Electrice

I Sisteme de iluminat

Capitolul 1: Mărimi fizice

1.1. Mărimi fizice în sistemele de iluminat

• Fluxul luminos (Ø)

Acesta reprezintă puterea sursei luminoase percepută de ochi sub formă de senzaţie luminoasă. În S.I. unitatea de măsură este lumenul [Im], un sub-multiplu al Watt-ului luminos [Wl] (dacă acesta ar fi transformat integral fn lumină).

• Intensitatea luminosă S (Iα’β, Iα )

Reprezintă raportul dintre fluxul luminos şi unghiul solid în care acesta este cuprins. Unitatea de masura in S.I este candela. Candela este intensitatea luminoasă pe o anumită direcţie a unui izvor luminos care emite o radiaţie monocrornatică de frecvenţă 540 Hz şi a cărei putere radiantă pe această direcţie este 1/683 W/str (cu o eroare de 5x103).

În prezent, intensitatea luminoasă reprezintă mărimea fizică fundamentală din iluminat.

• Emitanţă

Este mărimea fizică ce reprezintă raportul dintre fluxul luminos emis de o suprafaţă şi mărimea acelei suprafeţe, unitatea de măsură pentru emitanţă în S.I. este lux-ul.:

• Iluminarea

Eeste mărimea fizică ce reprezintă raportul dintre fluxul luminos incident pe o suprafaţă şi mărimea acelei suprafeţe

Unitatea de măsură pentru iluminare în S.I. este luxul [Ix].

Legile generate ale iluminării exprimă legătura dintre iluminarea directă Într-un punct dat de o sursă punctiformă (ale cărei dimensiuni se pot neglija în raport cu distanţa de la sursă la punct).

Legea cosinusului - iluminarea directă într-un punct dat de o sursă punctiformă este direct proporţională cu cosinusul unghiului dintre raza de lumină şi normala în punct la planul în care se află.

Legea pătratutui distaţei - iluminarea directă într-un punct dat de o, sursă punctiforma este invers proporţională cu pătratul distanţei de la sursa la punct.

• Luminanţa pe o directie

Este mărimea fizică egală cu raportul dintre intensitatea luminoasă pe acea direcţie şi suprafaţa normala de emisie, unitatea de măsură pentru luminanţă în S.I. este nitt-ul:

Luminatia este singura marime fizica care impresioneaza ochiul. Fenomenul vederii se datoreaza posibilitatii ochiului de a distinge puncte de iluminatie diferite.

Capitolul 2. Relaţia lumină - vedere

Sistemul vizual este compus din ochi, nervul optic şi partea aferentă din cortex care receptează, transmite şi prelucrează radiaţia electron!agnetica luminoasă.

Ochiul este impresionat de radiaţia luminoasă, rezultând senzaţia şi percepţia vizuală. Se spune că senzaţia are o pondere afectivă (se simte efectul stimulului mai tare sau mai slab), iar percepţia are o pondere reprezentativă (se percep culoarea stimului, forma, dimensiunile şi mişcările sale). Studiul senzaţiei şi percepţiei vizuale s-a realizat printr-un mare număr de evaluări pe diverşi subiecţi şi concluziile s-au stabilit apoi pe bază statistică.

Camp vizual defineste domeniul unghiurilor spatiale in care un obiect poate fi perceput atunci cand un observator priveste axial inainte (poate fi monoocular sau biocular). Campul vizual se defineste si prin unghiurile plane limita, vertical (V) si orizontal (H) (fig.I 2.1).

Campul vizual central cuprinde unghiul spatial (corespunzator semiunghiurilor plane de 25°- orizontal si verical) unde imaginea datorita conurilor, este clara si campul vizual periferic, unde imaginea este neclara (estompata) datorita preponderentei bastonaselor.

Fig. 2.1. Câmpul vizual

2.1. Caracteristicile vederii umane

Toate caracteristicile vizuale constituie "capacitatea vizuală" umană care, în general, scad ca performanţă cu vârsta şi cresc cu nivelul de luminanţă/ iluminare al fondului.

• Sensibilitatea spectrală a vederii umane

Sensibilitatea ochiului diferă în funcţie de lungimea de undă a radiaţiei luminoase. Aceasta înseamnă că dacă ochiul priveşte stmultan 2 surse luminoase monocromatice cu lungimi de undă diferite, dar de acelaşi flux energetic, nu le percepe la fel, ca senzaţie luminoasă. Aceasta este maximă pentru radiaţia cu lungimea de undă A.m=555 nm (corespunzătoare culorii galbene).

Senzaţiile luminoase percepute de ochi sunt influenţate nu numai de lungimea de undă a radiaţiei ci şi de nivelul de luminanţă a acesteia. Astfel, odată cu scăderea luminanţei obiectului privit (la lasarea serii), corpurile albastre par mai luminoase decat cele roşii, la aceeaşi valoare a luminanţei, adică invers decât sunt percepute la lurninanţele mari din timpul zilei. Explicaţia rezultă din aceea ca vederea diurnă (fotopica) este determinată, în special, de conuri, iar cea nocturnă (scotopica} de bastonaşe care nu sesizează corect culorile.

Sensibilitatea spectrală a vederii umane este apreciată prin coeficientul de vizibilitate relativă spectrală V(a).

• Adaptarea vizuală

Adaptarea vizuală propriu-zisă constă în capacitatea ochiului uman de a se adapta la diferite luminanţe receptate, datorită proceselor fizicochimice ce se petrec la nivelul celulelor sensibile ale retinei. Adaptarea este mai rapidă la trecerea de la luminanţe mici la luminanţe mari şi mai lentă, invers.

Adaptarea cromatică este proprietatea ochiului de a se adapta la culoarea luminii ambientale.

• Acomodarea vizuală

Acomodarea vizuală reprezintă proprietatea ochiului de a forma o imagine clară pe retină, indiferent de distanţa la care se afla obiectul. Aceasta se realizează prin modificarea distanţei focale oculare, prin schimbarea convergenţei cristalinutui cu ajutorul muşchilor ciliari. Acomodarea se realizează, în mod uzual, spontan (reflex).

• Acuitatea vizuală

Acuitatea vizuală sau precizia percepţiei vizuale se defineşte, calitativ, drept capacitatea de distingere a două obiecte (puncte) foarte apropiate şi, cantitativ ca inversul valorii unghiului sub care, din ochiul observatorului, se văd cele două puncte.

• Contrastul şi efectele sale

Distingerea unui obiect se realizează datorită contrastului de luminanţă (Ci) dintre obiect (U) şi fondul pe care este privit (Lf) şi/sau diferenţei de culoare obiect-fond

• Viteza percepţiei vizuale

Prin viteza percepţiei vizuale a unui obiect se defineşte inversul duratei de timp de la apariţia sarcinii vizuale în zona centrală a câmpului vizual ăi pânâ la percepţia sa clară. În mod analog se defineşte viteza de perceptie a contrastului care depinde de luminanţa fondului.

• Performanţa vizuală şi satisfacţia vizuală

Performanţa vizuală este noţiunea prin care se apreciază viteza cu care organul vizual sesizează (distinge) sarcina vizuală şi precizia cu care aceasta poate fi realizată.

Satisfacţia vizuală este noţiunea prin care se defineşte senzaţia de satisfacţie a observatorului realizată la un anumit nivel de iluminare. Ea este determinantă pentru stabilirea nivelului de iluminare, în special, în încăperile unde nu se realizează o muncă fizică. Spre deosebire de celelalte caracteristici, satisfacţia vizuală nu este influenţată de vârstă.

Capacitatea vizuală reprezintă o caracteristică a individului, ca şi auzul, mirosul, inteligenţa etc. Ea este dependentă de factorii fizici (formă şi transmitanţa pupilei ş.a.) sau fiziologici (acomodarea convergentă şi centrarea ochilor ş.a.). Capacitatea vizuală redusă datorată unor defecte fizice congenitale sau vârstei poate fi corectată, dar într-un mod limitat, neelastic.