6. Анализ наблюдения стробоскопического эффекта для одной или нескольких ламп.

Лампа №1: стробоскопический эффект наблюдается.

Лампы №1, №2 и №3: стробоскопический эффект не наблюдается.

При подключении 1 люминесцентной лампы КЛ9 была найдена та частота, которая совпадает с частотой вращения лопастей вентилятора. Поскольку частота вращения лопасти вентилятора, за которую он проходит полный оборот, совпадает с частотой мерцания лампы, мы и наблюдаем стробоскопический эффект.

При мерцании люминесцентных ламп, подключённых к различным фазам сети 220 В (A, B и C), лопасть вентилятора не будет успевать проходить полный оборот (полный период), мы не будем наблюдать стробоскопический эффект. Иными словами, за время, когда лопасть вентилятора будет совершать 1 оборот (полный период), несколько различных ламп будут мерцать в разное время и мы будем видеть лопасть в разном положении (зелёную краску, которая находится в разных положениях).

Из-за того, что движущийся предмет, который проходит одно и то же расстояние за период вспышки, будет восприниматься человеком как неподвижный, существует вероятность получения производственных травм на данной почве. Для их предотвращения необходимо подключать лампы к различным фазам, либо менять частоту, с которой мерцает лампа.

Выводы

Из-за работ в условии большого коэффициента пульсации может снижаться работоспособность органов зрения, при этом могут также возникнуть головные боли, повышенное утомление и иные симптомы. Поэтому коэффициент пульсации регулируется согласно СНиП 23-05-95, где для промышленных предприятий он должен составлять от 10 до 20…40%, а для жилых, общественных и административно-бытовых зданий он составляет от 10 до 15…20%. Часть коэффициентов пульсации, например, люминесцентной лампы 9 Вт в точке 3, где он составляет 25%, не удовлетворяют этим требованиям.

В ходе работы был выявлен стробоскопический эффект при работе люминесцентной лампы КЛ9 с определённой частотой f, подобранной вручную на макете, которая совпадает с частотой вращения диска вентилятора ω. Стробоскопический эффект объясняется тем, что при кратном или при одинаковом значении периодов вспышек и вращения лопасти вентилятора зрительно будут восприниматься неподвижными, поскольку лопасти вентилятора будут освещаться именно в тот момент, в котором они находились при предыдущей вспышке лампы. Стробоскопический эффект будет появляться не только при чередовании световых вспышек и темноты, но и в целом при периодических колебаниях светового потока. При работе трёх люминесцентных ламп КЛ9, которые были подключены к разным фазам A, B и С, стробоскопический эффект не наблюдается из-за периодических вспышек, которые принадлежат различным фазам переменного тока, поэтому за период было видно положение вентилятора в различных точках.

Из-за того, что этот эффект может встретиться на производстве, высока вероятность получения травмы, когда человек воспринимает объект, находящийся под стробоскопическим эффектом, как неподвижный. Поэтому его необходимо предотвращать, например, используя трёхфазное подключение ламп.

Можно сделать вывод о том, что люминесцентные лампы хорошо подходят для общего освещения больших помещений, светодиодные для частного освещения, галогенные рационально использовать для общего освещения маленьких помещений или для частного освещения. Лампа накаливания может использоваться в любой ситуации, если конкретная лампа подходит под установленные нормы, но она уступает другим видам ламп по всем показателям, поэтому ее лучше не использовать.

Выгоднее всего использовать светлое окружение, что видно на модели со светлыми стенами. Также выявлено, что уменьшения коэффициента пульсации можно добиться с помощью подключения нескольких люминесцентных ламп.

Низкий коэффициент использования η = 0,313 (для тёмного фона) и η = 0,392 (для светлого фона) лампы накаливания относительно других объясняется тем, что лампы накаливания основывается на принципе нагревания вольфрамового тела, которое изолируется от кислорода воздуха для нормального функционирования. От 70 до 76% мощности излучения вольфрамового тела при рабочих температурах приходится на область, близкой к ИК-спектру, но только от 7 до 13% приходится на видимую часть. Также лампы накаливания имеют сплошной, или непрерывный, спектр излучения из-за относительно невысоких рабочих температур в видимом излучении преобладают оранжево-красные лучи (красный, оранжевый, коричневый оттенки) и ослабляются холодные тона, что также не обеспечивает высокое качество цветопередачи, а значит и коэффициент использования будет ниже.

Высокий коэффициент использования η = 1,443 (для тёмного фона) и η = 1,550 (для светлого фона) галогенной лампы относительно других объясняется её улучшенным устройством. В отличие от лампы накаливания, галогенная лампа, во-первых, имеет галогенную добавку (иод, хлор, бром), которая заполняет колбу с вольфрамовым элементом инертным газом, предотвращающая уменьшение светоотдачи, для регенеративного цикла вследствие испарения вольфрама на стенки колбы. Во-вторых, размер колбы значительно меньше для того, чтобы температура была значительно выше. Соответственно, свет меньше будет рассеиваться, так как лампа будет более направленной. В-третьих, галогенная лампа имеет очень хорошую цветопередачу (что добавляет холодные тона в отличие от обычной лампы накаливания), а также имеет больший срок службы с незначительным изменением светоотдачи (из-за галогенного регенеративного цикла). Поэтому галогенная лампа и будет иметь большой коэффициент использования.

При этом галогенная лампа обладает значительным минусом - светоотражающий корпус этой лампы достаточно плохо рассеивает свет в отдаленные от лампы участки. Её не следует применять в помещениях для общего света в количестве одной штуки.

Для регулирования освещённости можно использовать следующие приспособления: рефлекторы, датчики для включения света на улице или в помещении, светорегуляторы для светодиодных ламп.

Для уменьшения коэффициента пульсации принято пользоваться следующими методами: включение смежных ламп в различные фазы электрической сети; применение двухламповых светильников с ёмкостным и индуктивным балластами; питание установок током повышенной частоты.