Светотехника - основные понятия и определения

Светотехника, как и в любое другое направление в науке и технике, имеет свой ряд понятий, который дает характеристику свойства источников света - ламп и приборов для освещения зданий, помещений, улиц. Некоторые общие понятия, которые использует светотехника, кратко указаны ниже:

Свет и излучение в светотехнике - электромагнитное излучение в диапазоне от 360 до 830 нм, который называется видимым диапазоном и воспринимается зрительными органами человека.

Светотехника использует понятие «световой поток», что означает количество энергии, которое излучают источники света в телесном углу, проходящее через единицу площади «S» за единицу времени «T». Световой поток в светотехнике характеризует мощность источника света.

Стандартная лампа накаливания мощностью 100 Вт при напряжении 220 В создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Интегрированная люминесцентная лампа мощностью 26 Вт при напряжении 220 В - 1600 лм. Для сравнения можно указать, что

Солнце, как естественный источник света имеет световой поток 3,8 . 1028 лм.

Светотехника принимает за единицу измерения силы света: кандела [кд].

Источники света излучают световой поток Ф в разных направлениях, интенсивность излучаемого света в выбранном направлении называется силой света I.

Светотехника использует понятие «освещенность», единицей измерения которой является: люкс [лк] и обозначается «Е». Освещенность дает сравнительную характеристику соотношения светового потока к площади освещения. Единица освещенности 1 лк = световому потоку 1 лм равномерно распределенному на площади 1 м2.

Для характеристики яркости ламп светотехника использует понятие Яркость света L, с единицей измерения: кандела на квадратный метр [кд/м2]. Яркость света L лампы или освещаемой площади является основополагающим фактором для светового восприятия глаза человека.

Для проведения расчетов светотехника использует следующие формулы:

Сила света I [кд] = световой поток в телесном углу / телесный угол;

Освещенность E [лк] = излучаемый (отражаемый) световой поток (лм) / освещаемая поверхность (м.кв.);

При выражении освещенности через силу света: E [лк] = сила света (кд) / [расстояние (м)]кв.;

Яркость L [кд/м2] = сила всета (кд) / освещаемая площадь (м.кв.);

Световая отдача h [лм/Вт] = световой поток (лм) / потребляемая мощность лампы (Вт)

Светотехника определяет эффективность источников света и называет ее световой отдачей «h»( люмен на Ватт [лм/Вт]). Световая отдача h показывает, с какой эффективностью потребляемая электрическая энергия преобразуется в свет в видимом или выделенном спектральном диапазоне. Например, люминесцентные бактерицидные лампы дают коротковолновое ультрафиолетовое излучение - в максимуме в 253,7 нм.

Использование современных технологий изменило и качество люминесцентного света. Светотехника ввела понятие цветовой температуры ( Кельвин [K]). Цветовая температура ламп определяется сравнением светового излучения с так называемым “черным телом”.. С увеличением температуры излучения “черного тела” увеличивается синяя составляющая в спектре, а красная составляющая убывает. Люминесцентные имеют цветовую температуру от 2700 К до 6000 К. Для основных трех цветностей света светотехника определила: тепло-белый < 3300 К; нейтрально-белый 3300 — 5000 К; белая дневного света > 5000 К.

Но лампы с одинаковой цветностью света могут очень сильно различаться в характеристиках цветопередачи, которая зависит от спектрального состава излучаемого лампами света.

Светотехника описывает характеристикой цветопередачи лампы – насколько различается восприятие цвета зрительными органами человека при естественном освещении и при искусственном освещении.

Не смотря на то, что восприятие цвета человеком является субъективным понятием, светотехника ввела более объективное понятие: индекс цветопередачи Ra. Эталон источника установлена для лампы накаливания, как наиболее соответствующей естественному освещению Ra=100. При естественном освещении и освещении лампой накаливания одинаково воспринимаются 8 тестовых цветов.

В зависимости от назначения и сферы использования, выбор люминесцентных ламп должен полностью обеспечивать возможность оптимального восприятия цвета. Снижение значения Ra показывает - насколько хуже передаются цвета освещаемого объекта. Люминесцентные лампы Osram и лампы Philips улучшенной цветопередачи имеют индекс Ra от 92 до 98 и применяются при освещении помещений, например в полиграфии.