4.2 Источники света

Современные источники света отличаются большим разнообразием, однако их можно разделить на две группы. К одной относятся тепловые – лампы накаливания, а к другой – газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные и др.)

Лампы накаливания имеют общее или специальное назначение. Лампы накаливания общего назначения выпускаются в соответствии с международной классификацией на номинальное напряжение 130, 220, 225, 235 и 240 В с интервалом напряжений питания 125-135, 215-225, 220-230, 230-240 и 235-245В.

Лампы накаливания специального назначения могут выполнять функции светильников, если на внутреннюю поверхность их колбы нанесён зеркальный или диффузный отражающий слой.

Для местного освещения выпускают лампы, рассчитанные на пониженное напряжение, мощностью до 100 Вт.

Основные типы ламп накаливания, область применения и их характеристики приведены в табл. 1.

Таблица 1. Типы, области применения и параметры ламп накаливания

Наименование и обозначение	Область применения	Напряжение, В	Мощность, Вт	Световой поток, Дм
1	2	3	4	5
Общего назначения- В, Б, БК, Г Местное освещение- МО, МОЗ, МОД Автомобильные – А, АМН, АС Железнодорожные - Ж, ЖТ, ЖСК, ЖМТ Судовые – С Самолётные – СМ Миниатюрные –МН Сверхминиатюрные индикаторы – СМН, СМНК Коммутаторные – КМ Светофорные – ЖС Маячные – ММ, КГММ Кинопроекционные – К Галогенные – КГ, КГО, КГД, КГТ	Внутренне и наружное освещение Рабочие места Автомобили Подвижной состав Суда Самолёты Переносные фонари, шкалы приборов Медицинские приборы, пульты управления, сигнальные устройства Телефонные коммутаторы Железнодорожные светофоры Маяки, морские навигационное оборудование Проекционная, копировальная, киноаппаратура Облучательные установки	125-245 12, 24, 36, 42 6, 12, 24 24-200 13-220 2,5-115 1-36 1,2-12 6-60 10-12 6-110 4-220 127-380	15-1000 15-100 0,8- 80 10-100 25-200 0,15-70 - - - 5-35 3-1000 3-750 600-3500	85-19500 200-1740 - 75-1050 165-2600 0,3-315 2,3-85 0,05-4 0,4-5,7 48-380 22-20000 20-21800 -

Газоразрядные источники света представляют собой довольно большую группу ламп, в которых видимое излучение (свет) создаётся электрическим разрядом в газах или парах металлов, причём это излучение в большинстве случаев имеет разный цвет. Ещё лучшие результаты даёт сочетание излучений электрического разряда и люминофоров – специальных кристаллических светосоставов. Наибольшее распространение получили трубчатые люминесцентные лампы низкого давления (ЛД, ЛДЦ, ЛХБ, ЛБ, ЛТБ), дуговые ртутные люминесцентные с искривленной цветностью (ДРЛ), шаровые ртутные прожекторные с короткой дугой (ДРШ), натриевые низкого давления, ксеноновые, дуговые ртутные высокого давления (ДРИ) и др.

По сравнению с лампами накаливания они имеют ряд преимуществ: в 4-5 раз большая светоотдача; в 10-15 раз дольше служат и, наконец, спектр излучения люминесцентных источников света больше приближается к привычному нам солнечному свету. Некоторые сведения об источниках света приведены в приложениях 4, 5 и 6.

Для успешного изучения источников света и светильников необходимо знать световые величины: световой поток, освещённость, силу света, яркость поверхности и световые свойства тел.

Световым потоком называется мощность излучения, оцениваемая нашим глазом. Световой поток обозначается буквами НМ и выражается в люменах (лм).

Например, световой поток стеариновой свечи равен 10-15 лм, а лампы накаливания на напряжение 220 В и мощностью 25 Вт – 220 лм.

Освещённость- это интенсивность освещения поверхности, которая характеризуется плотностью распределения по ней светового потока. Освещённость обозначается буквой Е и выражается в люксах (лк), определяется отношением светового потока F к освещаемой им площади S:(1 лк = 1 лм/1 м²).

Сила света – плотность светового потока в одном направлении. Она характеризуется распределением светового потока, который многими источниками света излучается неравномерно. Сила света обозначается буквой I и выражается в канделах (кд). Сила света лампы для разных видов источников света различна.

Яркость светящейся поверхности – величина, характеризующая свечение источника света в данном направлении. Яркость В светящейся поверхности S в каком-либо направлении определяется отношением силы света этой поверхности в рассматриваемом направлении к площади проекции на плоскость ПР, перпендикулярную рассматриваемому направлению: В=I/ (ПрS). Она выражается в канделах на квадратный метр (кд/м²).

Например, яркость нити ламп накаливания мощность 100 Вт на напряжение 220 В составляет 55* 10⁵ кд/м², трубки люминесцентной лампы ЛБ – 7,5*10³ кд/м², белой бумаги, освещённой настольной лампой, -30-40 кд/м²

Световой поток F, падая на тело, может частично им поглощаться , отражаться от его поверхности F_p или проходить через тело F_т. Отношения поглощённого, отражённого или пропущенного светового потока к световому потоку излучения есть коэффициенты, характеризующие световые свойства конкретного тела.

Коэффициент поглощения , коэффициент отражения, коэффициент пропускания. Сумма этих коэффициентов равна единице:.

Однако для полной характеристики тел одного этого показателя недостаточно. Необходимо знать характер отражения и пропускания света, который зависит от свойств поверхности тел и их внутренней структуры. Различают три вида отражения и пропускания света телами направленное, рассеянное (диффузное) и направленно- рассеянное. Направленным зеркальным отражением обладают тела с блестящей гладкой поверхностью. Если они прозрачны, например оконное стекло, то имеют направленное пропускание. Если тела отражают или пропускают свет, рассеивая его так, что их яркость становится одинаковой по всем направлениям пространства, такое отражение или пропускание называется рассеянным или диффузным (например, гипс, мел, молочное стекло).

Тела, обладающие направленно-рассеянным отражением и пропусканием, занимают промежуточное положение между телами с направленным и рассеянным (диффузным) отражением и пропусканием (например, глянцевая бумага, матовая поверхность металла).

Характеристики некоторых материалов, наиболее часто применяемых в светотехнике, приведены в табл. 2.

Таблица 2 Световые характеристики материалов и поверхностей

Материал или поверхность	Коэффициенты				Характер отражения и пропускания
	отражения	поглощения	пропускания
1	2	3	4	5
Мел	0,85	0,15	-	Рассеянное
Силикатная эмаль	0,8	0,2	-	»
Зеркальный алюминий	0,85	0,15	-	Направленное
Стеклянное зеркало	0,7-0,85	0,3-0,15	-	»
Алюминий специальной обработки	0,85	0,15	-	Направленно-рассеянное
Стекло: Матированное Молочное органическое Опаловое силикатное Молочное силикатное	0,10 0,22 0,3 0,45	0,05 0,15 0,1 0,15	0,85 0,63 0,6 0,4	То же Рассеянное » »

При организации освещения важное значение имеют окраска стен, потолка помещений и находящегося в нём оборудования. Если, например, цвет окраски светлый, то отражённый свет падает на рабочие поверхности и создаёт дополнительную освещённость (яркость); это позволяет не применять мощные источники света и сэкономить значительное количество электроэнергии.