Свет и освещение

Svet_osveshenieСвет всегда окружает нас. Солнечный свет, лунный свет, и свет звёзд являются наиболее важными источниками света в жизни человека. Из-за необходимости в дополнительном свете, люди научились собственными силами создавать источники света. Понимание фундаментального различия между естественным и искусственным светом является основой в описании естественных и искусственных источников света. Природные источники света находятся вне контроля людей. Они включают в себя солнечный свет, лунный свет, свет звёзд, различных растительных и животных источников, радиолюминесценцию и, конечно же, огонь.

Типы источников света

Самым первым из используемых людьми в своей деятельности источником света был огонь (пламя) костра. С течением времени, и ростом опыта сжигания различных горючих материалов люди обнаружили что большее количество света может быть получено при сжигании каких либо смолистых пород дерева, природных смол и масел и воска. С точки зрения химических свойств подобные материалы содержат больший процент углерода по массе и при сгорании сажистые частицы углерода сильно раскаляются в пламени и излучают свет.
žДальнейший прогресс и развитие знаний в области химии, физики и материаловедения, позволили людям использовать также и различные горючие газы отдающие при сгорании большее количество света. Газовое освещение было достаточно широко развито в Англии и ряде европейских стран. Особым удобством газового освещения было то что появилась возможность для освещения больших площадей в городах, зданий и др, за счёт того что газы очень удобно и быстро можно было доставить из центрального хранилища (баллонов) с помощью прорезинненых рукавов (шлангов), либо стальных или медных трубопроводов, а также легко отсекать поток газа от горелки простым поворотом запорного крана.
Следующий этап развития в области изобретения и конструирования источников света в значительной степени был связан с открытием электричества и изобретением источников тока. На этом этапе научно-технического прогресса стало совершенно очевидно что необходимо для увеличения яркости источников света увеличить температуру области излучающей свет. Если в случае применения реакций горения разнообразных топлив на воздухе температура продуктов сгорания достигает 1500—2300°С, то при использовании электричества температура может быть еще значительно увеличена.

Из-за их очевидных преимуществ с точки зрения доступности, безопасности, чистоты, и возможности удаленного управления, электрические лампы вытеснили почти все другие искусственные источники освещения в жизни человека. Однако, так как энергия, необходимая для работы таких искусственных источников света обеспечивается в основном при потреблении природных ресурсов, мы приходим к мысли о том, что необходимо в максимально возможной степени использовать природные источники света.

Эксплуатация природных источников света остается одной из самых больших проблем в освещении.

Основные светотехнические характеристики

Оптическая часть спектра, состоящая из ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных излучений, имеет диапазон длин волн от 0,01 до 340 мк. Человеческий глаз воспринимает излучения с длиной волны от 0,38 до 0,77 мк.Видимое излучение, оцениваемое по световому ощущению, которое оно производит на человеческий глаз, называется световым излучением, а мощность такого излучения — световым потоком. Единица светового потока — люмен (лм).

Как правило, источники света излучают световой поток в разных направлениях неодинаково. Поэтому, чтобы можно было характеризовать интенсивность излучения светового потока в том или ином направлении, вводится понятие «угловой плотности» светового потока, называемой силой света источника в данном направлении. Сила света — пространственная плотность светового потока; характеризует величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени.

Сила света, характеризуя интенсивность излучения света в данном направлении, не может, однако, служить мерилом для оценки уровня светового ощущения, так как световое ощущение зависит также и от видимых глазом размеров светящейся поверхности тела. Величиной, определяющей уровень светового ощущения, является яркость.

Яркость — это световое ощущение, создаваемое самосветящимся или освещаемым предметом в глазу наблюдателя; она зависит от величины силы света, испускаемой предметом в направлении к глазу, и величины проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению.

Поверхностная плотность светового потока в данной точке называется освещенностью. Единицей освещенности является люкс (лк). Люкс соответствует поверхностной плотности светового потока в 1 лм, равномерно распределенного на площади в 1 м2.

Фон — это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока к падающему на нее световому потоку.

Важнейшей характеристикой условий освещения является яркостный контраст между рассматриваемыми деталями и фоном. Он определяется процентным отношением разности яркости детали и фона к большей яркости и оценивается как малый (до 20%), средний (до 50%) и большой контраст (больше 50%).

Контрастная чувствительность (т. е. способность глаза различать минимальную разность в освещенностях фона и деталей) возрастает с увеличением освещенности.

Важной характеристикой качества освещения является пульсация светового потока источника света. Световой поток разрядных источников света при питании током промышленной частоты пульсирует с частотой 100 Гц. Пульсация светового потока зрительно не воспринимается, так как частота пульсации превышает критическую частоту слияния мельканий, но неблагоприятно влияет на биоэлектрическую активность мозга, вызывая повышенную утомляемость. Отрицательное воздействие пульсации возрастает с увеличением ее глубины, появляется напряжение на глазах, усталость, трудность сосредоточения на сложной работе, головная боль.

Освещение пульсирующим светом особенно опасно при наличии в поле зрения движущихся и вращающихся обьеков возникновением стробоскопического эффекта. Исследования показывают, что опасность возникновения стробоскопического эффекта существует даже при Кп -10%.

В качестве количественной характеристики пульсации освещенности в отечественных нормах принят коэффициент пульсации. Он равен отношению половины максимальной разности освещенности за период к средней освещенности за период, выраженному в процентах.

Как генерируется свет

Наиболее естественный свет исходит от солнца и луны. Его происхождение делает его абсолютно чистым, и он не потребляет природные ресурсы. В то же самое время искусственные источники для преобразования накопленной энергии в световую энергию обычно требуют потребления природных ресурсов, таких как ископаемое топливо. Электрическое освещение с одной стороны превосходит по всем параметрам е пламя от сгорания древесины, газа, нефти, но и является источником загрязнения окружающей среды. Однако, электричество может быть получено из природных источников энергии, таких как ветер, гидро-, геотермальная и солнечная энергии.
Лампы накаливания генерируют свет по следующему принципу, свет испускает тело накала, нагреваемое электрическим током до высокой температуры. В качестве тела накала чаще всего используется спираль из тугоплавкого металла (чаще всего — вольфрама), либо угольная нить. Чтобы исключить окисление тела накала при контакте с воздухом, его помещают в вакуумированную колбу, либо колбу, заполненную инертными газами или парами галогенов.
Другие типы ламп излучают свет посредством сложной системы химических реакций, при протекании которых электрическая энергия превращается в энергию света. Эти процессы протекают в отношении генерируемого света обычно более эффективно, чем в лампах накала. Например, флуоресцентная лампа генерирует свет при подаче электрического напряжения в газе, испускающем ультрафиолетовое излучение, которое окончательно преобразуется в видимый свет особым веществом, обеспечивающим необходимое свечение. Этот процесс генерирует свет примерно на 400 процентов более эффективно, чем в случае с обычными лампами накаливания. При этом выделение тепловой энергии всегда является побочным эффектом.

SvetodiodСверхъяркие светодиоды являются результатом стремительного технологического развития светодиодной техники. Масса новых применений для них вызвало появление отдельной ниши рынка, известной под названием «светодиоды высокой яркости». В быту часто пользуются следующими синонимами: «сверхяркие светодиоды», «ультраяркие светодиоды», «суперяркие светодиоды» и т.п.

Экономично используют энергию по сравнению с предшествующими поколениями электрических источников света — дуговыми, накальными и газоразрядными лампами. Так, световая отдача светодиодных систем уличного освещения с резонансным источником питания достигает 120 люмен на ватт, что сравнимо с отдачей люминесцентных ламп — 60—100 люмен на ватт. Для сравнения, световая отдача ламп накаливания, включая галогенные, составляет 10—24 люмен на ватт.

Светодиодные технологии освещения благодаря эффективному расходу электроэнергии и простоте конструкции нашли широкое применение в светильниках, прожекторах, светодиодных лентах и декоративной светотехнике. Светодиодные осветительные приборы подразделяются на уличные и интерьерные. Сегодня их применяют для подсветки зданий, автомобилей, улиц и рекламных конструкций, фонтанов, тоннелей и мостов. Данное освещение используют для подсветки производственных и офисных помещений, домашнего интерьера и мебели.

Раздел в разработке.

Comments are closed.

  • Декабрь 2018
    Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
         
     12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
    31  
  • Контакты

    г. Черноголовка, ул. Центральная дом 22
    +7 (495) 774 89 92
    info@energonom.ru

Copyright © 2012-2017 .
Top