Widzenie - ocena różnic świata zewnętrznego na podstawie zmysłu wzroku

Pojęcie światła - subiektywne - to co postrzega człowiek

obiektywne - promieniowanie zdolne do wywołania wrażeń wzrokowych

Przedział widzenia - 380-780 nm ok. 100 barw i odcieni rozróżnia na ogół człowiek

Barwa - znaczenie subiektywne: rozróżnianie przedmiotów różniących się tylko barwą

obiektywne: barwa psychofizyczna - cecha jakościowa promieniowania możliwa do opisania

Technika świetlna - sposób oświetlenia dla uzyskania zamierzonych efektów (np. podkreślenia pewnych cech przedmiotu)

Promieniowanie - przenoszenie energii bez udziału ośrodka materialnego (promieniowanie energetyczne, optyczne

Promieniowanie złożone - różne długoś fal (mieszanina prom. Monochromatyczn

Promieniowanie monochromatyczne - różnica między długością fali poszczególnyc barw dąży do zera Dl->0

Widmo promieniowania monochromatycznego:

• 380 nm - nadfiolet

380-430 - barwa fioletowa

430-470 - niebieska

470-500-niebiesko-zielona

500-530-zielona

530-560-zielono-żółta

560-590-żółta

590-620-pomarańczowa

620-780-czerwona

780- podczerwień

Energia kwantu promieniowania w każdym przedziale jest inna E=hn

Im l mniejsze tym skuteczność oddziaływania na wzrok mniejsza

Skuteczność promieniowania dla oka ludzkiego zależy od składu monochromatycznego promieniowania

Największy wpływ na wzrok mają barwy żółta i czerwona. Wiele źródeł emituje także nadfiolet który jest bardzo szkodliwy dla oczu i zdrowia ludzkiego

Promieniowanie podczerwone - silnie pochłaniane (szkło, dwutlenek węgla). Wykorzystywane do grzejnictwa, oraz w noktowizorach. Wykorzystywane też w celach reklamowych.

Podstawowe wielkości fotometryczne

Względna skuteczność świetlna promieniowania monochromatycznego (czułość oka), ponieważ różne fale o różnych długościach fali mają różne energie

n_l= f(l)

CIE - normalny odbiornik, jego krzywa odpowiada krzywej 1. Jest nim ogniwo selenowe.

Widzenie

fotopowe - w dzień przy dobrym oświetleniu

skotopowe - wieczorem i w nocy

Strumień świetlny - F- moc źródła wyprowadzona z obserwacji przez CIE

Każda długość fali ma ściśle określoną moc promieniowania P_l

F_l=P_lžn_lžk_m

k_m- równoważnik dla widzenia fotopowego =683 lm/W

Całkowity strumień świetlny: F_li=SP_ližn_ližk_m

Światłość - sposób rozchodzenia się strumienia świetlnego. Dla oświetlenia danego obiektu miarodajny jest strumień świetlny zawarty w elementarnym kącie bryłowym - wielkość wektorowa

Wektor światłości - stosunek strumienia świetlnego zawartego w elementarnym kącie bryłowym do wartości tego kąta bryłowego

Światłość J_a=dF/dw

KRS- kryterium rozsyłu światła

Pełny kąt bryłowy = 4P

Założenie : źródło światła jest punktowe

Krzywą KRS można zmieniać przez zastosowanie odpowiednich opraw

Natężenie oświetlenia - stosunek strumienia świetlnego padającego na daną powierzchnię do tej powierzchni

E=F/S

F- strumień użyteczny

E=300lx - powinno być wg PN

Izoluksy - krzywe łączące punkty o tym samym natężeniu oświetlenia.

Natężenie oświetlenia - gęstość powierzchniowa strumienia świetlnego

Luminancja - wrażenie wzrokowe które powoduje pewna powierzchnia mająca pewną światłość. Intensywność wrażenia świetlnego.

Luminancja - stosunek światłości do powierzchni L=J/S

Definicja kandeli - promieniowanie monochromatyczne o l=555 nm. Światłość w danym kierunku źródła światła, które wysyła promieniowanie monochromatyczne o l=555 nm dla którego natężenie oświetlenia wynosi 1/683 W/steradian

Lumen - strumień świetlny wysyłany w jednostkowym kącie bryłowym 1 steradiana przez punktowe źródło światła, które promieniuje ze światłością 1 kandeli

Luks - natężenie światła uzyskane, gdy na powierzchnię 1 m² pada 1 lumen

Kąt bryłowy - stosunek powierzchni wycinka kuli do kwadratu promienia tej kuli w=S/R²

Budowa oka ludzkiego

Ultrafiolet wpływa bardzo niekorzystnie na soczewkę tak samo jak podwyższona temperatura. Zły wpływ mają też mikrofale.

Siatkówka - bardzo silnie unerwiona błona - ma czopki i pręciki ( ok.100 tys/mm²)

Czopki - musi być odpowiednio duże natężenie oświetlenia - w dzień

Pręciki - nierównomiernie umieszczone - działają przy słabym oświetleniu, nie dają możliwości widzenia barwnego

Akomodacja - przystosowanie się do danego poziomu oświetlenia

Adaptacja - dostosowanie oka do danego tła - dzień/noc

1)Przystosowanie się do jasności widzenia fotopowego

2)Przystosowanie się do ciemności widzenia skotopowego

3)Widzenie mezotopowe - przejście między 1i 2

Adaptacja trwa

Ok. 1-2 min przejście z ciemności do jasności

Ok. 1 h przejście z jasności do ciemności

Indukcja przestrzenna - ocena jaskrawości, barwy, gabarytów

Pole widzenia

-jednooczne: widzenie płaszczyznowe, głębia tylko jako odczucie

-dwuoczne: widzenie trójwymiarowe, wyróżnianie głębi

Rozkład przestrzenny bryły fotometrycznej - przedstawiony przez wektory światłości w elementarnym kącie bryłowym - zawsze wychodzi z pkt. Źródłowego. Żarówkę traktuje się jako punktowe źródło światła, a świetlówkę jako liniowe

Krzywa (bryła) rozsyłu światła jest charakterystyczna dla danego źródła światła.

Żarówka - 1000 lm standardowa

Natężenie oświetlenia w pkt. P(E)

Poziome - E_n=Ežcosa

Pionowe - E_v=Ežsina

Luksomierzem mierzymy pionowe natężenie oświetlenia.

Mało dokładnie - E_śr=F/S

Obliczanie natężenia oświetlenia

1)podział powierzchni na kwadraty

2)obliczanie natężenia oświetlenia dla każdego kwadratu E=F/S

3)obliczanie rzeczywistego natężenia oświetlenia E_śr=1/n SE_i

Przy większej ilości źródeł światła obliczmy E od każdego kolejno i odpowiednio sumujemy - zasada superpzycji

W/w metoda uwzględnia tylko strumień główny (padający), a nie uwzględnia strumieni odbitych

Oprawa oświetleniowa

-umożliwia przyłączenie źródła światła do instalacji

-odpowiednio kształtuje bryłę rozsyłu światła.

Rozchodzenie się (propagacja) światła

1)odbicie

2)przepuszczanie (załamanie)

3)pochłanianie

F=F_r+F_a+Ft

F_r=rF - str. odbity

F_a=aF - str. pochłonoęty

Ft=tF - str. przepuszczony

t - wsp. przepuszczania

a - wsp. pochłaniania

r - wsp. odbicia

t+a+r=1

Strumień monochromatyczny może być w pewnych przypadkach całkowicie pochłonięte, odbite itp.

Ciało, które przepuszcza tylko jedną długość fali nazywamy filtrem.

Ciało fosforyzujące - transformuje promieniowanie z jednego rodzaju (długości) na inne. Często jest tak że wsp. w/w są funkcjami l.

t(l)+a(l)+r(l)=1

Natężenie oświetlenia pionowego

80 cm - wysokość standardoweg biurka.

Wysokość znormalizowana dla stanowiska pracy.

Metoda punktowa nie uwzględnia promieniowania odbitego. Na ogół więc E zmierzone jest większe od obliczonego

Sprawność oprawy - h_opr=F_o/F_opr

F_o - bez oprawy

F_opr - z oprawą

Strumień świetlny całkowity oprawy :

F_opr=F_opr­+F_oprŻ

F_opr­ - skierowany dogóry

F_oprŻ - skierowany w dół

Zatem h_opr=(F_opr­+F_oprŻ)/F_o

Teoretycznie może być 100%

-tylko w gnieździe bez oprawy

Wskaźnik przestrzenny rozkładu strumienia świetlnego : w_p=F_r/F_opr

Klasa I wp(0,9 - 1) - oprawy wbudowywane w sufit, oświetlenie bezpośrednie. Duża cienistość i nierównomierność.

Klasa II wp(0,6 - 0,9) - odbicie od sufitu, oświetlenie przeważnie bezpośrednie, średnia cienistość.

Klasa III wp(0,4 - 0,6) - mała cienistość mieszana, duża równomierność.

Klasa IV wp(0,1 - 0,4) - przeważnie pośrednie, bardzo mała cienistość, bardzo duża równomierność.

Klasa V wp(0 - 0,10 - natężenie oświetlenia uzyskane głównie ze strumienia odbitego.

Wskaźnik pomieszczenia :

w_p'=(0,2a+0,8b)/h

w_p'(1 - 10)

Sprawność odbicia światła od sufitu - podane w tabelach

h_o- sprawność oświetlenia - z tego oblicza się całkowity strumień świetlny potrzebny do uzyskania odpowiedniegoE

Współczynnik zapasu - k_r zależy od dostępu do oprawy (oprawa niszczeje, brudzi się z czasem). Samo źródło też się starzeje. k_{r min}=1,3

F_całkowity= Ežsžk_r/h_o

Minimalna ilość źródeł światła (musi być całkowita): n=F_całkowity/F_o

F_o - strumień wybranego źródła światła

Na koniec sprawdzamy :

E_śr=F_ožn/s

PN - 02033 - wnętrzowe

PN - 02034 - place

PN - 02032 - drogi publiczne

PN - 02035 - obiekty energetyczne

Widzenie i oświetlenie

Związki bodziec-wrażenie

-spójne

-niespójne - ze wzrostem bodźca nasila się wrażenie, ale do pewnej granicy

Z badań wynika, że aby uzyskać wzrost wrażenia liniowy, to bodziec musi zmieniać się logarytmicznie.

Szereg natężeń oświetlenia : 20 - 50 - 70 - 100 - 150 - 200 - 300 - 500 - 700 - 1000

Warunek kontrastu - subiektywna różnica - kontrast luminancji lub kontrast barwy. K=L₁/L

Kontrast przydatny - umożliwiający rozróżnienie szczegółów.

Ostrość widzenia - zdolność rozróżniania elementów do siebie zbliżonych. Ważny kąt bryłowy, pod którym widać dany obiekt, kąt bryłowy pod którym coś widać, ważny jest też poziom natężenia oświetlenia.

Ostrość widzenia - zespół czynników psychofizycznych, psychicznych i fizycznych. Wzrasta proporcjonalnie do luminancji obiektu.

Zasada rekompensaty : rozkład natężenia oświetlenia w poszczególnych pomieszczeniach musi być odpowiednio dobrany, aby nie powodował gwałtownych zmian, tak aby oko musiało się bardzo szybko przystosowywać do danego natężenia oświetlenia.

Zwiększanie luminancji daje efekt lepszego widzenia, ale do pewnych granic.

Czynniki decydujące o efektywności widzenia:

Fizjologiczne :

-własności oka

-wiek

Fizyczne :

-luminancja obiektu

-kontrast

-kąt widzenia

-barwa

-rozkład luminancji w otoczeniu tła

Olśnienie przykre - powoduje przykrość i zmniejszenie zdolności widzenia

Olśnienie oślepiające - powoduje całkowity zanik zdolności widzenia

Olśnienie bezpośrednie - obiekt olśnienia bezpośrednio na torze wzroku

Olśnienie pośrednie - obiekty olśniewające nie znajdują się na bezpośrednim torze wzroku, ruchu człowieka

Olśnienie odbiciowe - od obiektu oświetlonego silnym światłem

Oprawy oświetleniowe

Ogólne zasady oświetlenia:

1)kryterium nadrzędne

a)wygoda widzenia - pewne spostrzeganie, dobre rozróżnianie szczegółów, barwa światła itp.

b)otoczenie świetlne

2)koszty oświetlenia - kryterium ograniczenia nadmiernego kosztu

3)kryterium minimalnego kosztu w Polsce przyjmuje się okres zwrotu inwestycji oświetlenia na ok. 6 lat

koszty: wykonanie, eksploatacja, zużycie energii, konserwacja

Podział źródeł światła

1)Inkadesencyjne - promieniowanie świetlne na skutek cieplnego pobudzenia atomów lub drobin powodowane np. prądem elektrycznym, dostarczeniem ciepła itp. Jest to promieniowanie temperaturowe. Źródło jest tu promiennikiem temperatury. "Podgrzane" atomy, drobiny, wpadają w drgania uzyskując wyższą energię której potem się pozbywają promieniują. Widmo promieniowania inkadescencyjnego jest widmem ciągłym. Wzorzec promienników temperatury - ciało doskonale czarne - prawo Plancka.

Egzystencja energetyczna Me=P/dS stosunek mocy promienistej do powierzchni z której jest wypromieniowana.

Gęstość widmowa Mel - stosunek egzystencji energetycznej do nieskończenie małej długości fali M_el=Me/l

2)Luminescencyjne - emisja promieniowania elektromagnetycznego pod wpływem czynnika zewnętrznego wzbudzającego. Przejście atomu z poziomu wyższego na niższy - wyemitowanie kwantu energii DE=hf

Rodzaje luminescencji:

1)elektroluminescencja

2)fotoluminescencja

a)fluoroluminescencja t<10^-8

b)fosforyluminescencja t>10^-8

3)chemiluminescencja

1)występuje przy wyładowaniach w parach gazu (lampy siarkowe, rtęciowe itp.)

2)pobudzenie atomów do świecenia przez promieniowanie ultrafioletowe lub podczerwone

Luminofory - krystaliczne z dodatkami metali ciężkich. Charakteryzują je widmo wzbudzenia i widmo promieniowania

3)źródła inkadensecyjno - luminescencyjne

• żarowo-rtęciowe

• łukowe

Parametody porównawcze źródeł światła

-moc elektryczna odnosi się do samego źródła

-napięcie

-prąd

-strumień świetlny F całoprzestrzenny F=F_Ů+F_Ú przy zasilaniu znamionowym

-temperatura barwowa - informacja o barwie

-współczynnik oddawania barw Ra

-luminancja

-trwałość (przy zasilaniu znamionowym)

-współczynnik tętnień

Wierność oddawania światła

Ra 85 - 100 dobra

70 - 85 średnia

do 70 słaba - świetlówka

Skuteczność układu h₀=F/P_d0

Żarnik w gazie obojętnym aby nie nastąpiło szybkie przegrzanie

Żarówka - promieniowanie przez podgrzanie włókna do wysokiej temperatury.

Obecnie stosowany jest żarnik wolframowy - ok. 8 ln/W - duże i średnie żarówki

-do 21 ln/W - małe żarówki.

Teoretycznie może być temperatura żarnika do 3300°C wtedy uzyskamy ok. 53ln/W - ale trwałość ok. 150-200 godzin, wobec tego temp. obniżono do ok. 2700°C podnosząc trwałość

Budowa żarówki

1)żarnik - drut wolframowy z dodatkiem krzemu (własności mechaniczne)

Wykonanie

-w postaci skrętki

-w postaci dwuskrętki

2)bańka szklana

-szkło twarde

-szkło miękkie

3)podpórki - ważne aby miały odpowiednią rozszerzalność cieplną - molibden

4)rurka ...

5)talerzyk - zapobiega przegrzaniu trzonka aby się nie rozkleił

6)trzonek - E40 - goliat

-E14 -E27 trzonek bagnetowy

-E40 duży

-E5 subminiaturowy

7)izolator - oddziela końcówki w trzonku

8)perełka

9)wewnątrz żarówki

próżnia - do 25 W

argon, krypton, ksenon

Własności

1)regulacja strumienia - zmiana napięcia autotransformatorem

2)regulacja temperatury pracy -||- -||-

3)sprawność energetyczna do 50 % świetlna 5 %

4)dobre oddawanie barw

5)wszechstronność zastosowania

Podział żarówek

1)głównego szeregu 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 1000, 2000 W

127, 230 V

-typowy kształt bańki

Bańki - różny kształt

-wnętrze kolorowe

-bańki matowane, opalizowane

2)specjalne

-rurkowe

-soplowe w kształcie świecy

3)sygnalizacyjne, górnicze - trzonek bagnetowy

Inny podział

-o mocnym świetle

-o słabym świetle itp.

Żarówki wstrząsoodporne

-trzonek bagnetowy

-dużo więcej wsporników żarnika

Żarówki reflektorowe

-oświetlenie danych elementów

-"podkreślanie" ich

Żarówki do naświetlań

-siluksy

-promienniki podczerwieni

-inkadescencyjne

Żarówki liniowe

-dekoracyjne, świecą całą powierzchnią

Ra(95 - 100) !!! (35 - 120 W)

Żarówki halogenowe - do wnętrza bańki wprowadzony metal z grupy halogenków (jod itp.). Parowanie metalu - tworzą się halogenki wolframu. Przy stygnięciu rozpad halogenków i powrót na żarnik. Brak osadzania się wolframu na bańce. Bańki ze szkła trudnotopliwego. Skuteczność świetlna żarówek halogenowych wyższa, długi czas pracy, stały strumień świetlny w czasie, lepsze barwy. Żarówki halogenowe o obniżonym napięciu (12,24 V)

Wady - konieczna transformacja napięcia, małe zmiany napięcia - duże zmiany strumienia. Układ toroidalny - najczęściej stosowany. Przepalenie jednej, wzrost napięcia na pozostałych - skracanie trwałości. W żarówkach tych występuje też promieniowanie ultrafioletowe - wykonuje się żarówki z ekranem przeciw ultrafioletowym (oznaczenie UV STOP).

W warunkach znamionowych teoretycznie tn=ok. 5 tys godzin (zwykle do 1000 godz.).

Odbłyśniki lamp halogenowych - aluminium, metalizowany plastik.

Kształt żarówek halogenowych - rurkowe, cylindryczne, reflektorowe.

Żarówki halogenowe nie mogą być dotykane rękami za bańkę - tłuszcz - zmiana rozkładu temperatury - szybsze zniszczenie żarówki.

Żarówki z zaciskami gniazda - miejscowe przegrzanie. Ważne także dobre odprowadzanie ciepła od tej żarówki. Nieraz zakładana na bańkę specjalna warstwa do pracy na zewnątrz - temp. wilgotność.

Moce żarówek halogenowych:

-jednostronnie fazowane - 6, 10, 12, 20, 35, 50, 75, 100, 250 W.

-dwustronnie fazowane - 100, 150, 200, 250, 300, 750, 1000, 2000, rzadko 1500 W

Lampy wyładowcze - luminescencyjne

Przetwarzają ultrafiolet na światło widzialne w "luminoforze". Zasada działania - wyładowanie w parach rtęci o niskim ciśnieniu.

Rura - szkło sodowo-wapniowe.

Luminofor - od jego składu zależy temp., barwa źródła światła.

Wierność oddawania barw - Ra (60 - 95)

W świetlówce jednak strumień świetlny nie jest stały, zależy od luminoforu. Czas świecenia sięga 8 tys. godzin. Zależy jednak silnie od środowiska pracy. Najlepsze warunki pracy przy pojedynczym załączeniu na stałe, niezmiennych warunkach zasilania, i na otwartym terenie. Zmiana strumienia świetlnego w czasie.

Skrętka - pokryta specjalną pastą aby zapewnić odpowiednią emisje elektronów - zmniejszenie energii wyjścia elektronów z metalu.

Świetlówka z podgrzewaną katodą - dla lepszej emisji elektronów.

Wstęga zapłonowa - na zewnątrz uziemiona dla podwyższenia napięcia. 90 % energii zmienia na energię świetlną.

Świetlówki:

1)niezintegrowane

2)zintegrowane

1)bez układu zapłonowego

2)z układem zapłonowym

1)zasilane prądem

przemiennym

2)zasilane prądem stałym

Wpływ na zapłon świetlówki mają:

-temp. otoczenia

zapłonnik

-parametry zasilania

-cykle załączeń

Układy zapłonowe:

1)klasyczne

2)elektroniczne

Włącznik - ch-ka świetlówki ujemna J­ UŻ.

Zapłonnik - lampa neonowa z elektrodą stałą, elektrodą bimetalowa. Po załączeniu w neonówce wyładowanie niezupełne - elektroda bimetalowa zwiera się z elektrodą stałą - płynie prąd - podgrzewa skrętki. Elektroda bimetalowa stygnie i rozwiera, SEM indukuje się w dławiku, występuje wyładowanie w świetlówce, zapłon (1200V@SEM). Napięcie pracy świetlówki około 115 V. Kondensator - niwelacja zakłuceń i podwyższenie współczynnika mocy.

Pewność zapłonu zależy od

-zapłonnika

-prawidłowego pokrycia skrętki pastą emisyjną

-ciśnienia w rurze

Przy zapłonie (zwarte styki zapłonnika) prąd w świetlówce 160 % Jn.

Świetlówki z oznaczeniem Z - zimowe, dla niskich temperatur, obniżone ciśnienie gazu. Na temp. powyżej 40°C świetlówek nie stosuje się.

Współczynnik tętnień strumienia świetlnego świetlówki zasilanej z napięcia zmiennego:

W=(F_max-F_min)/ F_max

Współczynnik ten źle wpływa na ludzką psychikę. Może wystąpić tzw. efekt stroboskopowy. Aby temu zapobiec stosuje się układy antystroboskopowe.

Możemy zasilać z jednego dławika 40W dwie świetlówki o mocy 20W każda.

Świetlówki o zimnej katodzie to świetlówki o gorącej katodzie z przepaloną katodą. F tej

świetlówki to ok. 20 % mniejszy.

Układy bezzapłonnikowe stosowane są ze względu na oszczędność energii ok. 20% strat w zapłonniku.

Schemat blokowy elektronicznego układu zapłonnikowego.

Oznaczenia świetlówek - różne u różnych producentów.

DELUX - luminofor trójwarstwowy.

Świetlówki mogą być:

-rurowe

-okrągłe

-w kształcie litery U

Świetlówki dla PKP - antywstrząsowe.

Świetlówki zasilane pradem stałym - autobusy.

Lampy rtęciowe

1)Bańka szklana z elektrodami wypełniona gazem szlachetnym. 10% wyładowań wypromieniowuje w postaci promieniowania "...", reszta ciepło i ultrafiolet. Lampa promieniuje długości fal 404 437 540 577 nm i ultrafiolet 312 i 365 nm. W lampie zastosowany luminofor dający z ultrafioletu 640 i 670 nm. Elektrody pomocnicze - molibdenowe przyłączone przez R=25kW do elektrod z ...

Dla utrzymania stałej temp. umieszcza się całość w bańce ze szkła sodowego.

Zasada pracy i układ pracy lampy;

1)zapłon

2)rozgrzanie

3)stabilna praca

Musi być szeregowo włączony dławik.

Zapłon - napięcie na elektrody - wyładowanie pomiędzy elektrodami głównymi i pomocniczymi. Rozgrzew zachodz i zaczyna się wyładowanie między elektrodami głównymi. Czas trwania zapłonu - 4-5 min.

Bilans energetyczny lampy LRF-400W

17% pobranej energii - promieniowanie widzialne

4% - promieniowanie ultrafioletowe

79% - ciepło

Lampa LR

12,5% - widzialne

2,5% - UV

85% - ciepło.

Luminofor - poprawka o 6%.

Skuteczność świetlna - wpływa tu moc znamionowa

50W-36lm/W 1000W-60lm/W

Skuteczność ta zmniejsza się mocno z czasem. Spadek strumienia do 20% po 2000 godz.

(PHILIPS) Zgodnie z PN podaje się strumień po 100 godz. pracy w cyklu 12 godzinnym (11 godzin pracy 1 godzina odpoczynku). Trwałość ekonomiczna - spadek F w tym czasie o 30%.

Trwałość eksploatacyjna - czas po którym 50% źródeł przestaje świecić.

Wpływ na trwałość mają:

1)wahania napięcia zasilającego

2)warunki pracy - temp.

3)pozycja lampy - ruch drgający

4)liczba załączeń i wyłączeń

Zachodzi parowanie emitera - jak w żarówce.

Współczynnik oddawania barw:

Luminofor tradycyjny Ra=45 T=3900K

Powłoka reflektorowa Ra=27 T=4000K

Specjalny luminofor-komfort Ra=50-55.

Dławik - ogranicza przepływ prądu przez lampę. Zanik napięcia i ponowne załączenie - rozświetli się dopiero po 4-5 minutach - czas potrzebny na dejonizację strefy między elektrodami.

Pojedyncza lampa rtęciowa daje też efekt stroboskopowy. Aby to wyeliminować stosuje się specjalne układy.

Konieczne jest stosowanie kondensatorów do poprawy współczynnika mocy.

Duży prąd rozruchowy, trzeba o tym pamiętać przy projektowaniu instalacji elektrycznej zasilającej.

Poprawa współczynnika mocy daje zmniejszenie prądu rozruchowego do ok. 130%.

Kompensacja wsp. mocy może być szeregowa lub równoległa.

Minimalne napięcie zasilające lampy rtęciowej 180 V.

Oznaczenia lamp rtęciowych.

LR - lampa rtęciowa

LRF -||- -||- z luminoforem

LFREu -||- -||- -||- z dodatkiem Europa

Moce lamp rtęciowych : 50, 80, 100, 125, 150, 250, 400, 700, 1000 W

Temperatura barwowa:

100,400,700 - 3900 K

125,250 - 4000 K

80 - 4200 K

50 - 4300 K

Stosowane do oświetlenia dużych, otwartych terenów: parkingi, ulice, hala fabryczna.

Lampy rtęciowe z reflektorem wewnętrznym - obiekty użyteczności przemysłowej - szklarnie.

Lampy rtęciowe z halogenkami metali - lampy rtęciowo-halogenowe - poprawa własności - może być budowana na moce od 35W. Halogenki jodu itp. - możliwość budowy lamp o mocy do 3,5kW. Halogenki - zastosowanie jak w lampach halogenowych. Pozycja pracy lamp rtęciowo-halogenowych ustabilizowana i niezmienna ze względu na rozkład gradientu. Napięcia zapłonu tej lampy 1200V.

Lampy metalo-halogenkowe

Lampy żarowo-rtęciowe - skrętka wolframowa połączona szeregowo z ... takie same strumienie świetlne emitują:

-bańka wypełniona azotem

-bańka ze szkła ...

Napięcie na jażniku 190V na żarniku ok. 30V.

Bilans energetyczny

2/3 jażnik 1/3 żarnik

Skuteczność świetlna ok. 15lm/W. 10%­Un 4,5%­F. Lampa bardzo czuła na wszelkie przepięcia. Rozkład podobny jak w lampie rtęciowej + widmo ciągłe z żarnika wolframowego. Ra sięga 61-66. Temp. pracy 3750-3600K.

Zalety lamp metalowo-halogenkowych:

-wysoka wydajność ok. 100lm/W

-uniwersalna pozycja pracy

-niezmienność oddawania kolorów.

Lampy wyładowcze - lampa sodowa.

1)niskoprężna

2)wysokoprężna

promieniowanie 589-589,6 nm

35% energii pobieranej -> energia świetlna.

Lampy wyładowcze sodowe:

1). Wysokoprężne

2). Niskoprężne

I. Układy zapłonnikowe 0,7Pa 260 st C.

Naloty tlenki cynku -odbi­cie promieniowania cieplnego. Niskoprężne musi mieć układ zapłonowy.

1)dla mocy do ok. 60W-dławik + kondesator czyli układ półrezonansowy

2)układ z autotransformato­rem-podwyższone napięcie-zapłon w każdym półokresie. Występuje zjawisko stroboskopowe.

3)układ ze statecznikiem (dławik) + tyrystorowy układ zapłonowy dla sieci o na­pięciu niższym niż 220V

zalety 3)-wysoka skutecz­ność świetlna układu

-mniejszy dławik

-małe pulsowanie F

-łatwiejszy za­płon(zaraz po wyłączeniu szcze­gólnie czas zapłonu ok. 12 min.

Lampy niskoprężne-duża trwałość ok.12 tyś.godz, nie-czuła na temperaturę zewnętrzną, dowolna pozycja-odchylenie ok. 110 st. od pozycji zalecanej.

II.Jarznik-polikrystaliczny tlenek glinu-odporny na sód 150 lm/W Lampy o kształcie elipsoidalnym lub walco­wym-zawsze mają gwint E40. Potrzeba kilku kV do zapło­nu. Inicjacja zapłonu w ksenonie(obok sodu w bańce), 0,1MPa -ciśnienie pracy, czas zapłonu ok. 2 min., trwałość 30 tyś h, mini­malne napięcie pracy ok. 140V. Temperatura wyłado­wań w jarzniku 2500C

Lampy sodowe nowej genera­cji

ciśnienie ok. 1 atm, mają dwa jarzniki. Po włączeniu trzeba czekać na ponowny zapłon 20-30 min, wtedy zapala się drugi zimny jarznik. Podniesienia ciśnienia -wzrost skuteczności świetlnej.

Zastosowanie sodówek:

-niskoprężne-światło mono­chromatyczne

-oświetlenie drogowe-mo­nochromatyczne.

Zastosowanie sodówek

-niskoprężne

-oświetlenie drogowe

Lampy ksenonowe -lampy wysokoprężne, inkadescen­cyjno-luminescencyjne 0,5MPa-widmo ciągłe. Tem­peratura łuku ok. 10000 st C

L.ampy ksenonowe

- o krótkim łuku b.duża lumi­nancja, gęstość gazu na drodze łuku stała, o długim łuku (cm) gęstość gazu w bańce stała w funkcji temp. Musi mieć układ zapło­nowy, zapłon zaraz po załączeniu 80%fi. Prąd ogra­niczony małym dławikiem, bańka ze szkła kwarcowego, moc kilkasetW-kV skuteczność 3-5 tyś h

zastosowania:

-studia filmowe

-lotniska

-ważne obiekty

oprawa lamp ksenonowych d.mocy mają płaszcz wodny do chłodzenia

Lampy błyskowe rozładowa­nie kondensatora przez lampę

Lampy neonowe neon, argon, hel-gazy wewnętrz­ne, różne kolory mają b.wysoki katodowy spadek napięcia, każda para zasilana z oddziel­nego transformatora od kilkuset wolt-ów, prąd niewielki, trwałość 6-8 tyś h.

Lampy tlące wyładowcze lampy o małych odległościach - próbówki elektryczne neon o ciśnieniu ok. 20 fonów + argon. Lampki tlące buduje się tez na wyższe na-pięcia. Lampy tlące są stabilizatorem napięcia. Mają zawsze rezystor włączony szeregowo max strumień 1lm trwałość ok. 20 tyś. h., różny kształt elektrod.

Kondensatorowe źródła światła- elektroluminescen­cencja świecenie pod wpływem pola elektryczne­go. Lampa świeci błyskami zasilanie napięciem przemiennym. Wykorzystanie : cele reklamowe, ostrzegaw­cze. Luminofor siarczki cynku, trwałość ok. 8h.

Promieniotwórcze źródła światła absorbcja częstotli­wości i ich energii świetlnej stront 90, krypton 85, tryt-promieniowanie pochłaniane przez bańkę, trwałość ok. 40 tyś h.

Nowe źródła światła:

-indukcyjne wykorzystanie plazmy magnetycznej , 15 tyś h nieczuła na wahania napięcia, brak elektrod, po­trzeba generatorów i filtr sieciowy

-sodowe lampy typu solan zasilana z magnetotronu, mikrofale 1,5kW Ra 79.

Oprawy oświetleniowe:

Służą do kształtowania krzywej rozsyłu strumienia świetlnego

oprawa powinna zapewnić prawidłowy kształt bryły fotome­trycznej (5 klas opraw) ograniczać luminancję źródła światła

1) zapewnić ochronę źródła światła przed środowi­skiem

2) powinna odpowiednio usytuować źródło świa­tła w przestrzeni

3) osłaniać wszystkie ele­menty układu zasilania

4) łatwą wymianę źródła światła , czyszczenie ­opraw i naprawę elementów

5) mieć estetyczny wygląd

Elementy opraw:

1) klosz

2) odbłyśnik

3) oprawka źródła światła

4) wyjście do zasilania

5) siatkę ochronną -ewen­tualnie

Oprawę charakteryzują:

-krzywa rozsyłu światła jest to gęstość strumienia świetlnego. Zawsze wyznacza się krzywą rozsyłu światła dla źródła światła o i=1000lm. Krzywą przelicza się wg wzoru I_al­fan=I_alfa

-sprawność oprawy

-skuteczność świetlna oprawy

Podział opraw oświetlenio­wych:

1) oświetlenie bezpośrednie 45% Fi

2) oświetlenie przeważnie bezpośrednie 41% Fi

3) oświetlenie mieszane 38% Fi

4) oświetlenie przeważnie pośrednie 27% Fi

5) oświetlenie pośrednie 17%Fi

Podział opraw ze względu na strumień:

a)b.skupiony strumień świetlny

b)skupiony strumień świetlny

c)szeroki strumień świetlny

d)średnio szeroki

e)b.szeroki

Podział opraw ze względu na ochronę pporażeniową:

a) 0, b) 0I, c) I, d) II, e) III

Podział opraw ze względu na zastosowanie:

a)oświetlenia ogólnego

b)oświetlenia miejscowego

c)projektowy

1)oprawy sufitowe

2)oprawy podłogowe

3)oprawy ścienne

4)oprawy ręczne

Symbol na oprawie:

A-oprawy wnętrzowe

B- oprawy zewnętrzne

C- oprawy płynoszczelne

D- oprawy wodoszczelne

E- oprawy pyłoszczelne

F- odporne na wpływy chemiczne

G- odporne na wysoką temper.

M- oprawy morskie

W- oprawy do pomieszczeń zagrożonych wybuchem

-świadectwo bhp oprawy

świadectwo

homologacyjne oprawy

dopuszczenie do

stosowania w warunkach

polskich

Projekt oświetlenia

-założenia wstępne:

1)analiza warunków geome­trycznych przestrzeni, która ma być oświetlona

2)analiza czynności fizycz­nych, psychicznych które są w tej przestrzeni wykonywa­ne

3)ogólne założenia projektu oświetlenia

4)wybór źródeł światła, opraw

5)określenie ilości i rozmiesz­czenia opraw

Projekt szczegółowy

1)szczegółowy wybór opraw i źródeł światła

2)szczegółowy wybór opraw pod względem parametrów technicznych-oprawy zewnętrz­ne konstrukcje wsparć dodatkowych

3)wybór wysokości; rozmiesz­czenia, usytuowania opraw oświetlenia

4)obliczanie natężenia oświetlenia ( w punktach charakterystycznych max i min natężenie oświetlenia)

5)sprawdzenie czy uzyskane poziomy natężenia oświetle­nia są zgodne z wcześniejszymi założonymi

6)obliczenie kosztów eksplo­atacji oświetlenia -wymiana źródeł światła, oczyszczanie opraw

7)zestawienie sprzętu potrzeb­nego do realizacji projektu

8)rozrysowanie planów i opisów (umiejscowienie opraw, sposób ich montażu)

9)opracowanie sprzętu specjal­nego do eksploatacji opraw oświetleniowych; instrukcje co do konserwacji i ich wymiany źródeł światła

Oświetlenie zewnętrzne drogowe powinno zapew­niać:

-bezpieczne poruszanie środków komunikacji przy światłach mijania

-dokładne oświetlenie miejsc niebezpiecznych-dokładne oświetlenie na posesjach przyległych do drogi.

INSTALACJEELEKTRYCZNE:

-1kV prąd przemienny

-1,5kV prąd stały

W skład instalacji wchodzą też lokalne źródła energii określone normą PN-05009- norma obowiązująca zgodność z normami zachodnimi. Wprowadzono obowiązek stosowania wyłączników różnicowo-prądowych typu TN-C czyli bez przewodu ochronnego PE.

Obwód inst. elektr. -zespół urządzeń wspólnie zasilanych i chronionych.

Prąd obliczeniowy obwodu-prąd wynikający z obliczeń.

Prąd przeciążeniowy- prąd przetężeniowy powstały w nieuszkodzonym obwodzie.

Prąd przetężeniowy dowolna wartość prądu większa od wartości prądu znamionowego, w przypadku gdy jest to wartość prądu długotrwałego.

Prąd zadziałania zabezpieczenia - zadziałanie urządzeń

Prąd zwarciowy- prąd przetężeniowy powstały przy połączeniu faz lub fazy z zerem przez pomijalnie małą impedancję.

Prąd neutralny- prąd płynący przez przewód neutralny

WLZ - obwód rozdzielczy zasilający tablice rozdzielcze obwodów

Urządzenie elektryczne urządzenie służące do przemiany energii elektrycznej w inny rodzaj energii

Podział urządzeń:

-przenośne

-ręczne-przenośne, trzymane w ręku w czasie pracy

-stacjonarne (duże, ciężkie)

-stałe (na stałe przytwierdzone do podłoża)

ziemia- masa o potencjale umownym równym stałe zero nawet w momencie przepływu przez nią prądu.

uziom- elementy wspólne z ziemią

uziomy niezależne-gdy przepływ prądu przez jeden nie wpływa na drugi

przewód PE- zapewnia elektryczne połączenie ze sobą różnych części przewodzących służy do ochrony przeciwporażeniowej

przewód uziemiający-łączy szynę z ziemią

główna szyna uziemiająca- podłączone do niej wszystkie przewody uziemiające

przewód wyrównawczy-łączy ze sobą dostępne części przewodzące

część czynna instalacji-przewodząca prąd lub znajdująca się pod napięciem

napięcie dotykowe-między jednocześnie dostępnymi częściami instalacji

napięcie dotykowe bezpieczne-umowny poziom napięcia dotykowego

Dotyk bezpośredni i pośredni:

-prąd rażeniowy - prąd płynący przez ciało człowieka i powodujący skutki patofizjologiczne

-zasięg ręki- przestrzeń wokół stanowiska którego można bezpośrednio dotknąć ręką

-obudowa, przegroda- zabezpieczenie przed dotykiem bezpośrednim

-bariera - element chroniący przed niezamierzonym lub zamierzonym dotykiem części będących pod napięciem

Układy ochrony przeciwporażeniowej:

Układy:

-dwuprzewodowe L+N lub L +PE

-trójprzewodowy L+N+PE

-trójprzewodowy L1+L2+L3

-czteroprzewodowy L1+L2+L3+N

-czteroprzewodowy L1+L2+L3+PE

-czteroprzewodowy L1+L2+L3+PEN

-pięcioprzewodowy L1+L2+L3+N+PE

N-niebieski, PE-żółto-zielony, L-inne

Klasa ochronności odbiorników:

0-tylko ochrona podstawowa

I-ma zacisk ochronny

II-I+ podwójna izolacja zasilania

III. zasilanie obniżonym napięciem

Ochrona urządzeń przed wpływami zewnętrznymi:

IP x₁x₂- 1)ochrona przed dotknięciem i przedostaniem się ciał obcych

2)woda

klas		dotyk		woda
0	pełna możliwość dotyku			brak ochrony
1	ochrona przed dotyk. bezpoś i przejść. ciała o Fi=50mm			brak ochrony przed wodą padającą pionowo
2	dotyk palcem			woda pod kątem 15 st.
3	drut, ciała o Fi=2,5 mm			woda pod kątem 60st
4	drut Fi=1mm			brak szczelności na rozbryzgi
5	j.w. +ochr. przed pyłem			odporny na wodę
6	j.w.		woda pod ciśn. się nie dostanie
7	j.w.		Odporność na zanurzenie w wodzie
8	j.w.		odp na zanurzenie min 1m.

Podział instalacji:

Ze względu na budowę i zastosowanie:

1)Oświetleniowe-biura, szkoły, obiekty użyteczności publicznej (ośw bezpieczeństwa) ośw uliczne.

2)Siłowe-na ogół przemysłowe lub do dużych odbiorników gospodarstwa domowego (3-fazowe 220/380) Doprowadzenie energii do miejsca jej przemiany.

1i2 mogą być wykonywane razem lub osobno.

3)Instalacja sygnalizacyjna-

np. dzwonek do drzwi.

-alarmowa

-?przyzewowa

-pożarowa

-antywłamaniowa

4)Instalacje radiowe

5)Instalacje radiowęzłowe

6)Inst. telefoniczne

7)Inst. komputerowa (np. zasilanie komputerów z jedne-go centralnego)

8)Inst. transmisji danych.

Ze względu na miejsce zainstalowania:

1)Mieszkaniowe ośw klatek schodowych

-dźwigowa

-pomp dodatkowych wodociągów

2)Biurowa

3)przemysłowe

4)Widowiskowe- np. w teatrze oświetlenie, nieraz instalacja siłowa(pochylnie, zapadnie oraz instalacje zabezpieczające przed kradzieżą

5)Rolnicze-oświetleniowe +siłowe. Instalacja zasilania rezerwowego-fermy odbiorcze.

Instalacje specjalne - samochód., lotnicze, okrętowe, górnicze

Wykonanie inst. elektr. -przewody

Obecnie stosowane przewody do instalacji aluminiowe i miedziane. Izolacja przewodów tworzywa sztuczne. Przewód-brak uzbrojenia w przeciwieństwie do kabli

Przewody:

-do układania na powierzchni

-pojedyncze DYLY miedziany jednożyłowy do układania na stałe w rurkach i pod tynkiem

-przewody do kanałów elektroinstalacyjnych wykonane jako linka(kanały na ściankach lub pod podłogą)

Przewody wykonuje się zgodnie z normą PN-E/01001

Oznaczenia przewodów:

D-drut(bez niczego Cu) A-aluminium

L-linka(bez niczego Cu) A-aluminium

DY- drut Cu w izolacji polwinitowej

DG- drut w izolacji gumowej

LG- linka Cu w izolacji gumowej

YDY 3x2,5-

1)Y- wspólna izolacja

2)D-drut

3)izolacja polwinitowa poszczególnych żył

4)3x2,5 3 żyły 2,5 mm²

Do odbiorników ruchomych:OWY 3x1,5

1)oporowy-ochrona przed uszkodz. mechanicznymi

2)W-warsztatowy M.- mieszkaniowy

P- przemysłowy

3)Y- izolacja polwinitowa

Jeżeli dopisane 300 oznacza napięcie izolacji 300V

W gospodarstwach domowych S=0,75-1,5mm²

B- brąz materiał żyły

AM-specjalny stop

HAKFtA- kabel w izolacji papierowej opancerzony taśmami stalowymi z wierzchu, z izolacją z juty nasączonej asfaltem.

Przekroje przewodów:

L,D 0,5 0,75 1 1,5 2,5 4 6 10 16

L 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 625 800 1000

Napięcia izolacji:

250 500 750 1000

---