Pruebas de iluminacion

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Sistemas de iluminación.

Práctica N° 3.
“Leyes fundamentales de la luz.”

Nombre. | Boleta. |
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Profe.: José Arnulfo Villar Yepez.
Fecha de entrega: 02/marzo/2011.

Contenido
Introducción teórica. 3
Ley de los cuadrados inversos. 3
Ley del coseno. 4
Ley del coseno cúbico. 4
Objetivo. 5
Material empleado. 5
Procedimiento. 6
Resultados. 7Conclusiones. 11

Introducción teórica.
Ley de los cuadrados inversos.
Una de las leyes fundamentales de la fotometría es la que se conoce como “Ley de los cuadrados inversos”. Con auxilio de esta ley y con la unidad de intensidad luminosa “candela” se derivan prácticamente todas las unidades de iluminación.
La ley de los cuadrados inversos establece que: “ la intensidad de iluminación en un punto osuperficie, es directamente proporcional a la intensidad luminosa de la fuente de luz e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre la fuente de luz y el punto considerado.”
Dicho se otra manera la intensidad luminosa que llega a una superficie se divide entre el cuadrado de la distancia de la superficie a la fuente luminosa. Esta ley se aplica para cuando las fuentes de luz sonpuntuales y no difusas. Esto es dado que una fuente de luz puntual se propaga como un cono con el vértice en la fuente, así la base será más grande cuanto mayor sea la distancia entre la fuente luminosa y la superficie a iluminar.
Algebraicamente es:
E=Id2
En donde E es el nivel de iluminación dada en luxes, I es la intensidad luminosa en candelas y d es la distancia en metros desde la fuente a lasuperficie.
Fig. N° 1 Ilustración que demuestra la ley de los cuadrados inversos.
Otras leyes derivas de la ley de los cuadrados inversos son:
a) Ley del coseno.
b) Ley del coseno cúbico.
Ley del coseno.
La ley del coseno de Lambert establece que la intensidad luminosa de cualquier superficie varia con el coseno del ángulo de incidencia. El ángulo θ de incidencia es al ángulo entre lanormal a al superficie y a la dirección de la luz incidente.
Combinando la ley de los cuadrados inversos y la ley del coseno se obtiene la siguiente ecuación:
E=Icosθr2
h
r
N
θ
θ
Fig. N° 2 Ilustración que demuestra la ley del coseno.
Ley del coseno cúbico.
Una extensión útil de la ley del coseno de Lambert es la ecuación del coseno cubico.
Se tiene de la figura N° 2 que:
r=hcosθ
Porlo que r2es:
r2=h(cosθ)2
Sustituyendo y reduciendo la ecuación con algebra se tiene lo siguiente:
E=I(cosθ)3h2
Esta ecuación es la que se conoce como “Ley del coseno cúbico”.
De la ecuación anterior se deduce que “la iluminación en un plano horizontal no perpendicular a la luz incidente, es igual a la intensidad luminosa de la fuente multiplicada por el coseno cubico de incidencia y divididapor el cuadrado de la altura de la fuente luminosa al plano considerado”.

Objetivo.
Que el alumno comprenda, analice y utilice las tres leyes fundamentales de la iluminación como son: “Ley del inverso de los cuadrados”, “Ley del coseno” y “Ley del coseno cúbico”. Comprobar que las tres leyes sean aplicables para cuando se tiene una fuente luminosa puntual.
Material empleado.
1 lámparaincandescente de 100 W 127 V (Lámpara patrón).
1 lámpara incandescente 127 V (Lámpara de prueba).
1 fuente monofásica de corriente alterna.
1 tubo galvanizado de ½ pulgada de 6 metros.
1 luxómetro.
1 base para lámpara con una graduación de grados en la base de la misma.

Procedimiento.
1. Coloque la lámpara incandescente de 100 W 127 V sobre la base para la misma con una graduación de 360grados en la misma, alimente dicha lámpara y coloque el luxómetro a 1 metro de distancia, en forma horizontal, gire la lámpara sobre su mismo eje en intervalos de 10° hasta llegar a un ángulo máximo de 180° y anote las mediciones en luxes que da el luxómetro.
2. Calcule la intensidad luminosa promedio y calcule el nivel de iluminación pero cuando el luxómetro o superficie a iluminar va...