Основні світлотехнічні характеристики

Освітлення, або світло, характеризується кількісними та якісними показниками, при цьому застосовують стандартні одиниці та визначення.

Кількісні показники освітлення визначають світловий потік, силу світла, освітленість та яскравість (рис. 10.1).

Світловий потік Ф - потік променевої енергії, що сприймається органами зору як світло, тобто характеризує потужність променевої енергії.

Одиниця світлового потоку - люмен (лм) дорівнює потоку, який випромінюється до одиничного тілесного кута ω, рівного 1 стерадіану, точковим джерелом світла силою в 1 канделу. Стерадіан - одиничний тілесний кут ω, який є частиною сфери радіусом 1 м та площею сферичної поверхні, основа якої дорівнює 1,0 м². Значення ω = S/R².

Джерела світла випромінюють світловий потік у різних напрямках неоднаково. Тому, щоб дати характеристику інтенсивності випромінювання, застосовуємо поняття "просторова або кутова щільність" світлового потоку, яку називають силою світла, тобто світловий потік, віднесений до тілесного кута в якому він випромінюється, кд:

I=Ф/ω. (10.1)

За одиницю сили світла - канделу (кд) приймають відношення Ф/ ω, яке дорівнює 1 лм/стер.

Рис. 10.1 Схема кількісних показників освітлення

Величину світлового потоку, що припадає на одиницю освітлювальної поверхні, називають освітленістю, лк:

Е=Ф/S(10.2)

Одиниця освітленості - люкс (лк) освітленість поверхні S = 1 м²при світловому потоці Ф = 1 лм, який падає на неї.

Видимість предмета оком залежить від частини світлового потоку, відображеного освітлювальним предметом, і характеризується яскравістю і Яскравість залежить від сили світла, кута падіння світлового потоку та ряду інших факторів. За одиницю яскравості прийнято ніт - це яскравість 1 м² плоскої поверхні, яка відбиває у перпендикулярному напрямі силу світла в 1 канделу, кд/м² або ніт:

L = I/(S·cosα). (10.3)

До якісних показників відносяться фон, контраст об'єкта з фоном, видимість, показник освітленості, коефіцієнти відбиття і т.д.

Коефіцієнт відображення ρ характеризує здатність поверхні відображати падаючий на неї світловий потік

ρ = Ф_від/Ф_пад. (10.4)

Фон - це поверхня, що прилягає до об'єкта розрізнення, на якій він розглядається. Фон вважається світлим при ρ > 0,4, середнім при ρ =0.2...0,4 і темним при ρ < 0.2.

Контраст об'єкта з фоном Кхарактеризується співвідношенням яскравостей розрізняльного об'єкта та фону:

К = (L_фон – L_об)/L_фон. (10.5)

Контраст вважається великим при К > 0,5; середнім при К = 0,2...0,5 і малим при К < 0,2.

Видимість V характеризує здатність ока сприймати об'єкт, залежить від освітленості, розміру об'єкта, контрасту та визначається числом порогових контрастів (тобто найменшим розрізняльним контрастом):

V = К/ К_норм. (10.6)

Показник осліпленості Рє критерієм оцінки сліпучої дії освітлювальної установки:

Р = (S - 1)1000, (10.7)

де коефіцієнт осліпленості S = V₁/V₂, причому V₁ - при екрануванні блискучих джерел; V₂ - коли вони у полі зору.

Об'єкт розрізнювання - це мінімальні окремі його частини, які необхідно розрізняти в процесі роботи.

Для вимірювання освітленості і світлотехнічних величин застосовують прилади - люксметри модифікації Ю-16, Ю-116, Ю-117. Всі вони працюють на використанні ефекту фотоелектричного явища. Світловий потік, потрапляючи на селеновий фотоелемент, перетворюється на електричну енергію, сила струму якої вимірюється міліамперметром, який проградуйований в люксах. Застосовують також вимірювачі видимості, фотометри та інші комплексні вимірювачі світлотехнічних величин.