Világítástechnika Schanda János és Csuti Péter
Bevezetés Tudnivalók a félévről: -A félév vizsgával zárul: -Vizsgára bocsátás feltételei: --évközi házi feladat --hallgatói mérések -Tananyag: előadások, ajánlott irodalom --VTT ankétokon részvétel
Az Internet veszélyei A képet Szelle György találta 2008.09.10-én
Miért foglalkozunk a világítással? Az emberiség története a világossággal kezdődött és a világítással folytatódik. Pillitz Dezső Információ 90%-a szemünkön keresztül érkezik
Mivel foglalkozik a világítástechnika? A világítástechnika az elvi alapokkal és műszaki gyakorlattal foglalkozó tudomány. A fénytechnika az általánosabb fogalom, az optikai sugárzás keltésével és alkalmazásával foglalkozó tudomány.
A világítástechnika interdiszciplináris tudomány Metrológia Mérnöki tudományok Kémia, Fizika, Matematika Világítástechnika Biológia Építészet Orvos- tudomány
Felosztás Elméleti alapok, alapfogalmak Ha a szavak használata nem helyes, a fogalmak értelmezése zavaros, nem lehet szabatosan cselekedni. Konfucius
számítási alapok programok Felosztás Elméleti alapok, alapfogalmak számítási alapok programok fénykeltés fényforrások (működtető szerelvények) lámpatestek
Működtetés, szabályozások Mérések Vizuális észlelés Vizuális komfort
Őstörténet Tűz Fokla (világító szilánk, izzófahasáb) Fáklya (éghető folyadékkal átitatott anyag) Mécses (éghető folyadék edényben) Gyertya (viasz, faggyú, stb.) Gázláng (XIX. sz.) Villamos ívlámpa (1800 évek közepe)
Villamos izzólámpa (1879.október 19-21.) Menlopark Forrás:http://www.hpo.hu/Magyar Szabadalmi Hivatal:Magyar feltalálók és szabadalmaik
Edison sikeréhez kellett a XIX sz. műszaki fejlődése Fontosabb időpontok: 1800 Alessandro Volta (1745 ~ 1827) 1800 Brassai-Jedlik 1823 Kölcsey Himnusz, Bólyai János, Reformkor 1827 Georg Simon Ohm (1789 ~ 1854) 1831 Michael Faraday (1791 ~ 1867) 1840 Jedlik vonalzó gép-optikai rács 162 rés/mm 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824 ~ 1887) 1854 Heinrich Goebel Bach korszak 1861 Jedlik Ányos unipoláris dinamó 1867 Siemens és – Wheatstone Kiegyezés
A villamos világítás történetéből 1879 Menlopark 1878 Ganz villamos műhely Zipernowsky Károly (1853-1942) Forrás:http://www.hpo.hu/Magyar Szabadalmi Hivatal: Magyar feltalálók és szabadalmaik
A villamos világítás történetéből 1879 Menlopark 1878 Ganz villamos műhely 1879 Mechwart-Zipernowsky díszvilágítás Kálvin tér - Szeged 1881 Párizs 1882 Európában Siemens 1882 Nemzeti színház 1883 Trónörökös pár látogatása 1883 Bécsi világkiállítás 1884. Aug 16. Keleti p.u.
Keleti anno
1905/1913 Volframszálas izzó (Juszt – Hanaman) 1891 Philips 1896 Egyesült Izzó 1884. Nov. Temesvár 1905/1913 Volframszálas izzó (Juszt – Hanaman) 1920 Fénycső, kisnyomású nátriumlámpa 1930 nagynyomású kisülőlámpák 1934 Bródy kriptonlámpa 1946 Bay Zoltán hold-radar
Bay Zoltán Forrás:http://www.hpo.hu/Magyar Szabadalmi Hivatal:Magyar feltalálók és szabadalmaik
1950 halogén izzó 1970 kompakt fénycső 1992 Indukciós lámpa 1990-s évek vége LED 2000 után ? 2009.09.01-től nincs 100 W izzó
Miért foglalkozunk világítástechnikával? Az információ 80 - 90 %-a szemünkön keresztül érkezik Több tudomány határterülete és ezért érdekes Sok még a kutatható terület, fejlődik LED technológia Biológiai ritmus és fény Láthatóság és káprázás stb.
Sugárzástechnikai – fénytechnikai alapok Alapfogalmak I. Sugárzástechnikai – fénytechnikai alapok
Mi a fény? A fény: - hatás szerint a közvetlenül látás érzetet keltő sugárzás, az emberi szem érzékenysége szerint súlyozva - fizikai szempontból elektromágneses hullám, helyesebben látható optikai sugárzás - világítástechnikában csak az emberi szem által érzékelt sugárzás. UV-fény, infrafény nem használatos
Elektromágneses sugárzás
Hogyan kelthető fény? A fény kibocsátása és anyagi részecskékkel történő kölcsönhatása meghatározott energiájú adagokban, kvantumokban valósul meg. Ezeket a fénykvantumokat nevezzük fotonoknak. E=h , h=6,626 10-34 Js
Hőmérsékleti sugárzás Üreg-, fekete-, vagy Planck-sugárzó Rayleigh, Wien, Planck (1900)formula ahol:
Planck törvény (1900) A fekete sugárzó spektrális sugársűrűségét adja meg. ahol:- hullámhossz légüres térben T- hőmérséklet K c1=2hc02 h: Plank állandó (6,626 10-34Js) c0- fénysebesség vákuumban (299792458 m/s) : Boltzmann állandó: 1,38 10-23 JK-1
Fekete test vázlata
Sugárzási törvények Stefan – Boltzmann tv. Me felületi teljesítmény, Stefan-Boltzmann állandó értéke:5,67 10-8 W.m-2 .K-4 Wien féle eltolódási tv λT= állandó
kvantum: e0 h, vagy e0 hc/ Stefan-Boltzmann törvény
Planck eloszlások
Sugárzás- technikai alapok
Láthatósági függvény, vagy spektrális fényhatásfok , nm V() 380 0,000.001 400 0,000 4 420 0,004 450 0,038 480 0,139 500 0,323 550 0,995 555 1,0 560 0,995 620 0,381 640 0,175 660 0.061 700 0,004 780 0,000.015 Emberi szem érzékenységi görbéje
Láthatósági függvények , nm V’() 380 0,000.589 480 0,793 505 1,0 660 0.000.312.9 780 0,000.000.139 V’(): láthatósági függvény sötétben látáshoz, szkotopos látás
Mi a fény? A fény az optikai sugárzásnak az emberi szem által érzékelt része, vizuális teljesítmény
pszicho-fizikai mértékrendszer Fényáram: Km= 683 lm/W
Belsőtéri látási feladat Munkavégzéshez a szabványos fotometriai rendszer megfelelő leírást biztosít
Káprázás figyelembevétele Képernyős munkahelyen Ablak kápráztató hatása Általános mesterséges világítás Szomszédos munkahely helyi világítása Gépkocsi vezetés során fellépő hatások A káprázás színképi érzékenysége
Általános világítás kápráztató hatása
Képernyős munkahely optimális fénysűrűség (cd/m2) viszonyai
Két munkahelyes szoba elrendezés
Látás az úton 2°-os foveális nézéskor V(l) érvényes periferiális nézéshez V10(l) -t kell definiálni + pálcika közreműködés
Az útjelző tábla olvasása Táblát foveálisan látjuk, V(l) érvényes Akadályt parafoveá-lisan látjuk: V10(l) + pálcika látás
A reakcióidő változása a fénysűrűséggel különböző fényforrások esetén