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 długości fal (mieszanina prom. Monochromatycznych) Promieniowanie monochromatyczne - różnica między długością fali poszczególnych barw dąży do zera ->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=h Im 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 = f()Rys.1CIE - normalny odbiornik, jego krzywa odpowiada krzywej 1. Jest nim ogniwo selenowe. Widzenie 1)fotopowe - w dzień przy dobrym oświetleniu 2)skotopowe - wieczorem i w nocy Strumień świetlny - - moc źródła wyprowadzona z obserwacji przez CIE Każda długość fali ma ściśle określoną moc promieniowania P =Pkm km- równoważnik dla widzenia fotopowego =683 lm/W Całkowity strumień świetlny: i=Piikm 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=d/d
KRS- kryterium rozsyłu światła Pełny kąt bryłowy = 4 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=/S - strumień użyteczny E=300lx - powinno być wg PN Rys 2. 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 =555 nm. Światłość w danym kierunku źródła światła, które wysyła promieniowanie monochromatyczne o =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 - stosnek powierzchni wycinka kuli do kwadratu promienia tej kuli =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. Żródłowego. 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 - En=Ecos Pionowe - Ev=Esin Luksomierzem mierzymy pionowe natężenie oświetlenia. Mało dokładnie - Eśr=/S Rys 3.
Obliczanie natężenia oświetlenia 1)podział powierzchni na kwadraty 2)obliczanie natężenia oświetlenia dla każdego kwadratu E=/S 3)obliczanie rzeczywistego natężenia oświetlenia Eśr=1/n Ei 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 żródła światła do instalacji -odpowiednio kształtuje bryłę rozsyłu światła. Rozchodzenie się (propagacja) światła 1)odbicie 2)przepuszczanie (załamanie) 3)pochłanianie =++ : = - str. Odbity: = - str. Pochłonoęty: = - str. Przepuszczony : - wsp. Przepuszczania - wsp. Pochłaniania - wsp. odbicia ++=1 Rys 4. 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 . ()+()+()=1 Natężenie oświetlenia pionowego 80 cm - wysokość standardowego biurka. Wysokość znormalizowana dla stanowiska pracy. Metoda punktowa nie uwzględnia promieniowania odbitego. Na ogół więc E zmierzone jest większe od obliczonego. Sprawność oprawy - opr=o/opr o - bez oprawy opr - z oprawą Strumień świetlny całkowity oprawy :opr=opr+opr opr - skierowany dogóry opr - skierowany w dół Zatem opr=(opr+opr)/o Teoretycznie może być 100% -tylko w gnieżdzie bez oprawy Wskażnik przestrzenny rozkładu strumienia świetlnego : wp=r/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 : wp'=(0,2a+0,8b)/h wp'(1 - 10) Sprawność odbicia światła od sufitu - podane w tabelach o- sprawność oświetlenia - z tego oblicza się całkowity strumień świetlny potrzebny do uzyskania odpowiedniegoE Współczynnik zapasu - kr zależy od dostępu do oprawy (oprawa niszczeje, brudzi się z czasem). Samo źródło też się starzeje. kr min=1,3 całkowity= Eskr/o Minimalna ilość źródeł światła (musi być całkowita): n=całkowity/o o - strumień wybranego źródła światła
Na koniec sprawdzamy : Eśr=on/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 bodżca 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 szczegułów. 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 odpowidnio 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 Me - stosunek egzystencji energetycznej do nieskończenie małej długości fali Me=Me/ 2)Luminescencyjne - emisja promieniowania elektromagnetycznego pod wpływem czynnika zewnętrznego wzbudzającego. Przejście atomu z poziomu wyższego na niższy - wyemitowanie kwantu energii E=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 Rys 5. Parametody porównawcze źródeł światła -moc elektryczna odnosi się do samego źródła -napięcie -prąd -strumień świetlny całoprzestrzenny =+ 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 0=/Pd0 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 3300C wtedy uzyskamy ok. 53ln/W - ale trwałość ok. 150-200 godzin, wobec tego temp. obniżono do ok. 2700C 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 rozszeżalność 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 wystepuje 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 śewiatlo 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. Rys 6.
Zmiana strumienia świetlnego w czasie. Skrętka - pokryta specjalną pastą aby zapewnic 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 U. 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 (1200VSEM). 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 40C świetlówek nie stosuje się. Współczynnik tętnień strumienia świetlnego świetlówki zasilanej z napięcia zmiennego: W=(max-min)/ max Wspólczynnik 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 goracej katodzie z przepaloną katodą. tej świetlówki to ok. 20 % mniejszy. Układy bezzapłonnikowe stosowane są ze względu na oszczedność energii ok. 20% strat w zapłonniku. Schemat blokowy elektronicznego układu zapłonnikowego. Rys 9 . Oznaczenia świetlówek - różne u różnych producentów. DELUX - luminofor trójwarstwowy. Swietlówki 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=25k 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 w tym czasie o 30%. Trwałość eksploatacyjna - czas po którym 50% żródeł 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. Wspólczynnik 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 pamiętac 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.Rys 10. LR - lampa rtęciowa LRF -||- -||- z luminoforem LFREu -||- -||- -||- z dodatkiem Europa Moce lamp rtęciowych : 50, 80, 100, 125, 150, 250, 400, 700, 1000 W Temperaturabarwowa: 100,400,700 - 3900 K 125,250 - 4000 K 80 - 4200 K 50 - 4300 K Stosowane do oświetlnia 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 jarznik 1/3 żarnik Skuteczność świetlna ok. 15lm/W. 10%Un 4,5%. 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 cieplne-go.Niskoprężne musi mieć układ zapłonowy. 1)dla mocy do ok. 60W-dławik +kondesator czyli układ półrezo-nansowy. 2)układ z autotransformatorem-podwyższone napięcie-zapłon w każdym półokresie. Występuje zjawisko stroboskopowe. 3)układ ze statecznikiem (dła-wik)+tyrystorowy układ zapło-nowy dla sieci o napięiciu niż-szym niż 220V zalety 3)-wysoka skuteczność świetlna układu -mniejszy dławik -małe pulsowanie -łatwiejszy zapłon(zaraz po wyłączeniu szczególnie czas zapłonu ok. 12 min. Lampy niskoprężne-duża trwa-łość ok.12 tyś.godz, nie-czuła na temperaturę zewnę-trzną, dowol-na pozycja-odchylenie ok. 110 st.od pozycji zalecanej. II.Jarznik-polikrystaliczny tlenek glinu-odporny na sód 150 lm/WLampy o kształcie elipsoidalnym lub walcowym-zawsze mają gwint E40. Potrzeba kilku kV do zapłonu. Inicjacja zapłonu w kse-nonie(obok sodu w bańce), 0,1MPa -ciśnienie pracy,czas zapłonu ok. 2 min.,trwałośc 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. Podnie-sienia ciśnienia -wzrost sku-teczności świetlnej. Zastosowanie sodówek: -niskoprężne-światło monochromatyczne -oświetlenie drogowe-monochromatyczne.
Zastosowanie sodowek -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 dro-dze łuku stała, o długim łu-ku(cm) gęstość gazu w bań-ce stała w funkcji temp. Musi mieć układ zapłonowy, zapłon zaraz po załączeniu 80%fi. Prąd ograniczony ma-łym 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 wewnę-trzne,różne kolory mają b.wysoki katodowy spadek napięcia, każda para zasilana z oddzielnego trans-formatora od kilkuset wolt-ów, prąd niewielki, trwałość 6-8 tyś h. Lampy tlące wyładowcze lampy o małych odległoś-ciach-próbowki elektryczne neon o ciśnieniu ok. 20 fonów+argon. Lampki tlące buduje się tez na wyższe na-pięcia. Lampy tlące są stabi-lizatorem napięcia. Mają za-wsze rezystor włączony sze-regowo max strumineń 1lm trwałość ok. 20 tyś. h., różny kształt elektrod. Kondensatorowe źródła światła- elektroluminescencencja świecenie pod wpływem pola elektrycznego. Lampa świeci błyskami zasilanie napięciem przemie-nnym. 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.Rys 11. 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 oswietleniowe: Służą do kształtowania krzywej rozsyłu strumienia świetlnego oprawa powinna zapewnić prawidłowy kształt bryły fotometrycznej (5 klas opraw) ograniczać luminancję źródła światła 1-zapwenić 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 wyzna-cza się krzywą rozsyłu świa-tła dla źródła światła dla źró-dła świała oi=1000lm. Krzy-wą przelicza się wg wzoru Ialfan=Ialfa -sprawność opra-wy -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 che-miczne G- odporne na wysoką temper. M- oprawy morskie W- oprawy do pomieszczeń zagrozonych wybuchem -świadectwo bhp oprawy świadectwo- homologacyjne opraw - dopuszczenie do- stosowania w warunkach- polskich Projekt oświetlenia -założenia wstępne: 1)analiza warunków geometrycznych przestrzeni, która ma być oswietlona 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 zew-nętrzne konstrukcje wsparć dodatkowych 3)wybór wysokości; rozmie-szczenia, 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 wcześniej-szymi założonymi 6)obliczenie kosztów eksploatacji oświetlenia -wymiana źródeł światła, oczyszczanie opraw 7)zestawienie sprzętu potrze-bnego do realizacji projektu 8)rozrysowanie planów i opi-sów (umiejscowienie opraw, sposób ich montażu) 9)opracowanie sprzętu spec-jalnego do eksploatacji opraw oświetleniowych; instrukcje co do konserwacji i ich wymiany źródeł światła Oświetlenie zewnętrzne drogowe powinno zapewniać: -bezpieczne poruszanie śro-dków komunikacji przy świa-tłach 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 zgod-ność z normami zachodnimi. Wprowadzono obowiazek stosowania wyłączników ró-żnicowo-prądowych typu TN-C czyli bez przewodu ochronnego PE. Obwód inst. elektr. -zespół urządzeń wspólnie zasila-nych 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 znamionowe-go, w przypadku gdy jest to wartość prądu długotrwałe-go. Prąd zadziałania zabezpiecze-nia- zadziałanie urządzeń Prąd zwarciowy- prąd przetę-żeniowy powstały przy połą-czeniu faz lub fazy z zerem przez pomijalnie małą impe-dancję. Prąd neutralny- prąd płyną-cy przez przewod neutralny WLZ-obwód rozdzielczy za-silający tablice rozdzielcze o-bwodów Urządzenie elektryczne urzą-dzenie służące do przemiany energii elektrycznej w inny rodzaj energii Podział urządzeń: -przenośne -ręczne-przenośne, trzymane w ręku w czasie pracy -stacjonarne (duże, cięzkie) -stałe (na stałe przytwierdzone do podłoża) ziemia- masa o potencjale u-mownym równym stałe zero nawet w momencie przpływu przez nią prądu. uziom- elementy wspólne z ziemią uziomy niezależne-gdy prze-pływ prądu przez jeden nie wpływa na drugi przewód PE- zapewnia elek-tryczne połączenie ze sobą różnych części przewodzą-cych służy do ochrony prze-ciwporażeniowej przewód uziemiający-łączy szynę z ziemią główna szyna uziemiająca- podłączone do niej wszys-tkie
przewody uziemiające przewód wyrównawczy-łączy ze sobą dostępne czę-ści przewodzące część czynna instalacji-prze-wodząca prąd lub znajdująca się pod napięciem napięcie dotykowe-między jednocześnie dostępnymi częściami instalacji napięcie dotykowe bezpie-czne-umowny poziom napię-cia dotykowego Dotyk bezpośredi i pośredni: -prąd rażeniowy-prąd płynący przez ciało człowie-ka i powodujący skutki pato-fizjologiczne -zasięg reki-przestrzeń wokół stanowiska którego można bezpośrednio dotknąć ręką -obudowa,przegroda-zabez-pieczenie przed dotykiem bezpośrednim -bariera element chroniący przed niezamierzonym lub zamierzonym dotykiem czę-ści będących pod napięciem 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 za-silania III. zasilanie obniżonym napięciem Ochrona urządzeń przed wpływami zewnętrznymi: IP x1x2- 1)ochrona przed dot-knięciem i przedostaniem się ciał obcych 2)woda Podział instalacji: Ze względu na budowę i zas-tosowanie: 1)Oświetleniowe-biura, szko-ły, obiekty użyteczności pu-blicznej (ośw bezpieczeń-stwa) ośw uliczne. 2)Siłowe-na ogół przemysło-we lub do dużych odbiorni-ków gospodarstwa domowe-go (3-fazowe 220/380) Do-prowadzenie energii do miej-sca 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. za-silanie 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,okręto-we, górnicze Wykonanie inst. elektr. -przewody Obecnie stosowane przewody do instalacji aluminiowe i miedziane. Izolacja przewo-dów tworzywa sztuczne. Przewód-brak uzbrojenia w przeciwieństwie do kabli Przewody: -do układania na powierzchni -pojedyńcze DYLY miedziany jednożyłowy do układania na stałe w rurkach i pod tynkiem -przewody do kanałów elek-troinstalacyjnych wykonane jako linka(kanały na ścian-kach 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 ziolacji 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-warsztatow 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 taś-mami 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
Rys 1
Rys2
Rys 3
Rys 4
Rys 5
Rys 6.
Rys 7
Rys 8
Rys 9
Rys 10
Rys 11
Układy
ochrony przeciwporażeniowej: