Основные законы светотехники.

Основные законы светотехники.

Законы поглощения, отражения и .

Поглощениесвета переходит в различные формы внутренней энергии среды; она может быть полностью или частично переизлучена средой на частотах, отличных от частоты поглощённого излучения.

Закон определяет постепенное ослабление параллельного монохроматического (одноцветного) пучка света при распространении его в поглощающем веществе.

Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части.

Оптическое излучение – электромагнитное излучение, характеризующееся длинами волн, расположенными в диапазоне В состав оптического излучения входят видимое излучение (свет), ультрафиолетовое излучение и инфракрасное излучение.

Виды освещения.

Естественное освещение, создаваемое природными источниками света, меняется в зависимости от времени суток и года, географических широт местности, состояния атмосферы и т.д. При естественном освещении открытых пространств освещенность горизонтальных поверхностей составляет: в безлунную ночь - 0,0005 лк, при свете полной луны - до 0,2 лк, при прямом свете солнца - до 100 000 лк. Для оценки естественного освещение внутри зданий служит коэффициент естественной освещенности (КЕО), равный процентному отношению освещенности в какой-либо точке помещения к одновременно измеренной освещенности наружной горизонтальной площадки, освещаемой рассеянным светом всего небосвода. КЕО зависит от величины и расположения светопроемов, степени пропускания ими света, наличия внешних экранирующих предметов, отражающей способности внутренних поверхностей помещения и т.д.

В России естественное освещение помещений нормируется. Нормы освещения установлены в зависимости от назначения зданий и отдельных помещений. Основной нормируемой величиной является КЕО, который для различных производственных помещений определен в пределах от 0,25 до 10%.

Естественное освещение в зданиях осуществляется боковыми окнами, верхними фонарями или теми и другими одновременно. Улучшению естественного освещения помещений способствует рациональная застройка городских кварталов, правильная ориентация зданий, светлая отделка помещений, применение окон со спаренными переплетами. Для защиты помещения от излишнего прямого света солнца применяют козырьки, жалюзи и т.п. В ряде случаев технико-экономического соображения оправдывают сооружение зданий без естественного освещения. Отказ от естественного освещения зданий бывает вызван, например, необходимостью поддержания в помещении постоянной температуры и влажности, особой чистоты или определенного светового режима.

В качестве искусственных источников света использовались костры, факелы, свечи, керосиновые лампы и т.д. На рубеже 19 и 20 вв. в быт стало прочно входить электрическое освещение, ставшее к настоящему времени основным видом искусственного освещения.

Существуют обязательные нормы искусственного освещения; основной количественной нормируемой характеристикой служит освещенность, которая устанавливается в пределах от 5 до 5000 лк в зависимости от назначения помещений, условий и рода выполняемой людьми работы.

При выборе искусственного освещения для улиц и площадей в качестве нормируемой величины используют среднюю яркость дорожных покрытий. Существующие нормы регламентируют также и качественные характеристики искусственного освещения. К ним относятся: равномерная освещенность рабочей поверхности, отсутствие пульсаций и резких изменений освещенности во времени, ограничение или устранение зрительного дискомфорта или состояние ослепленности, возникающие при наличии в поле зрения больших яркостей, устранение нежелательного блеска освещаемых поверхностей в направлении глаз человека, благоприятный спектральный состав света, благоприятные условия тенеобразования, а также достаточная яркость всех окружающих поверхностей, включая потолки и стены помещений. В соответствии с этим рациональное освещение производственных помещений требует так называемого общего освещение всей площади.

Общее освещение во многих случаях дополняется местным освещением рабочих мест, образуя комбинированное освещение. Устройство только местного освещения запрещено. Помимо рабочего освещения, обеспечивающего рациональное освещение производственных и общественных помещений, в ряде случаев требуется устройство аварийного освещения, дающего возможность эвакуировать людей или временно продолжить работу при выходе из строя рабочего освещения.

Для искусственного освещения в качестве источников света применяют лампы накаливания и газоразрядные источники света. Экономичные и с большим сроком службы, газоразрядные лампы с успехом (но не полностью) вытесняют лампы накаливания, причем среди них люминесцентные лампы обеспечивают наилучшее качество освещение и могут удовлетворительно имитировать естественное освещение.

С целью рационального использования световой энергии, создаваемой источниками света, а также для защиты их от воздействия окружающей среды и уменьшения слепящего действия применяют соответствующие световые приборы - светильники и прожекторы.

Подвесные светильники

Подвесные светильники, располагаясь на некотором удалении от поверхности потолка, распространяют свет по всему пространству помещения. Подвесные светильники особенно удобны для помещений с высокими потолками. Расстояние от нижней точки любого потолочного светильника до поверхности пола должно составлять не менее двух метров. Приповерхностные светильники – прикрепляемые непосредственно к потолку, особенно удобны для низких комнат, где они не занимают слишком много места по высоте. Создаваемый ими световой поток распространяется в низ и в стороны.

Встроенные светильники

Встроенные светильники – удобны для монтажа в подшивных, подвесных и натяжных потолках. Особенно удобны и эффективны панельные и точечные светильники, встроенные в потолки. Они легко размещаются по любой схеме, ими можно комбинировать и использовать различные схемы включения. Панельные светильники – изготавливаются в форме панели или плиты стандартных размеров и укладываются на каркас вместо любой плиты или панели отделочного покрытия.

Люстры

Многоламповые подвесные потолочные светильники называются люстрами. По сложившейся традиции люстры широко применяются для освещения квартир. По своему назначению и типу создаваемого освещения люстра является бытовым светильником общего рассеянного освещения, применяемым для освещения основных помещений дома. До настоящего времени у нас наиболее распространены люстры с лампами накаливания, как сравнительно недорогие и простые в по устройству и эксплуатации. Обычно люстра содержит от трёх до шести ламп, суммарная мощность которых должна составлять для комнаты около 20м/кв примерно 300 ватт. В современных люстрах используются, как правило, лампы накаливания декоративного исполнения. Применение таких ламп позволяет уменьшить общие размеры и вес люстры. При выборе люстры особое внимание надо обращать на расположение ламп и плафонов. Если лампы обращены цоколем вниз, а плафоны направлены отверстием к потолку, то основной поток света будет направлен в потолок от которого он отражается и рассеивается по всей комнате. Именно такие люстры считаются наиболее подходящими по типу создаваемого освещения, которое в данном случае будет отражённым и рассеянным. Если же лампы обращены цоколем вверх и плафоны открыты снизу, то свет люстры будет направлен преимущественно вниз, а некоторая его часть будет рассеиваться в стороны через плафоны. Такое освещение подходит для спальни или кабинета, где применяются дополнительные источники освещения. Некоторые современные люстры выпускаются с галогенными и люминесцентными лампами, в которых потребляемая мощность значительно меньше, чем у светильников с лампами накаливания. Так же выпускаются и комбинированные светильники с галогенной лампой в центре и люминесцентными по бокам.

Потолочные плафоны

Потолочные плафоны удобны тем, что занимают немного места и легко крепятся к поверхности потолка. Благодаря этому они подходят для освещения невысоких небольших помещений таких как кухня, коридор, лоджия. Прикрепляемые потолочные плафоны так же рекомендуются для освещения ванных комнат. В ванных используются специальные герметичные плафоны, внутрь которых не попадает влага. При выборе плафона с лампами накаливания стоит учесть то обстоятельство, что несколько ламп накаливания малой мощности дают вместе меньший световой поток, чем одна лампа такой же суммарной мощности и при этом светильник с одной лампой будет нагреваться меньше, чем с двумя. Недостатком потолочных плафонов является то, что для замены перегоревших ламп их приходится разбирать, вынимая стекло из оправы, что связано с некоторыми неудобствами.

Точечные светильники

Точечные светильники названы так потому, что имеют небольшие размеры и создают прямое местное направленное освещение небольшого участка поверхности. Они так же применяются в подвесных и натяжных потолках, в мебели, в нишах стен и бывают поворотные и неповоротные. В поворотных светильниках внутренняя часть арматуры подвижная, изменяя угол наклона лампы можно направить световой поток в необходимом направлении. В точечных светильниках используются либо лампы накаливания с зеркальным светоотражающим слоем либо галогенные лампы. Такие светильники хорошо смотрятся на поверхности потолка как светлых, так и тёмных тонов, усиливая ощущение объёмности помещения и как бы приподнимая потолок. Конструкция точечных светильников под лампы накаливания может быть открытой и с защитным чехлом. Точечные светильники при условии соблюдения степени защиты IP, можно использовать во влажных помещениях. Точечные светильники так же бывают мобильного применения - с помощью прищепки их можно закрепить на любом выступе или шнуре.

Люстры, или потолочные светильники – являются основными источниками общего освещения во многих жилых и административных помещениях. По дизайнерскому исполнению ассортимент люстр очень разнообразен. Наиболее простые из люстр, рассчитанные на одну или несколько ламп, имеют скромный дизайн и несложные формы. Эти светильники предполагают статично установленное направление светового потока. Если основной поток света идёт вниз, то под светильниками образуется хорошо освещённая зона, а остальное пространство помещения освещается менее ярко. Световой поток, направленный вверх, отражается от потолка, рассеивается и мягко освещает всё помещение.

Как правило, люстры размещаются в центре потолка, хотя очень часто подвесы, так называют потолочные светильники, рассчитанные на одну лампу, устанавливаются в различных частях потолка и предназначаются для освещения рабочей зоны (например – обеденного стола).

В просторных помещениях c высокими потолками очень хорошо смотрятся декоративные люстры с большим количеством ламп и рассеивателей. Так в традиционных для многих жилых интерьерах, выполненных в классическом стиле, до сих пор остаётся люстра с хрустальными или стеклянными рассеивателями. Люстры с множеством сверкающих подвесок очаровывают своей хрупкостью и изысканностью. Она не теряет своей популярности и благодаря новым технологиям изготовления.

Современные производители выпускают модели потолочных светильников в самых разнообразных стилях. Вместо массивного металлического корпуса прошлых лет, светильники выполняются легкой конструкцией из ажурной проволоки и элементов витража, хрустальные подвески меняются на искрящиеся галогенные лампы. Зачастую плафоны у подобных светильников закреплены таким образом, чтобы человек мог сам регулировать направление светового потока.

Споты

Очень популярными в последнее время становятся споты. Спот – это металлическая планка, на которой закреплено несколько вращающихся галогенных светильников. Устанавливаются они на потолке или стенах. Эти светильники создают направленный поток света, который можно регулировать в зависимости от необходимости. Конфигурация кронштейна, на котором непосредственно устанавливаются галогенные светильники, может быть различной: в виде дуги, полукруга или прямой и может быть декорирован различными материалами.

Оригинальной разработкой, нарушающей традиционное однообразие интерьерных светильников, являются токопроводящие конструкции, которые признаются одними из лучших и интересных приборов освещения. Главное их достоинство в возможности обеспечить наибольшую мобильность. Эти конструкции, состоящие из токопроводящих шин и световых элементов, можно крепить как к потолку, так и стенам. Световые элементы, расположенные на этих шинах, легко меняют угол освещения и своё местоположение. Токопроводящий элемент может быть как твёрдым так и гибким. В последнем случае шинопровод можно согнуть в любую замысловатую фигуру. В связи с этим достоинством, такие виды светильников удобно применять в бревенчатых сооружениях. Шинотрековая система позволят программировать работу светильников или управлять ими независимо друг от друга с помощью пульта дистанционного управления. Установка светильников на шину очень проста: нужно всего лишь открыть замок светильника, установить светильник на шину и защёлкнуть замок. Лампочки на шинопроводах рекомендуется располагать не далее 650мм друг от друга. Разумеется, при монтаже учитывая особенности этих систем, необходимо соблюдать технику безопасности.

Настенные светильники

Настенные светильники применяются для местного освещения помещений любого назначения как с целью создания комфортных условий для занятий и отдыха, так и для декоративной подсветки стен и предметов интерьера. В настенных светильниках используются большей частью лампы накаливания и люминесцентные лампы U образной или круглой формы. По конструкции корпуса настенные светильники делятся на два вида: приповерхностные, навешиваемые задней стенкой корпуса непосредственно на стену, и бра - устанавливаемые на кронштейне, к которому сам светильник либо подвешивается снизу или крепится сверху. Настенные светильники - бра отличаются большим разнообразием форм и более декоративны, а приповерхностные – компактны и просты по форме. Напольные светильники (торшеры) удобны для применения в просторных помещениях, где они используются для местного освещения и как предмет украшения интерьера. Хороший торшер - настоящее произведение искусства. Он может быть выполнен из ценной породы дерева или декоративного металла, с красивым абажуром и оформленном в определённом художественном стиле. В торшерах так же используются лампы накаливания и люминесцентные лампы.

Настольные светильники

Настольные светильники – очень важный предмет бытового местного освещения, применяемый в помещениях любого назначения в качестве переносного источника света. По своему назначению настольные светильники делятся на три категории: деловые настольные лампы, предназначенные для работы (чтения, письма и т.д.); семейные настольные лампы классического типа – для комфортного времяпровождения и ночники –для дежурного ночного освещения или для включения на короткое время. В настольных светильниках используются лампы всех типов: галогенные, люминесцентные, накаливания. Светильники изготовляются из современных материалов и хорошо вписываются в интерьер. Выбирая настольный светильник для работы, надо убедиться в том, что она даёт достаточно яркий и равномерный свет, который можно регулировать по интенсивности и направлению. Если настольный светильник используется для освещения рабочего стола школьника, то необходимо обратить внимание не только на достаточность и правильное направление света, но и на то, чтобы свет падал только на освещаемую поверхность (тетрадь, книгу), не попадал в глаза работающему и не слепил отражённым светом или бликами.

Схемы подключения ламп.

Галогенные лампы

Само подключение светильников оказывается чрезвычайно простым: для этого достаточно подключить галогенные лампы параллельно между собой и подсоединить их к трансформатору.Рассмотрим более детально как подключаются между собой все элементы (трансформатор, галогенная лампа схема подключения и управления).

На рисунке ниже представлена блок схема, состоящая из двух понижающих трансформаторов и шести галогенных светильников. Синим цветом обозначен нулевой провод, коричневым – фазный.Подключение на стороне 220 В. Подключение проводов в распределительной коробке осуществляется таким образом, что фаза питающего провода (тот который приходит в коробку) идет на выключатель.Управление освещением (включение / отключение) осуществляется обычным выключателем. Его подключают до трансформаторов на стороне 220 В.Нулевую жилу можно сразу соединять с нулевыми жилами проводов, которые идут к трансформаторам. После фазный провод который «пришел» с выключателя подключается к фазным проводам трансформаторов.Для подключения проводов в трансформаторе предусмотрены специальные клеммы L и N.

Не имеет значения сколько будет подключатся трансформаторов в схеме. Важно чтобы каждый трансформатор подключался отдельным проводом и все они соединялись только в распределительной коробке. Если соединять провода не в коробке, а где-нибудь под потолком, то при потере контакта к месту соединения невозможно будет добраться.

Подключение на стороне 12 В. Основная часть работы выполнена, осталось самая малость, подключить галогенную лампу в схему питания. Единственное что нужно учитывать что галогенные лампы в схеме подключаются параллельно между собой.

Для одновременного подключения большого количества ламп стоит использовать специальные клеммные соединители. (На рисунке используются клеммные колодки на шесть дорожек.)

Схема подключения натриевых ламп

Чтобы самостоятельно собрать схему подключения натриевых ламп, потребуется, как написано выше балласт – дроссель и ИЗУ. Двухобмотчные дроссели, на сегодняшний день считаются устаревшими, поэтому, при выборе предпочтение стоит отдать однообмоточным.

Производителями ИЗУ выпускаются устройства с двумя и тремя выводами, поэтому, схема подключения может несколько отличаться – она, собственно, бывает изображена практически на каждом корпусе ИЗУ.

Натриевые лампы – потребители реактивной мощности, поэтому, в некоторых случаях, есть смысл при отсутствии фазокомпенсации в схему включить помехоподавляющий конденсатор С, существенно снижающий пусковой ток (см. фото выше).

Для дросселя ДНаТ-250 (3А) оптимальная емкость конденсатора – 35 мкф, для ДНаТ-400 (4.4А) – 45 мкф. Использовать следует конденсаторы сухого типа, с номинальное напряжением от 250 В. В этом случае схема подключения будет иметь следующий вид:

При самостоятельном подключении ламп, стоит учесть рекомендацию не допускать превышение длины проводов, соединяющих балласт с лампой более одного метра.

Напоследок, по поводу балласта. Несомненно, лучшими ПРА по праву считаются электронные, имеющие ряд преимуществ перед индуктивными ПРА, проигрывая, однако, последним по цене; их стоимость, в настоящее время достаточно высока.

Схема подключения люминесценных ламп

LL люминесцентная лампа мощностью 4-58 Вт

St стартер OSRAM ST111 или PHILIPS S10 с рабочим напряжением 220 В

V электромагнитный ПРА мощностью 4-58 Вт

К конденсатор компенсационный

UN напряжение 220 В

При использовании данной схемы люминисцентной лампы мощность ЭМПРА должна соответствовать мощности лампы. ЭМПРА в стартерных схемах подключается последовательно лампе и служит для ограничения роста тока в лампе (и таким образом предохраняет ее от перегорания).

Основные законы светотехники.

Законы поглощения, отражения и .

Поглощениесвета переходит в различные формы внутренней энергии среды; она может быть полностью или частично переизлучена средой на частотах, отличных от частоты поглощённого излучения.

Закон определяет постепенное ослабление параллельного монохроматического (одноцветного) пучка света при распространении его в поглощающем веществе.

Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части.

Оптическое излучение – электромагнитное излучение, характеризующееся длинами волн, расположенными в диапазоне В состав оптического излучения входят видимое излучение (свет), ультрафиолетовое излучение и инфракрасное излучение.

Виды освещения.

Естественное освещение, создаваемое природными источниками света, меняется в зависимости от времени суток и года, географических широт местности, состояния атмосферы и т.д. При естественном освещении открытых пространств освещенность горизонтальных поверхностей составляет: в безлунную ночь - 0,0005 лк, при свете полной луны - до 0,2 лк, при прямом свете солнца - до 100 000 лк. Для оценки естественного освещение внутри зданий служит коэффициент естественной освещенности (КЕО), равный процентному отношению освещенности в какой-либо точке помещения к одновременно измеренной освещенности наружной горизонтальной площадки, освещаемой рассеянным светом всего небосвода. КЕО зависит от величины и расположения светопроемов, степени пропускания ими света, наличия внешних экранирующих предметов, отражающей способности внутренних поверхностей помещения и т.д.

В России естественное освещение помещений нормируется. Нормы освещения установлены в зависимости от назначения зданий и отдельных помещений. Основной нормируемой величиной является КЕО, который для различных производственных помещений определен в пределах от 0,25 до 10%.

Естественное освещение в зданиях осуществляется боковыми окнами, верхними фонарями или теми и другими одновременно. Улучшению естественного освещения помещений способствует рациональная застройка городских кварталов, правильная ориентация зданий, светлая отделка помещений, применение окон со спаренными переплетами. Для защиты помещения от излишнего прямого света солнца применяют козырьки, жалюзи и т.п. В ряде случаев технико-экономического соображения оправдывают сооружение зданий без естественного освещения. Отказ от естественного освещения зданий бывает вызван, например, необходимостью поддержания в помещении постоянной температуры и влажности, особой чистоты или определенного светового режима.

В качестве искусственных источников света использовались костры, факелы, свечи, керосиновые лампы и т.д. На рубеже 19 и 20 вв. в быт стало прочно входить электрическое освещение, ставшее к настоящему времени основным видом искусственного освещения.

Существуют обязательные нормы искусственного освещения; основной количественной нормируемой характеристикой служит освещенность, которая устанавливается в пределах от 5 до 5000 лк в зависимости от назначения помещений, условий и рода выполняемой людьми работы.

При выборе искусственного освещения для улиц и площадей в качестве нормируемой величины используют среднюю яркость дорожных покрытий. Существующие нормы регламентируют также и качественные характеристики искусственного освещения. К ним относятся: равномерная освещенность рабочей поверхности, отсутствие пульсаций и резких изменений освещенности во времени, ограничение или устранение зрительного дискомфорта или состояние ослепленности, возникающие при наличии в поле зрения больших яркостей, устранение нежелательного блеска освещаемых поверхностей в направлении глаз человека, благоприятный спектральный состав света, благоприятные условия тенеобразования, а также достаточная яркость всех окружающих поверхностей, включая потолки и стены помещений. В соответствии с этим рациональное освещение производственных помещений требует так называемого общего освещение всей площади.

Общее освещение во многих случаях дополняется местным освещением рабочих мест, образуя комбинированное освещение. Устройство только местного освещения запрещено. Помимо рабочего освещения, обеспечивающего рациональное освещение производственных и общественных помещений, в ряде случаев требуется устройство аварийного освещения, дающего возможность эвакуировать людей или временно продолжить работу при выходе из строя рабочего освещения.

Для искусственного освещения в качестве источников света применяют лампы накаливания и газоразрядные источники света. Экономичные и с большим сроком службы, газоразрядные лампы с успехом (но не полностью) вытесняют лампы накаливания, причем среди них люминесцентные лампы обеспечивают наилучшее качество освещение и могут удовлетворительно имитировать естественное освещение.

С целью рационального использования световой энергии, создаваемой источниками света, а также для защиты их от воздействия окружающей среды и уменьшения слепящего действия применяют соответствующие световые приборы - светильники и прожекторы.