휘도가 낮고 효율이 좋으며 투과성이 양호하여 터널조명, 도로조명, 광장조명등에 주로 사용되는 것은?
- 백열전구
- 형광등
- 나트륨등
- 할로겐등
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 휘도·효율·투과성 특성으로 어느 광원이 적합한지를 묻고 있다. 나트륨등은 발광 효율이 매우 높고 휘도는 낮으며 안개 등에서의 투과성이 좋아 터널·도로·광장 조명에 적합하다.
나트륨등은 효율 최고·휘도 낮음·안개 투과성 좋아 터널·도로·광장 조명용이다.
개념 한 쪽
전기공사산업기사 조도계산 — 투과·반사·조도 산정
조도계산은 광원이 내보내는 광속과 물체의 반사·흡수·투과 특성, 그리고 조명기구와 배치 방식이 결합되어 결과가 결정된다. 광속 분배의 기본 수지 관계와 글로브·구형 확산체의 처리 방법, 도로 조명에서의 담당 면적 산정법을 중심으로 문제 출제 경향이 있다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「조도계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 극성 판별용 광원 선택 | 1 | 방전 특성으로 직류 극성 판별 기구를 가리기 |
| 반사·흡수·투과 수지 계산 | 1 | 반사율과 흡수율으로 투과 광속을 계산하기 |
| 광원의 연색성 순서 판별 | 1 | 광원의 연색성 우열을 올바르게 배열하기 |
뜻
입사한 빛은 반사(reflection), 흡수(absorption), 투과(transmission)의 세 갈래로 나뉘며 이 세 비율의 합은 항상 1(100%)이 된다. 따라서 반사율 R과 흡수율 A가 주어지면 투과율 T는 T = 1 − (R + A)로 구한다.
완전 확산성 구형 글로브 등에서는 내부에서의 반사와 투과가 반복되므로 총 투과량을 간단한 수열로 표현할 수 있다. 1차 투과분 τ에 대해 반사율 ρ가 있으면 총 투과량은 τ + τρ + τρ² + … = τ/(1−ρ)로 정리된다.
등휘도 완전확산 구 광원과 관련된 공식은 두 가지를 조합한다. 완전확산면의 광속발산도 M은 πB로 주어지고, 구의 표면적은 4πr²이므로 전광속 F는 F = M × S = πB × 4πr² = 4π²r²B가 된다.
도로 조도 산정에서는 평균 조도 E와 등주 1개가 담당하는 면적 A, 광속 이용률 U가 있으면 전구 1개의 필요 광속 F를 F = E·A/U로 구한다. 지그재그 배치 등에서는 등 1개가 담당하는 길이가 간격의 절반이라는 점을 반드시 고려한다.
조명기구의 배치와 광속 이용률은 실무 계산에서 결과를 크게 좌우하므로, 먼저 담당 면적을 정확히 산정하고 이용률을 나누는 절차로 접근해야 한다.
예제
1) 반사율 60%, 흡수율 20%인 물체에 입사 광속이 2,000 lm일 때 투과율 T = 1 − (0.6 + 0.2) = 0.2이고 투과 광속은 2,000 × 0.2 = 400 lm을 얻는다.
2) 폭 24 m인 도로에서 등간격 20 m인 지그재그 배치로 평균 조도 5 lx를 얻고자 하고 이용률이 25%이면, 등 1개가 담당하는 길이는 20/2 = 10 m으로 면적 A = 24 × 10 = 240 m²이다. 따라서 F = E·A/U = 5 × 240 ÷ 0.25 = 4,800 lm이 필요하다.
3) 우유색 구형 글로브에서 투과율 τ = 0.5, 반사율 ρ = 0.4일 때 글로브 효율은 τ/(1−ρ) = 0.5/0.6 ≈ 0.83, 즉 약 83%가 된다.
대표 기출 3문항
반사율 ρ , 투과율 τ , 반지름 r의 완전 확산성 구형 글로브의 중심에 광도 I의 점 광원을 켰을 때 광속 발산도는?
- τI/r2(1-ρ)
- ρI/r2(1-τ)
- 4πρI/r2(1-τ)
- ρπI/r2(1-ρ)
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 완전 확산성 구형 글로브 내부 중심에 있는 점광원의 광속 발산도를 구하는 것이다. 내부에서 투과율 τ만큼의 광속이 구면을 통해 빠져나가고 반복 반사가 ρ의 등비급수로 합해지므로 광속 발산도는 τI divided by r²(1−ρ), 즉 τI/[r²(1−ρ)]가 된다.
구면 내부의 반복 반사가 등비급수로 합해져 광속 발산도는 τI/{r²(1−ρ)}가 된다.
반직접 조명에서 하향광속의 배광은 몇[%]인가?
- 0 - 30
- 30 - 60
- 60 - 90
- 90 - 100
정답과 해설 보기
정답 ③ · 반직접 조명(Semi-direct Lighting)은 조명 기구에서 방출되는 전체 광속 중 60%에서 90%가 작업면인 하향으로 비추고, 나머지 10~40%는 천장 등으로 향하는 상향 광속을 가지는 조명 방식을 말합니다. 이 방식은 전광속을 효율적으로 사용하면서도 적당한 눈부심 방지 효과를 줄 수 있어 사무실이나 학교 등에서 많이 사용됩니다.
반직접조명은 하향광속 60~90%(상향 10~40%)로, 직접조명(90~100%)과 간접조명 사이의 부드러운 배광이다.
자주 묻는 물음
- 투과율은 어떻게 구하나?
- 투과율은 반사율과 흡수율의 합을 빼서 구한다: T = 1 − (R + A)이며, 세 비율의 합이 1임을 이용한다.
- 구형 확산 글로브에서 반사광은 왜 고려하나?
- 글로브 내부에서 반사된 빛이 다시 투과되는 다중반사 효과가 있기 때문에 1차 투과만 계산하면 전체 효율을 과소평가하므로 총투과량 τ/(1−ρ)를 사용한다.
- 지그재그 배치에서 등 1개가 담당하는 면적은 어떻게 구하나?
- 지그재그 배치에서는 등간격의 절반이 한 등주가 담당하는 길이가 되므로 면적 A = 도로 폭 × (간격/2)로 계산하고 이를 이용해 F = E·A/U를 사용한다.
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