fotometrycznej, zaslonego zgodne z metryką kalbracj wzorca. Skalowane najlepej wykonać na tym samym zakrese mernka prądu fotoelektrycznego, na którym wykonywane były pomary. Dokonać odczytu wskazana mernka prądu fotoelektrycznego W oraz odległośc na jakej znajduje sę wzorzec - r w. Stałą układu pomarowego wyznacza sę na podstawe zaleŝnośc (): K W cd () r dz m = w w 5
gdze: K- stała układu pomarowego cd dz m w -wskazane mernka prądu fotoelektrycznego (przetwornka /U) [dz] r w odległość ognwa fotoprzetwornka od wzorca [m] - śwatłość wzorca [cd] W Uwaga: zwrócć szczególną uwagę na to, aby płaszczyzna, w której rozpęty jest Ŝarnk Ŝarówk wzorcowej (wzorzec śwatłośc) była równoległa do płaszczyzny fotoprzetwornka. Wyznaczene strumena śwetlnego za pomocą metody strumen cząstkowych Strumeń cząstkowy φ ω zawarty w kące bryłowym ω sr. ω Strumeń śwetlny całkowty oblczany jest ze wzoru (4): Z przedzałem kąta bryłowego ω oblczany jest ze wzoru (3) φ = ω (3) 0 n n ω sr ω (4) = 1 = 1 φ = φ = ω ω zwązany jest przedzał kata płaskego [ ] ω = π cos cos( + ) (5) Ostateczne cząstkowy strumeń śwetlny oblczany jest ze wzoru (6): Φ = π sr [cos cos( + )] (6) ω. Przebeg ćwczena Przed przystąpenem do badań naleŝy poprawne ustawć połoŝene badanego źródła względem głowcy przetwornka fotoelektrycznego. Pomaru rozsyłu śwatłośc naleŝy dokonać na ławe fotometrycznej z wykorzystanem gonometru (schemat układu pomarowego na rysunku 8). Na jednym z końców ławy fotometrycznej zamocować przetwornk fotoelektryczny, natomast na drugm końcu ławy fotometrycznej w odległośc r r gonometr z badanym źródłem śwatła. Pomary wykonać dla źródeł gr 6
śwatła wskazanych przez prowadzącego. Pomary naleŝy przeprowadzć dla kątów od 0 º do 50 º, co º. Następne naleŝy przeprowadzć skalowane układu za pomocą wzorca śwatłośc na ławe fotometrycznej. Po wyznaczenu wartośc stałej K (), naleŝy wyznaczyć (1). W opracowanu narysować krzywe śwatłośc badanych źródeł śwatła w układze współrzędnych prostokątnych =f(). Wyznaczyć całkowty strumeń śwetlny emtowany przez badane źródło śwatła (4) oraz uŝyteczne kąty rozsyłu δ 0.5 δ 0.1. Rys. 8 Schemat układu pomarowego 3. Tabele pomarowe Dane wzorca śwatłośc: Skalowane układu pomarowego Moc P N =.[W] Napęce znamonowe U N = [V] Napęce fotometrowana U fot =..[V] Śwatłość wzorca W = [cd] W [dz] r w [m] Stała układu pomarowego W K= r W * w cd [ ] dzm 7
Wyznaczane śwatłośc strumena śwetlnego źródła śwatła Nazwa badanego źródła śwatła: Moc P N = [W] Napęce pomarowe U pom = [V] Napęce znamonowe U N =..[V] Odległość źródła od głowcy fotoprzetwornka r = [m] [ dz] [ cd] [ dz]. [ cd] ω[ sr] φ ω [lm] sr 0 0 0,004 4 0,011 4 4 6 0,019 6 6 8 0,07 8 8 10 0,034 10 10 1 0,04 1 1 14 0,049 14 14 16 0,057 16 16 18 0,064 18 18 0 0,071 0 0 0,078 4 0,086 4 4 6 0,093 6 6 8 0,099 8 8 30 0,106 30 30 3 0,113 3 3 34 0,119 34 34 36 0,16 36 36 38 0,13 38 38 40 0,138 40 40 4 0,144 4 4 44 0,149 44 44 46 0,155 46 46 48 0,160 48 48 50 0,165 50 φ o = 8
Wyznaczane strumena śwetlnego źródła śwatła Nazwa badanego źródła śwatła: Moc P N = [W] Napęce pomarowe U pom = [V] Napęce znamonowe U N =..[V] Odległość źródła od głowcy fotoprzetwornka r = [m] [ dz] [ cd] [ dz]. [ cd] ω[ sr] φ ω [lm] sr 0 0 0,004 4 0,011 4 4 6 0,019 6 6 8 0,07 8 8 10 0,034 10 10 1 0,04 1 1 14 0,049 14 14 16 0,057 16 16 18 0,064 18 18 0 0,071 0 0 0,078 4 0,086 4 4 6 0,093 6 6 8 0,099 8 8 30 0,106 30 30 3 0,113 3 3 34 0,119 34 34 36 0,16 36 36 38 0,13 38 38 40 0,138 40 40 4 0,144 4 4 44 0,149 44 44 46 0,155 46 46 48 0,160 48 48 50 0,165 50 φ o = 9