배광곡선과 수평면 조도 산정

♠ 배광곡선 및 수평면 조도

 

▣ 그림과 같은 배광곡선을 갖는 반사갓형 수은등 400[W] (22,000[lm])을 사용할 경우

    기구 직하 7[m] 점으로 부터 수평으로 5[m] 떨어진 점의 수평면 조도를 구하시오.

    단, cos-1 0.814 = 35.5˚, cos-1 0.707 = 45˚, cos-1 0.583 = 54.3˚ 이다.

 

배광곡선

【문제풀이】

<사전에 숙지해야 할 사항>

 ▣ 배광곡선은 조명기구의 직하점을 기준선으로 하여 조명체와 조명기구간에 이루는 각도에 따른

     광도분포를 나타낸 곡선을 말한다.

  ⊙ 배광곡선의 분포는 cos 곡선의 분포를 이룬다. 조명기구 직하에서는 즉 각도가 0˚일 때는

      광도값에 1을 곱해주고 조명기구와 조명체의 각도가 90˚일 때는 광도값에 0을 곱해 준다.

 ▣ 수평면 조도는 수평면에 법선 즉 직각으로 입사하는 빛의 양을 나타낸다.

 ▣ 수직면 조도는 수직면에 법선 즉 직각으로 입사하는 빛의 양을 나타낸다.

 ▣ 조도는 광도에 비례하고 거리에는 역제곱의 법칙이 작용한다.

 

[답안작성]

 ① 수평면 조도를 구하기 위한 사전작업으로 피조체에 입사하는 광도를 구하기 위하여

     광원과 피조체간의 광원입사각을 구하며 입사각은 cos값을 활용하여 구한다.

 

 ② 배광곡선에서 각도 35.5˚ 에 대한 광도는 약 280 [cd/1,000 [lm]]임을 알 수 있다.

     이제 해당 지점에 대한 광도를 구해 보자.

 

 ③ 이제 해당 점의 광도를 구했으니 수평면조도를 구해 보자.

 

【 해설 】

 ▣ 배광곡선을 이용한 수평면 조도를 구하는 방법에 대해 알아보자.

   ⊙ 배광곡선은 광원의 직하 수직선과 조도체가 이루는 각도에 따른 광도분포를 나타낸다.

   ⊙ 각도에 따라 광도분포가 달라지므로 광도를 구하기 위해서는 먼저 광원의 직하 수직선과

       조도체가 이루는 각도를 먼저 구해야 하는데 이때 cos값을 이용하여 구한다.

 ▣ 해당 지점의 광도를 구하면 조도는 광도와 비례하고 거리역제곱의 법칙을 이용하여

     구하며 수평면 조도는 수평면의 법선 즉, 수평면에 직각으로 입사하는 광속을 구하는

     것이므로 cos값을 곱해준다.

 

배광곡선, 수평면 조도