Исследование основных параметров искусственного освещения | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 сентября, печатный экземпляр отправим 30 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Физика

Опубликовано в Молодой учёный №31 (321) июль 2020 г.

Дата публикации: 31.07.2020

Статья просмотрена: 15 раз

Библиографическое описание:

Рылько, Н. М. Исследование основных параметров искусственного освещения / Н. М. Рылько. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 31 (321). — С. 7-10. — URL: https://moluch.ru/archive/321/72943/ (дата обращения: 18.09.2020).



В данной статье рассматривались основные параметры искусственного освещения с помощью самодельного люксметра.

Ключевые слова: люксметр, освещение, свет.

В темное время суток и зимний период для компенсации недостатка солнечного света используется искусственное освещение как производственных, так и бытовых помещений. Вы когда-нибудь задумывались о значении освещения в вашей повседневной жизни?

С одной стороны, слишком яркий свет раздражает сетчатку глаза, вредит зрению и негативно сказывается на психическом состоянии человека. С другой стороны, недостаток освещения может вызвать у человека нарушения сердечного ритма, колебания температуры тела, могут появляться симптомы усталости и депрессии. От того, насколько правильно освещены места отдыха и работы человека, во многом зависит его здоровье, работоспособность и общее самочувствие. Вред организму также наносит пульсация, которая характерна для всех типов ламп. Мерцание вызывает головную боль и расстройство нервной системы. Негативное влияние на мозг человека обуславливается тем, что ритмические активности элементов головного мозга вынуждены подстраиваться под окружающую пульсацию.

Для определения качества искусственного освещения используют люксметр — это переносной прибор для измерения освещённости, один из видов фотометров.

Поэтому, изучив теорию, мною был собран прибор, который должен показывать основные параметры, по которым возможно определение качества искусственного освещения.

Определение зависимости освещенности от расстояния .

Весь световой поток, исходящий от источника света, подчиняется определенным законам. Я проведу серию опытов, чтобы исследовать эти законы.

С помощью цифрового люксметра измерим освещенность на различном расстоянии от ламп. Стоит учесть, что у моего прибора предел измерения равен 55 000 Лк. В данном эксперименте использовались два источника света: светодиодная лампа на 7.0W и лампа накаливания на 60W.

В данном опыте я буду последовательно увеличивать расстояние от люксметра до источника света, результаты представлены в таблице 1, где — освещенность от светодиодной лампы, — освещенность от лампы накаливания.

Таблица 1

R, м

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

, лк

2916

1258

764

459

331

249

189

150

128

, лк

3075

1366

769

492

341

251

192

152

123

, кд

120,96

121,5

128

, лк

1516

685

386

235

160

126

99

85

71

, кд

63,36

68,85

71

, лк

1700

755

425

272

189

138

106

84

68

Чтобы сравнить экспериментальные показания с теоретически возможными, найдем сначала силу света лампы для последних трех измерений по формуле и определим теоретически возможную освещенность на соответствующих расстояниях, полученные данные были также занесены в таблицу 1.

На основании результатов эксперимента можно сделать вывод, что освещенность зависит от расстояния до источника света, чем ближе источник света к освещаемой поверхности, тем больше освещенность, также стоит учесть, что теоретически возможная освещенность светодиодной лампы практически совпадет с экспериментально установленной, тогда как на практике освещенность лампы накаливания ниже, чем при расчетах. Таким образом, при подборе источников света в помещения для ламп накаливая необходимо учитывать теоретическую погрешность, для светодиодных ламп такая погрешность практически отсутствует.

Исследование освещенности в зависимости от угла .

В данном эксперименте было проведено исследование освещенности в зависимости от угла наклона на расстоянии 1 м. Опыт проводился также на примере светодиодной лампы и лампы накаливания.

С помощью прибора измерялась освещенность для углов от 0 до 180 с шагом в 15 градусов. Данные с датчика занесены в таблицу 2, где — освещенность от светодиодной лампы, — освещенность от лампы накаливания.

Таблица 2

Угол

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

, лк

53

86

93

126

150

156

166

156

150

126

93

86

53

, лк

76

83

96

103

106

108

110

108

106

103

96

83

76

В результате эксперимента было установлено, что светодиодные лампы обладают направленным светом, они плохо освещает сбоку от себя и совсем не освещают сзади, это связано с тем, что в отличие от ламп накаливания светодиодные имеют непрозрачный колпак, поэтому возможно ощущение дискомфорта от другого распределения световых потоков.

Исследование освещенности от двух точечных светильников

Для данного эксперимента было использовано два точёных источника света (лампы), и измерялась освещенность между ними на различных расстояниях от центра оси светильников.

По прямой ОС расстояние менялось с шагом в 10 см, результаты опыта были занесены в таблицу 3, где — освещенность от светодиодной лампы, — освещенность от лампы накаливания.

Таблица 3

Х, м

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

, лк

3

20

80

150

216

239

243

256

233

219

186

, лк

16

33

83

140

176

183

186

173

156

140

110

Также был проведен опыт с изменением расстояния r между двумя точечными источниками света, расстояние (x) до освещаемой поверхности равно 1 м, данные, полученные в ходе эксперимента, были занесены в таблицу 4, где — освещенность от светодиодной лампы, — освещенность от лампы накаливания.

Таблица 4

r, м

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

, лк

256

243

226

209

190

166

146

136

123

113

99

, лк

190

183

170

163

146

133

125

116

109

96

86

Таким образом, в результате проделанных экспериментов, я пришел к выводу, что освещенность двух точечных источников света зависит от расстояния между ними, но как оказалось, максимальная освещенность достигается при нахождении источников на расстоянии 0,7 метров от освещаемой поверхности, если между ними 1 м.

Исследование пульсации света

Далее мною были произведены замеры коэффициента пульсации нескольких типов световых источников. Данные эксперимента отражаются в таблице 5.

Таблица 5

Тип лампы

Коэффициент пульсации, %

  1. Галогеновые лампы

26

  1. Лампы накаливания

16

  1. Люминесцентные лампы

34

  1. Светодиодные лампы

5

В результате проделанных измерений можно утверждать, что при использовании люминесцентных ламп может возникать стробоскопический эффект, в связи с чем, использование таких ламп на производстве опасно для жизни и здоровья человека, зачастую такие лампы установлены в образовательных учреждениях, что негативно сказывается на зрительном анализаторе, а также на общем самочувствие и работоспособности учеников. На данный момент самым низким коэффициентом пульсации обладают светодиодные лампы, использование которых поможет избежать возникновение стробоскопического эффекта.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, как подобрать правильное искусственное освещение. На данный момент оптимальное освещение — светодиодное. Исходя из многих характеристик, таких как простота в обслуживании, долговечность (средний срок службы ламп составляет 30 000 часов), безопасность (не содержат хрупких и токсичных компонентов), также у светодиодных ламп с хорошими драйверами достаточно низкий коэффициент пульсации, можно сделать вывод, что они являются наиболее безопасными для здоровья человека. Сейчас появляются светодиодные лампы с прозрачными конусами, это сделает их использование еще более комфортным, так как распределение светового потока будет происходить и с боков лампы.

Литература:

  1. С. А. Кравков. Глаз и его работа, 4-е изд., перераб. и доп. — М.-Л.: Издательство Академии наук СССР, 1950. — 531 с.
  2. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Курс общей физики. –Оптика и атомная физика. М., Академия, 2000 г., 408 с
  3. Яворский, Б. М. Справочник по физике / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. — М.: Наука, 1985. — 512 с.
  4. Савельев, И. В. Курс общей физики: учебник. В 3-х т. Т. 2.Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. — СПб.: Лань,2011. — 496 с.
Основные термины (генерируются автоматически): лампа накаливания, светодиодная лампа, источник света, освещенность, лампа, искусственное освещение, таблица, коэффициент пульсации, освещаемая поверхность, расстояние.


Ключевые слова

освещение, люксметр, свет

Похожие статьи

Мероприятия по улучшению условий труда по фактору «световая...»

Выполнен расчет искусственного освещения методом светового потока на рабочем месте токаря. Ключевые слова: механический цех, метод светового потока, производственное освещение, рабочее место, условия труда. Измерение уровня освещенности может...

Анализ энергопотребления современных светодиодных ламп

Системы освещения, построенные на основе светодиодных источников света, в последние годы стали приобретать все большую популярность. Светодиодные лампы практически полностью заместили собой компактные люминесцентные лампы в категории...

Освещение транспортного объекта | Статья в журнале...

Специфическим является освещение крупных станций и сортировочных парков, так как в любое время суток все пути должны быть хорошо освещены.

Лампаискусственный источник света. Светильник и лампа взаимосвязаны: одиночное использование лампы имеет низкий КПД.

Основные принципы освещения в интерьере | Статья в журнале...

При правильном освещении вы сможете работать дольше, не уставая, и не будете рисковать испортить себе зрение. Местное освещение — самый рациональный способ создания яркого освещения на рабочей поверхности. Настольная лампа должна свободно перемещаться.

Пути снижения электропотребления в системах освещения

Ключевые слова: естественное освещение, искусственное освещение, система освещения, экономия электроэнергии, электропотребление, освещенность. Введение. Основная задача освещения — создание необходимого светового климата для эффективного восприятия...

Применение ШИМ в регулировании освещенности рабочего места

Применение светодиодных ламп или светодиодных лент вместо стационарных ламп накаливания и ламп дневного света

Средняя освещенность естественным светом рабочей поверхности внутри помещения обычно составляет 10–15 % от естественной освещенности.

Исследование влияния компактных люминесцентных ламп на...

«Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник в виде нити или спирали) нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока. Применение вейвлет-преобразования для идентификации...

Комплексное исследование влияния светодиодных источников...

Коэффициент пульсации светового потока у люминесцентных ламп составлял 10–15 %. Светодиодные источники света, используемые в эксперименте и создающие световую среду в помещениях без естественного освещения, имеют коэффициент пульсации 0–0,02 %.

Дизайн-проектирование освещения жилых помещений

местное освещение, общее освещение, освещение, детская комната, светильник, источник света, световой дизайн, рабочая поверхность, обеденный стол, рассеянный свет. Оптимизация естественной освещенности помещений. Тогда поток светового вектора через...

Похожие статьи

Мероприятия по улучшению условий труда по фактору «световая...»

Выполнен расчет искусственного освещения методом светового потока на рабочем месте токаря. Ключевые слова: механический цех, метод светового потока, производственное освещение, рабочее место, условия труда. Измерение уровня освещенности может...

Анализ энергопотребления современных светодиодных ламп

Системы освещения, построенные на основе светодиодных источников света, в последние годы стали приобретать все большую популярность. Светодиодные лампы практически полностью заместили собой компактные люминесцентные лампы в категории...

Освещение транспортного объекта | Статья в журнале...

Специфическим является освещение крупных станций и сортировочных парков, так как в любое время суток все пути должны быть хорошо освещены.

Лампаискусственный источник света. Светильник и лампа взаимосвязаны: одиночное использование лампы имеет низкий КПД.

Основные принципы освещения в интерьере | Статья в журнале...

При правильном освещении вы сможете работать дольше, не уставая, и не будете рисковать испортить себе зрение. Местное освещение — самый рациональный способ создания яркого освещения на рабочей поверхности. Настольная лампа должна свободно перемещаться.

Пути снижения электропотребления в системах освещения

Ключевые слова: естественное освещение, искусственное освещение, система освещения, экономия электроэнергии, электропотребление, освещенность. Введение. Основная задача освещения — создание необходимого светового климата для эффективного восприятия...

Применение ШИМ в регулировании освещенности рабочего места

Применение светодиодных ламп или светодиодных лент вместо стационарных ламп накаливания и ламп дневного света

Средняя освещенность естественным светом рабочей поверхности внутри помещения обычно составляет 10–15 % от естественной освещенности.

Исследование влияния компактных люминесцентных ламп на...

«Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник в виде нити или спирали) нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока. Применение вейвлет-преобразования для идентификации...

Комплексное исследование влияния светодиодных источников...

Коэффициент пульсации светового потока у люминесцентных ламп составлял 10–15 %. Светодиодные источники света, используемые в эксперименте и создающие световую среду в помещениях без естественного освещения, имеют коэффициент пульсации 0–0,02 %.

Дизайн-проектирование освещения жилых помещений

местное освещение, общее освещение, освещение, детская комната, светильник, источник света, световой дизайн, рабочая поверхность, обеденный стол, рассеянный свет. Оптимизация естественной освещенности помещений. Тогда поток светового вектора через...

Задать вопрос