309	Data: 6.11.98		Michał Marczak	Wydział Elektryczny	Semestr I	Grupa T-3
		Prowadzący: H. Manikowski		Przygotowanie:	Wykonanie:	Ocena:

TEMAT: WYZNACZANIE SPRAWNOŚCI ŚWIETLNEJ ŻARÓWKI ZA POMOCĄ FOTOMETRU LUMMERA - BRODHUNA.

1.Wiadomości wstępne:

Strumień świetlny  jest to ilość energii, jaką przenoszą fale świetlne przez dowolną powierzchnię w jednostce czasu.

Natężeniem światła wysyłanego przez źródło w danym kierunku nazywamy stosunek strumienia zawartego w granicach kąta bryłowego do wartości tego kąta.

Oświetlenie dowolnej powierzchni, znajdującej się w odległości r od źródła punktowego o światłości I oraz nachylonej pod kątem  do kierunku padania światła, wyraża się wzorem:

I

E = cos 

r²

Jest to tzw. prawo Lamberta.

Zasada pomiaru polega na takim dobraniu odległości źródła badanego I wzorcowego od fotometru, aby oświetlenie pewnej powierzchni przez oba źródła było jednakowe. Oznaczając światłość źródła wzorcowego indeksem w, a mierzonego indeksem x, możemy zapisać oświetlenia:

I_w I_x

E_w = cos  E_x = cos  .

r_w² r_x²

Przy stwierdzonej doświadczalnie równości oświetleń E_w = E_x oraz przy równych kątach otrzymamy proporcję:

I_x r_x²

= ,

I_w r_w²

która pozwala wyznaczyć, na podstawie pomiarów odległości, bezwzględną wartość światłości źródła, gdy znana jest światłość źródła wzorcowego. Najczęściej jednak wyznaczamy światłość względną, która wyraża się wzorem:

I_x

I_r = .

I_w

Sprawnością świetlną źródła nazywamy stosunek jego światłości I do pobieranej mocy P:

I

η = .

P

2. Wyniki pomiarów:

Lp	rw [cm]	rx [cm]	U [V]	I [mA]
1	123	16	30	27,5
2	113,6	25,4	36,5	32
3	112	27	38	33
4	107	32	41,5	35
5	103	36	44,5	37
6	99	40	48	39
7	96	43	50	40,5
8	92	47	52,8	42
9	90	49	55	43,5

Tabela 1.

3. Obliczenia

W obliczeniach światłości względnej korzystam ze wzoru:

r²_x

I_r = .

r²_w

Lp	rw [cm]	rx [cm]	Ir
1	123	16	0,016921
2	113,6	25,4	0,049993
3	112	27	0,058115
4	107	32	0,08944
5	103	36	0,12216
6	99	40	0,163249
7	96	43	0,200629
8	92	47	0,260988
9	90	49	0,29642

Do obliczenia sprawności świetlnej żarówki korzystam ze wzoru:

I

 = .

P

Gdzie: I - to światłość względna

P - to pobierana moc

Lp	U [V]	I [mA]	P [W]	
1	30	27,5	825	0,033333
2	36,5	32	1168	0,027397
3	38	33	1254	0,026316
4	41,5	35	1452,5	0,024096
5	44,5	37	1646,5	0,022472
6	48	39	1872	0,020833
7	50	40,5	2025	0,02
8	52,8	42	2217,6	0,018939
9	55	43,5	2392,5	0,018182

4. Wnioski

Wydajność świetlna żarówki jest określona zależnością paraboliczną (p. wykres dołączony do sprawozdania), co wynika ze wzoru na moc prądu: P = U * I, gdzie zmieniają się obie warto*ci, zarówno napięcie prądu jak i jego natężenie. Jak wiadomo sprawność urządzenia zawiera się w przedziale [ 0 ; 1 ]. Im większa jest pobierana moc przez żarówkę, tym jej sprawność jest większa.

---