11. SınıfElektrik-Elektronik Teknolojisi

Aydınlık Düzeyi Hesabı

Elektrik-Elektronik Teknolojisi · 11. Sınıf · Aydınlatma Sistemleri

Konu Anlatımı

Aydınlık Düzeyi Hesabı

Bir mekânı aydınlatmadan önce hedeflenen aydınlık düzeyini sağlayacak armatürün kaç adet ve ne güçte olacağı hesaplanır. Bu hesap, enerji tüketimini, konforu ve tesisat maliyetini doğrudan belirler. Elektrik tesisatı projesinde aydınlık düzeyi hesabı iki temel yöntemle yapılır: nokta kaynak yöntemi ve toplam ışık akısı (lümen) yöntemi.

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste nokta kaynak yöntemiyle belirli bir noktadaki aydınlık düzeyini, toplam ışık akısı yöntemiyle bir alanın ortalama aydınlık düzeyini nasıl hesaplayacağınızı öğreneceksiniz. Ayrıca kullanım ve bakım katsayılarının neden gerekli olduğunu ve armatür sayısının nasıl belirlendiğini çalışacaksınız.

Ön bilgi

Bu konu, lüks (lx), lümen (lm), katı açı ve lamba verimi kavramlarına dayanır. Işık akısının yüzeye bölünmesiyle aydınlık düzeyi, yani E = Φ / A bağıntısı zaten bilinmelidir.

Mesafeyle ilgili hesaplarda Pisagor bağıntısı kullanılır. Yatay bir düzlemde kaynağın yüksekliği h, yatay uzaklığı x ise kaynaktan noktaya olan doğrudan mesafe d = √(h² + x²) ile bulunur.

Nokta kaynak yöntemi

Nokta kaynak yöntemi, tek bir armatürün belirli bir noktada oluşturduğu aydınlık düzeyini hesaplar. Işık şiddeti I (cd) olan bir kaynağın d (m) uzaklıktaki bir noktaya düşen aydınlık düzeyi, ışığın geliş açısının kosinüsüyle orantılı olarak E = I · cosθ / d² ile bulunur. Burada θ, ışının yüzeye dik doğrultudan sapma açısıdır. Kaynağın tam altındaki yatay bir noktada θ = 0° olduğu için cosθ = 1 ve E = I / h² olur.

Bu formül, aydınlık düzeyinin uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğunu gösterir. Yüksekliği iki katına çıkarmak aydınlık düzeyini dörtte bire indirir. Bu nedenle yüksek tavanlı salonlarda çok sayıda armatür gerekir.

Toplam ışık akısı (lümen) yöntemi

Toplam ışık akısı yöntemi, bir alanın ortalama aydınlık düzeyini hesaplamak için kullanılır. Hedef aydınlık düzeyi E ve alan A biliniyorsa, gereken toplam akı Φ_toplam = (E · A) / (ηu · kb) bağıntısıyla bulunur. Burada ηu kullanım katsayısı, kb bakım katsayısıdır. Bulunan toplam akı, seçilen armatürün akısına bölünerek armatür sayısı n = Φ_toplam / Φ_armatür olarak elde edilir. Sayı kesirli çıkarsa yukarı yuvarlanır, çünkü yarım armatür takılamaz ve aşağı yuvarlama hedef aydınlığı sağlamaz.

Kullanım ve bakım katsayıları

Armatürün yaydığı ışığın tamamı çalışma yüzeyine ulaşmaz. Bir kısmı duvarlar, tavan ve armatürün kendi gövdesi tarafından emilir. Kullanım katsayısı ηu, armatürün akısının ne kadarının çalışma düzlemine ulaştığını gösterir ve genellikle 1'den küçük bir değerdir. Bakım katsayısı kb ise zamanla lambanın yaşlanması, tozlanma ve armatür camının kirlenmesi nedeniyle oluşan kayıpları hesaba katar. Her iki katsayı 1'den küçük olduğu için gereken akıyı artırır; yani bu katsayılar bir güvenlik payı işlevi görür.

Katsayıların değerleri armatürün üreticisinin verdiği tablolardan ve oda oranından okunur. Bu derste hesaplarda verilen değerler kullanılacaktır.

Armatür yerleşimi ve düzgünlük

Hesap yalnızca ortalama aydınlık düzeyini verir; ışığın yüzeye eşit dağılıp dağılmadığını söylemez. Armatürler birbirinden çok uzak yerleştirilirse köşelerde karanlık noktalar oluşur. Armatürler arasındaki mesafe, armatür yüksekliğine göre seçilen bir oranı aşmayacak biçimde belirlenir ve düzenli bir ızgara üzerinde dağıtılır. Bu nedenle hesap sonucu bir yerleşim planıyla birlikte değerlendirilmelidir.

Armatür sayısı yuvarlandığında gerçek ortalama aydınlık düzeyi hedefin üzerine çıkar. Bu fazlalığı kontrol etmek için seçilen armatür sayısıyla E_ort yeniden hesaplanır.

Basit örnek

Tavanın 2 m altında bir masanın tam üstünde, şiddeti 1500 cd olan bir armatür vardır. Masanın üst yüzeyinde x = 0 olduğu için d = h = 2 m'dir ve cosθ = 1'dir. Aydınlık düzeyi E = 1500 / 2² = 1500 / 4 = 375 lx olur.

İleri örnek

Bir ofisin alanı 60 m²'dir ve ortalama 300 lx hedeflenmektedir. Kullanım katsayısı ηu = 0,6, bakım katsayısı kb = 0,8'dir. Gereken toplam akı Φ_toplam = (300 · 60) / (0,6 · 0,8) = 18000 / 0,48 = 37500 lm'dir. Armatür 4000 lm akılı ve 36 W'lık olsun. n = 37500 / 4000 = 9,375 olur ve yukarı yuvarlanarak 10 armatür seçilir. Toplam güç P = 10 · 36 = 360 W'tır. Kontrol: E_ort = (10 · 4000 · 0,6 · 0,8) / 60 = 19200 / 60 = 320 lx olur; bu da hedefin üzerindedir.

Adım adım çözülmüş örnek

Bir atölye 5 m × 4 m'dir ve 400 lx hedeflenmektedir. Kullanım katsayısı ηu = 0,4, bakım katsayısı kb = 0,8'dir. Seçilen armatür 2500 lm ve 20 W'tır. Adım 1: Alanı hesaplayın. A = 5 × 4 = 20 m². Adım 2: Toplam akıyı bulun. Φ_toplam = (400 · 20) / (0,4 · 0,8) = 8000 / 0,32 = 25000 lm. Adım 3: Armatür sayısını bulun. n = 25000 / 2500 = 10 armatür; tam sayı çıktığı için yuvarlama gerekmez. Adım 4: Toplam gücü hesaplayın. P = 10 · 20 = 200 W. Adım 5: Kontrol edin. E_ort = (10 · 2500 · 0,4 · 0,8) / 20 = 8000 / 20 = 400 lx; hedef sağlanmıştır.

Kavram karşılaştırma tablosu

ÖzellikNokta kaynak yöntemiToplam akı yöntemi
Ne hesaplarBelirli bir noktanın aydınlık düzeyiAlanın ortalama aydınlık düzeyi ya da armatür sayısı
Temel bağıntıE = I · cosθ / d²Φ = (E · A) / (ηu · kb)
GirdilerŞiddet (cd), yükseklik, uzaklıkHedef lüks, alan, akı, katsayılar
Katsayı kullanımıBakım payı ayrıca eklenirZorunludur
Tipik kullanımVitrin, spot, masa üstüOfis, atölye, koridor
Sonuç birimilxlm ve armatür adedi
Ana riskGeometri hatasıKatsayı unutulursa aşırı ya da eksik aydınlatma

Sık Yapılan Hatalar

Özet

Nokta kaynak yönteminde E = I · cosθ / d² bağıntısıyla belirli bir noktanın lüksü bulunur. Toplam akı yönteminde ise Φ_toplam = (E · A) / (ηu · kb) ile gereken akı, oradan da armatür sayısı hesaplanır. Kullanım ve bakım katsayıları, armatürün akısının tamamının yüzeye ulaşmadığını ve zamanla azaldığını hesaba katar. Sonuç her zaman yukarı yuvarlanır ve bulunan sayı, ortalama aydınlık düzeyi yeniden hesaplanarak kontrol edilir.

Kendini dene

Aşağıdaki soruları çözerek nokta kaynak ve toplam akı yöntemlerini pekiştirin. Her çözümde önce alanı ve mesafeyi, sonra akıyı ve armatür sayısını bulun; son adımda ortalama aydınlık düzeyini kontrol edin. Açık uçlu görevlerde hesap adımları ve birimler ayrı ayrı puanlanır.

Aydınlık Düzeyi Hesabı — Sık Sorulan Sorular

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste nokta kaynak yöntemiyle belirli bir noktadaki aydınlık düzeyini, toplam ışık akısı yöntemiyle bir alanın ortalama aydınlık düzeyini nasıl hesaplayacağınızı öğreneceksiniz. Ayrıca kullanım ve bakım katsayılarının neden gerekli olduğunu ve armatür sayısının nasıl belirlendiğini çalışacaksınız.

Aydınlık Düzeyi Hesabı nedir?

Bir mekânı aydınlatmadan önce hedeflenen aydınlık düzeyini sağlayacak armatürün kaç adet ve ne güçte olacağı hesaplanır. Bu hesap, enerji tüketimini, konforu ve tesisat maliyetini doğrudan belirler. Elektrik tesisatı projesinde aydınlık düzeyi hesabı iki temel yöntemle yapılır: nokta kaynak yöntemi ve toplam ışık…

Aydınlık Düzeyi Hesabı konusunda ne öğrenilir?

Nokta kaynak yönteminde aydınlık düzeyi kaynağın şiddeti ile doğru, uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.

Aydınlık Düzeyi Hesabı konusunda sık yapılan hatalar nelerdir?

Kullanım ve bakım katsayılarını atlamak: Katsayısız hesap gerçekte olandan fazla aydınlık öngörür. Örnekte 1250 lx görünen değer, katsayılarla 400 lx'e iner. Yükseklik ile uzaklığı karıştırmak: Nokta kaynakta d kaynakla noktanın doğrudan mesafesidir. Tam altta d, h ile aynıdır; eğik noktada d daha büyüktür.

Aydınlık Düzeyi Hesabı için hangi formüller ve kurallar kullanılır?

E = I · cosθ / d² (nokta kaynak, yatay düzlem; I cd, d m, E lx) · cosθ = h / d ve d = √(h² + x²) · Φ_toplam = (E · A) / (ηu · kb) (ηu kullanım, kb bakım katsayısı) · n = Φ_toplam / Φ_armatür (kesir yukarı yuvarlanır)

Aydınlık Düzeyi Hesabı Kazanımları

Örnek Sorular ve Çözümleri

Örnek Soru 1 kolay

Toplam akı formülünde Φ neyi temsil eder?

  1. A) Toplam ışık akısını
  2. B) Yüzey alanını
  3. C) Lamba gücünü
  4. D) Katı açıyı
Cevabı göster

Doğru cevap: A) Toplam ışık akısını

Φ ışık akısıdır; birimi lümendir ve gereken toplam ışık akısını ifade eder. Doğru cevap toplam ışık akısıdır.

Örnek Soru 2 orta

I = 1500 cd ve h = 2 m iken tam altındaki noktanın aydınlık düzeyi kaç lüks olur?

  1. A) 375 lx
  2. B) 750 lx
  3. C) 3000 lx
  4. D) 187,5 lx
Cevabı göster

Doğru cevap: A) 375 lx

E = I / h² = 1500 / 2² = 1500 / 4 = 375 lx. Doğru cevap 375 lx'tir.

Örnek Soru 3 zor

Lamba altındaki E = I / h² bağıntısında h iki katına çıkarsa E nasıl değişir?

  1. A) Dörtte bire düşer
  2. B) Değişmez
  3. C) Yarıya düşer
  4. D) İki katına çıkar
Cevabı göster

Doğru cevap: A) Dörtte bire düşer

E, h²'ye ters orantılıdır. h iki katına çıkınca E, 1/4 oranında azalır. Doğru cevap dörtte bire düşmesidir.

Sıradaki adım

Konu anlatımları hesapsız okunur. Quiz, slayt ve deneme için hesap gerekir.

DersTeders ile devam et

Elektrik-Elektronik Teknolojisi için çalışma yolu

  1. OkuKonu anlatımını bu sayfada bitir.
  2. Soru çözÖrnekleri çöz, cevabı açıklamayla karşılaştır.
  3. Quiz ile pekiştirHesapla kendini ölç.

Slaytla adım adım öğren · Tüm dersler · Ana sayfa

Hesap açTüm dersleri keşfet

Konu anlatımları hesapsız okunur; quiz, slayt ve deneme için hesap gerekir.

Bu sayfa Aydınlık Düzeyi Hesabı konusunun anlatımını, kazanımlarını ve örnek sorularını içerir. Konuyla ilgili tüm sorular için testi çöz, diğer konular için DersTeders ana sayfasına geçebilirsin.

Bu konunun öğretmen materyallerini (ders planı, çalışma kâğıdı, çözümlü soru bankası, rubrik) yazdırabilirsin: Yazıcı çıktısı modülünü aç