Luminotecnia.

Universidad Nacional del Centro del Per

INGENIERIA ELECTRICA

DOCENTE:Ing. HUGO, CAARI MARTICORENA.

TEMA:Leyes fundamentales de luminotecnia.

INTEGRANTES:MACHACUAY PAITA; Abdas.PAITA JIMENEZ; Franklin.SEMESTRE:IV

JUNN - PER

1-Resumen de las ideas clave

En este artculo vamos a presentar las magnitudes fundamentales de la

Luminotecnia, as como las unidades ms empleadas para su medicin.

Palabras clave: Luminotecnia, magnitudes, unidades.

2-Introduccin

La luz es una forma de energa y como tal, debera medirse en Joule (J) en el

Sistema Internacional de medidas, no obstante dado que no toda la luz emitida por una fuente produce sensacin luminosa ni toda la energa que consume se convierte en luz, para cuantificar la radiacin a la que es sensible el ojo humano es necesario definir nuevas magnitudes y sus unidades de medida. Las magnitudes fundamentales de la Luminotecnia son las siguientes:

-Flujo luminoso (F), su unidad de medida es el lumen (lm).

-Intensidad Luminosa (I), su unidad es la candela (cd).

-Iluminancia (E), su unidad de medida es el lux (lx).

-Luminancia (L), su unidad es candela/m (cd/m).

-Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa (), su unidad de medida es lumen/patio (lm/wat).

3-Objetivos

Una vez que el alumno haya ledo con detenimiento el artculo ser capaz de:

Distinguir las magnitudes fundamentales de la Luminotecnia as como las unidades empleadas para su medicin para comparar y valorar las distintas fuentes de luz utilizadas en la prctica.

4-Desarrollo

Los contenidos que vamos a mostrar van a sernos tiles a la hora de abordar un proyecto de iluminacin en el que las magnitudes expresadas van a permitirnos calcular, valorar y comparar las distintas fuentes de luz que nos permitan seleccionar la solucin lumnica ms idnea.

Vamos a definir el concepto de cada una de las magnitudes, y sus unidades de medida, desarrollando alguno ejemplo prctico.

Leyes de Luminotecnia

Ley fundamental de la iluminacin.

Se haba establecido que la intensidad luminosa de un manantial luminoso, bajo un cierto ngulo slido d se defina como:I = d / d de donde > d = I * d

Tambin sabemos que la iluminacin viene definida por: E = d / dsLa porcin de superficie esfrica vale: ds = r2 * d, de donde -> d = ds / r2.

Si consideramos un manantial luminoso puntiforme que irradia un flujo luminoso d sobre un elemento de superficie ds, situado perpendicularmente a una distancia del manantial y siendo esta superficie la base del cono luminoso de ngulo d. , la iluminacin en la superficie ds valdr:

La ley fundamental de la iluminacin establece que:La iluminacin de una superficie situada perpendicularmente a la direccin de la radiacin luminosa es directamente proporcional a la intensidad luminosa del manantial luminoso e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que le separa del mismo."

Esta ley solamente es aplicable a fuentes puntiforme. En la prctica es aplicable tambin a fuentes luminosas no puntiforme si la distancia entre la fuente y la superficie es 10 o ms veces mayor que la mayor dimensin transversal de la fuente.

Ley del coseno.La anterior ley es aplicable solo para aquellos casos en que la direccin de incidencia de la radiacin sea normal a la de la superficie: los rayos inciden perpendicularmenteEn la figura se tiene una superficie S que recibe un flujo luminoso procedente de un manantial luminoso. Esta superficie es perpendicular a la direccin del flujo, y su iluminacin vale entonces: E = / SLa superficie S' forma un ngulo con respecto a la normal y bale: S' = S / cosay adems recibe el mismo flujo luminoso ; por lo tanto su iluminacin ser:E' = (/ S) * cosa

S

S'

O, si recordamos la ley fundamental E' = (I/d2) cosa con lo que queda expresada la ley del coseno:

"La iluminacin es proporcional al coseno del ngulo de incidencia de los rayos luminosos en el punto iluminado"El ngulo de incidencia es el formado entre la direccin de los rayos luminosos y la perpendicular a la superficie en el punto de incidencia. (ngulo)

Ley de la inversa del cuadrado de las distancias.Viendo el dibujo adjunto y aplicando la ley fundamental a S1 y S2 podemos ver que la iluminacin de cada superficie depende de la inversa del cuadrado de la distancia a la fuente luminosa.

E1 = I * cosa / d12E2 = I * cosa / d22

De las anteriores expresiones se obtiene:

(E1 /E2) == (d22 / d12) Para un mismo manantial luminoso, las iluminaciones en diferentes superficies son inversamente proporcionales al cuadrado de sus distancias a dicho manantial.

Ley de Lambert.Una superficie luminosa considerada como un punto, siempre que sea efectivamente pequea o reducible a su centro de gravedad, presenta un brillo constante, cualquiera que sea la direccin que se considere.Esta ley es aplicable tambin a los manantiales luminosos secundarios que, al ser iluminados por el manantial primario, emiten luz por reflexin, siempre que presenten una difusin perfecta.

ds

2

1

I2

I1

Imax

4.1-Flujo luminoso ()

Definicin: Potencia emitida en forma de radiacin luminosa a la que el ojo humano es sensible.

Figura 1: representacin del flujo luminoso

http://www.erco.com/guide_v2/guide_2/lighting_te_94/luminous_fl_1835/es/es_luminous_fl_intro_1.php

Unidad de medida: lumen (lm)

Resumen:

http://edison.upc.edu/curs/llum/indice0.html

4.2-Intensidad luminosa (I) (para una fuente puntual).

Definicin: Cantidad de flujo luminoso emitido por cada uno de los rayos que la fuente emite en una determinada direccin por unidad de ngulo slido.

Magnitud que expresa la distribucin del flujo luminoso en el espacio. Esta magnitud se entiende nicamente referida a una determinada direccin y contenida en un ngulo slido o estreo que se mide en estereorradianes

I= /

Conceptos previos:

Radian: ngulo plano que corresponde a un arco de circunferencia de longitud igual al radio. A una magnitud de superficie le corresponde un ngulo plano (fig. 2) que se mide en radianes.

Figura 2: Angulo plano

(http://www.indal.es/portal/docs/Documentacin%20Tcnica/Documentacin%20Web%20Indalux/Luminotecnia/ 05. %20Magnitudes%20luminosas.pdf)

Estereorradin: ngulo slido que corresponde a un casquete esfrico cuya superficie es igual al cuadrado del radio de la esfera. A una magnitud de volumen le corresponde un ngulo slido o estreo que se mide en estereorradianes (fig. 3).

= flujo luminoso E= iluminancia

S=superficie = ngulo slido

Figura 3: Angulo slido

Unidad de medida: candela (cd)

Candela (cd) = lumen / estereorradin

Definicin candela (cd): intensidad luminosa de una fuente puntual que emite un flujo luminoso de 1 lumen en un ngulo slido de 1 estereorradin.

Figura 4: Diferencia entre flujo luminoso e intensidad luminosa

Resumen:

4.3 Iluminancia (E)

Definicin: Flujo luminoso recibido por una superficie.

E= /S

Figura 5

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Unidad de medida: lux=lm/m

Figura 6: Concepto de iluminancia


Resumen:


EJEMPLO DE CALCULO:

Una fuente de luz con una intensidad luminosa de 36 candelas que emite una luz en un ngulo slido w siempre constante, producir sobre una superficie situada perpendicularmente a la direccin de la radiacin, las siguientes iluminancias.

En la superficie situada a 1 m. E1 = I / d1 2 = 36 / 12 = 36 lx.



Anlisis de resultados: La iluminancia depende de la distancia del foco al objeto iluminado. Es algo similar a lo que ocurre cuando iluminamos con una linterna objetos a diferentes distancias, las superficies cercanas quedan iluminadas por un crculo pequeo, las lejanas por un crculo ms grande(fig. 6). El fenmeno observado responde a la ley inversa de los cuadrados, que relaciona intensidad luminosa (I) y la distancia a la fuente, cuando la direccin del rayo de luz incidente es perpendicular a la superficie (fig. 7).

Figura 7: ley inversa de los cuadrados


4.4 Luminancia (L)

Definicin: Efecto de luminosidad que produce una superficie en la retina del ojo, tanto si procede de una fuente primaria que produce luz, como si procede de una fuente secundaria o superficie que refleja luz. Relacin entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista por el ojo en una direccin determinada. La percepcin de la luz es realmente la percepcin de diferencias de luminancias. El rea proyectada es la vista por el observador en la direccin de la observacin. Se calcula multiplicando la superficie real iluminada por el coseno del ngulo que forma su normal con la direccin de la intensidad luminosa (fig. 8)

L= I/Aparente

Unidad de medida: cd/m

Figura 8: Luminancia de una superficie

Resumen:


4.4 Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa

Definicin: es el cociente entre el flujo luminoso producido por la lmpara y la potencia elctrica consumida, que viene definida con las caractersticas de las lmparas.

= /W

Unidad de medida: lumen/ watt

Figura 9: Rendimiento luminoso lmpara

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Resumen:


5-Cierre

A lo largo de e este objeto de aprenda izare hemos visto c cules son las magnitudes de la Lamnate cina y con qu unid andes se miden, que en resum das en la siguiente tabla:

6. B bibliografa

6.1 Libros:

- Lb anca Jin mes, Vicente, Aguilar Rico, Mariano. Iluminacin n y color. Ed. UPV, Valencia a, 1995.

- D e las Cas as Ayala, Jos Mara; Jon cliz Gonzlez, R Rafael; Pu ente Gar da, Raquel: "Curso o de Iluminacin i degrada en la Arq. Uitectura". Ed. Ser vicio de p publicaciones del Colegio Oficial de Arquitecto os de Madrid. Mad rid, 1991.

6.2 Reference as de fuel nets elect arnicas:

http://edison .upc.edu/curs/llama /indice0.h tell

http://www.indal.es

http://iguzzi ni.es

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