Nr ćwicz. 309	Data: 03.12.97		Wydział Elektryczny	Semestr: I	Grupa: T4
			Przygotowanie:	Wykonanie:	Ocena ostat.:

Temat: Wyznaczanie sprawności świetlnej żarówki za pomocą fotometru Lummera-Brodhuna.

Wstęp teoretyczny:

Strumień świetlny  jest to ilość energii, jak* przenoszą fale świetlne przez dowolną powierzchni* w jednostce czasu. Strumień świetlny ma wymiar mocy i może by* zmierzony na podstawie ilości ciepła oddanego ciału całkowicie pochłaniającemu.

Natężeniem światła wysyłanego przez źródło w danym kierunku nazywamy stosunek strumienia zawartego w granicach k*ta bryłowego do warto*ci tego k*ta.

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

(1) - 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. Oznaczaj*c światło** źródła wzorcowego indeksem w, a mierzonego indeksem x, możemy zapisać oświetlenia:

(2)

Przy stwierdzonej doświadczalnie równo*ci oświetleń E_w = E_x oraz przy równych kątach  otrzymamy proporcję:

(3)

która pozwala wyznaczy*, na podstawie pomiarów odległości, bezwzględną warto** światło*ci źródła, gdy znana jest światło** źródła wzorcowego. Najczęściej jednak wyznaczamy światło** względną, która wyra*a się wzorem:

(4)

Sprawności* świetlną źródła nazywamy stosunek jego światło*ci I do pobieranej mocy P:

(5)

Tabela pomiarowa:

Lp.	rw	rx	U [V]	I [A]

Analiza pomiarów:

Lp.	rw śr, [cm]	rx śr. [cm]	U [V]	I [mA]	P [W]	Ir	 Ir	P [W]	 1/W]
1.	120,04	29,96	100	26,5	2,65	0,062	5,2*10^-4	0,15	0,023
2.	106	44	130	32	4,16	0,172	1,1*10^-3	0,19	0,041
3.	89,64	60,36	160	37	5,92	0,453	2,5*10^-3	0,23	0,076
4.	76,26	73,74	190	42	7,98	0,935	5*10^-3	0,27	0,117
5.	68,26	81,74	220	47	10,34	1,434	7,7*10^-3	0,31	0,139

Obliczenia:

Podstawiając do wzoru (4) wzór (3) otrzymujemy następujący wzór na światłość względną: . Za r_x i r_w podstawiam wartości średnie tych wielkości.

Przykładowe obliczenia dla pomiaru nr 5:

Rachunek błędu:

Wnioski:

Z tabelki wynika, że największa dokładność wyznaczenia światłości względnej występuje gdy r_x jest dużo mniejsze od r_w.

Wydajność świetlna żarówki jest określona zależności* paraboliczną co jest widoczne na wykresie. Im większa moc jest pobierana przez żarówkę, tym jej sprawność jest większa.

---