ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕТОВОГО ПОЛЯ СВЕТИЛЬНИКА




ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕТОВОГО ПОЛЯ СВЕТИЛЬНИКА

Методические указания

к лабораторной работе № 206

 

Санкт-Петербург

2018
ВВЕДЕНИЕ

Световое поле светильника характеризуют либо индикатрисой силы света, либо линиями равной освещенности (изолюксами).

Сила света – это световой поток, – распространяющийся в заданном направлении в единице телесного угла.

(206.1)

Величина телесного угла равняется соотношению

(206.2)

где – освещаемая площадь сферы.

– радиус сферы, описанной вокруг светящейся точки.

Цель работы

Экспериментальным путем определить индикатрису силы света, испускаемого светильником в нижнюю полусферу. По индикатрисе рассчитать: 1) световой поток, поступающий в эту полусферу и 2) пространственные изолюксы для горизонтальных площадок.

Описание установки

Для определения распределения силы света достаточно вокруг светильника описать сферу и измерить фотоэлементом в каждой ее точке световой поток , который будет связан с силой света формулой

(206.3)

где – площадь фотоэлемента, м2;

– расстояние до фотоэлемента, м;

– измеренный световой поток, лм.

Однако удобнее, не меняя сущности метода, заменить движении фотоэлемента по сфере поворотом светильника вокруг его взаимно перпендикулярных осей.

Испытуемый светильник 1 устанавливают в скобе 2, ось поворота которой совпадает с нитью лампы в светильнике. Угол поворота светильника в вертикальной плоскости отсчитывают по транспортирному полудиску 3 через отверстие 4. Лампу подключают к сети через стабилизатор напряжения. Свет
Рис. 206.1. Экспериментальная установка

включают тумблером, расположенным на ящике с правой стороны.

Световой поток регистрирует фотоэлемент, имеющий чувствительность = 500 mА/лм. Возникающий фототок пропорционален падающему световому потоку , т. е.

mА (206.4)

Соединительные провода к фотоэлементу проложены внутри трубы. Ящик и труба зачернены внутри, что исключает попадание на фотоэлемент света лаборатории.

Радиационные потоки от инфракрасных излучателей измеряют радиометрами (термостолбиками, болометрами и т. п.). Последние в отличие от фотоэлемента нельзя располагать над излучателем, иначе восходящий горячий воздух будет искажать результаты измерения прямой радиации.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Если светильник симметричен относительно вертикальной оси, то для снятия его индикатрисы достаточно провести измерения при повороте светильника в вертикальной плоскости в диапазоне углов от 0 до 90о через каждые 10о. Измерения для каждого угла следует проделать не менее 3 раз, а результаты оформить в табл.1.

Чувствительность фотоэлемента = А/лм.

Расстояние до фотоэлемента = м.

Площадь фотоэлемента = м2.

Таблица 1

Угол град Показания гальванометра, mА Сила света , кД
           
           
           
           
           
           
           
           
           
           

 

Построение индикатрисы силы света

Значения силы света, взятые из табл.1, откладывают на соответствующих лучах (рис. 206.2) с началом в точке полюса 0. Соединяя концы отрезков плавной кривой, получают индикатрису в вертикальной плоскости светильника. Настоящая экспериментальная установка позволяет определять индикатрису лишь
Рис. 206.2. Индикатриса силы света.

для нижней полусферы светильника, обращенной в сторону освещаемой плоскости.

Определение светового потока, излучаемого в нижнюю полусферу

Полусферу разбивают на отдельные зоны, соответствующие плоским углам в 10о (рис. 206.3.). Вычисляют телесные углы каждой зоны по формуле (206.5)
Рис. 206.3. Зональный телесный угол.

Световой поток через зону

(206.6)

Таким путем вычисляют световые потоки для всех зон полусферы от a = 0о до a = 90о. Сумма этих потоков даст общий световой поток, излучаемый в нижнюю полусферу. Вычисления следует оформить в табл.2.

Таблица 2

Угол, a град Сила света , кД Зональный угол , стер Зональная сила света , кД Зональный поток , лм
    0,0 0,096 0,284 0,463 0,628 0,774 0,897 0,992 1,057 1,092    
Итого   6,28    

 

Аналогичным путем вычисляют лучистую теплоотдачу инфракрасного излучателя.

Расчет пространственных изолюкс

Освещенность элементарной горизонтальной поверхности (рис.206.4), видимой из точки излучения) под углом a, определяется из формулы (206.7) Заменив в (206.7) расстояние r через высоту Н подвеса светильника, получим
Рис.206.4. Схема освещенности

(206.8)

Освещенность элементарной вертикальной поверхности в том же месте равна

(206.9)

Пространственные изолюксы горизонтальной освещенности строят в следующей последовательности:

1. Стоят координатные оси высоты подвеса светильника и горизонтального расстояния d от оси источника. Из излучающего центра источника (начала координат) проводят карандашом радиус-векторы под заданными углами a через каждые 10о.

2. Для каждого угла a находят значения высоты подвеса, соответствующие значению освещенности

(206.10)

Результаты расчета достаточно ограничить значениями 2 ≤ ≠ ≤ 4 и записать их в табл.3.

Таблица 3

a, град , кД Освещенность , лк
               
                     
    0,955                
    0,830                
    0,650                
    0,450                
    0,265                
    0,125                
    0,040                
    0,005                

3. Величины Н, найденные по формуле (206.10), откладывают по оси высот на каждом радиусе-векторе.

4. Полученные точки, отвечающие , соединяют плавной кривой, называемой пространственной изолюксой для горизонтальных площадок. В итоге получают целое семейство таких изолюкс (рис.206.5).

Пространственные изолюксы для вертикальных площадок строят в той же последовательности. Однако их построение в работе не требуется. Аналогичным образом рассчитываются и строятся изорады (кривые равной облучено-
Рис.206.5 Пространственные изолюксы.

сти или радиации) для инфракрасных нагревателей.

 

Выполнив работы, необходимо оформить отчет, который должен содержать:

1. Результаты измерений и расчетов, оформленные в табл.1, 2 и 3.

2. Индикатрису силы света для испытуемого светильника.

3. Пространственные изолюксы.

4. Расчетные формулы с пояснением входящих в них величин и единиц их измерения.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-14 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: