 |
uppnås anges alltid i dessa storheter och enheter.
Våra elektriska ljuskällor är så
konstruerade, att de omvandlar
elektrisk ström till strålning.
Sambandet mellan en ljuskällas
ljusutbyte, livslängd och den
elektriska effekten är således
mycket viktigt.
I likhet med andra tekniska
produkter är ljuskällorna stämplade
med viktiga upplysningar. Användaren
kan då hitta den rätta
typen med den rätta spänningen
och dessutom ha möjligheten
att välja rätt lampa för rätt
tillfälle.
Ljuskällorna är märkta med:
Glödlamporna med spänning
(i volt) och effekt (i watt), eller för
små lampor ström (i milliampere).
Lysrör och andra
urladdningslampor bara med effekt (i watt).
Sambandet mellan spänning, effekt
och ström kan beskrivas
med följande formler.
U = R
´ I och P = U ´ I
där U är spänningen i volt, I
strömmen i ampère, R resistansen
hos lampan i ohm och P effekten i
watt.
Vid växelströmkretsar som inte
har rent resistiv belastning, t ex
lysrörsarmaturer eller motorer,
kommer ytterligare en faktor in,
fasförskjutningsfaktorn cosj. Detta på grund av den fasförskjutning
som uppstår mellan spänning och
ström i en sådan
krets. Förhållandet blir då:
P = U
´ I ´ cosj
Ljustekniska storheter och enheter
De grundläggande storheterna och
enheterna inom ljus och
belysningstekniken är:
Storhets
Storhetssymbol
Enhet
.____________________________________________________________________
Ljusflöde
F (fi)
lm (lumen)
Ljusstyrka
I
cd (candela)
Belysningsstyrka
E
lx (lux)
Luminans
L
cd/m 2
Ljusutbyte
h (äta)
lm/W
Dessa används för att ange ljuskällornas
och armaturernas
ljusegenskaper, ljusfördelningar,
effektivitet etc. De är nödvändiga
för beräkning av ljusanläggningar
och de resultat som
uppnås anges alltid i dessa storheter och enheter.
Ljusflöde (F) - lm
- anges i
lumen (förkortas lm) och är det totala ljuset som strålar
ut från en ljuskälla. Ljusflödet
är dock inte lika i alla riktningar.
Ljusstyrka ( I) - cd
- anges i
candela (förkortas cd) och är ljuset från en ljuskälla i
en
bestämd riktning.
För att få ett "hum" om
hur mycket 1 candela är, kan nämnas att ett stearinljus med en diameter på 25
mm ger
en ljusstyrka på ca 1 cd.
En glödlampa ger inte samma
ljusstyrka i alla riktningar.
l
En 100
watt, 1000 timmars normallampa ger en ljusstyrka på
ca 120 cd i lampaxelns riktning och
ca 110 cd vinkelrätt mot lampaxeln.
l En reflektorlampa på 100 watt, med strålningsvinkel av
35°,
sänder tack vare reflektorn ut
allt ljus i nästan samma riktning
med en ljusstyrka på 1000 cd i
lampans längdriktning.
Belysningsstyrka (E) - lx
- anges i
lux (förkortas lx) och är ett mått på det ljusflöde som
träffar en yta.
Belysningsstyrkan - E - är förhållandet mellan det totala ljus-flödet
- F - som
träffar en yta, och ytans storlek - A.
E =
F/A
Exempel: När en yta - A - på 1 m ´ 1 m (=1 m 2 ) jämnt belyses
med ett ljusflöde på 1 lumen, så
kommer belysningsstyrkan att vara
E =
F/A = 1 lm / 1 m 2 = 1 lux
mot hela ytan. Detta sker
emellertid väldigt sällan, och det vi
därför får som resultat är den
genomsnittliga belysningsstyrkan.
Belysningsstyrkan är beroende av
avståndet
till ljuskällan och avtar med ökande
avstånd efter en bestämd lag. Om
vi
vill beräkna den belysningsstyrka - E -
som kan uppnås i en bestämd
punkt, kan
man göra detta genom att ta reda på
vilken
ljusstyrka - I - ljuskällan sänder ut i
riktning mot punkten. Sedan
divideras
ljusstyrkan
med avståndet - r - i kvadrat.
D v s :
E = I / r
2
Exempel: Belysningsstyrkan blir för
ljusstyrkan 1000 candela
på 1 m avstånd: E = I / r 2 = 1000/1 2 lm/m 2 = 1000 lux
på 2 m avstånd: E = I / r 2 = 1000/2 2 lm/m 2 = 250 lux
på 3 m avstånd: E = I / r 2 = 1000/3 2 lm/m 2 = 111 lux
Detta förhållande är grunden för
bl a beräkning av strålkastaranläggningar,
ljusanläggningar med stora upphängningshöjder,
spotlightanläggningar och
liknande.
Luminans (L) - cd/m 2
- anges i
candela per m 2 (cd/m
2 ), eller cm 2 (cd/cm 2 ), och är ett
mått för det ljusintryck ögat får
från en lysande yta; ’’upplevd
ljushet’’. Luminansen bestäms
som ljusstyrkan i förhållande till
den lysande ytans projektion
vinkelrätt mot synriktningen, med
andra ord ljusstyrkan i förhållande
till den storlek som ögat
uppfattar av den lysande ytan.
 |
En reflekterande ytas luminans är
beroende av det infallande
ljuset och ytans reflektionsförmåga
i synriktningen.
I samband med gatubelysningsanläggningar
är begreppet
mycket viktigt. En svart gatubeläggning
har en mycket dålig
reflektionsförmåga, därmed låg
luminans. I motsats till en ljus
gatubeläggning, som ger ett långt
bättre synförhållande, tack
vare hög luminans.
Goda reflektionsegenskaper gör
också att ljusinstallationen
kan vara mindre under sådana förhållanden.
I samband med bländningsfrågor
kommer luminansbegreppet
in som en viktig faktor. Är det
stora luminansskillnader i synfältet
kan detta skapa bländning och
irritation.
Tittar vi in i en strålkastare om
natten, kan den blända mycket
starkt i motsats till om samma strålkastare
betraktas en solig
dag. Strålkastaren har ju både
natt och dag samma luminans.
På natten är dock
omgivningsluminansen mycket låg. Därmed
blir kontrasten stor och bländningen hög. På
dagen kan
omgivningsluminansen i stort sett
vara lika stor som strålkastarens.
Därmed blir kontrasten liten och
bländningen obefintlig.
Ljusutbyte (h) - lm/W
- anges i
lumen per watt (förkortas lm/W) och är ett mått för en
ljuskällas effektivitet eller
verkningsgrad. Ljusutbytet ger besked
om hur mycket ljusflöde en ljuskälla
ger i förhållande till
förbrukad elektrisk effekt.
h
= F/P
Ju högre ljusutbyte, desto
effektivare är som regel ljuskällan. I
samband med detta förhållande måste
dock ljuskällans livslängd
tas med i beräkningen.
Några exempel:
Ljus-
Ljus-
Livs-
Typ
Effekt
flöde lm
utbyte lm/W längd h
Glödlampa
60 Watt
730
12,1
1000
100 Watt
1380
13,8
1000
Lågvolthalogen
20 Watt
350
17,5
2000
Lågenergilampa
11 Watt
600
54,5
8000
Lysrör
36 Watt
3450
95,8
12000
Kvicksilverlampa
80 Watt
4000
50
15000
|
|
