조명기구

조명기구는 전기 에너지를 빛에너지로 전환하는 장치이다. 처음에는 주로 백열전구를 사용하였으나 최근에는 형광등이나 발광 다이오드(LED)를 사용한다. 백열 전구는 텅스텐으로 된 필라멘트를 사용하여 에디슨이 만들었던 탄소 막대전구에 비해 더욱 오랫동안 밝은 빛을 낼 수 있다. 백열 전구는 전류의 열작용에 의해 필라멘트의 온도가 매우 높아지면서 빛을 내기 때문에 열에너지로 손실되는 비율이 커서 효율이 좋지 않다. 필라멘트에 교류저압 을 직접 인가 하므로 비교적 간편한 구조로 안정기가 필요 없다.

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개요

조명기구는 조명을 제공하는 전기 램프를 포함하는 전기장치이다. 모든 조명기구는 고정대와 하나 이상의 램프가 있다. 이 램프는 쉬운 설치를 위한 소켓형이거나 일부 LED 고정체의 경우 하드웨어에 내장된 형태이다.

조명을 통제하기 위한 스위치를 갖추어 놓은 경우도 있고 이것이 램프 본체에 부착되거나 파워 케이블에 부착된 경우가 있다. 식당 샹들리에와 같은 조명기구는 보통 기구 자체에 스위치가 없고 벽 스위치에 의존한다.

조명

조명(照明, Lighting)은 광원 등을 이용해 빛을 비추는 행위를 말한다. 또한, 몰랐던 어떤 대상을 드러낸다는 의미를 지닌다.(예: 재조명 = 다시 드러내다, 다른 관점에서 다시 한 번 바라보다.) 유채색은 약 750만 가지가 있지만, 인간이 구별할 수 있는 색은 300여 가지밖에 없다. 조명은 빛이 필요한 곳에 충분히 많은 빛을 받도록 광원 및 광학 소자를 배치하여 꾸미는 것이다. 광원 가운데 가장 보편적이고 경제적인 것이 해이지만, 날씨와 계절에 그리고 위도에 따라 달라지고 지역과 시간에 따라 햇빛을 받을 수 없을 때는 인공 광원을 써서 조명을 하게 된다.

고고학적 유적으로는 약 사십만년 전에 중국 북경원인이 살던 동굴에는 불을 피운 흔적이 있다. 프랑스의 라스코 동굴에는 약 만오천년 전에 오목한 돌, 조개껍질, 뿔 등의 그릇에 동식물 지방을 담고 심지를 박아 등불을 켠 것으로 보이는 유물이 발견되었다. 따라서 인류가 불을 써서 음식을 조리하기 시작하면서 바로 조명을 생활화한 것으로 보인다. 조명 장치는 빛을 내는 광원, 광원에서 나온 빛을 원하는 곳으로 보내는 전송 광학계, 그리고 광원에 에너지를 공급하는 부분(대부분 전원)으로 되어 있다. 이 가운데 가장 중요한 부분이 광원이며, 기술의 발전에 따라 바뀌어 왔다.

원시적 조명이 점차 발전하여 동식물성 기름을 쓴 등잔 및 양초, 가스 및 석유를 쓰던 등을 거쳐 고래 기름과 석유의 발견으로 조명 비용이 크게 줄고 편의성이 크게 늘었다. 1800년대 초기에는 유럽에서 가스등을 도시의 가로등과 상업용 건물 및 부유층 집안의 조명등으로 쓸 정도로 경제성이 갖춰졌다. 그 뒤로는 전력의 보급과 에디슨(T. A. Edison, 1847-1931)의 백열전구의 발명(1879)으로 전기 조명의 시대가 열렸으며, 지금은 거의 대부분 전등을 광원으로 쓴다. 21세기부터는 지구온난화를 막기 위해 전세계적으로 전광 변환 효율이 낮은 백열등은 폐기하고, 효율이 높은 형광등과 엘이디(LED) 등으로 바뀌고 있다. 같은 양의 빛을 내는데 드는 에너지가 백열등이 100이라면, 할로겐 등은 70, 형광등은 20, 엘이디는 10 정도로 엘이디가 가장 효율이 높고, 또 수명도 약 오만 시간으로 길다.

조명은 빛을 받는 공간의 개방성과 폐쇄성에 따라 실외 조명과 실내 조명으로 나눌 수 있다. 실내 조명은 폐쇄된 공간에 빛을 비추는 것으로 가정이나 사무실, 작업실에서 사람이 활동하기 편하도록 공간을 밝게 해주는 일반 실내 조명, 공연장 등에서 관객이 무대에서 벌어지는 예술 행위에 몰입할 수 있도록 빛을 무대에 집중적으로 비추는 무대 조명 등이 있다. 개방된 공간에 빛을 비추는 실외 조명에서 가장 대표적인 것이 밤에 인도와 차도를 밝혀주는 가로등 조명이며, 이 밖에도 야간 경기장이나 공연장을 밝혀주는 플러드라이트(floodlight), 건물 현관을 알려주고 밝혀주는 현관 조명 등이 있다. 이 밖에도 농사를 지을 때 작물의 광합성을 촉진하기 위한 조명, 가축을 기를 때 생육을 촉진시키기 위한 조명, 어획에서 물고기를 유인하는 집어 조명, 해충을 유인하여 죽이기 위한 조명, 살균 소독을 위한 조명 등 빛에 대한 생물의 반응을 최대한 활용하는 조명도 있다.

자동차 조명기구

자동차 램프의 유형은 목적에 따라 조명과 보조의 두 가지 유형으로 나눌 수 있다. 그중에서 자동차 장비의 헤드라이트와 일부 안개 램프만 자동차 램프 유형에 포함되며 나머지는 보조 램프에 속한다.

헤드 라이트는 가장 중요한 조명기구이다. 교통 법규에서는 전조등의 광도 및 조명 범위가 필요하다. 조명 효과는 본인과 타인의 교통 안전에 직접적인 영향을 미친다. 헤드 라이트는 주로 동봉되어 있으며 교체 가능하다. 동봉은 전구와 렌즈 및 갓이 한 조각으로 만들어져 전체 램프의 대량 생산이 용이함을 의미한다. 대부분의 소형 및 상업용 차량의 정사각형 및 원형 조명이 닫힌다. 자동차의 전조등은 대부분 불규칙한 모양으로 폐쇄형을 만드는 데 도움이 되지 않으므로 전구가 램프 덮개와 렌즈에서 분리된다.

보조 등기구는 대부분 일반 백열 전구와 컬러 플라스틱 쉐이드 형태로 구성이 훨씬 간단하다. 보조 조명과 관련하여 폭, 브레이크 및 후진 등에 대한 요구 사항은 충분히 밝고 깜박이지 않는다. 방향 지시등의 깜박임 주파수는 분당 60 ~ 120 회 사이 여야하며 전조등과 후미등의 주파수는 같아야 한다. 보조 조명이 충분히 밝지 않은 경우 먼저 램프 덮개의 노화 및 황변 또는 빗물 누수로 인한 수증기가 있는지 확인해야 한다.

조명기구의 조건

• 광학적 기능을 충분히 살릴 것.
• 제작과 사용이 쉽고 튼튼하고 모양이 좋을 것.
• 조립, 가설, 운반, 청소, 광원의 교환, 보수 등이 쉬울 것.
• 밀폐형 기구의 경우에는 내용적을 충분히 하여 온도상승으로 인한 램프 수명이 짧아지거나 절연저하의 방지가 필요하다.
• 수명이 길고 경제적 일 것.

조명기구의 선택 시 고려사항

• 작업장의 특징
• 재료의 특징
• 직사현휘가 없을 것
• 반사현휘가 적을 것
• 설비의 효율
• 수직면과 사면과의 조도
• 진한 그림자가 없을 것.
• 유지관리가 용이할 것

조명기구의 구조

광학적 기능이 충분하고, 제조가 쉬고 사용이 편리하며 튼튼하고 모양이 미려하며 조립, 가설, 운반, 청소 및 광원의 교체가 용이하여야 하며, 밀폐형의 경우에는 내용적을 충분히 하여 기구내의 온도상승을 방지 하여야 한다.

• 광학적 부분

조명기구의 기능상 가장 중요한 배광을 제어하는 부분으로 유리, 플라스틱, 금속 등을 사용한다.

• 광학적 부분 선정시 고려사항

• 반사율, 투과율, 확산성
• 감도, 내구성
• 물, 습기,약품에 대한 성질.
• 빛, 방사선 등에 의하여 변화되지 않을 것.
• 진한 그림자가 없을 것
• 청소하기 쉬운 것.

• 전기적 부분

• 소켓, 전성, 스위치 기타 램프에 전기를 공급하는 부분 및 안정기, 기동장치 부속물 포함.

• 기계적 부분

광학적 전기적 부분을 지지보호, 모양유지 기능을 완전하게 하는 부분으로 대체적으로 금속 사용.

- 일반적인 것 : 가볍고 연한 금속판을 프레스

- 견고한 것 : 주물사용 공조 등

- 적은 부품 : 플라스틱류의 몰드나 압축된 제품

조명기구의 기능

• 배광

배광이란 어떤 방향으로 어느 만큼의 광도가 분포되어 있는가, 즉 광도의 분포를 말한다.

• 조명기구의 기능 중 가장 중요한 기능이다.
• 기구형태에 따라 직접, 반 직접, 전반확산, 반 간접, 간접조명의 형태가 결정된다.(백열등, 형광등, 수은등에 따라 배광 특성이 달라진다)
• 외구의 구조가 완전확산일 때는 휘도는 균일하다.
• 젖빛 유리제품의 갓
• 직사광이 나오지 않는 부분은 외구와 거의 같고 반사광은 외구와 같이 사영면적으로 정해진다.
• 반사갓의 반사광(완전확산 반사의 경우)
• 둘레가 결정하는 면과 배광이 같다.(원, 사각형)
• 비 확산성의 경우. 굴절, 정반사 이용으로 배광이 넓은 범위에서 조정된다.

• 보호각

• 갓, 반사갓, 루버 등으로 어떤 방향에서는 광원이 갓으로 차단되어 직사광이 나오지 않게 한다.
• 보통 수평방향으로부터의 부각으로 15~20°정도이다.

• 효율

조명기구를 사용하는 경우 손실이 발생된다. η = F(기구의 방사광량) / Fo(기구 광원의 광량)

• 휘도

광원의 직사광에 의한 눈부심 축소(제거).

• 조명율

참고자료

• 〈조명기구〉, 《위키백과》
• 〈어떤 종류의 자동차 조명이 있습니까?〉, Bonwell, 2019-05-16
• 〈조명기구 일반사항〉, 《이오엠》
• 〈조명〉, 《물리학백과》
• 〈조명〉, 《나무위키》
• Nangsan, 〈조명기구의 원리와 종류 - 전기기초자료실 - eMac가이버〉, 《다음카페》, 2016-12-02

같이 보기

• 조명
• 전조등
• 무드등
• 실내등
• 조명기기
• 조명장비
• 헤드 라이트

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