Světelný tok

Světelný tok je fyzikální termín, který umožňuje odhadnout výkon přenášený radiací v daném směru. Hodnota je použita pro výpočet osvětlení, druhá je stanovena státními normami pro objekty, které poskytují lidský život.

Umístění světelného toku v hierarchii fyzikálních veličin optiky

Nezasvěcený člověk nehovoří většinu štítků na fotografiích uvedených štítků.Vzhledem k charakteristikám světelného toku v lumenů.Pokud znáte světelný tok, lze vypočítat povrchové osvětlení.Požadavky jsou poskytovány GOST, konkrétněji BCH-1-73 pro sportovní zařízení.Od stropu nejsou stanoveny podmínky stanovené lidskou fyziologií.Pokud mluvíme o školní třídě, zohledňuje se zdraví očí studentů, učitelů a tělocvičny - zohledňují se zájmy studentů.

Při odklonu od normy jsou možné negativní, nepříjemné důsledky. Každý případ je dokument. Hygienické předpisy, stavební předpisy. Zde je poloha světelného toku v hierarchii optických veličin. ..

Světelná intenzita

Primární charakteristikou emitoru optického rozsahu( žárovka) je intenzita světla. Ukazuje, kolik výkonu se přenáší v daném směru ohraničeném pevným úhlem. Proto intenzita svítivosti na grafu není přímkou. Maximální výkon diodového pole se přenáší ve směru kolmo k otvoru okuláru( malý objektiv, který je konstrukčně vybudován pro zlepšení zaostření záření).Pokud jde o žárovku, je blízká parametrům izotropního zdroje.

Pro úplné porozumění otázky si představte o steradiánech. Jednotka měření pevného úhlu s vrcholem ve středu koule. Formálně se steradián rovná poměru oblasti imaginární koule a čtverce poloměru. V důsledku toho je hodnota bezrozměrná, jako úhel. Aby se zabránilo záměně, fyzici zavedli steradiány. Je zřejmé, že hodnota úzce souvisí s parametry koule. Z definice vyplývá, že 12.56( 4 Pi) steradiánci se nacházejí na ploše koule.

Pevný úhel je volumetrický, vypadá jako kužel s vrcholem uprostřed imaginární koule. Základ trojrozměrného tvaru není rovinou. Nesprávné porovnání úhlu a kužele. Podstavec je částí koule, která je odříznuta na povrchu generátoru( boční).Jednotka světelné síly je svíčka, jak je nazývána v západním stylu, candela( jméno se objevilo v roce 1948, dříve než se tato jednotka nazvala novou svíčkou).Oba pojmy jsou překlad, originální zvuk latinského slova, ze kterého pochází název. Candela je jednou ze šesti hlavních desek mezinárodního systému SI, kterými jsou vyjádřeny další jednotky.

Podle mírových smluv přijala většina zemí v roce 1960 metr, druhý a kilogram. Seznam se skládá ze šesti parametrů.Mělo by být doplněno svíčkou, ampérem a kelvinovým stupněm. Svíčky měly různé definice. Zde jsou některé:

• jedna-šedesátina tavícího záření platiny s plochou jednoho čtverečního centimetru, když kov ztuhne( 2046 K) ve směru kolmém k povrchu( CIPM 1946);
• síla emitovaná kolmo na černo-tělesný pozemek o teplotě 2046 K, o ploše šest set tisíc čtverečních metrů při normálním tlaku 101325 Newtonů na metr čtvereční( CGPM 1967);Světelná intenzita
• 540 GHz, síla šest set osmdesát třetin wattů( definice, kterou CGPM v roce 1979 stanovila s ohledem na fyziologické rysy vidění).

Do roku 1946 měla intenzita světla jiné definice. Ve skutečnosti je pro každou zemi unikátní.V praktických výpočtech se hodnota používá málo. Inženýři našli dostatečně integrální parametr. Staly se světelným tokem na štítcích. Pokud jde o svíčku, která úzce souvisí s pevným úhlem, směrem, nedávejte úplný obraz o zdroji. Je zřejmé, že pro člověka, dokonce i pro zkušeného fyziku, je nepohodlné pracovat s hodnotami tříprvkové složitosti. V závislosti na směru bude mít tabulku hodnot. Jednoduše řečeno, síla světla neumožní vyřešit úkoly stanovené v praxi, například pro výpočet parametrů osvětlení z pohledu požadavků státního standardu.

Světelný tok

Světelný tok ukazuje, kolik energie dopadá na povrch. Nezáleží na pevných úhlech. Jen se ujistěte, že světelný tok je označen štítkem jakékoli žárovky. Hodnota nám dovolí říci, že LED diody, které spotřebovávají 9 W, produkují víc než vlákno, a to 60.Může to být zmatek. Ve fyzice se přijímají následující definice jednotek měření světelného toku, lumenů: síla vyzařovaná izotropním světelným zdrojem, uzavřená v tuhém úhlu rovnajícím se jednomu steradiánu.

Ze zřejmých dostupných skutečností všude je internet jasný: s vláknem o síle 60 W nesmí být světelný tok uzavřený v jednom steradianu rovný 710 lumenům. Příliš velké číslo. V učebnici Fyzika pro střední odborné vzdělávací instituce autorů Zhdanova LS, Marandzhyan V.A.(Svazek II) uvádí: žárovková žárovka o výkonu 100 W má světelnou intenzitu 100 svíček( moderní analogie jednotky je candela).V důsledku toho je celkový světelný tok v lumenu 1256. Je zřejmé, že číslo je stejného pořadí jako 710, ale nikdy nebylo provedeno, kdyby byla potřebná změna 12.56( 4 Pi).Lze předpokládat, že výrobní technologie od roku 1971 prošla změnami, nikoliv kvalitativními.

V případě LED lampy nelze výrobek považovat za izotropní radiátor. Nepřímo označuje úhel rozptylu 240 stupňů.Implicitní kužel, omezující část koule.Řezná část se objeví pomocí jednoduché analogie. Je zřejmé, že úhel rozptylu 180 stupňů je podobný 6,28 steradiánům. Přesně polovinu rozsahu. Převedení dalších hodnot na pevné úhly je obtížné.Parametr označený na štítku je však vhodný pro výpočty. Vizuálně je jasné, jakým směrem se světlo šíří, což pomáhá technikům řešit praktické problémy. Uspokojte požadavky standardů( viz výše).Více je řečeno níže, nyní musíte nakonec bodnout i se světelným tokem.

Obrázek schematicky znázorňuje žárovku s charakteristikami převzatými z štítku.Úhel rozptylu indikuje: záření se šíří nad rovinou přístroje. Změny ukládají lustr. Radiaci se šíří stropním roztokem bez změn. V ostatních směrech je zbytková část úhlu rozptylu( od štítku) přibližně rovnoměrně vyzařována s přihlédnutím k oslabení skla.

Kromě výše uvedeného slouží světelný tok k vyhodnocení reflexních vlastností.Na lehkém papíru jsou jasně viditelné černé písmena. Světelný tok odrážející se bílými objekty je větší.Proto jsou v světlech tónů namalovány případy chladniček.

Osvětlení a požadavky standardů

Světelný tok v současné interpretaci charakterizuje celkový výkon vyzařovaný zdrojem optického rozsahu. Zraněný na povrchu místnosti nerovnoměrně.V normách různých požadavků normy udávají osvětlení objektu. Hodnota je měřena v luxu( lat. Výslovnost slova "světlo"), číselně rovnající se poměru světelného toku v lumenů k oblasti, do které spadá.Samotná interpretace není obtížná, praktická aplikace je doprovázena řadou problémů.

Při výpočtu je světelný tok v lumenu nepohodlný pro použití ve spojení s úhlem rozptylu. Oblast odříznutá od sféry je nelineárně závislá na stupních. S steradiany jde dobře. Pro konkrétní výpočty je lepší použít vzorec připojení uvedený na obrázku. Umožňuje převést stupně na steradiana.

Na obrázku v bodě I, ve středu koule. Pokrytý pevný úhel odřízne část povrchu, výsledný tvar se podobá kuželu. Chcete-li najít osvětlení, použijte rovnováhu mezi steradiány a stupněm pomocí uvedeného vzorce. První jednotka umožní jednoduchý způsob výpočtu výkonu( světelného toku) podílu, druhý - měření relativní polohy objektů v místnosti. Poznámka: tento vzorec platí pro úhly otevření menší než 90 stupňů.Proto v případě naší LED žárovky je nutné nalézt parametry kužele, které doplní kouli o 240 stupňů.

Celková clona bude 120 stupňů( 360-240).Vzorec se objeví na polovinu, 60 stupňů.Nahrazením této hodnoty a vzhledem k tomu, že sinus 30 je 0,5, získáme 3,14 steradiánů.V důsledku toho bude další část koule 3 Fisteradians. Použijte konkrétní místnost:

Předpokládejme, že žárovka je umístěna nad stolem o ploše 0,5 čtverečních metrů.Vzdálenost k rovině je 2 metry.

Řešení:

Najdeme celkovou plochu míče, hodnota je 4 x Pi x 2 x 2 = 16 Pi čtverečních.m. Číselná hodnota ve smyslu steradiánů je 4 x Pi. Lampa svítí 3 x Piradians( viz výše), která je vyjádřena v metrech čtverečních, například 12 Pi. Rozdělíme oblast o rozměry stolu, dostaneme 24 Pi. V důsledku toho má oblast osvětlení asi 75 luxů.Podle SNiP, hygienických pravidel je hodnota pro archivní místnost dost obtížná.Ve studii potřebujete více než jeden světelný zdroj nebo změňte typ zařízení.Zvyšte výkon.

Omezení výpočtů osvětlení

Výše ​​uvedené výpočty byly provedeny ve velmi zjednodušené podobě.Byl přijat případ úplné tmy. Během většiny pracovních dnů slunce svítí oknem, a proto některé světlo je poskytováno přírodním zdrojem. Je logické rozdělit osvětlení na několik částí, každý je určen pro svůj čas. Hodně je určeno konstrukcí osvětlovacího zařízení.Například pokud kryt jednoznačně přináší ztráty, reflektor baterky značně zvyšuje tok v daném směru. Specifikace zdroje jsou odděleny od zdroje. Zjevná, často přehlížená skutečnost.

V praxi se parametr světla měří luxmetrem. Známé: technické výpočty obsahují chybu. V jakémkoli oboru je známá hodnota. V rádiovém inženýrství dosahuje 30%.Výpočty osvětlení se provádějí přibližně tak, aby přesně vyhovovaly požadavkům stávajících norem. Proto je třeba výsledek zkontrolovat. Používá se luxmetr, který ukazuje skutečné osvětlení místnosti. Hodnoty přístrojů jsou porovnávány s hodnotami tabulky převzatými z norem.

Světelný tok daný štítkem není konstantní v oblasti koule. Ne vždy v praxi existuje zjednodušený případ, kdy je lampa nad objektem. Je nutné, aby se projekce povrchu vyšetřovaly na kuličku, aby pracovaly ve zvoleném klíči.