照明技术实质就是光的应用技术，要研究电气照明就要掌握好光学的基本知识。以照明计算为例，光学成套计算方法就数千种之多，比较有权威的有国际照明协会的CIE法、球带法、带域-空腔法、逐点计算法等。
1.照度定律：点光源在被照面元dS和立体角元dω的关系如图17-2所示。
图17-2照度定律
从图中可见：dω＝I·cosβ/L 2
式中：β-表面元的法线与光强方向的夹角;L-点光源A与表面元dS间的距离;
据光强的定义，照射到面元dS上的光通量为：
dφ＝Idω＝Idscosβ/L 2 (17-1)
式中：I-是点光源A在面积元dS方向上的光强。
根据照度的定义，dS上的照度为：
E＝dφ/dS＝Icosβ/L 2 (17-2)
上式表明两个基本定律：
(1)由点光源所产生的照度与其在一定方向上的光强成正比，与被照表面和光强之间距离的平方成反比，可称为平方反比律。
(2)照度与光线射向被照面的角度的余弦函数成正比。可称为余弦定律。
当有多个点光源照在某工作面上时，它的总照度为：
E＝E1＋E2＋E3＋...(17-3)
(1)视觉作业：在工作和活动中，必须观察的呈现在背景前的细节或目标。
(2)工作面：通常指在其上面进行的工作的平面。当没有其他规定时一般把室照明的工作面假设为离地面0.75m高水平面。
(3)维护系数(照度补偿系数)：照明设备使用一定时期后，在工作面上产生的平均照度与设备在新安装时在同样条件下产生的平均照度之比。
(4)水平照度：水平面上一点的照度。即在单位水平面上得到的光通量。
(5)垂直照度：垂直面上一点的照度。即在单位垂直面上得到的光通量。
(6)照度均匀度：表示给定平面上照度变化的量，具体又分平均均匀度和最低均匀度。平均均匀度定义为最小照度(Emin)与平均照度(Eav)之比，称为平均均匀度。最低均匀度定义为最小照度(Emin与最大照度(Emax)之比，称为最大均匀度。常用平均均匀度。
(7)直接眩光：由视野中高亮度或未曾充分遮蔽的光源所产生的眩光。
(8)眩光评价点：室内端墙垂直中心线上，站位时取1.5m高，坐位时取1.2m高，与墙面垂直距离1.0m处为眩光评价点。一般情况下，一个房间取两个眩光评价点。
(9)反射眩光：由视野中光泽表面的反射所产生的眩光。
(10)光幕反射：在视觉作业上镜面反射与漫反射重叠出现的现象。
(11)直接型灯具(截光型灯具)：光强分布为90％～100％的发射光通量直接向下达到无限大的假定工作面上的灯具。
(12)遮光角(保护角)：光源最边缘的一点和灯具出口的连线与裸光源发光中心的水平线之间的夹角。
(13)横向观看：长条型灯具的灯管与视线垂直的方向。如图17-3某甲的视线。
(14)纵向观看：长条型灯具的灯管与视线平行的方向。如图17-3某乙的视线。
图17-3横向观看与纵向观看
(15)反射率(反射系数)：反射率是指该表面反射光通量与入射光通量之比。
(16)照度比：照度比系指该表面的照度(局部)与工作面一般照明的照度之比。
(17)灯具效率：在规定条件下测得的灯具发射光通(流明)Φ1与灯具内的全部光源按规定条件点燃时发射的总光通Φ2之比。
(18)照明方式：照明设备按其安装部位和使用功能而构成的基本制式。
(19)一般照明：不考虑特殊部位的需要，为照亮整个场地而设置的照明方式。
(20)局部照明：为满足某些部位(通常限定在很小的范围内)的特殊需要而设置的照明方式。
(21)正常照明：永久安装着的人工照明。
(22)应急照明：因正常电源发生故障而启用的照明，也称事故照明。
(23)疏散照明：作为应急照明的一部分，用以确保安全出口通道能被有效地辨认和应用，使人们安全撤离建筑物。
(24)安全照明：是应急照明的一部分，用以确保处于潜在危险之中的人员安全。
(25)备用照明：作为应急照明的一部分，用以确保正常活动的继续进行。
(26)混合照明：一般照明和局部照明组成的照明。
(27)混光：在同一场所内，采用两种及两种以上的光源照明，此时的光称混光。
(28)安全出口：疏散楼梯或直通室外地面的门。
(29)疏散出口：安全出口和房间连通的疏散走道或过厅的门。
(30)高杆照明：一组灯具安装在高度大于20m(含20m)的灯杆上进行大面积照明的一种方式。
(31)频闪效应：在以一定频率变化的光的照射下，观察到的物体运动显现出不同于其实际运动的现象。
(32)显色性和显色指数：被照物体颜色被光照后所显示的真实程度称为显色性，用显色指数Ra表示，通常把太阳的显色指数Ra定为100，其他光源与太阳显色指数相附合的程度就是该光源的显色指数Ra。
(33)相对照度系数：在试验光源照明和标准光源照明下，达到颜色识别能力相当时，所需要的照度之比。
17.2.3照明计算方法
1.分支线路负荷
照明负荷计算功率的计算
P30＝ΣPz(1＋α)(kW) (17-4)
式中：P30-照明计算负荷(kW)，即全年中30min最大平均负荷；
Pz-正常照明(或事故照明)装置的容量(kW)；
α─镇流器及其他附件损耗系数，热辐射光源α为1，气体放电光源α为0.2，表示对气体放电灯应增大20％的容量。
2.照明主干线路负荷
P30＝ΣKxPz(1＋α)(kW) (17-5)
式中：Kx-照明装置需要系数，进户干线的需要系数比较低，见表17-5建筑照明负荷的需要系数。
建筑照明负荷的需要系数表17-5
| 建筑类别 | 需用系数Kx | 备注 |
| 住宅楼 | 0.4～0.6 | 单元式住宅，两室，6～8个插座，装户电表 |
| 办公楼 | 0.7～0.8 | 标准单间，2个灯，2～3插座 |
| 科研楼 | 0.8～0.9 | 标准单间，2个灯，1～2插座 |
| 教学楼 | 0.8～0.9 | 标准教室，6～8个灯，1～2插座 |
| 商店 | 0.85～0.95 | 有举办展销会的可能时 |
室内照明总干线负荷需要系数就稍高一些，见表17-6。
照明装置需要系数(Kx)表17-6
| 工作场所 | 正常照明 | 应急照明 |
| 主厂房、运煤系统 | 0.9 | 1.0 |
| 主控制楼、室内配电装置 | 0.85 | 1.0 |
| 化学水处理室、中心修配厂 | 0.85 | ─ |
| 办公楼、试验室、材料库 | 0.8 | ─ |
| 室外照明 | 1.0 | ─ |
3.三相负荷不平衡分布时的负荷
P30＝ΣKx·3Pzd(1＋α)(kW) (17-6)
式中：Pzd-三相负荷中最大一相照明装置的容量(kW)
三相不平衡度通常不得大于15％，所谓不平衡度的定义是：三相中负荷最大的一相容量和最小相的容量之差与三相总功率之比。
樤α＝樤Pmax－Pmin/Psz樤≯15％
4.照明变压器容量的选择
St≥Σ(KtPz1＋α/Cosφ) (17-7)
式中：Kt-照明负荷同时系数，见表17-7。
照明负荷同时系数(Kt)表17-7
──────┬────┬────┰───────┬────┬────
工作场所│正常照明│应急照明┃工作场所│正常照明│应急照明
──────┼────┼────╂───────┼────┼────
汽车房│0.8│1.0┃室外配电装置│0.3│─
锅炉房│0.8│1.0┃辅助生产建筑物│0.5│─
主控制楼│0.8│0.9┃办公楼│0.7│─
运煤系统│0.7│0.8┃道路及警卫照明│1.0│─
室内配电装置│0.3│0.3┃其他露天照明│0.8│─
──────┴────┴────┸───────┴────┴────
5.按线路电流选择导线截面
Iaq≥ΣI30(17-8)
式中：Iaq-导线允许持续安全载流量(A);
I30-照明线路计算电流(A)
导线按单相照明线路的计算电流选择截面。
I30＝P30槴梿─────槴棃UpCosφ(17-9)
式中：Up-照明线路额定相电压(V);
cosφ-照明负载功率因数，气体放电灯按0.6，用电子镇流器时取0.9，白炽灯及碘钨灯为1.0。
当照明负荷为两种光源时，线路计算电流可以按式17-10计算。
I30＝√攽(I301·Cosφ1＋I302·Cosφ2)攩2攪＋(I301·Sinφ1＋I302·Sinφ2)攩2攪敀
(17-10)
式中：若cosφ1气体放电灯按0.6，Sinφ1为0.8，Cosφ2是白炽灯及碘钨灯为1.0，sinφ2为0，则
I30＝√攽(0.6I301＋I302)攩2攪＋(0.8I301)攩2攪敀
式中：I301，I302─两种光源的计算电流(A);
cosφ1，cosφ2─两种光源的功率因数
6.单相线路按电压损失计算导线截面：
ΔU％＝200槴梽───槴梾UpΣ(R0·Cosφ＋X0·Sinφ)·L(17-11)
式中：ΔU％-线路电压降的百分率;
R0、X0─线路单位长度的电阻和电抗(Ω/km);
L-线路长度(km);Up─线路额定相电压(V);
cosφ-线路的功率因数。
线路单位长度的电抗X0可以按下式计算。
X0＝0.145lg2L'槴梽───槴梽D＋0.0157μ(17-12)
式中：L'-导线之间的距离(m)，对三相线路为导线间的几何均距，380V及以下的三相架空线路可区L'为0.5m;
D-导线的直径(mm);
μ-导线相对导磁率，有色金属μ＝1，铁导线μ〉1，并与负载电流有关。
线路按电压计算导线截面的简化方法见本书第十章，计算公式设定cosφ为1。
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