|
Посетитель
 |
Эксперимент по проверке эффективности отражателей (страница 6) |
|
Уже достаточно давно зрело желание проверить эффективность применения отражателей. Причем не субъективно, на глазок – стало ярче или нет, а при помощи инструментального измерения. Да еще и не в отрыве от реальных условий работы (как это сделано в упоминаемой мною не раз ссылке http://www.hereinspa... где и лампа всего одна, и находится все это в воздухе), а конкретно в моем аквариуме, с моими же лампами и рефлекторами  В первом опыте солнечный элемент лежал на дне, примерно на одинаковом расстоянии от всех стенок (то есть в центре), высота столба воды 48 см. При снятой крышке и без отражателей прибор показал ток 70 мкА, при опущенной крышке – 110 мкА, при установленных отражателях и поднятой крышке – 135 мкА. Крышка изнутри оклеена алюминиевой фольгой (самоклеящаяся алюминиевая лента, которую используют вентиляционнщики). Во втором опыте солнечный элемент был опущен на глубину примерно 30 см. Результаты 175, 240 и 285 мкА соответственно. У поверхности воды плавает достаточно много разной растючки вроде кабомбы и веток хемиантуса, так что свет во всем аквариуме достаточно рассеянный, говорить о том, что элемент попадал в «фокус» какого-либо отражателя не приходится.  Дальше самое интересное и неоднозначное. Поскольку зависимость генерируемого элементом тока от его освещенности неизвестна, встает вопрос – как интерпретировать результаты? Я сделал следующее. В темной комнате на проводах подвесил маленькую (по размерам) галогеновую лампочку на 40 Вт (без каких либо отражателей и цоколя). Мне кажется, что с достаточно хорошей степенью приближения этот источник света можно считать точечным. Как известно, освещенность, создаваемая точечным источником света, обратно пропорциональна квадрату расстояния до него. Отодвигая или приближая солнечный элемент к лампе, нашел те положения, в которых прибор показывал тот же ток, что и в аквариуме. Вот они: 70 мкА – 23 см, 110 мкА – 18 см, 135 мкА – 16 см. И для второго случая: 175 мкА – 13,5 см, 240 мкА – 10,5 см, 285 мкА – 9 см. Если предыдущие рассуждения верны, то получаем, что использование отражателей дает прибавку в освещенности на дне (23/16) в квадрате = 2,1 раза и на глубине 30 см - (13,5/9) в квадрате = 2,25 раза. Забавно, что крышка, оклеенная алюминиевой фольгой, увеличивает освещенность в 1,6 раза, что тоже весьма неплохо. Лично для меня результат не кажется странным или удивительным. К примеру, на каждой упаковке с лампами Dennerle приведена табличка с замерами освещенности, создаваемой именно этой лампой, с отражателем и без такового, в зависимости от глубины какого-то их тестового аквариума. Можно сколько угодно потешаться над их рекламными ходами о «водорослевых провалах» и прочих «чудесах» спектра и другой лабуды. Но я не думаю, что немцы позволяют себе печатать на упаковке выдуманные цифры. Мы же верим тому, что лампа имеет мощность 54 Вт, длину 1047 мм и диаметр Т5? Почему же эта таблица должна быть заведомой ложью?  Впрочем, это не совсем в тему, прошу высказываться по сути эксперимента  . PS. Извиняюсь за отвратительное качество фотографий - не было поблизости обычного фотоаппарата, пришлось делать коммуникатором  . Изменено 30.5.11 автор Maksus Изменено 8.6.11 автор Button |
|
|
#1435481 |
|
Посетитель
|
|
MaksusПо-моему тонировочные пленки несимметричные, с одной стороны темнее, с другой прозрачнее. Изменено 24.8.12 автор оltrew |
|
|
23/06/2011 15:41:21
#1446864 Нравится Maksus
|
|
|
|
Модератор , Советник
 |
|
сообщение оltrew Таких материалов, или пакетов материалов, на сколько я понимаю, не бывает, если свет изначально не поляризован. Для неполяризованного света прозрачность всегда одинакова в обе стороны. Для поляризованного света такую комбинацию материалов придумать можно. |
|
|
24/06/2011 00:57:27
#1447103 |
|
Модератор , Советник
|
|
|
Как и обещал, проверил люксометром прозрачность стекла. Светил непосредственно на фотоэлемент качественным хорошо сокусированным светодиодным фонариком. Как оказалось, стекло 10-ка, из которого сделан мой аквариум, поглощает примерно 12-15% света. Так что на счет 50% я ошибался. Или как-то неудачно измерял раньше (уже не помню, что за прибор тогда был), или стекло было другое. |
|
|
25/06/2011 21:56:02
#1447862 Нравится Maksus
|
|
Посетитель
|
|
Константин Кучеренко Может в тот раз свет падал на стекло не по нормали? Или люксметр регистрировал в том числе и УФ диапазон, стекло его задерживает очень хорошо... |
|
|
26/06/2011 17:49:14
#1448114 |
|
Посетитель
|
|
сообщение Константин Кучеренко Разумеется, речь идет о неполяризованном свете. Изменено 24.8.12 автор оltrew |
|
|
27/06/2011 13:43:21
#1448530 |
|
|
|
Модератор , Советник
|
|
сообщение оltrew Только что-то ничего не нашел про несимметричное пропускание света такими пленками. |
|
|
27/06/2011 23:11:21
#1448846 |
|
Посетитель
|
|
Константин Кучеренко Это мои домыслы. А производители скрывают. Вот например проскочило: "позволяет полностью исключить оптический эффект внутреннего отражения". Что бы это значило? Изменено 27.6.11 автор оltrew |
|
|
27/06/2011 23:29:12
#1448854 |
|
Модератор , Советник
|
|
сообщение оltrew Это всего навсего может означать, что для пленки подбрали материал, у которого показатель преломления совпадает с таковым у стекла. А скрывать тут особо нечего, если бы эффект существовал, он был бы упомянут как общенаучный факт. Что-то мне подсказывает, что для неполяризованного света должна быть полная симметричность. И следовать это должно из фундаментальных физических принципов. Напишу, если проясню для себя вопрос подпробнее. |
|
|
28/06/2011 22:30:02
#1449348 |
|
|
|
Свой на Aqa.ru
|
|
|
Дурной пример заразителен.       И так. Задача проверить равномерность освещенности дна, создаваемой лампами Т5 и КЛЛ с Отражатели из нержавейки, или как я делал отражатели для "подтумбовой" банки под Т5 и КЛЛ. . Примерная форма отражателей и схема их расположения относительно банки приведены на рисунке рис 1. Мерять равномерность освещенности в моей банке с растениями никакого смысла нет, по этому решил в воздухе, на полу (немного ниже реального дна). Выкатил банку из «ниши» ровно на ее ширину, и стал в нескольких точках мерять попугаями-мкА освещенность пола, равную площади дна банки (рис 2). Получился "колодец" ограниченный с одной стороны стенкой тумбы, с другой задней стенкой банки. Некая имитация аквариума изнутри, хотя и очень отдаленная. Рис 1   Расстоянии от пола до ламп 63 и 64 см. Предварительно пробежался датчиком по всей площади "дна" и определил основную закономерность изменения освещенности. Максимальная оказалась ближе к задней стенке по середине длины банки, точка 3, минимальная точки 2. Вдоль задней стенки плавно нарастает к центру, а потом так же плавно уменьшается. Одноименные точки имеют одинаковую освещенность. При перемещении датчика от задней стенки к передней, вначале довольно быстро равномерно уменьшается на первых 60% ширины банки, а на оставшихся 40% уменьшается совсем незначительно, процентов на десять от всего изменения от задней к передней. По этому было решено мерить в четырех точках. У каждой точки разным цветом указано три значения в мкА, соответствующие условной освещенности создаваемой одной лампой Т5, одной лампой КЛЛ и обеими вместе. Расшифровка соответствия цветов всем трем случаям приведена на рис 2. Увеличение освещенности вдоль длины к центру и дальнейшее ее уменьшение исходит из самой природы протяженных ЛЛ. Думаю с этим все понятно, и от отражателей это мало зависит. Интереснее было проследить изменение вдоль короткой стороны, т.е. от задней стенки к передней. У Т5 неравномерность оказалась максимальной. У КЛЛ получился, можно сказать, идеальный отражатель (в смысле равномерности). Ну и как и следовало ожидать изменение освещенности при обеих задействованных лампах оказалось меньше чем у Т5 , но больше чем у КЛЛ. Для интереса сделал следующее. Поднимая датчик в точке 2 добивался одинаковых показаний с точкой 1, аналогично в точке 4 с точкой 3. Для каждой лампы (отражателя) расстояния оказались одинаковыми в обеих точках и на рис 2 указаны как «+ … см» соответствующим цветом. Получилось что для лампы Т5, освещенность в точке 1 у пола равна освещенности девятью см выше точки 2 (то же самое и для точек 3 и 4), а вот у КЛЛ для этого датчик пришлось поднять всего на 2.5 см от общей высоты 64 см, т.е. всего на 4%. Для Т5 надо на 14%, а для обеих вместе на 8%. Теперь осталось как то интерпретировать результаты измерений в попугаях-микроамперах.  Конечно можно воспользоваться методом предложенным топикстартером, но если честно, то пользоваться каждый раз способом предложенным Максимом очень хлопотно, надо бы составить переводную таблицу или лучше график, из мкА в лк для пары датчик-тестер. Тогда действительно можно получить простой и дешевый люксметр с достаточной для таких целей точностью. Но для этого необходимо найти настоящий люксметр хотя бы на вечерок, чем собственно и озадачился. Если найду, заодно и эксперимент проведенный Maksus инструментально проверить можно будет.  С уважением А.А. Изменено 6.7.11 автор AlexAlex |
|
|
06/07/2011 00:45:49
#1452195 |
|
|
|
AlexAlex По-моему это солнечная батарея? Даже больше чем уверен. Ввиду схемы ее подключения. Которую используют как очень простой датчик. Напряжение измерять не пробовали? Тоже можно использовать в качестве измерительных данных. Только вот солнечные батареи наиболее чувствительны к ультрафиолету и имеют провал чувствительности в зеленой области. |
|
|
06/07/2011 09:01:14
#1452265 |
|
Свой на Aqa.ru
|
|
сообщение damien Lakovsky Ну да, она родимая, солнечная, по бытовому.  "Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или не научной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток." http://ru.wikipedia.... Про спектральную чувствительность ничего не скажу, нет данных. В любом случае не такая как у люксметра с фильтрами. Стекло силикатное, УФ немного задерживать будет. Можно сверху еще матовым силикатным дополнительно прикрыть. Для доморощенного люксметра думаю вполне подойдет. По току вроде как зависимость от освещенности более линейная, как найду люксметр сравню для Вас и так и этак. Обратите внимание "... прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток." В ток! С уважением А.А. Изменено 6.7.11 автор AlexAlex |
|
|
06/07/2011 09:07:00
#1452267 |
|
|
|
Постоянный посетитель
|
|
сообщение AlexAlex У меня с подобной солнечной батарейкой и китайским тестером получались такие значения (калибровал по заводскому люксметру): Лк мВ 1000 1128 2000 1338 3000 1430 4000 1560 5000 1620 6000 1700 7000 1754 8000 1820 9000 1890 10000 1970 Зависимость описывается степенной функцией 222.15*U^0.2346 Естественно каждая батарея требует своей калибровки. |
|
|
06/07/2011 09:34:04
#1452270 |
|
Свой на Aqa.ru
|
|
Slavkin Вячеслав, чем создавали освещенность в таком диапазоне? Дело в том что при изменении освещенности желательно не менять взаимное положение датчиков и их положение относительно источника света. Если менять освещенность диммированием мощной лампы накаливания, то будет сильно меняться спектр. Как Вы вышли из этого положения? Странная у Вашей батарейки вышла зависимость. При изменении освещенности в десять раз, ток увеличился всего в 1.75 раза. Что то тут не то. С уважением А.А. |
|
|
06/07/2011 12:57:36
#1452365 |
|
|
|
AlexAlex Обратите внимание - мВ, а не мкА. Что в общем тоже странно, ведь ЭДС пропорциональна количеству падающего света. Может батарейка уходит в насыщение. |
|
|
06/07/2011 13:10:42
#1452372 |
|
|
|
Постоянный посетитель
|
|
сообщение AlexAlex Освещенность изменял изменением расстояния от лампы (МГ 70Вт) до датчиков. Датчики (солнечная батарея и датчик люксметра) находились рядом в одной плоскости, лампа поднималась/опускалась на штативе. При каждом измерении для надежности менял датчики местами, чтобы убедиться в неизменности их показаний (одинаковой освещенности) Странного в зависимости не вижу, вроде погуглив нечто подобное и должно быть... Батарея действительно не выдает более 2 с копейками вольт, хоть на солнышко ее выставляй. Подробностей измерений к сожалению уже не помню (дело бы в феврале, остались только цифры). Аналогичную зависимость дает и фоторезистор. На досуге могу повторить измерения ради интереса. |
|
|
06/07/2011 13:46:14
#1452382 |
|
Посетитель
|
|
|
Мне кажется, что нужно нагружать батарею относительно низкоомной нагрузкой, в противном случае (если вы подключаете на выход батареи вольтметр с высоким входным сопротивлением) напряжение на выходе по мере роста освещенности быстро приближается к максимальному для данной батареи и дальше практически не растет - зависимость становится крайне далека от линейной, а результаты можно интерпретировать только с помощью калибровки по "правильному" люксметру. Я не зря использовал мультиметр в режиме измерения тока. |
|
|
06/07/2011 14:17:46
#1452398 Нравится AlexAlex
|
|
Свой на Aqa.ru
|
|
сообщение Maksus +1, все верно и доступно.  Об этом же я и выше писАл "По току вроде как зависимость от освещенности более линейная". Входное сопротивление моего прибора на пределе 150 мкА 1.28 Ком. Именно по этому зависимость тока от освещенности приближается к линейной. А вот и люксметры подоспели.  сообщение damien Lakovsky Нет, до этого не пробовал, так как знал что это не правильно, нелинейность недопустимая. Померял для Вас и Вячеслава. Для сравнения две таблички . Первая зависимости тока от освещенности измеренная китайским тестером на пределе 2000 мкА ЛК ______ мкА _206______56 1525____ 409 2080____ 542 3440____ 895 6810____1682 Вторая напряжение от освещенности этим же прибором, но в режиме измерения напряжения, на двух разных пределах (один не перекрывал) ЛК____ мВ _220____ 590 _890____1620 1260____1930 1820____2180 3860____2560 6750____2750 в первой освещенность изменилась в 6810/206=33 раза, а ток в 1682/56=30 раз, во второй освещенность в 30 раз, а напряжение всего в 4.6 раза, при чем нелинейно, и именно так как и описал Maksus! Датчик и прибор одни и те же. Выводы думаю понятны. Продолжение в теме Самодельный прикидочный "люксметр" из DT-830 и Navigator NSL-MT С уважением А.А. Изменено 6.7.11 автор AlexAlex |
|
|
06/07/2011 18:03:08
#1452479 |
|
|
|
Свой на Aqa.ru
|
|
Maksus Вот, измерил освещенность на нескольких расстояниях от Feron Лампа галогенная, 35W 12V JC/G4.0 супер яркая, HB2 . Лампу брал именно на 12 V, т.к. у низковольтных ламп спираль компактнее, типа ближе к точечному источнику. Перемерял несколько раз, но все рано погрешность может быть относительно большой. Все расстояния определял рулеткой, держа датчик люксметра на весу под лампой подвешенной примерно в метре от потолка.   Зависимость освещенности от расстояния у реальной лампы несколько отличается от квадратичной, немного отстает. Т.е. там где должна была уменьшиться в 16 раз, уменьшилась в 12.8 раза, там где ожидалось в 9 раз, получилось 7.4-7.7 раза, там где должна была в 4 раза, уменьшилась 3.3-3.9 раза. Чем меньше расстояние, тем зависимость получилась ближе к квадратичной. Скорее всего при больших расстояниях начинает сильнее сказываться отраженный от стен и потолка свет. При меньших расстояних вклад отраженного света существенно меньше. Да и "черная" комната была маловата, 3х3 м, слишком стены близко, а потолок слишком белый и блестящий. Считаю что при небольших расстояниях (или более идеальной черной комнате) Ваш метод вполне можно использовать на практике. С уважением А.А. Изменено 12.7.11 автор AlexAlex |
|
|
12/07/2011 12:41:03
#1454351 |
|
Посетитель
|
|
AlexAlex Специальную черную комнату сделал? Изменено 24.8.12 автор оltrew |
|
|
14/07/2011 12:37:37
#1455037 |
|
Свой на Aqa.ru
|
|
сообщение оltrew Прочитайте вначале внимательно шапку темы, тогда поймете почему я выбрал шаг именно такой. 15х2=30 15х3=45 15х4=60 20х2=40 20х3=60 "Как известно, освещенность, создаваемая точечным источником света, обратно пропорциональна квадрату расстояния до него. " Т.е при увеличении расстояния в три раза освещенность должна упасть в девять раз, а при увеличении в два раза, упасть в четыре. От сюда и ряд такой. разумеется отраженный свет влияет, но не так сильно должно быть заметно влияние.... Думаю Вы заблуждаетесь, чем больше расстояние от источника света до датчика люксметра, тем соизмеримее отраженный от стен и потолка свет со светом попадающим непосредственно от лампы. Возможная причина в несовершенстве самодельного люксметра, прежде всего фотоэлемента. Это не измерительный фотоэлемент - при падении освещенности он может выдавать нелинейное уменьшение значений. Да не самодельным я мерял, заводским. И именно для того что бы проверить эксперимент Maksus. С уважением А.А. |
|
|
14/07/2011 15:33:54
#1455108 |
|
|
|
Посетитель
|
|
AlexAlex Прочитал шапку. Все-таки в неоткалиброванных попугаях мерять неправильно. сообщение Maksus Откуда следует этот вывод? На основании какой теории 23 (расстояние заданной освещенности, полученное на маломощной лампочке да еще и на воздухе) делится на 16 (расстояние для той же освещенности, полученное на мощной лампочке и в воде)? Для демонстрации приведу чисто расчетное сравнение, безо всяких измерений, без отражателей и без воды. Берем две лампочки: 1000 лм и 360 лм. Вычисляем в Excel освещенность от первой с шагом 10 см (столбец 2). Третий столбец - расчет расстояния, на котором вторая лампочка будет давать такое же значение освещенности (обратная формула). И что теперь делать с полученными значениями? Делить большее расстояние на меньшее, слонят на попугаев, чтобы получить КПД мифического отражателя? Имхо, это называется "складывать кубики" - а вдруг что-то нужное получится.  И еще зачем эту разницу возводить в квадрат? В моем расчете (10/6) в квадрате = 2,77 раза - гораздо эффективнее отражатель, которого нет. А всё от большей разницы светосил. Изменено 14.7.11 автор оltrew |
|
|
14/07/2011 16:45:47
#1455130 |
|
Свой на Aqa.ru
|
|
сообщение оltrew Так он и не мерял освещенность как таковую, он пытался сравнить ее изменение, при чем оригинально, и при отсутствии соответствующих приборов. В этом вся суть! На мой взгляд ему это удалось, хотя погрешность и высокая. ...На основании какой теории 23 (расстояние заданной освещенности, полученное на маломощной лампочке да еще и на воздухе) делится на 16 (расстояние для той же освещенности, полученное на мощной лампочке и в воде)?... Какая разница, в воде или на воздухе? Мне кажется что Вы все таки не очень внимательно прочитали "шапку". Саму идею не уловили. Ваш возраст в профиле (день рождения Январь 1, 2001) соответствует действительности? А то не по годам умны! Шутка, без обид, если не соответствует правде, подправьте. С уважением А.А. |
|
|
14/07/2011 18:04:57
#1455168 |
|
Посетитель
|
|
сообщение AlexAlex Nупил, перечитывал шапку раз пять, не улавливая идеи, непонятно мне было, откуда взято (23/16)^2. Непонятно написано. Нашел в своем вопросе ошибку - лампочка одна и та же. Нужно было все-таки через отношение освещенностей (E1/E2) делать вывод и при упрощении сократить силу света (F/l1^2)/(F/l2^2) = l2^2/l1^2. Тогда понятно. Изменено 24.8.12 автор оltrew |
|
|
15/07/2011 00:22:18
#1455305 |
|
|
|
Посетитель
|
Касательно шапки и расчетов. (страница 6) |
|
1 - на таких малых расстояниях нельзя считатьтакой источник, как галогенная лампа точечным . У него есть своя кривая светораспрделения, которой нельзя пренебрегать(при измнениирасстояния часть излучения будет попадать, а часть наоборот исчезать с фотоэлемента. А вот то, в какой части кривой это излучение будет сильнее зависит от формы лампы), возможно, из-за этого результаты в расчетах вышли не совсем те, которые ожидались. |
|
|
22/02/2012 12:59:44
#1577724 |
Загружаю
форму....
