ul.potrowo 3a http://lumen.ee.put.poznan.pl Grupa: Elektrotechnka, wersja z dn..03.013 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., Pabjańczyk W.: Podstawy technk śwetlnej. Wydawnctwo Poltechnk Łódzkej, Łódź 1994 3. PN-90/E-01005 Technka Śwetlna. Termnologa 1. Wstęp Celem ćwczena jest zbadane 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
ul.potrowo 3a http://lumen.ee.put.poznan.pl Krzywa śwatłośc Krzywa śwatłośc jest to krzywa, przedstawona najczęścej w układze współrzędnych begunowych, która powstaje po przecęcu bryły fotometrycznej płaszczyzną ponową przechodzącą przez oś optyczną środek śwetlny źródła śwatła. 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 (po lewej) oraz prostokątnym (po prawej) Środek śwetlny Środek śwetlny oprawy lub źródła śwatła jest charakterystycznym punktem toŝsamym ze środkem geometrycznym 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 ścśle określonym punkce gonometru, zaleŝnym od rodzaju jego konstrukcj.
ul.potrowo 3a http://lumen.ee.put.poznan.pl 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 uŝyteczny 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
ul.potrowo 3a http://lumen.ee.put.poznan.pl 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 w płaszczyźne prostopadłej do os optycznej. Przez obrót ramena gonometru dookoła os pozomej wyznacza sę krzywą śwatłośc źródła śwatła w kerunkach określonych kątam odczytywanym z podzałk na gonometrze. Dokonując pomaru śwatłośc w róŝnych płaszczyznach wyznaczyć moŝna bryłę fotometryczną źródła śwatła. Podczas pomaru środek śwetlny źródła śwatła z odbłyśnkem mus znajdować sę na przecęcu pozomej ponowej os obrotu. Odległość źródła śwatła od przetwornka fotoelektrycznego umeszczonego na ławe fotometrycznej ne pownna być mnejsza nŝ granczna odległość fotometrowana. Rys.6 Gonometr Granczna odległość fotometrowana Granczną odległość fotometrowana moŝna wyznaczyć dośwadczalne. W tym celu naleŝy wyznaczyć zmany śwatłośc źródła śwatła w funkcj odległośc fotoprzetwornka od źródła. Za granczną odległość fotometrowana naleŝy uznać taką, powyŝej której śwatłość ne ulega zmane (róŝnce mogą wynosć 1%) spełnone jest prawo odwrotnośc kwadratu odległośc. 4
ul.potrowo 3a http://lumen.ee.put.poznan.pl Prawo odwrotnośc kwadratu odległośc Dla punktowych źródeł śwatła natęŝene ośwetlena w punkce A jest wprost proporcjonalne do śwatłośc źródła śwatła w kerunku punktu A odwrotne proporcjonalne do kwadratu odległośc pomędzy źródłem śwatła, a punktem A. (Rys. 7) Rys.7 nterpretacja prawa odwrotnośc kwadratu odległośc E A = (1) r α Wyznaczane śwatłośc kerunkowej Śwatłość kerunkową na ławe fotometrycznej wyznaczyć moŝna na podstawe wskazań mernka prądu fotoelektrycznego oraz kalbracj układu pomarowego lub na podstawe wskazać luksomerza. Śwatłość kerunkową, w przypadku wykorzystana do pomaru mernka prądu fotoelektrycznego, oblczmy z zaleŝnośc (): gdze: K- stała układu pomarowego [cd/dzm ] = K r () -wskazane mernka prądu fotoelektrycznego (przetwornka /U) dla obektu badanego [dz] r odległość ognwa fotoprzetwornka od badanego obektu [m] W przypadku wykorzystana do pomaru luksomerza śwatłość wyznacza sę na podstawe zaleŝnośc (3): = E r (3) Skalowane układu pomarowego Stałą K układu w równanu () wyznaczyć korzystając z wzorca śwatłośc kerunkowej (Ŝarówka o znanej śwatłośc W ) zamocowanego na ławe fotometrycznej, zaslonego 5
ul.potrowo 3a http://lumen.ee.put.poznan.pl zgodne z metryką kalbracj wzorca. Skalowane najlepej wykonać na tym samym zakrese mernka prądu fotoelektrycznego, na którym wykonywane były pomary. W trakce pomaru odczytać naleŝy wskazana mernka prądu fotoelektrycznego W oraz odległośc na jakej znajduje sę wzorzec - r w. Stałą układu pomarowego wyznacza sę na podstawe zaleŝnośc (4): K W cd (4) r dz m = w w 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. Wykorzystując do pomaru śwatłośc kerunkowej luksomerz z głowcą pomarową skorygowaną do V (λ) ne ma konecznośc kalbracj układu pomarowego. 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 (6): Z przedzałem kąta bryłowego ω oblczany jest ze wzoru (5) φ = ω (5) 0 n n ω sr ω (6) = 1 = 1 φ = φ = ω ω zwązany jest przedzał kata płaskego [ ] ω = π cos cos( + ) (7) Ostateczne cząstkowy strumeń śwetlny oblczany jest ze wzoru (8): Φ = π sr [cos cos( + )] (8) ω 6
ul.potrowo 3a http://lumen.ee.put.poznan.pl. Przebeg ćwczena Pomaru rozsyłu śwatłośc naleŝy dokonać na ławe fotometrycznej z wykorzystanem gonometru (schemat układu pomarowego na rysunku 8). Przed przystąpenem do badań naleŝy poprawne ustawć połoŝene badanego źródła śwatła względem głowcy przetwornka fotoelektrycznego. Na jednym z końców ławy fotometrycznej naleŝy zamocować przetwornk fotoelektryczny, natomast na drugm końcu ławy fotometrycznej w odległośc r r gonometr z badanym źródłem śwatła. Pomary wykonać dla źródeł śwatła wskazanych przez prowadzącego. Pomary naleŝy przeprowadzć dla kątów od 0 º do 50 º, co º. W przypadku korzystana w trakce pomaru ze mernka prądu fotoelektrycznego trzeba wykonać skalowane układu pomarowego. Po wyznaczenu wartośc stałej K (zaleŝność (4)), naleŝy wyznaczyć (zaleŝność (). W opracowanu narysować krzywe śwatłośc badanych źródeł śwatła w układze gr współrzędnych prostokątnych =f(). Wyznaczyć całkowty strumeń śwetlny emtowany przez badane źródło śwatła (8) oraz uŝyteczne kąty rozsyłu δ 0.5 δ 0.1 Rys. 8 Schemat układu pomarowego 3. Tabele pomarowe Skalowane układu pomarowego Dane wzorca śwatłośc: Moc P N =.[W], Napęce znamonowe U N = [V] Napęce fotometrowana U fot =..[V], Śwatłość wzorca W = [cd] W [dz] Stała układu pomarowego r w [m] W K= r W * w cd [ ] dzm 7
ul.potrowo 3a http://lumen.ee.put.poznan.pl 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] (E [lx]) [ cd] [ ]. [ 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