[ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»
«Утверждаю»
Заведующий кафедрой
Светотехники
А.А. Григорьев
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В МАГИСТРАТУРУ
Направление подготовки:11.04.04 Электроника и наноэлектроника Магистерская программа:
Теоретическая и прикладная светотехника Москва, 2014 год 1. Содержание теоретических разделов дисциплины «Светотехника»
1.1. ОСНОВЫ СВЕТОТЕХНИКИ Энергетические характеристики излучения. Энергия излучения. Поток излучения.
Сила излучения. Облученность.
Приемник оптического излучения. Спектральная чувствительность приемника оптического излучения. Система эффективных величин. Система световых величин и единиц.
Глаз как приемник излучения. Спектральная чувствительность глаза. Стандартизованная функция относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения (для дневного и ночного зрения). Световой поток. Световая энергия. Светимость. Сила света. Освещенность. Яркость. Средняя габаритная яркость. Яркость светящей поверхности и освещенность сетчатки глаза. Эквивалентная яркость. Коэффициент яркости.
Равнояркие излучатели: плоскость, шар, цилиндр. Световые свойства материалов.
Спектральные и интегральные коэффициенты отражения, пропускания и поглощения. Их зависимость от условий освещения.
Свойства светового вектора. Связь светового вектора со световыми величинами.
Многократные отражения. Закон сохранения энергии при многократных отражениях.
Коэффициент многократных отражений.
1.2. ФОТОМЕТРИЯ Эталоны и образцовые средства измерений в фотометрии. Измерение световых величин. Измерение освещенности. Основные элементы фотоэлектрического люксметра. Градуировка люксметров. Измерение светового потока в шаровом фотометре. Погрешности шарового фотометра и способы их устранения. Определение светового потока по фотометрическому телу. Измерение силы света. Способы, основанные на применении закона квадратов расстояний. Телецентрический метод. Растровые фотометры и точность измерений. Гониофотометры для измерения светораспределения. Измерение яркости. Принципиальные схемы фотоэлектрических яркомеров. Определение яркости косвенными методами. Методы и схемы измерения интегральных коэффициентов пропускания и отражения. Измерение коэффициента яркости.
Спектральные измерения. Монохроматоры и их характеристики. Способы освещения входной щели. Спектрометры и спектрофотометры. Градуировка спектральных приборов.
Цветовые измерения. Интегральные (фильтровые) колориметры. Спектроколориметры.
1.3. ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И СВЕТОВЫЕ ПРИБОРЫ
Способы генерации оптического излучения. Классификация источников света. Лампы накаливания. Люминесцентные лампы. Разрядные лампы высокого давления. Основные характеристики ламп (световая отдача, срок службы) и области их применения.Определение, функции и классификация световых приборов. Прожекторы, проекторы и светильники. Фотометрическое тело, кривые силы света (КСС) и КПД световых приборов. Защитный угол. Яркостные характеристики световых приборов.
Светильники из рассеивающих материалов. Диффузные отражатели. Рассеиватели.
Светильники с лампами накаливания и люминесцентными лампами. Расчет КПД и КСС.
Прожекторы с зеркальными параболоидными отражателями. Теория элементарных отображений. Определение светлой части. Закон Манжена. Расчет КСС методом элементарных отображений. Зависимость КСС прожектора от параметров источника света и отражателя. Расстояние полного свечения, зона обратных квадратов и ширина светового пучка.
Прожекторы с пластинчатыми отражателями. Прожекторы с параболоцилиндрическими отражателями.
Светильники с зеркальными отражателями. Дифференциальное уравнение зеркальной поверхности. Расчет КПД. Решение прямой задачи методом баланса светового потока.
Световые приборы с призматическими рассеивателями.
1.4. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ Определение и классификация светотехнических установок. Цели и задачи нормирования осветительных установок (ОУ). Методы нормирования ОУ. Нормирование ОУ по относительной видимости, по зрительной работоспособности, по технико-экономическим показателям, по экспертным оценкам. Методы измерения видимости. Качественные характеристики освещения. Показатель ослепленности, показатель дискомфорта. Тенеобразующие свойства излучения. Коэффициент пульсации освещенности, цилиндрическая освещенность, цветовая температура, индекс цветопередачи. Структура строительных норм и правил (СНИП). Нормируемые показатели для промышленных и общественных задний. Нормирование наружного освещения. Общеевропейские нормы освещения.
Светотехнический расчет осветительных установок. Классификация светящих элементов. Методы расчета распределения светового потока. Принцип эквивалентности Маргулиса, индекс помещения. Расчет распределения прямого светового потока от точечного светящего элемента, светящей линии и светящей поверхности. Теорема взаимности Муна. Расчет осветительных установок с учетом многократных отражений. Коэффициент использования осветительной установки и факторы его определяющие. Расчет освещенности от точечного светящего элемента. Правило перпендикуляров при расчете освещенности от точечного светящего элемента. Расчет освещенности от линии, от линии с разрывами. Расчет освещенности от большой светящей поверхности. Коэффициент освещенности. Этапы проектирования ОУ. Объем и содержание проектных материалов. Нормативные документы и стандарты по проектированию. Выбор источников света, выбор системы освещения, выбор уровней нормируемой освещенности и коэффициентов запаса. Выбор качественных нормируемых характеристик. Выбор типа осветительных приборов. Размещение осветительных приборов.
Методы расчета освещения Расчет установленной мощности по силе света и коэффициенту использования. Метод удельной мощности. Поверочные расчеты. Выбор контрольных точек для выполнения поверочных расчетов освещенности.
Расчет качественных характеристик освещения: показателя ослепленно-сти, показателя дискомфорта, расчет коэффициента пульсаций. Обслуживание ОУ. Способы энергосбережения в ОУ.
Выбор системы напряжения. Категории надежности электроснабжения электроустановок. Требования к электробезопасности. Расчет располагаемых потерь напряжения. Выбор типов групповых щитков. Расчет по потере напряжения двухпроводной сети. Расчет по потере напряжения четырехпроводной сети с симметричной нагрузкой. Выбор сечения проводов по механической прочности. Выбор типов проводов и кабелей. Способы управления электрическим освещением. Расчет сети по допустимому току нагрева проводов. Защитные аппараты и их типы. Выбор сечения проводов по условиям допустимого тока нагрева. Требования к селективности защиты электрической сети. Расчет сети на минимум расхода проводникового материала. Питание аварийного освещения. Схемы питающих и групповых сетей. Защитное заземление.
2. Содержание практических заданий Практические задания сводятся к решению часто встречающихся в инженерной деятельности светотехнических задач. В ходе проведения собеседования испытуемому могут быть предложены для решения следующие примеры:
- расчёт светового потока по кривым силы света излучателя или светового прибора;
- расчёт КПД световых приборов методом баланса потока и по КСС;
- светотехнический расчёт осветительной установки, включающий в себя: выбор нормируемых величин, выбор источника света, выбор и размещение осветительных приборов, расчёт установленной мощности осветительных установок, поверочные расчёты в контрольных точках, заполнение светотехнической ведомости;
- составление схемы распределительных цепей светотехнических установок, установка рабочих и аварийных щитков; расчёты участков сетей по потере напряжения, по допустимому току нагрева; определение необходимых параметров коммутационной аппаратуры.
С образцами практических заданий можно ознакомиться на кафедре «Светотехника».
3. ЛИТЕРАТУРА 1. Справочная книга по светотехнике. Под ред. Айзенберга Ю.Б., М., «Знак», 2007.
2. Григорьев А.А., Лебедкова С.М. Светотехнические величины и единицы. Учебное пособие. М., Издательский дом МЭИ,2013.
3. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. Учебник.
С.-П., «Лань», 2008.
4. Щепина Н.С. Основы светотехники. М., «Энергоатомиздат», 1985.
5. Гуревич М.М. Фотометрия. Л., «Энергоатомиздат», 1983.
6. Трембач В.В. Световые приборы. М., «Высшая школа», 1990.
7. Мешков В.В., Епанешников М.М. Осветительные установки. М., «Энергия», 1972.
8. Матвеев А.Б., Петров В.И. Нормирование осветительных установок. М., МЭИ, 1983.
9. Правила устройства электроустановок. Главы 6, 7. М., Издание НЦ ЭНАС, 2002.
10. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. М., «Энергоатомиздат», 1991.
11. Рохлин Г.Н. Дуговым источникам света 200 лет.М., «Вигма», 2001.
Программу составили:
«