Meritve in rezultati:

  1. Preverjanje upadanja gostote svetlobnega toka s kvadratom razdalje:

  2. Meritev smo opravili pri napetosti 12V. Rezultati niso presenetljivi- izkazalo se je, da gostota svetlobnega toka res upada s kvadratom oddaljenosti. Pogledali smo tudi graf gostote svetlobnega toka v odvisnosti od 1/r2 ter z Labpro funkcijo 'linear fit' dobili naklon premice. Tega smo uporabili za izračun svetlobnega toka po formuli




    Dobili smo rezultat P = 37.2W, kar bi bila v idealnih pogojih tudi moč, ki jo svetilo oddaja v okolico.






    Merjenje upadanja gostote toka...


  3. Merjenje svetlobnega toka po kateti trikotnika:

  4. S podatki iz te meritve smo preračunali, koliko svetil s fiksno razdaljo od tal bi morali postaviti v vrsto, da bi bila cesta enakomerno osvetljena. Napetost na svetilu je bila vseskozi 12V.

    Opazili smo, da je (razen pri sami žarnici) osvetljenost direktno pod žarnico manjša kot pri majhnem odmiku d (glej graf in skico). Domnevamo, da je to posledica odboja svetlobe od sten svetil. Zaradi tega odboja je osvetlitev pri stožcu in kvadru veliko večja kot pri sami žarnici. Pri merjenju smo opazili tudi veliko nihanje meritev senzorja, domnevamo da zaradi motenj iz okolice. To nihanje je dobro vidno na grafih. Iz grafov smo s primerjavo z linearno funkcijo dobili maksimalno dolžino d, kjer je osvetljenost že zanemarljiva.

    kvader: dmax=0,76 m
    stožec: dmax=0,66 m
    žarnica: dmax=0,65 m

    Preko tega smo dobili kot, ki ga oklepa osvetljena površina s svetilom. Če privzamemo, da so svetila razporejena na višini 5m, potrebujemo za 1km ceste 134 kvadrastih svetil (upoštevamo daljšo stranico), 155 stožčastih svetil ali 157 'žarnic'. Računali smo, da osvetljenost pri d/2 pade za približno polovico. Očitno je za osvetljavo najprimernejše stožčasto svetilo, saj kljub manjšemu dosegu svetlobe kot pri kvadrastem svetilu potrebuje veliko manjšo električno moč za enako osvetljenost. Po vseh merilih se najslabše odreže žarnica sama.

    Torej so najbolj uporabna/varčna svetila v obliki stožca, čeprav ima kvader daljši doseg. Najslabše pa so same žarnice. Pri nadaljnjih meritvah vidimo tudi, katere od različnih oblik oddajajo največ svetlobe v nebo ter vzporedno s tlemi.




    Marjeta opravlja svojo dolžnost...


  5. Merjenje svetlobnega toka po krožnici okoli svetila:

  6. Namen te meritve je v tesni povezavi s samim onesnaževanjem, tukaj imamo v mislih uhajanje svetlobe v nebo ter vzporedno s tlemi. Ugotovimo pa lahko tudi, koliko svetlobnega toka, ki ga svetilo odda, nam resnicno osvetli neko površino in koliko svetlobnega toka gre v druge smeri, torej kakšen je izkoristek samega svetila. Zopet smo merili gostoto svetlobnega toka za vsa tri svetila. Način merjenja je predstavljen na skici in slikah na desni. Pri tej meritvi je polmer kroga (R) stalen, in sicer znaša 43 cm. Spreminjali smo kot, in sicer po korakih 30 stopinj. Merili smo pri napetosti 15V.

    Dobili smo naslednje rezultate:

    Kvader:

    Pri kvadru smo izmerili gostoto svetlobnega toka na dva nacina. Merili smo za vsako stranico posebej.

    Iz geometrijskih razlogov je položaj svetilke, pri katerem merimo po dolgi stranici (prvi nacin), bolj ugoden kot merjenje po krajši. To opazimo tudi na grafu, saj je »domet« svetlobe daljši kot pri drugem nacinu merjenja. Tudi gostota svetlobnega toka pri prvem nacinu merjenja je vecja kot pri drugem. Opazimo tudi, da se gostota svetlobnega toka pod svetilom precej zmanjša, kar je verjetno vpliv odboja žarkov od sten svetila. Razlike pri obeh načinih merjenja se skladajo z geometrijo svetilke.

    Stožec:

    Na grafu opazimo, da se pod svetilom gostota svetlobnega toka ne zmanjša tako intenzivno kot pri merjenju s kvadrom. Vzrok je geometrija svetila, saj se žarki pri stožcu lahko odbijejo bolj enakomerno in veliko žarkov pristane pod svetilom.

    Žarnica:

    Ta meritev ne potrjuje teorije, saj se gostota svetlobnega toka pri isti oddaljenosti od svetila ne bi smela spreminjati toliko, kot kaže graf. Torej bi morali dobiti konstanten graf, razen neposredno nad žarnico, kjer je navoj.

    Podobno kot prej opazimo, da je gostota svetlobnega toka večja pri svetilih v obliki stožca. Najmanj intenzivna so svetila, kjer nastopa samo žarnica (oziroma svetila, ki svetijo enakomerno v vse smeri in ne usmerjajo svetlobe z odboji). Ta svetila tudi najbolj onesnažujejo, saj svetlobe ne usmerjajo proti tlom. Z vidika svetlobnega onesnaženja so najboljše žarnice v obliki stožca, saj poleg največje osvetlitve tal spustijo najmanj svetlobe v nebo ter vzporedno s podlago (tu je najslabše svetilo v obliki kvadra, ki iz očitnih geometrijskih razlogov odbija veliko svetlobe v vodoravni smeri).




    Naš precizni instrument...


  7. Merjenje izkoristka:

  8. Pri tej meritvi smo vsa svetila postavili na enako razdaljo od senzorja. Za merjenje smo uporabili ampermeter ter voltmeter. Nato smo za vsako svetilo poiskali napetost in tok, potreben za enako osvetlitev površine. Moč smo računali po formuli P=UI

    Podatki:
    Oddaljenost senzorja od svetila: d=60cm
    Gostota svetlobnega toka: j=15.3 lux
    Tabela rezultatov:
    Vrsta svetilaNapetost[V]Električni tok [A]Moč [W]
    Stožec10.360.383.94
    Kvader13.090.435.63
    Žarnica14.850.466.83

    Vidimo, da se daleč najbolje odreže stožčasto svetilo. Sklepamo, da je vzrok v odboju od sten svetila, saj so žarki pri stožcu veliko bolj fokusirani kot pri kvadru - kvader odbija svetlobo tudi skoraj vodoravno - medtem ko stožec vso svetlobo usmeri proti tlom.