Основные светотехнические понятия: световой поток, освещенность и яркость.

Свет, падающий на поверхность нашей планеты Земля от Солнца, является источником жизни для всех ее живых организмов. Солнечные лучи, распространяясь со скоростью 300000 км/ч., оказывают следующие воздействия на окружающую среду:

  • участие в фотосинтезе;
  • видимый свет;
  • тепло ;
  • обеззараживание;
  • облучение.

Исходя из этого естественный свет — это лучистая энергия в виде электромагнитных волн, обладающих разными свойствами в зависимости от их общего показателя, которым является длина. Длина излучений измеряется в нанометрах (0,000000001 м) и варьируется для инфракрасных волн от 700 до 10000 нм., видимых человеческому глазу 400-750 нм., ультрафиолетовых — 10-370 нм. и рентгеновских 0,00001-10 нм.

Для человеческого глаза наиболее оптимальной считается длина видимых электромагнитных колебаний от 500 до 600 нм., хуже воспринимаются красные и фиолетовые лучи, а инфракрасные и ультрафиолетовые ощущаются только по нагреву и загару кожного покрова.

С развитием науки и техники человечество научилось создавать искусственные источники всех разновидностей электромагнитных волн, используемых в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства и других сферах деятельности. Рассмотрим основные светотехнические понятия, раскрывающие все характеристики источников света.

Что такое световой поток?

Световой поток — это мощность видимого излучения источника электромагнитных волн, которое ощущает человеческий глаз. Обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм).

Поток лучей света, отдаляясь от источника, в пространстве распространяется неравномерно, теряя свою плотность. Эту пространственную лучистую плотность светового потока характеризует такое понятие как сила света I (измеряется в канделах – кд.), которое определяется из отношения светового потока Ф к телесному углу ω.

I=Ф/ω.

Чтобы разобраться, как эти величины взаимосвязаны друг с другом обратимся к рисунку.

Телесный угол

Если взять точечный источник света 0, который будет светить в пространстве, то будет находиться внутри освещенного  шара. Теперь представим, что световой поток Ф будет распространяться на выбранный участок сферы площадью S, в результате образуется конус, стороной которого будет являться радиус шара. Этот пространственный угол, являющийся вершиной конуса, и является телесным и определяется, как отношение площади S к квадрату радиуса сферы.

ω=S/R2.

Единицей телесного угла является стерадиан (ср), который образует на поверхности светящегося шара площадь, равную по значению квадрату его радиуса.

Освещенность.

Освещенность характеризует то, как количественно изменяется плотность светового потока источника света в пространстве, лучи которого падают на любые поверхности, удаленные на разные расстояния от места излучения. Определяется отношением светового потока Ф к освещаемой поверхности S:

Е=Ф/S.

Снова обратимся к рисунку!

Зависимость между освещенностью и силой света

Итак, возьмем также точечный источник света  А, сила света Iα  светового потока которого направлена на участок  площадью S какой-либо поверхности. Расстояние между источником света  А и площадью равно l. В итоге образуется конус с наклоном, с углом α между направлением силы света Iα  и стороной конуса и пространственным углом ω. Тогда:

ω=S*cosα/lи вычисляем Ф= Iα *S*cosα/l.

Определяем освещенность элемента по следующему выражению:

Е= Iα*cosα/l2 .

Таким образом, освещенность определяется силой света расстоянием до освещаемой поверхности, т.е. чем дальше находится предмет от источника видимого излучения, тем меньше на него попадает света!

Единица освещенности называется люксом и обозначается как (лк).

Яркость

При попадании светового потока на поверхность какого-либо предмета, то он частично поглощается, а другая его часть отражается, создавая зрительное восприятие этого предмета на расстоянии. Если два освещенных объекта темного и светлого цвета разместить на одном и том же расстоянии от человеческого глаза, то лучше будет виден светлый объект, то есть он лучше отражает световой поток источника света. Для сравнения, где будет светлее, в комнате со светло-зелеными или темно-коричневыми обоями при одинаковой освещенности? Конечно же, в комнате со светло-зеленым покрытием стен.

Таким образом, под яркостью освещаемой поверхности понимают то количество отраженной силы света относительно глаза наблюдателя, которое будет зависеть от окраски и отражающих свойств этой поверхности.

Яркость поверхности

Яркость обозначается буквой L и равна отношению силы света к площади проекции освещаемой поверхности:

 L=I/S.

Как видно из формулы, яркость измеряется в кандела на один квадратный метр (кд/м2).

Данная формула справедлива в том случае, если глаз наблюдателя находится под углом 90 градусов к отражающей поверхности, так как тогда угол между падающим и отражающим углом составит 0 градусов, а cos0=1!

Если освещаемая поверхность будет рассматриваться человеческим глазом под некоторым углом а, то он увидит площадь проекции этой поверхности на плоскость, находящуюся под углом 90° по направлению к  наблюдающему, тогда яркость будет равна:

L=Ia/(S*cosa).

Также термин яркость используется и для источников света, имеющих излучающие поверхности различных форм. Так, например, если взять лампу накаливания с колбой в форме шара, то проекция излучения в пространстве будет в виде круга с площадью πD2/4. Для цилиндрических ламп (газоразрядные) проекция представляет собой множество прямоугольников, которые вычисляются как произведение длины и ширины, а в данном случае умножения диаметра колбы на ее длину.

 

 

Фотореле

Фотореле для управления уличным освещением

При наступлении темного времени суток в городах автоматически загорается уличное освещение, которое включается от реле времени или от фотореле, о котором  будет подробно рассказано в этой статье.

В основе работы этого устройства лежит такой элемент как фоторезистор, обладающий нелинейными характеристиками, которые проявляются при попадании солнечного света. Неосвещенный фотоэлемент обладает очень высоким сопротивлением, но только стоит попасть лучам света на его чувствительную поверхность, так противодействие протеканию электрического тока резко уменьшается. Материал, обладающий такими характеристиками, получают путем соединения свинца или кадмия с сернистой кислотой.

Общая

Как работает люстра с пультом управления

Также как и для удобства управления телевизором,  для люстр тоже было придумано радиоуправление, позволяющее включать или отключать их с допустимого расстояния  (диван))!).  За всю мою практику не раз приходилось сталкиваться с подключением и ремонтом этого светотехнического изобретения, которое при первом знакомстве с ним вызвало интерес к его устройству.

Обслуживание и ремонт магнитного пускателя

Ознакомившись со статьей об устройстве магнитного пускателя подробно разберем и проведем техничекое обслуживание данного коммутационного аппарата той же марки ПМЕ-211.

  • Первым делом протираем пускатель от пыли и грязи и осматриваем на наличие сколов и трещин его корпуса и, особенно,  посадочных  мест  под  клеммы,  которые могут привести к нарушению работы в будущем.
porazhenie-ehlektricheskim-tokom4

Какие факторы влияют на старение изоляции

Положительные диэлектрические показатели изоляции токопроводов — это важнейшие условия для нормального режима работы электроустановок и их обслуживания оперативно-ремонтным персоналом, поскольку она является промежуточным звеном между электрическим током и человеком. Электрооборудование, используемое в промышленности, на протяжении всего срока службы подвергается различным негативным воздействиям, таким как перегрузка, нагрев, вибрация, агрессивная производственная среда и др. Длительное воздействие этих вредных факторов может привести к преждевременному старению изолирующего покрытия и выходу электроустановок из строя. Подробно разберем влияние каждого .

odnofasa2

Для чего используют нулевой провод и зануление

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «Простоэлектрик». В этой статье вы узнаете,  для чего нужен нулевой провод в трехфазной сети. При соединении  обмоток генератора в схему «звезда», концы его обмоток объединяют в одну общую точку, называемую нейтралью. Присоединяя к этой точке проводник, образуется трехфазная четырехпроводная система с нулевым проводом. Нейтральный и фазный проводники образуют однофазное напряжение 220 В, равное разности потенциалов между началом и концом любой из обмоток генератора. Согласно законам Кирхгофа суммы токов или напряжений в узлах равны нулю, которыми и являются нейтрали источников. Однако в действительности из-за несимметричной нагрузки по фазам по нулевому проводнику будет протекать ток, который будет ограничиваться внутренним сопротивлением этих проводников и электропотребителя.

Концевой выключатель

Концевой выключатель

Механический концевой выключатель служит для коммутации цепей управления электроприводов различных механизмов при достижении крайних положений с целью ограничения их дальнейшего движения. Чаще всего концевые выключатели используются совместно с грузоподъемными механизмами (краны, электротали ) для безопасной работы как рабочего и обслуживающего персонала, так и самого электрооборудования. Для ограничения движения электроприводов механизмов крана  применяют «концевики» марки КУ-701, ВУ-150- для остановки крюка крана в крайнем верхнем положении, ВК-200-замыкание или размыкание цепей управления электрических аппаратов при открытии и закрытии дверей или люков.

27546a274ef7486e60bccaf89fb82e33

Что делать, если в доме пропало электричество

Пожалуй, все сталкивались с такой ситуацией, когда в частном доме или квартире пропадало электричество. В силу того, что многие из нас не разбираются в электрике и даже боятся «контактировать» с ней, в некоторых ситуациях можно восстановить электроснабжение собственноручно.

2016-07-21 16.53.56

Как собрать вводной щит с трехфазным электросчетчиком

Ознакомившись со статьей о проектировании электропроводки в новом доме, представлю вашему вниманию подробный разбор сборки вводного щита с прибором учета. Раннее было сказано, что энергоснабжающей компанией будет выдано техусловие на подключение потребителя, в котором будет указан следующий перечень требований:

  • выделенная мощность в (кВт)-однофазная или трехфазная;
  • тип электросчетчика;
  • марка, площадь поперечного сечения и количество жил вводного кабеля;
  • номинальный ток вводного аппарата защиты.
2016-08-01 22.04.00

Устройство защиты от обрыва фаз УЗОФ -3М

При эксплуатации грузоподъемных механизмов башенных, мостовых, козловых и др. кранов, где в качестве электропривода используют асинхронные электродвигатели с фазным ротором, не редко случаются аварийные режимы — обрыв одной или нескольких фаз питающей сети. В результате электромотор работает в неполнофазном режиме, его мощность уменьшается, что может привести к падению груза на подъеме. Поэтому, в соответствии с требованиями «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» на них необходимо устанавливать защиту от неполнофазных режимов, одной из которых является УЗОФ-3М.