Споживачі електричної енергії

Споживачі електроенергії

(Лекції для студентів 4 курсу денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603„Електротехнічні системи електроспоживання)

 

 

Харків – ХНАМГ – 2006

Споживачі електроенергії (Лекції для студентів 4 курсу денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603 „Електротехнічні системи електроспоживання). Укл. О.В.Саприка, Ю.П.Кравченко. – Харків: ХНАМГ, 2006. – 74 с.

 

 

Укладачі: О.В.Саприка,

Ю.П.Кравченко

 

 

Рецензент: д.т.н., проф. В.Ф.Рой

 

Рекомендовано кафедрою електропостачання міст,

протокол № 6 від 9.12.05 р.

ЗМІСТ

Вступ.. 4

Споживачі електричної енергії 5

Приймачі електричної енергії 13

Електричні машини.. 16

Електрична технологія. 22

Електрозварювальні установки. 33

Гальванічні установки. 34

Електротранспорт. 34

Електричне освітлення. 40

Параметри джерел світла. 41

Джерела світла. 42

Первинне і повторне запалювання лампи. 50

Пускорегулююча апаратура (ПРА) 53

Освітлювальні мережі. 57

Контрольні ЗАПитання. 62

Контрольні завдання. 64

Список ЛІТЕРАТУРИ.. 67

Додатки.. 68

Вступ

Електроенергетика є базовою галуззю економіки України. Надійне й ефективне її функціонування, безперебійне постачання споживачів - основа поступального розвитку економіки країни і невід'ємний фактор забезпечення цивілізованих умов життя всіх її громадян.

Електроенергетичний потенціал України повністю покриває
потреби народного господарства і населення країни, а також експорт
електроенергії. Виробництво електроенергії є високотехнологічним, цілком автоматизованим процесом, при якому в електроенергетичній системі України синхронно працюють сотні потужних генераторів електричних станцій. Вироблювана ними електроенергія безупинно перетворюється на напруги різних рівнів, необхідних для передачі, розподілу і споживання. Розподільні системи перетворення та передачі електроенергії (трансформаторні підстанції і лінії електропередачі) за потужністю в кілька разів перевищують сумарну потужність генеруючих джерел, і також працюють строго погоджено за багатьма електричними параметрами.

Характерною рисою електроенергетики, що визначає специфіку її роботи, є нерозривність процесу виробництва, передачі й споживання електроенергії, оскільки вона використовується безпосередньо в момент її вироблення і не може бути складована як інші енергоносії.

Безперервність процесу електропостачання споживачів забезпечується тільки при постійному балансі вироблюваної і споживаної електроенергії і потужності, що безупинно міняється (за часом доби, днем тижня, сезоном). Від ступеня збалансованості вироблюваної і споживаної електроенергії і потужності залежить частота електричного струму, що є однаковою для всієї України. При нестачу палива або генеруючих потужностей, щоб уникнути розвалу роботи енергетичної системи України і припинення електропостачання споживачів використовують змушене відключення надлишкової частини споживачів електричної енергії і потужності для того, щоб зберегти стійкість роботи енергосистеми. Забезпечення безперервного електропостачання споживачів особливо важливо, оскільки збиток (економічний, соціальний, оборонний) від порушення електропостачання в десятки разів перевищує втрати від руйнування пошкодженого устаткування.

Електричні машини

Усе різноманіття електрифікованого устаткування загального застосування можна розділити на машини-двигуни, машини-знаряддя і транспортні машини. Машини-двигуни – це установки, що перетворюють електричну енергію в механічну роботу. Машини-знаряддя – це машини, що використовують механічну роботу машин-двигунів для виконання технологічних операцій. Транспортні машини служать для переміщення різних вантажів.

Усі машини використовують електричні двигуни змінного або постійного струму, що розрізняються за потужністю, швидкістю, характером руху, конструктивним виконанням, способом охолодження і захисту від впливу навколишнього середовища, статичними і динамічними характеристиками і т.н. Електричні двигуни змінного струму є асинхронними і синхронними.

Асинхронним називають двигун змінного струму, в якого швидкість обертання ротора залежить від навантаження. Магнітне поле в асинхронному двигуні створюється змінним струмом обмоток статора і ротора. Швидкість обертання ротора відрізняється від швидкості обертання поля. Асинхронні двигуни за конструктивними ознаками підрозділяються на безколекторні й колекторні. Найбільше поширення як двигуни одержали безколекторні асинхронні двигуни. Основним типом такого двигуна є трифазний двигун двох конструкцій – двигун з короткозамкнутим ротором і двигун з фазною обмоткою ротора. Асинхронні двигуни з фазним ротором мають на роторі обмотку, аналогічну статорній.

Двигун змінного струму, ротор якого обертається з частотою, рівною частоті обертового магнітного поля, що створений обмоткою статора, ввімкненою в електричну мережу, називають синхронним двигуном. Синхронні двигуни випускають з двома модифікаціями роторів. При частоті обертання до 1500 об/хв застосовують явнополюсні ротори, при великих частотах обертання - неявнополюсні.

При підключенні двигунів до живильної мережі, коли потужність двигуна порівнянна з потужністю живильного трансформатора, виникає необхідність в обмеженні пускового струму двигуна, щоб кидки струму не впливали на роботу інших споживачів, заживлених від даного трансформатора. Для цього розраховують і послідовно з двигуном установлюють струмообмежуючий реактор.

У довідниках вказується потужність двигуна, яку можна одержати на валу ротора двигуна, або корисна потужність. Активна потужність двигуна при номінальному навантаженні, споживана з мережі, буде більша за величиною і визначається як

 

 

.

 

Реактивна потужність двигуна

 

.

 

Повна потужність двигуна

.

 

Повний струм, споживаний двигуном з мережі,

 

.

 

Активна складового струму

 

.

 

Реактивна складового струму:

 

.

 

Пусковий струм двигуна в 5-7 разів перевищує значення номінального струму

 

.

 

Індуктивний опір двигуна в пусковому режимі

 

.

 

Індуктивний опір струмообмежуючого реактора

 

,

де - реактивний опір вторинної обмотки трансформатора,

- номінальний струм вторинної обмотки трансформатора.

При розрахунку опору струмообмежуючого реактора використано номінальний струм вторинної обмотки трансформатора , але трансформатор при нормальній роботі має інший струм залежно від коефіцієнта навантаження.

 

 

Машини постійного струму виконують з незалежним збудженням або самозбудженням. Незалежне збудження в більшості випадків електромагнітне, тобто на полюсах є обмотка збудження, по якій проходить постійний струм від стороннього джерела. У машинах із самозбудженням струм для обмотки збудження надходить з якоря. Можливі три варіанти з’єднання обмотки збудження з обмоткою якоря: рівнобіжне, послідовне, змішане. Тому розрізняють машини постійного струму рівнобіжного, послідовного і змішаного збудження. В останньому випадку в машині є дві обмотки збудження. Можливе також комбіноване збудження - незалежне з рівнобіжним, незалежне з послідовним і т.і.

Розглянемо як відбувається перетворення електричної енергії в механічну роботу.

На провідник, розташований у магнітному полі, при протіканні струму діє сила, напрямок якої визначається за правилом лівої руки, а величина сили за законом Ампера:

 

,

де - індукція;

- довжина провідника;

- сила струму.

Під дією сили провідник рухається і виконує роботу

 

.

 

Якщо провідник виконати у формі рамки, з’явиться обертаючий момент

 

,

 

який поверне рамку в положення, коли площа рамки буде перпендикулярна до силових ліній магнітного поля, . При обертанні буде виконана робота

 

,

 

де - кутова швидкість рамки;

- час.

Якщо в магнітне поле помістити декілька рамок, з’єднаних послідовно, то кожна буде прагнути повернутися перпендикулярно до силових ліній магнітного поля. Повертаючись, рамки перетинають силові лінії і за законом Фарадея ЕРС , - лінійна швидкість рамки. Відбувається перетворення електричної енергії зовнішнього джерела за законом Ампера в механічну, яка одночасно, за законом Фарадея, перетворюється в електричну. Цей процес можна подати у вигляді

 

,

 

де - сила; – момент обертання; і – лінійна і кутова швидкості; і – довжина і радіус рамки.

Сукупність рамок, з’єднаних послідовно, називають обмоткою якоря. ЕРС якоря спрямована за правилом Ленца в протилежному напрямку, тобто зустрічно. Рівняння електричної рівноваги обмотки якоря за законом Кіргофа з урахуванням електричного опору якоря має вигляд

 

.

 

Помножимо на струм якоря й одержимо рівняння балансу потужності двигуна

 

.

 

Ліва частина – потужність, підведена від зовнішнього джерела, права - це складові енергії, що підводитьсяі перетворюється в тепло та механічну роботу обертання.

При живленні від тиристорного перетворювача напруга і струм

 

 

де – постійна складова; - амплітуда гармоніки; - порядковий номер гармоніки; – кількість імпульсів за період напруги мережі; – кутова частота; і - кути зсуву.

Для гармонійних складових струму обмотка якоря представляє індуктивний опір:

 

,

 

де - індуктивність якоря.

Діюче значення струму і напруги

 

 

Рівняння електричної рівноваги

 

.

 

Помножимо на струм з урахуванням, що гармонійні складові не беруть участь в утворенні обертаючого моменту, а постійна складова не створює спадання напруги на індуктивності обмотки якоря. Одержимо баланс

 

.

 

Ліва частина - це повна потужність , споживана двигуном від перетворювача. Перші два члени правої частини складають відповідно теплову і механічну потужності, а сума – це активна потужність двигуна . Третя частина - це реактивна потужність , що визначається як .

Для знаходження коефіцієнта потужності двигуна вважаємо, що активна потужність в основному визначається постійною складовою струму

 

,

 

тому що

 

.

 

Тоді коефіцієнт потужності

 

.

 

Коефіцієнт потужності можна визначити методом двох амперметрів, який полягає у вимірі окремо постійної складової струму магнітоелектричним амперметром і вимір діючого значення струму з урахуванням гармонійних складових електромагнітним амперметром з подальшим розподілом.

З рівняння балансу виходить, що нагрів двигуна при живленні від тиристорного перетворювача збільшується на величину

 

.

 

На цю ж величину зменшується і ККД.

 

,

- номінальний ККД при живленні від акумулятора.

Зменшення ККД пояснюється тим, що обертаючий момент створюється тільки постійною складовою струму, а нагрів – постійною і гармонійною складовими. Тому механічна потужність двигуна повинна бути зменшена на величину коефіцієнта використання .

Відношення визначає коефіцієнт потужності двигуна, зменшення ККД і коефіцієнт використання двигуна за механічною потужністю.

 

Електрична технологія

Електротехнологічні процеси широко застосовуються в промисловості й підрозділяються на:

1) електротермічні процеси, в яких використовується перетворення електричної енергії в теплову для нагрівання матеріалів і виробів з метою зміни їхніх властивостей або форми, а також для їхнього плавлення і випару;

2) електрозварювальні процеси, в яких одержувана з електричної енергії теплова енергія використовується для нагрівання тіл з метою здійснення нероз’ємного з’єднання із забезпеченням безпосередньої суцільності в місці зварювання;

3) електрохімічні методи обробки й одержання матеріалів, при яких за допомогою електричної енергії здійснюється розкладання хімічних сполук і їхній розподіл шляхом переміщення заряджених часток (іонів) у рідкому середовищі під дією електричного поля (електроліз, гальванотехніка, анодна електрохімічна обробка);

4) електрофізичні методи обробки, при яких для впливу на матеріали використовується перетворення електричної енергії як у механічну, так і в теплову (електроерозійна, ультразвукова, магнітоімпульсна, електровибухова);

5) аерозольна технологія, при якій енергія електричного поля використовується для надання електричного заряду зваженим у газовому потоці дрібним часткам речовини з метою переміщення їх під дією поля в потрібному напрямку.

Термін „електротехнологічні установки й устаткування” включає агрегати, в яких здійснюються електротехнологічні процеси, а також допоміжні електротехнологічні апарати і прилади. До них відносяться: електричні печі й електричні нагрівальні установки, електрозварювальні установки усіх видів, установки для розмірної електрофізичної і електрохімічної обробки металів і установки електроаерозольної технології, а також джерела живлення, пристрої захисту, керування та ін.

Різноманіття електропечей класифікувати за технологічним призначенням неможливо, тому що для того самого процесу можна використовувати кілька різних типів електротермічного устаткування. За цією ознакою довелося б обмежитися розподілом електропечей на плавильні й термічні. Класифікація електропечей проведена за принциповою ознакою – за способом перетворення електричної енергії в теплову (табл. 1).

Електропечі опору за способом перетворення електричної енергії в теплову розділяються на печі непрямої дії й установки прямого нагрівання. За технологічним призначенням печі непрямого нагрівання можна розділити на три групи: термічні, плавильні й сушильні печі. Печі непрямого нагрівання розділяються за температурним режимом на низько- (температурна границя лежить у межах 600-650°С і процеси теплообміну йдуть з переважною роллю конвекції), середньо- (1200-1250°С) і високотемпературні печі (вище 1250°С). Тепло передається за рахунок теплопровідності тіла, що нагрівається. Потужність випромінювання залежить від ступеня чорності і різниці температур нагрівача і тіла, від площі випромінювання і конструкції нагрівача та печі.

 

Таблиця 1-

Гальванічні установки

Процес електрохімічного покриття металом іншого металу з метою підвищення зносостійкості виробу і додання йому декоративного вигляду називають гальваностегією.

Робота електричної енергії полягає у переміщенні іонів речовини на катод з наступною їх нейтралізацією в молекули речовини. Кількість речовини, виділеної на катоді, визначають за законом Фарадея:

, г

де – електрохімічний еквівалент речовини;

– сила струму в А,

– час електролізу за годину.

Для живлення установок застосовуються електромашинні агрегати і напівпровідникові випрямлювачі. ККД агрегатів складається з ККД двигуна і генератора , а ККД напівпровідникового випрямлювача - з ККД трансформатора і випрямлювача .

 

Електротранспорт

 

Для електрифікації транспорту застосовують постійний (випрямлений) струм напругою 275, 600, 1650 і 3300 В і однофазний змінний струм промислової частоти напругою 10,5 і 27,5 кВ. Номінальну напругу на струмоприймачі приймають відповідно 250, 550, 1500 і 3000 В при постійному і 10, 25 кВ при змінному струмі. На магістральній і приміській залізницях використовується однофазний змінний струм з частотою 50 Гц. Номінальна напруга приймача - відповідно 25000 В змінного і 3000 В постійного струму. Номінальна напруга приймачів промислового транспорту складає 10000 (6000) змінного струму. Залежно від призначення приймача може використовуватися напруга постійного струму 250 В для підземного транспорту, 3000, 1500 і 550 В для наземного транспорту, а напруги на шинах тягових підстанцій - відповідно 11000 (6000) В змінного і 275, 3300, 1650 і 600 В постійного струму. Тягові підстанції для міського транспорту на шинах мають напругу 825 В для метрополітену і 600 В для трамвая і тролейбуса постійного струму, номінальну напругу приймачів - 750 і 550 В.

Магістральні електровози, що працюють на постійному струмі, мають по 6 або 8 тягових двигунів з послідовним збудженням. Пуск здійснюється контактно-реостатним методом при трьох угрупованнях двигунів: послідовному, послідовно-рівнобіжному і рівнобіжному. На кожній із трьох безреостатних позицій можливі чотири ступеня ослаблення поля, тобто всього електровоз має 15 ходових позицій у режимі тяги. Електровоз і поїзд гальмуються механічно за допомогою стиснутого повітря. При числі тягових двигунів 8 при реостатному пуску двигуни з'єднуються: всі послідовно, паралельно дві групи по чотири послідовно з'єднаних двигуна і паралельно чотири групи по два послідовно включених двигуна. Крім пневматичного гальмування електровоз має рекуперативне гальмування при тих же угрупованнях двигунів. Електровози змінно-постійного струму за влаштуванням механічної частини подібні до електровозів постійного струму. Змінна напруга живлення 25 кВ на електровозі знижується за допомогою трансформатора і випрямляється напівпровідниковими випрямлювачами. Тягові двигуни постійного струму послідовного збудження живляться від випрямлювача, напруга якого під час пуску змінюється 33 ступенями від найменшого (початкового) до найбільшого шляхом переключення виводів вторинної обмотки трансформатора і схемних рішень.

Для транспортного обслуговування цехів і складів застосовують електрокари вантажопідйомністю від 0,75 до 3 т і акумуляторні автонавантажувачі вантажопідйомністю від 0,5 до 1,5 т.

Допоміжні механізми, гальмове пневматичне устаткування, силова пускорегулююча і захисна електроапаратура в приміських електропоїздах і вагонах метрополітену розміщуються під кузовом. Електрична апаратура монтується у спеціальних захисних камерах, що підвішуються на ізоляторах до рами кузова. У трамвайних вагонах з безпосереднім керуванням і в тролейбусах, що мають відносно невелику кількість електроапаратури, прагнуть розмістити її в кабіні водія.

Вагони метрополітену і приміські електропоїзди мають групову автоматичну систему керування, що забезпечує роботу вагонів за "системою багатьох одиниць", тобто керування потягом виконується з одного поста, звичайно з першого (головного вагона), за допомогою поїзних проводів, що йдуть уздовж усіх вагонів.

Приміський потяг складається з 10-12 вагонів, половина з них моторні і половина причіпні. Два з причіпних є головними, кожен має пост керування і виготовляється обтічної форми. Електропоїзди обладнані пневматичними й електропневматичними автогальмами з високим коефіцієнтом натискання гальмових колодок. Для попередження заклинювання колісних пар при малих швидкостях зусилля натискання гальмових колодок автоматично знижується при зниженні швидкості за допомогою інерційного регулятора.

Потяги метрополітену повинні розвивати високе прискорення й уповільнення, тому всі вагони виготовляють моторними. Потяги складаються з однотипних вагонів. Вагони мають реостатне гальмування, при якому тягові двигуни працюють у режимі генераторів послідовного збудження. При зниженні швидкості вагона до 8-10 км/год, коли реостатне гальмування стає слабким, відбувається автоматичне включення пневматичного гальмування. Якщо при гальмуванні потяга за якимись причинами не збереться схема реостатного гальмування, то в цьому вагоні відбувається автоматичне включення пневматичного гальмування, що заміщає реостатне гальмування. Екстрене гальмування потягу здійснюється за допомогою пневматичних автогальм.

Трамвайні вагони мають групову автоматичну систему керування, що забезпечує плавний пуск при високому прискоренні і плавне реостатне гальмування, що використовується як службове. При малих швидкостях, а також несправностях у схемі реостатне гальмування автоматично заміщається електромагнітним. Електромагнітне гальмування включається автоматично також при відпусканні педалі пильності. Для екстреного гальмування вагона використовуються рейкові гальма, живлення яких здійснюється від акумуляторної батареї. Вагони керуються автоматично за допомогою багатоступінчастого комутаційного апарата, що має 80 ступенів пуску і 100 ступенів реостатного гальмування, завдяки чому досягаються прискорення й уповільнення приблизно 1,5-1,8 м/с².

Тролейбуси мають групову автоматичну систему керування. У якості зупинного використовується реостатне гальмування, що діє в комбінації з пневматичним гальмуванням. При малому натисканні гальмової педалі виходить реостатне гальмування, при більш глибокому натисканні на реостатне гальмування накладається пневматичне гальмування. При екстреному гальмуванні педаль натискається до упора і на реостатне гальмування накладається пневматичне гальмування максимальної інтенсивності.

Тягові мережі працюють у своєрідних умовах, що відрізняються від умов роботи системи електропостачання інших промислових об'єктів. Навантаження тягової мережі змінюються в широких межах і безупинно переміщуються. Тягові двигуни рухомого складу можна переводити в генераторний режим, здійснюючи рекуперацію – передачу нагромаджень кінетичної енергії в тягову мережу. Тягова мережа рейкового транспорту несиметрична. Параметри контактної і рейкової мереж істотно розрізняються. Рейкова мережа шунтується ґрунтом, в результаті чого деяка частина тягового струму протікає по землі. Схеми з'єднання контактної і рейкової мереж звичайно розрізняються. Відзначені особливості ускладнюють розрахунок системи електропостачання й аналіз режимів її роботи.

Розрахунки системи електропостачання виконують на базі конкретних графіків або за заданими розмірами руху. Порядок електричного розрахунку тягових мереж за середніми розмірами рухунаступний:

 

визначається середнє навантаження лінії для однобічного живлення

 

при двосторонньому живленні ,

 

визначається середнє навантаження підстанції ,

 

квадрат ефективного навантаження лінії для однобічного живлення

 

,

 

при двостороннім живленні

 

 

,

 

квадрат ефективного навантаження підстанції

 

 

.

Тут - - середній потяговий струм за час ходу по ділянці кожного з потягів типу i, А;

- середнє число потягів на ділянці (не обов'язково ціле число);

_i- коефіцієнт ефективності струму одного потяга.

Тягові підстанції на залізничному транспорті розташовуються на відстані 15-25 км на двоколійних і 20-30 км на одноколійних ділянках при постійному струмі, при змінному струмі - 45-50 км.

Число випрямних агрегатів N_а і їхня потужність для підстанцій постійного струму вибирають за умови

 

 

де - діюче значення струму підстанції; - номінальний струм агрегата; - короткочасна перевантажувальна здатність агрегата; - число робочих агрегатів. Звичайно приймають один резервний агрегат на двох підстанціях і одну пересувну підстанцію на чотири-шість стаціонарних.

Потрібна потужність на тягу трансформаторів тягових підстанцій змінного струму, кВА,

 

,

 

де – розрахункові потужності по плечей a і b,кВА;

, - коефіцієнти ефективності навантажень пліч живлення;

, -коефіцієнти, що враховують припустиме перевантаження трансформаторів по навантаженню плечей а і b.

Повна розрахункова потужність триобмоточних трансформаторів, кВА,

 

,

 

де – районне навантаження;

 

 

,

 

 

де S_Pmaxn -максимальне районне навантаження n-го споживача; k_Н,Р – коефіцієнт нерівномірності районного навантаження; k_М,Р- перевантажувальна здатність районних трансформаторів; S – число районних споживачів; k_П- коефіцієнт попиту.

Тягові підстанції залізниць забезпечують електроенергією електричну тягу потягів і таких залізничних споживачів, як локомотивні і вагонні депо, майстерні, освітлення, зв'язок, автоблокування та ін. Одночасно тягові підстанції здійснюють електропостачання прилягаючих до підстанцій промислових, комунальних і сільськогосподарських підприємств. Тягові підстанції бувають опорні, проміжні транзитні, проміжні на відгалуженнях і тупикові.

Тягові підстанції метрополітену класифікують за способом розміщення – підземному і наземному, за місцем розташування на трасі – основні (біля станцій), вестибюльні (біля машинних залів ескалаторів), тунельні (на перегонах) і деповські (при депо). За призначенням бувають тягові, тяглово-знижувальні (сполучені) й знижувальні. На двох останніх здійснюється живлення силових мереж і висвітлення пасажирських станцій.

Тягові підстанції міського електротранспорту за призначенням класифікують на трамвайні, тролейбусні й змішані. За системою електропостачання на децентралізоване електропостачання (підстанції одноагрегатні) і централізоване електропостачання (підстанції багатоагрегатні). Живлення рухомого складу трамвая здійснюється по контактному проводу (позитивної полярності) і по рейках, які виконують роль зворотного проводу, негативної полярності схеми електропостачання. У зв'язку з недосконалістю ізоляції рейок щодо землі частина тягового струму відгалужується у ґрунт і далі замикається на негативну шину тягової підстанції. Ці струми не мають чітко виражених шляхів по землі, тому називаються блукаючими. Для ліній при проектуванні, споруд та експлуатації здійснюють наступні заходи щодо обмеження струмів витоку з рейок:

- збільшення провідності рейкової мережі шляхом влаштування електричних з'єднувачів на кожному температурному стику;

- збільшення перехідних опорів рейка-земля (влаштування шляхів на відособленому полотні, водовідводів, застосування ізоляційних баластів з бітумізованого піску, просочення шпал масляними антисептиками, влаштування ізоляції від залізобетонних шпал тощо.);

- відсутність робочого заземлення у негативної шини підстанції.

 

Електричне освітлення

Оптична область спектра випромінювання з довжиною хвиль приблизно від 1 нм до 1 мм поділяється на ультрафіолетову (УФ), видиму й інфрачервону (ІЧ). УФ випромінювання –оптичне випромінювання, довжини хвиль монохроматичних складових якого знаходяться у межах від 1 до 380 нм і поділяється на три області: УФ-А- від 315 до 400 нм, УФ-В- від 280 до 315 нм, УФ-С- від 100 до 280 нм.

Видиме випромінювання (світло) – випромінювання, яке, потрапляючи на сітківку ока, може викликати зорове відчуття (відчуття перетворення енергії зовнішнього подразника у факт свідомості). Воно має довжини хвиль монохроматичних складових у межах 380-780 нм.

Інфрачервоне випромінювання (ІЧ) має довжини хвиль монохроматичних складових, що знаходяться за видимим випромінюванням, але не більше 1 мм. ІЧ випромінювання поділяється на три області: ІЧ-А- від 780 до 1400 нм; ІЧ-В- від 1400 до 3000 нм; ІЧ-С- від 3000 до 10⁶ нм (від 3 мкм до 1 мм).

Спектр випромінювання – сукупність монохроматичних випромінювань, що входять до складу складного випромінювання. Джерела випромінювання можуть мати суцільний, смугастий, лінійчатий спектр або такий, що має суцільну і лінійчату складові.

 

Світловий потік – потужність світлової енергії, ефективна величина якого виміряється в люменах. 1 лм відповідає світловому потокові, випромінюваному в одиничному тілесному куті точковим джерелом із силою світла 1 кандела.

Сила світла точкового джерела – просторова щільність світлового потоку. Кандела (кд) – дорівнює силі світла, що випускається в перпендикулярному напрямку з площі в 1/600000 м² чорного тіла при температурі затвердіння платини Т=2045 К й тиску 101325 Па.

Освітленість – щільність світлового потоку по освітлюваній поверхні. Освітленість у 1 лк має поверхня, на 1 м² якої падає і рівномірно по ній розподіляється світловий потік у 1 лм. .

Освітленість в точці поверхні (розташованої перпендикулярно до відносно падаючих на неї променів світла) зворотно пропорційна квадрату відстані від цієї точки до джерела світла розмірам, малим у порівнянні з . . Освітленість у точці, вилученій від основи перпендикуляра , опущеного на поверхню з центра джерела світла, пропорційна третьому ступеню косинуса кута , під яким світлові промені падають на поверхню в даній точці. .

Яскравість у напрямку тіла або ділянки його поверхні дорівнює відношенню сили світла в напрямку до проекції випромінюючої поверхні на площину, перпендикулярну до цього напрямку. За одиницю виміру яскравості кд/м² прийнята яскравість такої поверхні, яка у перпендикулярному напрямку випромінює силу світла в 1 кд з площи в 1 м². .

 

Параметри джерел світла

Світлотехнічні параметри джерел світла ДС характеризуються: світловим потоком , силою світла , світловою яскравістю , розподілом яскравості по поверхні, розподілом сили світла в просторі (крива сили світла), спектральною щільністю випромінювання (спектром випромінювання). Колір випромінювання додатково характеризується колірними параметрами: координатами кольоровості і , колірною температурою і індексом передачі кольору (загальний індекс передачі кольору) і (спеціальний індекс передачі кольору характеризує передачу кольору на кольорах великої насиченості – червоних, жовтих, зелених і синьому, а також на зразках, що відтворюють колір людської шкіри і зеленого листя).