Немного об электричестве
Небольшие знания основ электричества помогут вам понять, почему источники искусственного света оцениваются в ваттах. Напряжение в электрической сети или на клеммах батареи заставляет электроны перемещаться в виде электрического тока. Количество этих движущихся электронов зависит от сопротивления, препятствующего их перемещению. Все металлы имеют сопротивление, которое может контролироваться посредством изменения длины или диаметра изготавливаемых из них проводников (рис. 2.1). Метал в лампе накаливания используется в виде кусочка проволоки (нить накала), который может быть прямым или свитым в спираль с целью получения требуемой длины для крепления внутри стеклянной колбы.
Закон Ома дает математическую формулу, позволяющую находить напряжение, ток или электрическое сопротивление по двум другим известным параметрам (рис. 2.2). Закон Ома описывается формулой V= IR, где V ? напряжение (в вольтах), / ? ток (в амперах) и R ? электрическое сопротивление (в омах). Упомянутая выше формула легко преобразуется в / = V/R или в R = V/I. Ток (I) в амперах является очень важным параметром, потому что плавкие предохранители, используемые в осветительной аппаратуре, выбираются по величине тока, на который они рассчитаны (5А, 13А, 15А и т. д.).
Плавкие предохранители защищают оборудование от возможного повреждения или возгорания и выбираются по току, на который рассчитана осветительная аппаратура, как об этом было упомянуто выше. Каждый электрический кабель, подающий питание к осветительной аппаратуре, обладает своей собственной проводимостью, которая не должна превышаться, правильно выбранный плавкий предохранитель защищает кабель в такой же степени, как и используемое оборудование. Поэтому очень опасно применять лампу, требующую большего тока, чем тот, на который была рассчитана осветительная аппаратура при ее изготовлении.
Другая формула используется для нахождения мощности источника света в ваттах. При умножении напряжения на ток получаются ватты, иными словами, действует выражение W= VI
Длинная тонкая проволока
Короткая толстая проволока
Длинная узкая вольфрамовая лампа
Обычная электрическая лампа накаливания
Рис. 2.1. Электрическое сопротивление кусочка проволоки зависит от материала, из которого она изготовлена, площади ее поперечного сечения, длины и температуры. Длинная тонкая проволока будет иметь одинаковое сопротивление с пропорционально более толстой и короткой проволокой. В тех источниках искусственного света, которые обычно используются в студиях, нить накала может быть длинной и свитой в спираль для крепления внутри маленького пространства, или прямой, устанавливаемой по оси узкой и длинной лампы. Более толстая нить накаливания имеет более низкое электрическое сопротивление, поэтому она вырабатывает меньше тепла и света. Лампы, которые выпускаются промышленностью, имеют оптимальную конструкцию, позволяющую получать максимальное количество люменов на один ватт электрической мощности. Диаметр и длина нити накала выбираются таким образом, чтобы получить оптимальную светоотдачу и обеспечить требуемую механическую прочность.
Вольты
Амперы
Электрическое сопротивление
V = 240 R = 60
V = IR / = V/R
/ = 240/60 = 4 ампера
Рис. 2.2. Закон Ома дает математическую формулу, позволяющую находить ток (в амперах), потребляемый источником искусственного света, по известным напряжению (в вольтах) и электрическому сопротивлению (в омах). Хотя основной формулой закона Ома является выражение V= IR, она может быть приведена к виду /= V/R или R = V/I.
На примере (рис. 2.3) можно видеть, что наш источник света в виде лампы накаливания со спиральной нитью, имеющей электрическое сопротивление 60 Ом, обеспечивает ток величиной 4 А при подсоединении к сети с напряжением 240 В, что в результате дает мощность 960 Вт (такая лампа годна для любого применения в осветительной аппаратуре мощностью до 1000 ватт, или 1 киловатт).
V = 240 I = 4
W = V*I
W = 240*4 =960 ватт
Рис. 2.3. Мощность (W) электрической лампы измеряется в ваттах. Для того чтобы найти мощность в ваттах, необходимо знать напряжение в вольтах (V) и ток в амперах (/).
Здесь основной формулой является выражение W = VI, но и она может быть преобразована для определения недостающего параметра по двум другим известным величинам. Для нахождения напряжение формула принимает вид V- W/I, а для расчета тока используется выражение /= W/V.
Тот факт, что мощность электрических лампочек оценивается в ваттах, не оказывает нам достаточной помощи. Мы должны знать величину потребляемого тока, чтобы применить правильный плавкий предохранитель, и напряжения ? для использования подходящего источника питания. Напряжение в электрической сети может быть 220 или 110 вольт (в различных странах напряжение в сети может быть разным). В некоторых видах осветительной аппаратуры могут использоваться лампы на одно напряжение. Правильная его величина может быть получена с помощью применения соответствующего трансформатора в цепи между осветительной аппаратурой и источником электрического питания.
Электрическая лампа мощностью 1 киловатт может использоваться в широком диапазоне видов осветительной аппаратуры вместе с разнообразными типами отражающих или фокусирующих устройств для получения различных значений светоотдачи. Но есть одно обстоятельство, в котором можно быть уверенным со всей определенностью, заключающееся в том, что нет линейной зависимости между мощностью лампы в ваттах и ее фактической светоотдачей. Поэтому лампа мощностью 2 киловатта не будет обладать вдвое большей светоотдачей, чем лампа мощностью 1 киловатт.
Мощность лампы в ваттах показывает «силу» источника света, однако и не только это. Вы это увидите в следующем разделе, в котором рассказывается о том, что вопрос о фактической светоотдаче должен рассматриваться с помощью других способов, учитывающих способность лампы обеспечить достаточную освещенность объекта съемки.
Такие электрические параметры, как напряжение (вольты), ток (амперы) и мощность (ватты) даются для того, чтобы помочь вам правильно выбрать кабели, предохранители и напряжение питания осветительной аппаратуры.
Это только кажется слишком простым делом ? приехать на место съемки с тремя лампами мощностью в 2 киловатта и вставить вилку кабеля в розетку местной электрической сети. В результате перегрузки по току в лучшем случае сгорит плавкий предохранитель, а в худшем может случиться пожар из-за выхода из строя электрической арматуры.
Если электрическое питание осуществляется от аккумуляторных батарей, более важно знать величину тока, потребляемого осветительной аппаратурой. Батареи различаются не только по выходному напряжению, но и по такому параметру, как ампер-час. Эта величина является мерой того, сколько ампер и в течение какого времени может обеспечивать конкретная батарея в качестве источника электрического питания. Такой расчет весьма важен перед выездом для съемок на натуре. На рис. 2.4 даны соотношения, относящиеся к подключению 5-амперной электрической лампочки к аккумуляторным батареям на 1 ампер-час и на 5 ампер-часов.
Электрическая лампочка мощностью 60 ватт
Батарея на 1 ампер/час и 12 В
Лампочка на 60 ватт при токе 5 ампер
Ток в 1 ампер в течение 1 часа
Ток в 5 ампер в течение 1/5 часа
Батарея работает в течение 12 минут
Рис. 2.4. Здесь 12-вольтовая электрическая лампочка, потребляющая ток в 5 ампер, подсоединена к батарее «производительностью» 1 ампер-час с выходным напряжением 12 В. Это означает, что такая аккумуляторная батарея будет давать ток в 1 ампер в течение 1 часа, прежде чем возникнет необходимость в ее перезарядке. Эта же батарея может давать ток в 5 ампер, но в течение одной пятой часа (12 минут). Если аккумуляторная батарея рассчитана на 5 ампер-часов, то она в течение 1 часа будет давать ток величиной 5 ампер, и наша лампочка будет гореть 1 час (вместо 12 минут) до того, как батарея разрядится.
