Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng: Chương 1.1 - ThS. Nguyễn Cao Trí

Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng: Chương 1 Các đại lượng ánh sáng cơ bản và đơn vị, cung cấp cho người học những kiến thức như: Định luật Lambert; Các nguồn phát sáng đều. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

ThS Nguyễn Cao Trí

Chương 1: CÁC ĐẠI LƯỢNG ÁNH SÁNG CƠ BẢN

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

ThS Nguyễn Cao Trí

Các đại lượng ánh sáng cơ bản và đơn vị

Chương 1

Các loại nguồn sáng

Chương 2

Các loại thiết bị chiếu sáng (TBCS)

Chương 3

Chiếu sáng nội thất

Chương 4

Chiếu sáng đường phố

Chương 5

Tính toán phụ tải chiếu sáng.

Chương 6

NỘI DUNG

là bức xạ điện từ, tuân theo định luật sóng và hạt mà mắt người có thể cảm nhận được một cách trực tiếp (λ= 380÷780nm) Nó có vận tốc truyền trong chân không là 3.108m/s.

Ánh sáng:

Quang thông: là tổng lượng ánh sáng phát ra theo mọi

hướng của một nguồn sáng.

Ký hiệu: Φ Đơn vị: Lumen (lm)

Trang 2

Quang hiệu: tỷ số quang thông do nguồn sáng phát ra và

công suất điện mà nguồn sáng tiêu thụ.

Đèn có quang hiệu cao là đèn cho quang thông lớn mà tiêu thụ năng lượng điện ít.

P

Ký hiệu: H

Đơn vị: lm/W

Hiệu suất phát sáng của một số loại bóng đèn :

•Bóng đèn sợi đốt: 10 – 15 lm/W tuỳ công suất

•Bóng đèn compact: 45-60 lm/W

•Bóng đèn huỳnh quang T10: 50-55 lm/W

Cường độ ánh sáng: là mật độ phân bố quang thông của

nguồn sáng về một hướng nhất định

dΩ

Ω

Φ

 I

Ω

Φ

d lim

I

0 d OA





Ký hiệu: I Đơn vị: candela (cd)

Cường độ ánh sáng: mật độ phân bố quang thông của nguồn

sáng về một hướng nhất định.

dΩ dΦ

Iα

Ω

Φ

Ω α

d

d lim

I

0

d 



α

α = 0

Ω

Φ

α

d

I 

Ký hiệu: I Đơn vị: candela (cd)

A

5

6

7

8

Trang 3

) ( 4 4

2 2

R

R R

S







) Sr ( Steradian ,

R

S

2

 Ω

Góc khối có giá trị lớn nhất lớn nhất là:

Góc khối:

Độ rọi: là mật độ quang thông trên bề mặt chiếu sáng có

diện tích S

dS

d

dΦ

dS

Ký hiệu: E

Đơn vị: lux (lx)

1 lx = 1 lm/m 2

Độ rọi: Nếu nguồn sáng là nguồn sáng điểm, độ rọi tại một

điểm được xác định:

2

D

cos I dS

d I dS

d



dΦ

θ dS

n 

α

Độ rọi: Nếu nguồn sáng là nguồn sáng điểm, độ rọi tại một

điểm được xác định:

2

D

cos I dS

d I dS

d



Iα

θ dS

n  α

A

α = 0

Trang 4

Độ chói nhỏ nhất để mắt người nhìn thấy

10-5cd/m2

Bắt đầu gây lóa mắt

ở 5000 cd/m2

α α

Ω

α

cos dS

dI cos

dSd

d L

2



Khi α = 0, thì:

Huy độ:

α

dS dI

Là mật độ phân bố I trên bề mặt theo một phương cho trước

2

R

I dS

I L

π



13

14

15

16

Trang 5

Độ trưng: Độ trưng là quang thông phát ra trên một đơn

vị diện tích phát sáng.

dS

d

dS

dΦ

Nhiệt độ màu:

Nhiệt độ màu của nguồn sáng tính theo độ Kelvin diễn tả màu của các nguồn sáng so với màu của vật đen tuyệt đối được nung nóng từ 2000K đến 10000K Nhiệt độ này không liên quan gì đến nhiệt độ thực của nguồn sáng

Nhiệt độ màu,

0 K

7000 6000 5000 4000 3000 2000

50 100 200 300 400 500 1000 1500 2000

Độ rọi, lx

Vùng môi trường sáng tiện nghi

Chỉ số thể hiện màu:

Chất lượng của ánh sáng thể hiện ở chất lượng nhìn màu, nghĩa là khả năng phân biệt chính xác các màu sắc trong ánh sáng đó

Cho biết mức độ phản ánh trung thực màu sắc của các đối tượng được chiếu sáng.

•IRC = 66 : Chất lượng kém

•IRC  85 : Chất lượng trung bình

•IRC  95 : Chất lượng ánh sáng cao

Trang 6

Chỉ số thể hiện màu:

• Ra < 50: Các màu bị biến đổi hoàn toàn

• Ra < 70: Sử dụng trong công nghiệp khi sự thể hiên màu thứ

yếu

• 70 < Ra < 80: Sử dụng thông thường, nơi mà sự thể hiện màu

không quan trọng

• Ra > 85: Sử dụng trong nhà hay các ứng dụng công nghiệp đặc

biệt

Định luật Lambert

Xét bề mặt có hệ số phản xạ

khuếch tán ρ và độ chói L

Rsinα

α LS

R.dα

LScosα

dα

L

ρ 

L

Các nguồn phát sáng đều

Nguồn phát sáng hình cầu:

4

D L I

2

π



2 2 2

D L 4

D L 4 I

α

L: Huy độ D: Đường kính

I0

I I

I  0 

21

22

23

24

Trang 7

Một nguồn sáng có dạng hình cầu, quang thông

Φ = 1350 lm Xác định huy độ nguồn sáng khi

đường kính D = 10 cm.

Nguồn phát sáng hình đĩa:

4

D L

I

2

0

π



2

D L 4

D L 2 I

2

2 2 2 0

phía

2

π π

Iα

α

α I cos

I  0

I0

α

L: Huy độ D: Đường kính

0

2

/

0

phía

1  2  I cos  sin  d    I



Nguồn phát sáng hình trụ:

LDh

I90 

LDh

I90 2

2

α

α I sin

I  90

I90

Iα

α 90

2 0

2 90 tru 2 π I sin α d α π I Φ

π



h

D

L: Huy độ D: Đường kính h: Độ cao

I0

Nguồn phát sáng hình trụ:

LDh

I90 

LDh

I90 2

2

α

α I sin

I  90

I90

α = 0

Iα α

90 2 0

2 90 tru 2 π I sin α d α π I Φ

π



h

D

L: Huy độ D: Đường kính h: Chiều dài

Trang 8

Nguồn phát sáng hình trụ phát sáng cả bề mặt xung

quanh và 2 đáy



2

l

I I l

I

EA  xq đia

đ

xq I

I

I    

I90

α = 0

Iα

α

đia xq

đ xq

tru    2  2I90  2  I0



h

D





cos cos 2

2

l

I l

I E E

Ađđi Axq

A point light source has an intensity of 1,000 candela and the

light falls perpendicularly on a surface Calculate the

illuminance on the surface if its distance from the surface is:

(i) two metres,

(ii) four metres and

(iii) six metres

D

A

Một nguồn sáng điểm có cường độ 1.000 candela và ánh sáng rơi vuông góc trên một bề mặt Tính độ rọi trên bề mặt nếu khoảng cách của nó với bề mặt là: (i) hai mét, (ii) bốn mét và (iii) sáu mét

A point light source has an intensity of 1,000 candela and the light falls perpendicularly on a surface Calculate the illuminance on the surface if its distance from the surface is:

(i) two metres, (ii) four metres and (iii) six metres

D

A

A point light source has an intensity of 2,000 candela in all directions and is mounted 4 metres above a surface Calculate the illuminance on the surface directly underneath (EA) and at

a distance of 3 metres to the side (EB)

B

4m

3m

A

α

I0

Iα

29

30

31

32

Trang 9

I = 1500 (cd)

Tính: EAngang, EAđứng, EBngang, EBđứng?

B 3m

5m A

α

Iα

A point light source has an intensity of 2,000 candela in all directions

and is mounted 4 metres above a surface Calculate the illuminance on

the surface directly underneath (Ea) and at a distance of 3 metres to the

side (Eb)

) lx ( 125 4

2000 D

cos I

Ea  α 2 θ  2 

) lx ( 64 5

5

4 x 2000

D

cos I

Eb  α 2 θ  2 

B 4m

3m

A

5m

α

) ( 48 5

5

3 2000 cos

2

x D

I

2 a

x

I

E 

2 2

b

y y

x I y

cos I

E  θ 

Nhân tử và mẫu với x2/y2ta được:

θ

a 2

3 2

3

x

cos I x y

x I















A 500 watt Tungsten Halogen lamp has an efficacy of 20 lumens per watt Calculate its mean spherical intensity

Trang 10

Một nguồn sáng có dạng hình cầu, quang thông

Φ = 1350 lm Xác định huy độ nguồn sáng khi

đường kính D = 10 cm.

Một đèn chiếu sáng dạng hình cầu, có cường độ sáng phân bố đều I =

2000cd Đèn được lắp đặt cách mặt đất 6m Tìm độ rọi ngang và độ

rọi đứng tại các vị trí : O, A, B

15m

4,5m

B

1,5m

Một đèn huỳnh quang có quang thông 1640lm Kích thước phần sáng đèn: Đường kính D = 2,5cm, dài h = 88cm Đèn phát sáng đều Cho

H = 3m, a = b = 2m (ABCD là hình vuông, OH  (ABCD))

a Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm A

b Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm C

c Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm D

A

B C

D H

a

b

Một nguồn sáng cầu có quang thông 3200lm Kích thước phần sáng đèn: Đường kính D = 10cm Cho H = 3m, a =2m, b = 3m (ABCD là hình chữ nhật, OH  (ABCD))

b Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm B

c Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm C

d Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm D

A

B C

D H

a

b

H

B C

a b

37

38

39

40

Trang 11

đèn: Đường kính D = 10cm Cho H = 3m, a =2m, b = 3m

(ABCD là hình chữ nhật, OH  (ABCD))

a Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm A.

c Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm C.

d Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm D.

H

B C

a b

A’

B’

C’

O

Một đèn huỳnh quang có quang thông 1640lm Kích thước phần sáng

đèn: Đường kính D = 2,5cm, dài h = 88cm Đèn phát sáng đều Cho

H = 4m, a =2m; b = 3m

c Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm D, B

A

B C

D H

a b

H

B C

a

b

Một đèn huỳnh quang có quang thông 1640lm Kích thước phần sáng đèn: Đường kính D = 2,5cm, dài h = 88cm Đèn phát sáng chỉ bề mặt xung quanh Cho H = 4m, a =3m; b = 3m

c Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm D, B

A

B C

D H

a b

H

B C

a b

Một đèn huỳnh quang có quang thông 2900lm Kích thước phần sáng đèn: Đường kính D = 2,5cm, dài h = 120cm Đèn phát sáng đều chỉ

bề mặt xung quanh Cho H = 3m, a = b = 2m

a Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm A, C, D

b Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm B (mp chứa BA)

H

C a

O

2

3m

B C

2m 2m

A’

17 13

B’

C’ αB

Trang 12

Một đèn huỳnh quang có quang thông 2900lm Kích thước phần sáng

đèn: Đường kính D = 2,5cm, dài h = 120cm Đèn phát sáng đều chỉ

bề mặt xung quanh Cho H = 3m, a = b = 2m

Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm A, B, C, D

3m

B C

2m

O

2

A’

17 13

B’

C’ αB

3m

B C

2m 2m

O

A’

17 13

B’

C’ αB

2 2

Một đèn huỳnh quang có quang thông

1640lm Kích thước phần sáng đèn:

Đường kính D = 2,5cm, dài h = 88cm

Đèn phát sáng đều Cho H = 3m, a = b =

2m

a Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại

điểm A.

b Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại

điểm C.

c Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại

điểm B.

A

B C

D H

a

b

αB β

α = 0

l

l B

A’

C D

H

a b

αC β

α = 0

l

l C

D

C

a b

αC O

O

B’

αC

C D

B’

C’

D’

O

θđứng

θngang

a

b

2 sin 2

90

90 C doc

ngang I I I I











Một nguồn sáng hình trụ có huy độ 5000cd/m 2 Kích thước phần

sáng đèn: Đường kính D = 0,3m, dài h = 0,6m Đèn phát sáng đều chỉ bề mặt xung quanh Cho H = 4m, a = 3m, b = 3m

B

C D

A

H

a b

H

C D

a b

2 sin 2

90

90 C doc

ngang I I I I









 45

46

47

48

Trang 13

Một nguồn sáng hình trụ có huy độ 5000cd/m 2 Kích thước phần

sáng đèn: Đường kính D = 0,3m, dài h = 0,6m Đèn phát sáng đều

chỉ bề mặt xung quanh Cho H = 4m, a = 5m, b = 3m

B

C D

A

H

a b

H

C D

a

b

2 sin 2

90

90 C doc

ngang I I I

I

C











Một nguồn sáng hình trụ chỉ phát sáng bề mặt xung quanh có kích

thước D = 5cm và l = 30cm, độ trưng M = 850lm/cm2 Trục đèn

nằm nghiêng 45oso với phương ngang H = 3m, a = 4m

a Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại A, B

b Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại A trong trường hợp nguồn phát sáng đều cả bề mặt xung quanh và 2 đáy.

B

H

a A

45 o C

Một nguồn sáng hình đĩa có quang thông 1640lm Đường kính đèn

D = 10cm Đèn phát sáng 1 phía Cho H = 3m, a = b = 2m

d Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm C (mp chứa BC).

B

C D

A H

a

b

H

C D

a b

D = 10cm Đèn phát sáng 1 phía Cho H = 3m, a = b = 2m

d Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm C

H

D

B' C’

D’

O

θđứng

θngang b

θđứng

Trang 14

D = 10cm Đèn phát sáng 1 phía Cho H = 3m, a =3; b = 4m

d Xác định độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm C

H

C D

a

b

C D

E C’

D’

O

θđứng

θngang

b

a

Một nguồn sáng dạng đĩa phát sáng đều có đường kính D = 6cm,

độ trưng M = 555lm/cm2 Chiều cao H = 3m, khoảng cách a =

5m Xác định:

a Độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm A

b Độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm B

B

H a A

l

α

Một nguồn sáng dạng đĩa phát sáng đều có bán kính R = 15cm, huy độ của mặt đèn L = 40.000 cd/m2 Chiều cao H = 2m, khoảng cách a = 3m Xác định:

a Cường độ sáng theo hướng Iα

b Độ rọi ngang và độ rọi đứng tại điểm A, B

B H

a A

Iα α

I0

Một bóng đèn dạng hình cầu, có quang thông 1380 lm, đặt cách mặt bàn một khoảng H = 1,3m Một cuốn sách được đặt tại B

a Để có độ rọi 50 lx cuốn sách phải đặt cách A một khoảng bao nhiêu

b Tìm huy độ nếu hệ số phản xạ của cuốn sách ρ = 0,7

B

H a A

l

α

53

54

55

56

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	0,99 MB