Laboratorium Sprzętu Oświetleniowego

Laboratorium Sprzętu Oświetleniowego
Specjalność: Technika Świetlna, sem. 9, studia stacjonarne jednolite
Termin: Wtorek godz. 11:15 - 14:00, Czwartek godz. 11:45 – 14:30
Prowadzący: Krzysztof Wandachowicz
Nr ćw. Temat
Literatura
- Skrypt 1792 ćw. nr 30
- PN-IEC 64 śarówki z Ŝarnikiem wolframowym do
uŜytku domowego i podobnych celów
oświetleniowych.
- PN-EN 60969:2002 Lampy samostatecznikowe do
ogólnych celów oświetleniowych -- Wymagania
funkcjonalne.
- ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI I
PRACY z dnia 20 maja 2005 r. w sprawie wymagań
dotyczących dokumentacji technicznej, stosowania
etykiet i charakterystyk technicznych oraz wzorów
etykiet dla urządzeń. Dziennik Ustaw z 2005 r. Nr 98,
pozycja 825 (punkt 7. Lampy do uŜytku domowego).
- Katalogi producentów lamp elektrycznych: Philips,
Osram.
1
Badanie parametrów początkowych,
rozruchowych i charakterystyk napięciowych
Ŝarówek oraz świetlówek kompaktowych
zintegrowanych.
2
- Skrypt 1792 ćw. nr 30
Badanie parametrów początkowych,
rozruchowych, charakterystyk napięciowych oraz - PN-EN 60081 Świetlówki dwutrzonkowe. Wymagania
funkcjonalne
przebiegów czasowych wartości chwilowych
Katalogi producentów lamp elektrycznych: Philips,
napięć i prądów świetlówek w układzie pracy ze
Osram.
statecznikiem indukcyjnym.
3
- Karty katalogowe producentów LED.
Badanie parametrów elektrycznych
i fotometrycznych diod elektroluminescencyjnych - Publikacja CIE 127: Measurement of LEDs
(LED).
4
Badanie parametrów początkowych,
rozruchowych i charakterystyk napięciowych
wysokopręŜnych lamp metalohalogenkowych w
układach pracy z róŜnymi typami stateczników
indukcyjnych.
- Skrypt 1792 ćw. nr 31
- PN-EN 61167 (U) Lampy metalohalogenkowe
- Katalogi producentów lamp elektrycznych: Philips,
Osram.
5
Badanie charakterystyk wyładowania łukowego
świetlówek.
Badanie stateczników elektronicznych do
świetlówek.
- Skrypt 1792 ćw. nr 36
- Katalogi producentów sprzętu oświetleniowego
(lampy, stateczniki): Philips, Osram.
6
Badanie wpływu temperatury złącza p-n na
parametry elektryczne i fotometryczne diod
elektroluminescencyjnych (LED).
- Karty katalogowe producentów LED.
- Publikacja CIE 127: Measurement of LEDs
ZADANIA SZCZEGÓŁOWE do ćwiczenia laboratoryjnego nr 1
Temat: Badanie parametrów początkowych, rozruchowych i charakterystyk napięciowych Ŝarówek
oraz świetlówek kompaktowych zintegrowanych.
Przedmiot badań: śarówki halogenowe z bańką Ŝarówek do ogólnych celów oświetleniowych, trzonek E27.
Świetlówki kompaktowe zintegrowane z róŜnym układem rurek oraz z balonem.
Cel ćwiczenia:
Poznanie właściwości oraz porównanie parametrów Ŝarówek halogenowych przeznaczonych do
ogólnych celów oświetleniowych ze zintegrowanymi świetlówkami kompaktowymi.
1) Pomierzyć charakterystyki rozruchowe lampy (tylko świetlówki): Φ, P, I, cosϕ = f(t).
Dokonywać odczytów wskazań przyrządów pomiarowych w odstępach dziesięciosekundowych.
Wykonać wykresy w jednostkach względnych. Przeprowadzić ich analizę. Wyznaczyć czasy rozruchu: t90 , t80
oraz t60 (czasy narastania strumienia do wartości 90%, 80% oraz 60% strumienia ustalonego).
2) Parametry początkowe: Przy zasilaniu napięciem znamionowych Un pomierzyć parametry początkowe lampy:
Φ, P, I, cosϕ. Obliczyć skuteczność świetlną η. Wyznaczyć klasę efektywności energetycznej badanych lamp.
3) Pomierzyć charakterystyki napięciowe lamp: P, I, Φ, η, cosϕ w funkcji napięcia zasilającego
dla Ŝarówki: UP = (1,1 ÷ 0.5)Un.
dla świetlówki: UP =1.1Un ÷ Ug (w dół do napięcia gaśnięcia Ug). Kiedy lampa zgaśnie zanotować napięcie
gaśnięcia lamp Ug.
W przedziale +/- 10% Un wykonać pięć pomiarów: (1.10, 1.05, 1.00, 0.95, 0.90) Un
UWAGA: Dla kaŜdej badanej lampy wykonać pomiar z Ŝarówką pomocniczą.
Wykonać wykresy w jednostkach względnych, obliczyć wykładniki potęgowe charakterystyk nH
i przeprowadzić ich analizę.
4) Wzorcowanie układu pomiarowego strumienia świetlnego: Wykonać pomiar ze wzorcem strumienia ΦW.
Wykonać pomiar z Ŝarówką pomocniczą.
5) Przeprowadzić analizę porównawczą badanych lamp.
Przyrządy pomiarowe:
Napięcie na lampie Up
NatęŜenie prądu I
Moc – P, Nat. prądu - I
Współczynnik mocy - cosϕ
Multimetr laboratoryjny Escort 3136A. Zaciski com-V. Funkcja ~V. Zakres: Auto.
Multimetr laboratoryjny Escort 3136A. Zaciski com-A. Funkcja ~A. Zakres: shift+ Auto.
Miernik mocy: HIOKI 3333
Uwaga: miernik naleŜy włączyć przed podłączeniem napięcia na zaciski wejściowe miernika.
Strumień świetlny Φ
Luksomierz / miernik prądu fotoelektrycznego: Photometer B510 LMT.
Zespołowy wzorzec strumienia, napięcie fotometrowania dla wszystkich wzorców Uf=230V:
W100-1: Φw=1246 lm, W100-2: Φw=1278 lm, W100-3: Φw=1193 lm,
W100-4: Φw=1237 lm, W100-5: Φw=1241 lm,
Schemat układu zasilania i układu pomiaru strumienia Ŝarówek.
Schemat układu zasilania świetlówek kompaktowych.
ZADANIA SZCZEGÓŁOWE do ćwiczenia laboratoryjnego nr 2
Temat: Badanie parametrów początkowych, rozruchowych, charakterystyk napięciowych oraz
przebiegów czasowych wartości chwilowych napięć i prądów świetlówek w układzie pracy ze
statecznikiem indukcyjnym.
Przedmiot badań: Świetlówka liniowa T8 18W (PN-EN 60081 – karta nr 2220).
Cel ćwiczenia:
Poznanie właściwości świetlówki liniowej pracującej ze statecznikiem indukcyjnym.
1) Pomierzyć charakterystyki
rozruchowe lampy: Φ‘, PU, IL, UL ,
cosϕU, = f(t).
Dokonywać odczytów wskazań
przyrządów pomiarowych w
odstępach dziesięciosekundowych.
Wykonać wykresy w jednostkach
względnych. Przeprowadzić ich
analizę. Wyznaczyć czasy rozruchu:
t90 oraz t60 (czasy narastania
strumienia do wartości 90%, oraz
60% strumienia ustalonego).
2) Parametry początkowe:
Przy zasilaniu napięciem znamionowych Un pomierzyć parametry początkowe lampy: PU, IL, UL, cosϕU,
współrzędne barwy (x,y). Sprawdzić wymagania normy: Ul (PN-EN p. 1.5.5a), (x, y) (PN-EN p. 1.5.6b).
3) Pomierzyć charakterystyki napięciowe lampy:
Φ‘, PU, IL, UL , cosϕU w funkcji napięcia zasilającego UP, dla UP = 1.1Un ÷ Ug (w dół do napięcia gaśnięcia Ug).
W przedziale +/- 10% Un wykonać pięć pomiarów dla nast. wartości napięć: (1.10, 1.05, 1.00, 0.95, 0.90) Un
Zanotować napięcie gaśnięcia lampy Ug. Wykonać wykresy w jednostkach względnych, obliczyć wykładniki
potęgowe charakterystyk nH i przeprowadzić ich analizę.
4) Przy zasilaniu napięciem
znamionowych pomierzyć napięcia i
prądy w dwóch układach połączeń (z
kondensatorem C i bez kondensatora),
zarejestrować na oscyloskopie
cyfrowym przebiegi wartości
chwilowych napięcia zasilającego US,
napięcia na lampie UL, prądu lampy JL
oraz prądu pobieranego z sieci JS. Za
pomocą zestawu komputerowego oraz
oscyloskopu cyfrowego zapisać
zarejestrowane przebiegi.
Odczytać kąty przesunięcia fazowego
pomiędzy prądem a napięciem:
US – IL : (kąt ϕ)
US – IS z kond. C : (kąt ϕC)
Wykonać wykresy wektorowe (US, IS, IC, IL, UL, UD). Obliczyć współczynnik mocy układu (z kompensacją
cosϕC i bez kompensacji cosϕU).
Przyrządy pomiarowe:
Moc układu - PU ,Współczynnik mocy - cosϕU
Nat. prądu lampy - IL
Napięcie: zasilające - US , na lampie - UL , na dławiku - UD
Nat. prądu: pobieranego z sieci - IS , lampy - IL , płynącego przez
kondensator - IC
Oscyloskop GDS-2204
Strumień świetlny - Φ’
współrzędne barwy (x y)
Miernik mocy: HIOKI 3333, Uwaga: miernik naleŜy włączyć przed
podłączeniem napięcia na zaciski wejściowe miernika.
Multimetr lab. Escort 3136A. Zaciski com-V. Funkcja ~V. Zakres: Auto.
Multimetr lab. Escort 3136A. Zaciski com-A. Funkcja ~A. Zakres: shift+
Auto.
Software: FreeWave
Pomiary: przycisk AutoSet, pokrętło Position
Odwrócenie sygnału Js – Menu –F2
Kursory: przycisk Cursor – F2 – pokrętło Variable
Rejestracja: przycisk Run/Stop
Luksomierz L-12, zakres 2000 lx
Kolorymetr MINOLTA CL-200
ZADANIA SZCZEGÓŁOWE do ćwiczenia laboratoryjnego nr 3
Temat: Badanie parametrów elektrycznych i fotometrycznych diod elektroluminescencyjnych (LED).
Przedmiot badań: Diody elektroluminescencyjne róŜnych typów:
- K2 Star, L2K2 MWW4-11-BU00 (biała) IFmax = 1000mA, UFtyp = 3.72 V,
- Ostar, LEWE2A LZNY-6K8L (biała) IFmax = 700mA, UFtyp = 14 V,
- Cree, XR-E NW Q2 5A (biała) IFmax = 700mA, UFtyp = 3.5 V,
- Cree, XLamp 7090 (Red, Green, Blue) , IFmax = 350mA.
Cel ćwiczenia:
Poznanie właściwości oraz porównanie parametrów diod elektroluminescencyjnych przy
zmianie natęŜenia prądu przewodzenia.
1) Wyznaczyć zmiany parametrów elektrycznych i fotometrycznych w funkcji natęŜenia prądu
przewodzenia.
a) zmieniać wartość natęŜenia prądu przewodzenia IF w zakresie od zera do maksymalnej dopuszczalnej
wartości: w zakresie od 0 do 100mA (5-10-30-50-100mA) następnie co 100mA,
b) pomierzyć natęŜenia prądu przewodzenia IF , napięcie przewodzenia UF , wskazanie fotoprzetwornika
proporcjonalne do strumienia badanej diody ∆x.
c) dla maksymalnej wartości natęŜenia prądu przewodzenia IF pomierzyć współrzędne barwy (x,y) i
temperaturę barwową Tb.
d) Wykonać obliczenia i wykreślić charakterystyki: IF=f(UF) oraz Φ, η =f(IF),
2) Wzorcowanie:
a) wykonać pomiar z Ŝarówką pomocniczą (Ŝarówka halogenowa 20W/12V, Ufot.=9V):
- ∆pz – wskazanie fotoprzetwornika przy pomiarze z Ŝarówką pomocniczą (zamknięty otwór w kuli O1),
- ∆po – wskazanie fotoprzetwornika przy pomiarze z Ŝarówką pomocniczą (otwarty otwór w kuli O1),
b) wykonać pomiar z Ŝarówką projekcyjną (Ŝarówka halogenowa z odbłyśnikiem 85W/13.8V, Ufot.=9V):
- ∆w – wskazanie fotoprzetwornika przy pomiarze z Ŝarówką projekcyjną (światło wpada do kuli),
- Ew – natęŜenie oświetlenia w płaszczyźnie otworu przesłony P1,
- obliczyć wartość strumienia świetlnego wpadającego do kuli Φw:
-
Φ w = E w ⋅S o , gdzie: S o = π r 2 , gdzie: r = 7mm (promień otworu w przesłonie P1)
strumień świetlny badanej diody Φx obliczyć ze wzoru:
Φx = Φw ⋅
∆ x ∆ po
∆ w ∆ pz
Urządzenia i przyrządy pomiarowe:
Zasilacz DC
Rezystor Rr
NatęŜenie prądu przewodzenia - IF
Napięcie przewodzenia - UF
Strumień świetlny - Φ
ARRAY 3644A 18V/5A
105Ω / 2.5A
Multimetr laborat. Escort 3136A. Zaciski com-A. Funkcja −A. Zakres: shift+ Auto.
Multimetr laborat. Escort 3136A. Zaciski com-V. Funkcja −V. Zakres: Auto.
Luksomierz L-12, luksomierz L-100
Schemat układu zasilania badanych diod świecących
Ilustracja stanowiska do wyznaczania strumienia świetlnego
Ilustracja sposobu wykonywania pomiarów i skalowania.