Лабораторная работа 2 Исследование световых характеристик лампы накаливания Цель работы ~ из
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
13
Лабораторная работа № 2
Исследование световых характеристик
лампы накаливания
Цель работы – изучить зависимость световых характеристик лампы накаливания от подводимой к ней мощности. Ознакомиться с теорией и техникой работы на светомерном (фотометрическом) шаре.
Лампы накаливания широко применяются как источники света и источники излучения в ближней ИК – области спектра. В оптических приборах в качестве источников света обычно применяются специализированные оптические лампы. Это низковольтные лампы различной мощности (U = 2,533 В, мощность W = 1100 Вт). Особые требования в этих лампах предъявляются к форме и расположению тела накала, плотности навивки нити, к величине световой отдачи, к форме и стеклу баллона. Имеется ряд специализированных измерительных ламп, которые после соответствующей градуировки могут служить вторичными (рабочими) эталонами силы света, величины потока, цветовой, яркостной или радиационной температуры.
Недостатком ламп накаливания является низкий световой КПД, не превышающий нескольких процентов, и низкая световая отдача, составляющая 1030 лмВт подводимой к лампе мощности. Указанные характеристики сильно зависят от температуры тела накала. Для конкретной лампы температура, и следовательно, световые характеристики, являются некоторыми функциями от величины подводимой мощности (или изменения напряжения питания) [1,2].
Задание к работе
- Изучить устройство и основные характеристики лампы накаливания, ознакомится с принципом действия фотометрического шара.
- Собрать схему измериений (рис. 1). Показать собранную схему преподавателю, и только после его разрешения продолжить эксперимент!
- Движок реостата установить в крайнее правое положение. Включить стабилизатор в сеть и, перемещая движок реостата, установить на лампе напряжение Uo= 8 В. Убедиться, что щиток на шаре надежно исключает прямую засветку фотоэлемента от лампы.
- Установить в отверстие шара блок селенового фотоэлемента, подключив его к микроамперметру. Измерить зависимость светового потока лампы Фv от напряжения питания U при изменении U от 4 до 12 В. Одновременно измерять ток лампы I. При номинальном напряжении Uo= 8 В провести не менее пяти измерений Фv и I.
- Установить в отверстие шара блок сернисто-серебрянного фотоэлемента и измерить в ИК области световой поток лампы Фv, ток лампы I. При номинальном напряжении Uo= 8 В провести не менее пяти измерений этих величин.
- По данным измерений п.4 рассчитать величину светового потока Фv в лм и световой отдачи H в лм/Вт. При этом учесть, что при установке в шар образцовой лампы с потоком Фо =246 лм отброс стрелки микроамперметра составляет no=14 делений. При измерениях фиксируется напряжение и сила тока через лампу и отсчет n по микроамперметру. Величина потока исследуемой лампы
.
Световая отдача H определяется соотношением
,
где Р в Вт - мощность, потребляемая лампой от сети, равна
.
- Построить графики величин Фv, H и I, Р в относительных единицах в зависимости от . За единицу принимается значение соответствующей величины при Uo= 8 В.
- По графикам Фv, H определить коэффициенты степенных зависимостей вблизи номинального напряжения. Напомним, что исследуемые зависимости описываются формулой
,
где N - световой поток или световая отдача. No- значение светового потока или световой отдачи при Uo= 8 В. PN – соответствующий данной величине коэффициент. При изменении напряжения на небольшую величину U получим
,
отсюда определяем коэффициент PN.
- Для выполнить расчет лучистого потока Фe, учитывая максимум спектральной чувствительности глаза при дневном зрении находится на длине волны =555 нм.
- Оценить погрешности измерения Фv, H при Uo= 8 В.
- По данным измерений п.5 измерить величину потока излучения Фе и отдачи излучения в относительных единицах и представить графически их зависимость от . По графикам определить коэффициенты степенных зависимостей РФе и РНе вблизи номинального напряжения.
Рис.1 Схема питания лампы накаливания
- Стабилизатор гапряжения СТ-250-220 ±10 % / 220±2 %.
- Понижающий трансформатор.
- Амперметр АСТ-10 А, класс точности 0,5.
- Реостат.
- Вольтметр АМВ, 0-80 V, класс точности 0,5.
- Лампа.
- Фотоэлеметр ФЭС или ФЭСС.
- Микроамперметр.
Литература
- Гуревич М.М. Фотометрия (теория, методы и приборы), 2-е изд., Л: Энергоатомиздат, 1983, стр. 111 – 112.
- Ландсберг Г.С. Оптика. Изд. 5, Издательство “Наука”, М., 1976, стр. 51 – 55, 693 – 700, 701 – 710.
- Литвинов В.С. Тепловые источники излучения. 1975г.
- Прикладная физическая оптика. Под ред. В.А. Москалева, СПб.; Политехника, 1995, стр. 15 – 17, 28 – 29.
- Справочная книга по светотехнике п/ред. Айзенберга. Энергоатомиздат, 1983 г.
Вопросы для самопроверки
- Что означает термин “светоадаптированный глаз”?
- Дайте определение псевдотемператур – цветовой, яркостной, радиационной.
- Что такое световой КПД и как его измерить?
- Каковы ориентировочные значения световой отдачи обычных световых и специальных “оптических” ламп?
- Почему у тепловых источников света световая отдача не может превышать ≈ 40 лм/Вт?
- Почему световая отдача люминесцентных осветительных ламп выше, чем у ламп накаливания?
- Ради чего автострады часто освещаются натриевыми лампами, излучающими желто – оранжевый свет?
- Какими свойствами должен обладать излучатель, чтобы его световая отдача достигала предельной величины, равной 683 лм/Вт?
- Оцените вторичную освещенность поверхности фотометрического шара, если Ф = 400 лм, Dшар = 500 мм, а коэффициент отражения его поверхности R= 0,9.