Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Порядок проведения экспериментального исследования пульсаций освещенности




Порядок выполнения работы

 

1. После ознакомления с измерительным стендом тумблером «Сеть», расположенным на передней панели, включите стенд.

2. Поместите фотоэлемент люксметра в точку Б рабочей поверхности стенда. Изменяя положение переключателя «Выбор», снимите зависимость освещенности Е от электрической мощности Р ламп накаливания (ЛН). Данные эксперимента занесите в табл. 1.

 

Таблица 1

Лампа ЛН1 ЛН2 ЛН3 ЛН4
Р, Вт
Е, лк        
Е/Р, лк/Вт        
h, лм/Вт        

 

 

Для ориентировочной оценки световой отдачи ламп накаливания предполагаем, что нить лампы является точечным светящимся элементом, равномерно излучающим свет по всем направлениям. В этом случае световая отдача лампы накаливания определяется по формуле

h = Ф / Р = Е*S / Р (1)

где Ф – световой поток лампы, лм; Р- электрическая мощность лампы, Вт; S = 4*p*h2 - площадь поверхности сферы с радиусом h; h = 0,5 м – расстояние от нити накаливания до точки Б рабочей поверхности стенда; Е имеет размерность лк, h - лм/Вт.

Результаты расчетов занесите в табл.1. Постройте график зависимости h = j1 (Р).

3. Установите переключатель «Выбор» в положение ЛН2, при этом источником света является лампа накаливания мощностью 40 Вт. Снимите зависимость освещенности в точке расположения фотоэлемента от его расстояния r до источника света. Расстояние r является длиной гипотенузы прямоугольного треугольника, одним из катетов которого является высота подвеса источника света h = 50 см, а длина другого катета определяется расстоянием d от точки расположения фотоэлемента до точки Б, отсчитываемым с помощью измерительной линейки стенда.

Поэтому r определяется по формуле

где r, h и d имеют размерность см.

Измерения освещенности следует выполнить для значений d, указанных в табл.2. Результаты эксперимента занесите в табл. 2, постройте график зависимости Е= j2 (r) и сделайте соответствующие ей выводы.

Таблица 2

d, см
r, см
Е, лк            

 

4. Поместите фотоэлемент люксметра в точку А рабочей поверхности стенда. Снимите зависимость освещенности Е в точке А от типа и количества включенных люминесцентных ламп (ЛЛ), выбираемых с помощью переключателя «Выбор». В положении 2 ЛЛ1 переключателя «Выбор» включены лампы ЛЛ2 (ЛД20) и ЛЛ4 (L18W/765), а в положении 2 ЛЛ2 – 2 лампы ЛЛ1 (ЛБ20). Результаты эксперимента занесите в табл. 3, где Р – электрическая мощность включенных ламп.

 

Таблица 3

Лампы ЛЛ1 ЛЛ2 ЛЛ3 ЛЛ4 2ЛЛ1 2ЛЛ2
Типы ламп ЛБ 20 ЛД20 ЛДЦ20 L18W/765 ЛД20, L18W/765 ЛБ20, ЛБ20
Р, Вт
Е, лк            
Е/Р, лк/Вт            

На основе анализа отношений Е/Р сравните экономичность люминесцентных ламп различных типов (при прочих равных условиях эксперимента освещенность Е прямо пропорциональна излучаемому лампой световому потоку). Путем сопоставления зафиксированных в таблицах 1 и 3 значений освещенности, обеспечиваемых лампами ЛН2 и 2ЛЛ2 с одинаковой эквивалентной электрической мощностью 40 Вт определите, во сколько раз большее значение освещенности при одинаковой высоте подвеса ламп

h = 0,5 м может быть реализовано, если вместо лампы накаливания ЛН2 использовать две люминесцентные лампы типа ЛБ20.

5. Установите переключатель «Выбор» в положение ЛЛ1, при этом включается люминесцентная лампа ЛБ20. Снимите зависимость освещенности Е в точке расположения фотоэлемента от его расстояния L до точки А рабочей поверхности. Заполните табл.4.

Таблица 4

L, см
Е, лк            

По данным эксперимента постройте график зависимости Е=j3 (L) и сделайте вывод о равномерности освещения рабочей поверхности.

6. Исследуйте пульсации освещенности (они обусловлены пульсациями светового потока ламп) с помощью модернизированного осциллографа Н313 и подключенного к нему фотоэлемента.

Коэффициент пульсаций освещенности определяется по формуле

Кп = 100*(Емакс – Емин)/(2*Еср) = 100*(Амакс – Амин)/(2*Аср) , (2)

где Емакс , Емин, Еср, лк – максимальное, минимальное, среднее значения освещенности за период пульсаций; Амакс, Амин, Аср , мм – соответствующие им отклонения луча по вертикали от линии отсчета (линии нулевой освещенности).

Коэффициент пульсаций освещенности следует определить как для ламп накаливания ЛН1-ЛН4, так и для люминесцентных ламп ЛЛ1-ЛЛ4.

 

Порядок проведения экспериментального исследования пульсаций освещенности

Перед включением осциллографа ручки «Яркость», «Фокус», ««», «↨» установите в положения, при которых метки ручек находятся вверху ; нажатыми должны быть кнопки «10ms» и «x0,2» переключателя «Развертка-время/дел» (при этом устанавливается масштаб развертки по горизонтали – 2mS/дел), кнопки «20» переключателя «Усиление-/mV/дел», «От сети» переключателя «Синхронизация» и «1» переключателя «Делитель».

Остальные кнопки всех переключателей должны быть отжаты.

При отжатой кнопке «≈, ─» переключателя «Делитель» усилитель осциллографа реагирует как на постоянную (-), так и на переменную (~) составляющие выходного сигнала фотоэлемента, прямо пропорционального его освещенности.

Включите осциллограф. Для этого нажмите кнопку «Сеть», при этом загорается сигнальная лампа.

Установите ручку «►» в крайнее левое положение (оно соответствует нулевому входному сигналу осциллографа и нулевой освещенности фотоэлемента).

На экране должна высвечиваться горизонтальная линия развертки.

Ручкой «↨» добейтесь совмещения линии развертки с нижней горизонтальной линией масштабной сетки экрана. Эта линия будет являться линией отсчета и соответствует нулевой освещенности фотоэлемента. Поэтому после выполнения этой операции ручку «↨»трогать не следует.

Если необходимое положение линии развертки оказалось нарушенным, следует вновь выполнить пункты 6.3, 6.4.

С помощью переключателя «Выбор» включить требуемую для исследования лампу. При включении ламп ЛН1-ЛН4 фотоэлемент должен находиться в точке Б рабочей поверхности стенда, а при включении ламп ЛЛ1-ЛЛ4 – в точке А.

Плавно вращая по часовой стрелке ручку «►» совместите верхний край изображения с верхней горизонтальной линией масштабной сетки экрана. Зарисуйте вид осциллограммы с изображением линии отсчета. Определите и запишите рядом с рисунком значения в мм максимального Амакс и минимального Амин отклонения луча от линии отсчета (нижней горизонтальной линии масштабной сетки), учитывая, что расстояние между соседними параллельными линиями масштабной сетки составляет 4 мм.

Нажмите белую кнопку «≈, ─» переключателя «Делитель», при этом включается режим «-», и на экране наблюдается горизонтальная линия среднего значения (постоянной составляющей) выходного сигнала фотоэлемента. Определите в мм расстояние Аср от линии среднего значения до линии отсчета. Значение Аср запишите рядом со значениями Амакс, Амин., после чего отожмите кнопку «≈, ─» переключателя «Делитель». При этом вновь включается режим «≈».

Для исследования пульсаций освещенности при включении другой лампы следует повторить выполнение пунктов 6.5-6.7.

На основе полученных данных и результатов вычислений значений Кп по формуле (2) пункта 6 экспериментальной части заполните табл. 5, где Р – электрическая мощность лампы; Кп – коэффициент пульсаций освещенности.

 

Таблица 5

Лампа ЛН1 ЛН2 ЛН3 ЛН4 ЛЛ1 ЛЛ2 ЛЛ3 ЛЛ4
Тип лампы - - - - ЛБ20 ЛД20 ЛДЦ20 L18W/765
Р, Вт
Кп, %                

 

Для ламп накаливания постройте график зависимости Кп = j4 (Р) и сделайте соответствующие выводы.

Сравните значения Кп для ламп накаливания и люминесцентных ламп различных типов. Выявите люминесцентные лампы с наименьшим и наибольшим значениями коэффициентов пульсаций освещенности Кп.

7. Используя таблицы 1 и 2 теоретической части определить нормативный уровень освещенности, необходимый для выполнения зрительной работы, заданной преподавателем.





©2015- 2017 megalektsii.ru Права всех материалов защищены законодательством РФ.