Выполнение работы. Изучив необходимые рекомендации и теоретический материал, представленные в методическом пособии к данной лабораторной работе

Изучив необходимые рекомендации и теоретический материал, представленные в методическом пособии к данной лабораторной работе, приступим к непосредственному её выполнению.

Первоначально установим стенки макета производственного помещения таким образом, чтобы стороны, окрашенные в тёмные тона, были обращены внутрь помещения. Затем включим установку и лампы под номерами 1 и 2 (лампа 1 – светодиодная мощностью 1,1 Вт, лампа 2 – галогеновая мощностью 50 Вт).

После выполнения всех, указанных выше действий, произведём измерение освещенности с помощью люксметра-пульсометра в шести различных точках макета (четыре точки в углах, одна в центре и ещё одна непосредственно под исследуемой лампой) производственного помещения и определим среднее значение освещенности Еср, как среднее арифметическое всех измеренных значений.

Полученные на данном этапе результаты для наглядности представим графически на рисунках 2.1 – 2.2 (кружочками выделены области макета где освещённость измерялась в углах и в центре, квадратом выделена точка измерения непосредственно под лампой).

Рисунок 2.1 – Значения уровня освещённости в различных точках макета для лампы 1 (чёрные стенки внутрь)

Рисунок 2.2 – Значения уровня освещённости в различных точках макета для лампы 2 (чёрные стенки внутрь)

Теперь установим стенки макета производственного помещения таким образом, чтобы с тороны, окрашенные в светлые тона, были обращены внутрь помещения и повторим описанные выше манипуляции. Полученные данные представим на рисунках 2.3 – 2.4.

Рисунок 2.3 – Значения уровня освещённости в различных точках макета для лампы 1 (белые стенки внутрь)

Рисунок 2.4 – Значения уровня освещённости в различных точках макета для лампы 2 (белые стенки внутрь)

Вычислим среднее значение уровня освещённости для всех проведённых опытов и рассчитаем значения фактического светового потока, а также коэффициента использования осветительной установки. С учетом того, что площадь макета помещения S равна 0,4 м², полученные данные внесём в таблицы 2.1 - 2.3.

Таблица 2.1 – Средняя освещённость

Таблица 2.2 – Фактический световой поток

Тип лампы	Положение боковых стенок
Чёрные внутрь	Белые внутрь
Фактическое значение светового потока , люмен
Лампа 1 (светодиодная 1,1 Вт)	88,2	113,8
Лампа 2 (галогеновая 50 Вт)		572,7

Таблица 2.3 – Коэффициент использования осветительной установки

Тип лампы	Положение боковых стенок
Чёрные внутрь	Белые внутрь
Значение коэффициента использования осветительной установки
Лампа 1 (светодиодная 1,1 Вт)	1,66	2,15
Лампа 2 (галогеновая 50 Вт)	0,54	0,67

На основании данных рисунков 2.1 – 2.4, а также таблиц 2.1 – 2.3, сделаем ряд очень полезных и важных выводов:

· Анализируя каждый из рисунков 2.1 – 2.4 по отдельности, можно отметить, что у галогеновой лампы (лампа 2) уровень освещённости непосредственно под лампой является очень существенной величиной, в отличие от лампы светодиодной (лампа 1), что во многом обусловлено значительно большей мощностью второй из исследуемых ламп (едва ли не в 50 раз больше первой). Однако, при удалении точки наблюдения от лампы, особенно в крайних точках макета, уровень освещённости оказывается примерно сопоставимым для двух ламп, что позволяет сделать вывод о том, что галогеновая лампа несмотря на свою большую мощность хоть и, говоря простым языком, светит ярко, но площадь этого освещения оказывается небольшой. Иными словами, освещённость светодиодной лампы распределена равномерно по свей площади макета, а лампа галогеновая имеет существенный максимум освещённости вблизи источника, но при удалении от него резко ослабевает.

· Изменения цвета внутренних стенок макета с чёрного на белый дают существенное увеличение уровня освещённости для каждый из ламп: в случае со светодиодной лампой уровень освещённости увеличился, в среднем, на 24 процента, а для галогеновой лампы данный параметр возрос на 21 процент. Меньший прирост уровня освещённости обусловлен причинами, излагаемыми в предыдущем выводе. Сам факт непосредственно увеличения среднего уровня освещённости вполне очевиден и обусловлен эффективным поглощением света стенками чёрного цвета – в первом случае, и эффективным отражением света стенками белого цвета – во втором. При этом величина фактического светового потока, что очевидно, увеличивается пропорционально среднему уровню освещённости.

· Коэффициент использования осветительной установки, при изменении цвета стенок с чёрного на белый, также возрастает во всех случаях, по причинам, описанным выше. Однако в случае с галогеновой лампой, данная динамика оказывается очень существенной и величина фактического светового потока, по непонятным для нас причинам, превышает величину потока номинального.

· Сравнивая полученные результаты с требованиями, представленными в приложении Г методического пособия (высокая точность, 3 разряд зрительной работы, подразряд в), отмечаем полное соответствие светодиодной лампы указанным нормам и полное несоответствие лампы галогеновой, для всех рассматриваемых случаев, как при вычислении соответствующих величин, так и при их нормировке.

Теперь перейдём измерению коэффициента пульсации освещённости при включении одной лампы накаливания, а затем при включении одной люминесцентной лампы на 9 Вт при помощи люксметра-пульсметра. Измерения, в первом случае, необходимо провести при включении сначала одной, затем двух, а затем и трёх фаз. Во втором случае измерения при третьей фазе исключаются. Полученные данные внесём в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 – Измерения коэффициента пульсации

Анализируя данные, представленные в таблице 2.4, отмечаем существенно большее значение величины коэффициента пульсация у лампы накаливания, что обусловлено её конструктивными особенностями. Однако, в данном случае, максимальность не является положительным параметром, а наоборот.

Малое значение Кп для лампы накаливания объясняется большой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока ламп в момент перехода мгновенного значения переменного напряжения сети через нуль. В общем случае, пульсации освещенности возникают из-за питания источников света переменным напряжением. Особо большие значения они имеют при использовании малоинерционных источников света, коими и являются люминесцентные лампы, которые на практике меняют свой световой поток едва ли не пропорционально амплитуде питающего напряжения. Пульсации освещенности на рабочей поверхности не только утомляют зрение, но и могут вызывать неадекватное восприятие наблюдаемого объекта.

Обычно, для уменьшения коэффициента пульсации освещенности лампы включают в разные фазы электрической сети. В этом случае, за счет возникающего сдвига фаз, провалы в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, так что пульсации суммарного светового потока существенно уменьшаются. При этом среднее значение освещенности, создаваемой лампами, остается неизменным и не зависит от способа их включения.

В нашем случае, при выполнении данной лабораторной работы, с увеличением числа фаз электрической сети коэффициент пульсации, наоборот, увеличивался, по непонятным для нас причинам.

Напоследок, включив люминесцентную лампу на 9 Вт в центре установки и вентилятор, вращением ручки «Частота», регулирующую скорость вращения лопастей вентилятора, нами была подобрана такая частота, при которой возникает лопасти казались неподвижными. Данный факт является наглядной иллюстрацией так называемого стробоскопического эффекта, при котором как раз и происходит кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Данный эффект обусловлен влиянием изученного ранее коэффициента пульсации.

Заключение

В процессе выполнения данной лабораторной работы нами были изучены количественные и качественных характеристики, такие как освещённость, коэффициент пульсации, световой поток. На базе данных терминов была произведена оценка влияния типа светильника и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и коэффициент использования светового потока.

Более конкретные выводы были приведены по ходу выполнения работы, в разделе 2, и повторяться лишний раз не будем.