پاورپوینت مهندسی روشنایی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

مهندسی روشنایی

اسلاید 2 :

حس بینایی یکی از مهمترین حواس انسان است.
اجزای دستگاه بینایی خود را با نور محیط وفق می دهد.
آثار سو سیستم های روشنایی معیوب: خستگی چشم، سردرد، نقص بینایی، حوادث یا تصادفات ناشی از کمی نور، درخشندگی و چشم زدگی.
ویژگیهای روشنایی رضایت بخش:
1- نور از نظر توزیع فرکانس ها مطلوب باشد.
2- درخشندگی سطح سبب چشم زدگی نشود.
3- نور به حد کافی باشد.
4- سایه های مزاحم تولیدوجود نداشته باشد.

لزوم آشنایی با مهندسی روشنایی

اسلاید 3 :

انجمن مهندسان روشنايي، واژه نور را به عنوان انرژي تشعشعي ارزيابي شده به وسيله چشم تعريف كرده اند و بر اساس 4 تئوری زیر استوار است:
تئوری ذره ای نور.
تئوری موجی نور.
تئوری کوانتومی نور.
تئوری الکترومغناطیسی نور.

ماهیت نور

اسلاید 4 :

تئوری ذره ای نور:
نظریه ذره اى نور که توسط نیوتن بیان شد، نور از ذرات خیلی کوچک تشکیل شده که از اجسام گداخته یا نورانی ساطع می شوند که با حرکت در جهت خط مستقیم وارد چشم شده، روی آن تأثیر گذاشته و سبب بینایی می شوند.

تئوری موجی نور:
نظریه موجی نور توسط دانشمند هلندى، هایگنز مطرح شد که طبق آن، نور از نوسانات مولکولی در جسم نورانی ناشی می شود که بصورت موج منتشر شده و در ورود به چشم روی عصب بینایی تأثیر میگذارد.

اسلاید 5 :

تئوری الکترومغناطیسی نور:

با کشف امواج الکترومغناطیسی توسط هرتز در سال 1888 ، امواج نورانی بصورت قسمت کوچکی از طیف وسیع امواج الکترومغناطیسی شناخته شد.

تئوری کوانتومی نور:
نظریه کوانتومی توسط دانشمند آلمانی، پلانک بیان گردید که صورت جدیدى از نظریۀ ذره اى نور بود. مطابق آن، انرژی نورانی بصورت ذرات کوچک و مجزا از هم به نام فوتون تولید یا جذب می شود. انرژی هر فوتون از رابطه زیر حاصل می شود:

اسلاید 6 :

طیف امواج الکترومغناطیسی و نور مرئی

اسلاید 7 :

حساسیت چشم انسان

اسلاید 8 :

تعاریف و کمیت های اصلی روشنایی

اسلاید 9 :

تعاریف و کمیت های اصلی روشنایی

شدت نور:

شدت نور، قوت نور ساطع شده از منبع نور را بدست میدهد.
شدت نور منابع معمولی در زوایای مختلف متفاوت است.
در ابتدا که شمع برای روشنایی مورد استفاده قرار می گرفت، شدت نور یک شمع استاندارد در صفحه افق، به عنوان واحد شدت نور مورد استفاده قرار گرفت که با K مشخص می شد.

اسلاید 10 :

تعاریف و کمیت های اصلی روشنایی

امروزه شدت نور که با I نشان داده می شود با واحد کاندیلا اندازه گیری می شود. یک کاندیلا شصت برابر کوچکتر از شدت نور ساطع شده از یک سانتیمتر مربع جسم سیاه در درجه حرارت 2045 کلوین در جهت عمود بر سطح است.
جسم سیاه عبارت است از یک جسم ایدهآل فیزیکی که تمامی تابش الکترومغناطیسی برخوردی را در هر فرکانس یا زاویهای جذب میکند. به طور دقیقتر نور و انرژی دریافتی را نه بازتاب کرده و نه از خود عبور میدهد.

اسلاید 11 :

زاویه فضایی:

زاویه فضایی برابر نسبت سطح مقابل زاویه به مجذور شعاع یا مجذور فاصله سطح از کره است که باΩ نشان داده می شود و واحد آن استرادیان است.

اسلاید 12 :

زاویه فضایی (محاسبه زاویه فضایی یک مخروط با زاویه راس 2α ):
زاویه فضایی مربوطه برابر است با:

اسلاید 13 :

زاویه فضایی (محاسبه زاویه فضایی یک مخروط با زاویه راس 2α ):

اسلاید 14 :

میزان نور یا شار نوری (Luminous Flux) :

اسلاید 15 :

مثال: یک لامپ دارای شدت نور یکنواخت 100 کاندیلاست. کل شار نوری لامپ چقدر است؟ در صورتیکه این لامپ به ازای هر وات توان، 15/5 لومن شار نوری تولید کند، لامپ چند وات است؟
میزان نور یا شار نوری (Luminous Flux) :

اسلاید 16 :

مثال: یک چراغ مجهز به منعکس کننده، شدت نور برابر 280 کاندیلا فقط در فضای مخروطی شکل با زاویه راس 10 درجه تولید می کند. شار نوری این چراغ را حساب کنید.
میزان نور یا شار نوری (Luminous Flux) :

اسلاید 17 :

در لامپ های برقی مقدار قابل ملاحظه ای از توان گرفته شده به حرارت تبدیل می شود و مقداری از آن به تشعشع الکترومغناطیسی تبدیل میشود که طیف نسبتا وسیعی دارد و طول موجهای مختلف آن اثر نورانی گونا گونی دارند.

هر یک از طول موج های موجود در شار الکترومغناطیسی اثر نوررانی متفاوتی دارند. آزمایش ها نشان می دهند که تبدیل توان الکترومغناطیسی به شار نوری در طول موج 555 نانومتر به موثرترین صورت انجام می شود و هر وات توان الکترومغناطیسی در این طول موج 680 لومن شار نورانی تولید می کند.
بهره نوری (Luminous Efficiency) و بهره الکتریکی (Electrical Efficiency) لامپ:

اسلاید 18 :

بهره نوری و بهره الکتریکی لامپ:

نسبت شار نورانی به توان ورودی لامپ Pin (W) را بهره نوری می نامیم که بر حسب لومن بر وات است:
بهره الکتریکی لامپ را بصورت نسبت توان نوری خروجی بر حسب وات بر توان ورودی بر حسب وات تعریف میکنیم. ارزش تبدیل را 680 وات بر لومن در نظر میگیریم:

اسلاید 19 :

مثال: یک لامپ التهابی 150 واتی 1950 لومن نور تولید میکند. بهره نوری و بهره الکتریکی لامپ را حساب کنید.
بهره نوری و بهره الکتریکی لامپ:

اسلاید 20 :

مثال: در یک لامپ فرضی، توان الکتریکی ورودی 40 وات است که نیمی از آن به حرارت و نصف دیگر به نور مرئی در طول موج 0/51 میکرون تبدیل می شود. بهره نوری لامپ چقدر است؟

بهره نوری و بهره الکتریکی لامپ: