ОСНОВНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ОСНОВНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Учитывая, что видимый свет представляет собой электромагнитное излу-

чение, а величина энергии, излучаемой телом в единицу времени, есть ни что иное, как мощность излучения, то энергия, переносимая электромагнитной волной через единицу площади в единицу времени, называется потоком

лучистой энергии.

Световым потоком ( F ) называется поток, т.е. такое количество лучистой энергии, проходящее через какую-либо площадь в единицу времени, которое оценивается человеческим глазом по зрительному ощущению.

За единицу светового потока принят люмен (лм). 1 лм – это световой поток, излучаемый абсолютно чёрным телом с поверхности S = 0,5305 мм² при температуре затвердевания платины Т=2042 К.

Силой света(I) называется пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока F к величине телесного угла , в пределах которого световой поток распространяется равномерно, т.е.

. (1)

Телесный угол измеряется в стерадианах (ср). 1 ср – это пространственный угол, вершина которого совпадает с центром сферы и опира-

ется на поверхность сферы, площадь которой равна квадрату её радиуса R.

Единицей силы света является кандела (кд).

1 кд соответствует световому потоку F = 1 лм в пределах телесного угла = 1ср.

В случае точечного источника света наибольший телесный угол, т.е. полный телесный угол сферы, внутри которого световой поток распространяется равномерно:

 

, (2)

 

откуда сила света такого точечного источника света, излучающего световой поток равномерно во всех направлениях:

 

,(3)

или:

. (4)

 

Реальные источники света, как правило, не являются точечными. Кроме того, осветительная арматура, устанавливаемая на источнике света, перераспределяет световой поток в пространстве, и сила света для данного светильника во всех направлениях становится различной. Поэтому для конкретных типов светильников в полярной системе координат для условного источника (лампы) со световым потоком F = 1000 лм строятся кривые светораспределения:

I = f (α),

где α – угол между осью симметрии светильника и направлением луча света.

 

Кривая светораспределения может быть представлена в виде графика (рис.3) или таблицы. Эта кривая образуется концами радиус-векторов, длина каждого из которых численно равна силе света в данном направлении, а начало расположено в световом центре источника света. Для симметричных источников света обычно строится лишь одна половина кривой силы света.

 

В практических расчетах полученную из графика светораспределения силу света необходимо умножить на отношение светового потока действительной лампы к световому потоку условной лампы, равному 1000 лм.

 

Сила света лампы является условной величиной, так как она неодинакова в различных направлениях; поэтому под силой света лампы понимают среднюю сферическую силу света, т.е. силу света воображаемого источника света, световой поток которого, равный световому потоку действительной лампы, распределяется равномерно во всех направлениях.

 

Поэтому за номинальную силу света реальной лампы принимают среднюю сферическую силу света при номинальном питающем напряжении.

 

Рис. 3. Кривая распределения силы света светильника ЛО:

1 – в продольной плоскости;

2 – в поперечной плоскости.

Освещенность (Е) - поверхностная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределён:

. (5)

Единицей освещённости является люкс (лк), который определяется как поверхностная плотность светового потока в 1 лм, равномерно распределенного на площади 1 кв.м.

Если в центре воображаемого шара с радиусом R поместить точечный источник света, излучающий световой поток F, тоосвещённость в каждой точке поверхности шара будет определяться:

,(6)

т.е. освещённость поверхности изменяется прямо пропорционально силе света и обратно пропорционально квадрату расстояния освещаемой поверхности от источника света. Освещённость поверхности, наклонной к световому потоку, кроме того, ещё прямо пропорциональна косинусу угла её наклона:

. (7)

Яркостью (В) называется отношение силы света к видимой в данном направлении площади светящейся поверхности:

. (8)

Единицей яркости является нит (нт). 1 нт – (внесистемная единица), соответствует яркости равномерно светящейся плоской поверхности в 1 м², испускающей в перпендикулярном к ней направлении свет силой в 1 кд (1 нт = 1 кд/ м²). Наш глаз выносит без особого напряжения яркость порядка 10⁴ нт, и поэтому яркие источники света приходится помещать в полупрозрачные, молочные или матовые колпаки, либо - в специальную арматуру.