Przedmiot: SIECI I INSTAACJE OŚIETENIOE PUSOANIE STUMIENIA ŚIETNEGO I SPOSOBY JEGO OGANICZANIA Przemysław Tabaka prowadzenie Oko ludzkie przystosowane jest do odbierania światła stałego w czasie. Jeżeli światło ma wartość zmienną w czasie a ponadto obserwowany przedmiot jest ruchomy, oko w zależności od częstotliwości zmian światła i jego intensywności może: dostrzegać ruch przedmiotu, w ogóle go nie dostrzegać lub oceniać ruch przedmiotu niewłaściwie. ytmiczne, krótkotrwałe zmiany światła występujące 10-15 razy na sekundę oko wyraźnie rozróżnia. Gdy częstotliwość błysków przekracza tzw. częstotliwość zanikową oko odbiera wrażenie światła ciągłego. Częstotliwość zanikowa jest to częstotliwość następowania po sobie obrazów na siatkówce oka, powyżej której różnice w ich luminancji lub barwie są już niedostrzegalne.
1. Przebiegi parametrów fotometrycznych źródeł światła zasilanych prądem przemiennym przypadku źródeł światła zasilanych prądem przemiennym wartości światłości w poszczególnych kierunkach przestrzeni są zmienne w czasie. Bryła fotometryczna tych źródeł zmienia swoją objętość w takt zmian światłości. ys. 7.9/1. Krzywe rozsyłu światłości źródła światła zasilanego prądem zmiennym 1 światłość minimalna 2 światłość średnia światłość maksymalna ys. 7.9/2. Oscylogram parametrów świetlnych żarowego źródła światła zasilanego prądem przemiennym o częstotliwości 50 Hz y min, y max, Y, y (1) odpowiednio wartości: minimalna, maksymalna, średnia i amplituda składowej zmiennej Przebieg zmian w czasie parametrów świetlnych żarowych i wyładowczych źródeł światła zasilanych prądem przemiennym można opisać wzorem: y = Y + y (1) sin(2ωt + ψ) (7.9/1) gdzie: y, Y oraz y (1) odpowiednio: wartość chwilowa, wartość średnia i amplituda pierwszej harmonicznej dowolnej wielkości fotometrycznej ψ przesunięcie początkowe prądu
Na podstawie wzoru (7.9/1) wartość minimalna i maksymalna mogą być wyznaczone z wzorów: y min = Y y (1) (7.9/2) y max = Y + y (1) (7.9/) Zmiany w czasie parametrów świetlnych źródeł światła można zilustrować na podstawie zawartości harmonicznych w krzywej zmian w czasie parametrów świetlnych lamp rtęciowych Tabela 7.9/1. Średnie zawartości poszczególnych harmonicznych w przebiegu krzywej zmian parametrów świetlnych lamp rtęciowych z korygowaną barwą światła, stabilizowanych indukcyjnie Numer harmonicznej 1 2 4 5 Zawartość procentowa 10 %,4 % 5,1 % 1,8 % 0,46 % a) Przebieg zmian luminancji źródła światła powinien być podobny do przebiegu prądu płynącego przez lampę i b) ys. 7.9/. ymuszone przebiegi luminancji i prądu płynącego przez lampę F 250 a oscylogram prądu b oscylogram luminancji
\ Spośród znanych sposobów stabilizacji wyładowania lamp wyładowczych stosuje się stabilizację: rezystancyjną indukcyjną pojemnościowo indukcyjną Dla każdego z tych sposobów stabilizacji otrzymuje się inny kształt prądu płynącego przez lampę a) b) ys. 7.9/4. Oscylogramy prądu lamp wyładowczych stabilizowanych a) indukcyjne, b) rezystancyjne c) ys. 7.9/4c. Oscylogram prądu lamp wyładowczych stabilizowanych pojemnościowo-indukcyjnie spółczynnik głębokości tętnienia światła określony jest wzorem: K = min śr (7.9/4) w którym : min luminancja minimalna śr luminancja średnia
Tabela 7.9/2. artości współczynnika K dla lamp fluoroscencyjnych i rtęciowych w zależności od sposobu stabilizacji 1/2 odzaj źródła światła ampa fluorescencyjna 40 barwa biała ampa fluorescencyjna 40 barwa dzienna ampa fluorescencyjna 25 i 20 barwa biała ampa rtęciowa 250 Stabilizacja C C C C K = 0,65 0,5 0,6 0,52 0,42 0,51 0,48 0,9 0,47 0,24 0,11 0,28 min śr 2/2 odzaj źródła światła ampa rtęciowa F 250 ampa rtęciowa 400 ampa rtęciowa F 400 ampa rtęciowa F 125 ampa rtęciowa F 80 Stabilizacja C C C C C K = min śr 0,24 0,11 0,28 0,27 0,16 0,2 0,290 0,175 0,52 0,6 0,22 0,44 0, 0,20 0,40
2. yznaczanie współczynnika tętnienia światła Ilościowo głębokość tętnienia określa się za pomocą współczynników różnie zdefiniowanych, a mianowicie: max min 1 = 100 (7.9/6) ϕmax + ϕmin 2 4 5 6 = ϕ ϕ ϕ ϕ max ϕ max min ϕmax Φ = Φ ϕmax ϕmin = Φ ϕmin = Φ 1 ϕmax ϕ = 2 Φ 100 min (7.9/7) (7.9/8) (7.9/9) (7.9/10) (7.9/11) terminologii międzynarodowej istnieje pojęcie współczynnika tętnienia światłości. spółczynnik ten odnosi się do promieniowania złożonego źródeł światła i wyrażony jest zależnością: i max min = (7.9/12) i i max Tabela 7.9/ artości współczynników tętnienia światłości a) lamp ż a r o w y c h Moc [] 25 40 60 75 100 150 200 00 1000 0,60 0,0 0,276 0,20 0,198 0,148 0,11 0,095 0,000
b) lamp f l u o r e s c e n c y j n y c h (barwa dzienna) Typ F-40 F-25 F-20 0,65 0,68 0,60 c) lamp r t ę c i o w y c h Typ F-80 F-125 F-250 F-400 0,80 0,78 0,84 0,8. Możliwości ograniczania tętnienia światła lampach żarowych zmienne w czasie promieniowanie jest wynikiem zmieniającej się temperatury włókna żarnika. Żarnik z drutu wolframowego Akumulacja ciepła wytworzonego w trakcie przepływu przez żarnik prądu przemiennego zależna jest od mocy żarnika.
żarówka o mocy 40 żarówka o mocy 100 Zmiany temperatury są: w i ę k s z e w żarówkach m a ł e j mocy m n i e j s z e w żarówkach d u ż e j mocy żarówka o mocy 200 wyładowczych źródłach światła współczynnik tętnienia zależy od: właściwości fluorescencyjnych ośrodka promieniującego, rodzaju stabilizacji, własności luminoforu Zmiany światłości w czasie wyładowczego źródła światła wyposażonego w jeden jarznik przyłączony do jednej fazy sieci zasilającej określa wzór: i = I + i(1) sin(2ωt + ψ) (7.9/12) w którym: i, I, oraz i (1) odpowiednio wartość chwilowa, wartość średnia i amplituda światłości źródła światła; ψ przesunięcie początkowe prądu
Jeżeli jarznik źródła wyładowczego podzielić na trzy równoważne pod względem mocy części i każdą ztychczęści przyłączyć do jednej z faz trójfazowej sieci zasilającej, to zmiany światłości poszczególnych części jarznika mogą być opisane wzorami: i i i 1 2 = I 1 = I = I 2 + i + i + i (1)1 (1)2 (1) sin(2ωt + ψ 1 sin (2 ωt sin (2 ωt ) 2 4 π + ψ π + ψ 2 (7.9/1) Przy założeniu, że obciążenie jest symetryczne można zapisać: i (1)1 = i (1)2 = i (1) I 1 = I 2 = I = I ψ 1 = ψ 2 = ψ Zatem: i = i 1 + i 2 + i = I 1 = I 2 = I = I Pojedyncza świetlówka połączona ze statecznikiem indukcyjnym ys. 7.9/5 Tętnienie świetlnego świetlówki strumienia pojedynczej a) schemat obwodu b) przebieg prądu lampy c) przebieg strumienia świetlnego
świetlówka liniowa 8 (ze statecznikiem indukcyjnym) świetlówka kompaktowa niezintegrowana 18 (ze statecznikiem indukcyjnym) świetlówka kompaktowa zintegrowana 20 Układ antystroboskopowy dwulampowy świetlówek a) schemat obwodu ys. 7.9/6 Tętnienie strumienia świetlnego w układzie antystroboskopowym dwulampowym b) przebiegi prądów lamp c) przebiegi strumieni świetlnych składowych i strumienia wypadkowego
a) przebiegi prądów lamp b) przebiegi strumieni świetlnych składowych i strumienia wypadkowego ys. 7.9/7 Tętnienie strumienia świetlnego w układzie dwóch świetlówek przy przesunięciu fazowym prądów wynoszącym 90 0 Układ antystroboskopowy trójlampowy świetlówek a) ys. 7.9/8 Tętnienie strumienia świetlnego w układzie antystroboskopowym trójlampowym a) schemat obwodu b) przebiegi prądów lamp c) przebiegi strumieni świetlnych składowych i strumienia wypadkowego b) c)