ӨНДІРІСТІК ЖАРЫҚ

6-дәріс 6-апта (1 сағат) ӨНДІРІСТІК ЖАРЫҚ

Жоспар

6. 1. Жарықтың адамның көруіне әсері.

6. 2. Негізгі жарықтық-техникалық түсінік, мөлшері және өлшем бірлігі.

6. 3. Көрудің қасиеті. Жарыққа қойылатын талап.

6. 4. Жарықтың түрлері мен жүйелері. Жарық көздері және жарықтандыру аспаптары. Жарықтануды нормалау және өлшеу. Табиғи жарықтануды есептеу.

Адам көзі сәулелік энергияны 380-770Нм ұзақтылықтағы толқындар шегін ғана қабылдай алады. Осы электромагниттік тербелістер спектрінің бөлігін көрінетін деп атаймыз. Спектрдің тар интервалында көрінетін сәулелер бірінен-екіншісіне жәйләп өтуі, белгілі бір түстің көрінісін бейнелейді. Негізгі түсті спектр жолақтары жуық түрде келесі шектерде байқалады деп айтуға болады: қызыл (770-680Нм), қызғылт сары (600-630Нм), сары (570-600Нм) . Орташа адам көзі 555Нм ұзақтылықтағы әртүрлі спектр бөліктерін көре алады, ал спектрдің жиіліктері бойынша көру күші азаяды. Осыған байланысты бірдей көру бейнесін қамтамасыздандыру үшін, қызыл сәулелену қуатын 935 есе, ал көктің қуатын 16, 6 есе, сарылы-жасыл түстен көбейтеміз. Адам көзі көретін түсі бойынша бағаланатын сәулелік энергиялық қуатын жарықтылық ағыны - Ф деп атаймыз. Жарықтылық ағынының өлшем бірлігі болып мемлекеттік жарық эталонымен анықталған люмен (лм) саналады.

Нақты жарық көздерімен шығарылатын сәуленің біркелкі болмауының сандық бағасы үшін жарықтық ағынының кеңістік тығыздығы атты түсінік енгіземіз, оны жарықтық - I деп атаймыз. Халықаралық жүйеде (ХЖ) жарық күші берілген бағыты бар телесті d бұрыштың ішінде тарайтын жарықтылық ағынының d осы элементарлы бұрышқа қатынасымен анықталады: Жарық күшінің өлшем бірлігі кандела (кд) . Бұл өлшем платинаның қатаю температурасы (Т=2045К) және 1013, 25гПа (сынап бағанасының 760мм) қысымы кезінде 1/6 м2 ауданды қара зат1 бетіне перпендикуляр бағытында сәуленетін жарық күші. Жарықталған жазықтыққа түсетін жарық ағынының беттік тығыздығын жарықтық Е деп атаймыз

ХЖ бойынша жарықтық деп отырғанымыз бет элементіне түсетін жарық ағынының сол бет ауданына қатынасын айтамыз. Жарықтың өлшем бірлігі люкс (лк), бұл 1лк=1лм∙м-2 . Табиғи жарықпен қамтамасыздандырылған бөлмелердегі жарық үлкен шектерде өзгереді. Сондықтан да бөлмелер үшін табиғи жарық абсолют шамаларына емес, оның тұрақты тербелістеріне тәуелді өзгермейтін салыстырмалы көрсеткіштермен қарастырылуы қажет. Мұндай көрсеткіш болып табиғи жарықтықтың коэффициенті (ТЖК) саналады.

мұндағы е-бөлменің көрсетілген нүктесіндегі ТЖК, % Ев- бөлме ішіндегі кез келген нүктедегі жарықтық, лк Ен-Ев-мен бірге өлшенген барлық аспанның диффузиялық жарығымен құралған ашық жердегі көлденең жарықтық, лк Жарықтық маңызды есептік шама болып есептелінеді. Берілген екі бағанадағы жарықталған беттердің элементімен сәулеленетін жарық күшінің осы беттің проекциясы ауданына қатынасын беттің жарықтылығы (немесе қанықты) -L деп атаймыз. Жалпы жағдайда ол келесі түрде көрсетіледі:

сәулелену кезінде Басқаша айтқанда, жарықтылық берілген бағытындағы жарық күшінінің беттік тығыздығын сипаттайды, өлшем бірлігі - кандела кв метрге (кд∙м-2 ) . Инженерлік шешімдерде сәулелену ρ, жұту α және өткізу τ коэффициенттері түсініктерімен бірге пайдаланады. Олар беттен сәулеленген Фρ, жұтылған Фα немесе одан өткен Фτ жарық ағынының түскен ағынға қатынасымен анықталады. ρ, α, τ коэффициенттері бірлік өлшемінде (ρ+α+τ=1) немесе %-пен бейнеленеді. Инженерлік тәжірибелерде жарықтық шамаларын өлшеу жүргізіледі.

Бұл өлшеу көбіне люксметр көмегімен орындалады. Люксметрдің негізгі элементтері болып - фотоэлемент пен люкстерде градустелген миллиамперметрлер қолданылады. Бұның ең кең таралған бөлшек түрлері 20-15, 10-16, 1-17. Фотоэлементтің жарыққа сезімді селен қабатының болат пластинасына жұқа етіп (5мм), жартылай көрінетін алтын немесе платина қабатын жүргізеді. Осы екі қабат арасындағы кеңістікті жабын қабат деп атайды. Болат пластина қабатымен жартылай көрінетін қабат екі электрод болып есептеледі. Осы электродтар арасындағы элементті жарықтау үшін түскен жарық ағынына- Ф тікелей пропорциональ фототок пайда болады. Фототок шамасын люкспен градустелген миллиамперметрмен өлшейміз. Люксметр шкаласының градустілігін 2800К түстік температурасы бар жарық көзі үшін орындаймыз (яғни қыздыру лампалары) . Осыған байланысты жарықты өлшеу үшін түзету коэффициентін енгіземіз. Бұл көрсеткіш ЛД, ЛБ лампалары үшін - 1, 15-ке, ал ДРЛ лампалары үшін 1, 20-ға тең. Табиғи жарық үшін бұл коэффициент 0, 8-ге тең.

2. 2 Жарықтың электр көздерімен жарықтағыш құралдарының негізгі сипаттамалары. 2. 2. 1 Жарықтың электр көздері. Жарықтың электр көздерінің негізгі сипаттамалары болып жарық көзінің 1Вт қуатына келетін жарықтық ағыны мен бағаланатын өзіндік жарық беру және бөлек лампалардың жұмыс сағатының t санының оның күюіне дейін математикалық күтуі сияқты анықталатын орташа пайдалану мерзімдері саналады. Одан басқа жарықтың электр көздерінің негізгі сипаттамаларына торап кернеуі, лампа қуаты, осы лампамен сәулеленетін жарық ағыны жатады.

Қыздыру лампаларының жетістіктеріне қосымша аппаратсыз желіге тікелей қосу мүмкіндігін, кернеудің тербелістеріне қарамастан тұрақты жұмыс істеу қабілетін айтуға болады, ал кемшіліктері болып шектелген пайдалану мерзімі (1000сағ), спектрдегі сары-қызыл сәулелердің артықтығы және төмен жарық беруі (20лм/Вт) есептеледі. 2. 2. 2. Люминисцентті лампалар - төмен қысымдағы трубалы сынап лампалары, олардың оң қасиеттеріне жоғарғы жарық беруі (75лм/Вт) және оның пайдалану мерзімінің ұзақтығы (1сағ), жарық бетінің аз жарықтығы, сәуленің спектрлі құрамы жатады. Люминисцентті лампамен генерацияланған көрінетін жарықтың спектрлі құрамы люминофорды сапалық құрамынан тәуелденеді.

Осыған байланысты люминисцентті лампалар стандартталған түрге бөлінеді: ЛД (күндізгі жарық), ЛБ (ақ түсті), ЛХБ (суық ақ түсті), ЛТБ (жылы ақ түсті), ЛДС (дұрыс түсті беру үшін) . Люминисцентті лампаларды торапқа қосу үшін арнайы қосуды тиянақтайтын аппаратттар қажет. Бұнда әртүрлі қосу үлгілері пайдаланады; бірлампалы, екілампалы, көплампалы, стартерлі және стартері жоқ. Барлығы осы үлгі мақсатына орай әртүрлі жұмыс параметрлерімен сипатталады. Люминисценті айнымалы ток торабына қосу үлгісі цилиндрлік әйнек трубкамен люминафор қабатынан, фазалық токтың разрядтық неонды лампа түріндегі стартерінен және бу атмосферасынан, вольтфрамдық электродтар жиынтығынан тұрады.

2. 2. 3. Доғалық сынап лампалары (ДСЛ-ДРЛ) - сыртқы жарықтағыш құралдарында кеңінен пайдаланады. Олардың жетістіктері болып олардың көп уақытқа пайдалану мерзімімен (1сағ), төменгі температурада жұмыс істеу қабілеттерімен ерекшеленеді. Негізгі кемшіліктері болып наминалды ағынға дейінгі лампаның жану ұзақтылығы (5-7мин), лампаны торапқа қосу кезінде арнайы конструкциялы ПРА-ның қажеттелігі саналады. Доғалық ксенальдық трубкалы ДКСТ типті газоразрядты лампалардың жарық көздерінің қасиеттерінің бірі - жарықталған объектінің жақсы түсін беретін үздіксіз спектр ДКСТ лампалары, барлық жарық көздеріне 50 кВт қуатты наминальды жарық шығарады. Пайдалану мерзімі 500-700сағ, кернеудің стабилизациясынан (трақтылығынан) кейін 3000сағатқа дейін өседі.

Кемшілігі спектрда ультра күлгін сәулелері көп. 2. 2. 4. Натрийлі лампалар - жарық ағынын натрий буларында газоразрядты кезінде генерациялайды. Екі түрлі натрий лампалары бар: төменгі және жоғарғы қысымды. Төменгі қысымды лампалар 589Нм (спектрдің сары бөлігі) толқынды сәуле береді, олардың сәулелік берілуі 100 плуст, пайдалану мерзімі 3000-5000 сағ. Жоғарғы қысымды натрий лампаларының наминальды толқын ұзындығы 589Нм жуығында өсетін қабілеті бар үздіксіз спектрді береді. Бұл сары-қызыл түсті сәулені қамтиды. Жарық бергіштігі 140лм/Вт, пайдалану мерзімі 3000сағ. 2. 2. 5. Галогенді қыздыру лампалары вальфрам жібінен басқа галогеннің буынан тұрады, көбінесе иодтың . Кальбара иод пен вальфрам буларының бар болуы лампа жұмысы кезінде иодты-вальфрамды циклды құрады.

Бұл қыздыру дененің температурасын көтеріп, оның булануын жоққа шығарады. Осы екі жағдай галогенді қыздыру лампаларының негізгі қасиеттерін анықтайды, оларға артық жарық бергіштігімен (22лм/Вт-қа дейін), ұзартылған пайдалану мерзімі (2000сағат) кіреді. 2. 3. Шырақтың қорғау бұрышы Шырақтың қорғау бұрышы - жұмысшы көзін жарық іздерінің жарқындылығынан қорғау шарасын анықтайды. Қорғау бұрышының шамасын геометриялық түрде 0 нүктесінде, шырақтың нақты орнатылу шартында анықтайды:

2. 4. Көздің негізгі қасиеттері және жарыққа қойылатын талаптар. Көздің қасиеттері. Жарық ағыны көз сетчаткасымен қабылданады, мұнда сәулелік энергияның көзді-нервті алғашқылық трансформациясы орындалады. Жарықтың әсерінен сетчатка клеткада өз жиіліктеріне байланысты адам миына ақпаратты беретін әсер токтарының көруінің пайда болуын қамтиды. Әсер токтарының жиілігі көз сетчаткасының жарықтануына байланысты, ал жарықтық - қаралып жатқан заттың жарқындылығына байланысты. Сондықтанда объектіні көру бақылаушы көзінің бағытының нақтылығына тәуелді. Кез келген зат басқа фонда жақсы көрінеді. Екі түс арасындағы айырымды бақалау объектісінің фондық контрастысымен бағалау керек: