fuentes de luz
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Revista Realizada para poner en vista las fuentes de Luz artificiales.TRANSCRIPT
2016
Grupo 6 Ángel Aguiar
Roberthsys Vegas
Fuentes de Luz Tipos de fuentes de luz
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Lâmpadas incandescente
Lâmpadas Halógenas
Lámparas de Descarga
Lámparas Fluorescentes
Lámparas de Mercurio de Alta Presión
Lámparas de Luz Mixta o Luz de Mezcla
Lámparas de Vapor de Sodio a Baja Presión
Lámparas de Vapor de Sodio a Alta Presión
LAMPARAS - VALORES FUNDAMENTALES
COMPARACION ENTRE DIFERENTES TIPOS DE LÁMPARAS
Tabla de contenido
Lâmpadas incandescente ................................................................................................................. 3
Lâmpadas Halógenas ................................................................................................................ 4
Lámparas de Descarga .............................................................................................................. 5
Lámparas Fluorescentes ........................................................................................................... 5
Lámparas de Mercurio de Alta Presión ...................................................................................... 7
Lámparas de Luz Mixta o Luz de Mezcla ................................................................................... 8
Lámparas de Vapor de Sodio a Baja Presión ............................................................................ 9
Lámparas de Vapor de Sodio a Alta Presión ........................................................................... 10
LAMPARAS - VALORES FUNDAMENTALES ......................................................................... 11
COMPARACION ENTRE DIFERENTES TIPOS DE LÁMPARAS ............................................ 12
Fuentes de Luz
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Fuentes de luz
Existen dos tipos de fuentes luminosas:
Naturales (sol, cometas).
Artificiales (Lámparas incandescentes y de descarga en gas) Para iluminar
espacios carentes de luz es necesaria la presencia de fuentes de luz artificiales,
las lámparas.
Lámparas incandescentes
Son lámparas cuya luz es generada al pasar una corriente eléctrica por un filamento
(Tungsteno o wolframio) que se calienta por efecto Joule alcanzando temperaturas tan
elevadas que empieza a emitir luz visible. Para evitar que el filamento haga
combustión en contacto con el aire, se rodea con una ampolla de vidrio a la que se le
ha sellado al vacío o se ha rellenado con un gas.
Filamento: El utilizado en las lámparas modernas está
hecho de wolframio (alto punto de fusión y bajo
grado de evaporación) o tungsteno. Se logró mayor
eficiencia lumínica enrollando el filamento en forma
de espiral.
Ampolla: Es una cubierta de vidrio sellado que
encierra al filamento y evita que tome contacto con el
aire exterior (para que no se queme).
Gas de relleno: La evaporación del filamento se
reduce rellenando la ampolla con un gas inerte. Los
gases que comúnmente se utilizan son argón y
nitrógeno
Casquillo: El casquillo cumple dos importantes
funciones en la lámpara. Por un lado, sirve para
conectar el filamento a la corriente eléctrica
proveniente del portalámparas. Y por el otro, permite
la sujeción de la lámpara a la luminaria evitando su
deterioro.
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Lámparas halógenas
La alta temperatura del filamento de una lámpara incandescente normal causa que las
partículas de wolframio se evaporen y se condensen en la pared de la ampolla, dando
por resultado un oscurecimiento de la misma. Las lámparas halógenas poseen un
componente halógeno (yodo, cloro, bromo) agregado al gas de relleno y trabajan con
el ciclo regenerativo de halógeno para prevenir el oscurecimiento.
El wolframio evaporado se combina con el halógeno para formar un compuesto
wolframio halógeno. A diferencia del vapor de wolframio, se mantiene en forma de
gas, siendo la temperatura de la ampolla suficientemente elevada como para prevenir
la condensación
VENTAJAS: Fuente de luz económica, Luz calida y agradable, Fácil instalación,
Bajos costos, son adecuadas en todas las aplicaciones que requieran una buena
reproducción de colores como domicilios, restaurantes, estudios, teatros, etc. produce,
sin embargo, un rendimiento de temperatura de color altamente aceptable. Estas
lámparas tienen la ventaja de que se conectan directamente a la red, no necesitando
ningún equipo auxiliar para su funcionamiento.
DESVENTAJAS: Baja eficiencia lumínica, Vida útil promedio corta, su empleo no es
adecuado en iluminación general sobre todo si se trata de superficies grandes. La corta
vida y baja eficacia (lúmenes por watt) de esta fuente, limita su uso principalmente a
iluminación comercial de decoración y residencial.
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Lámparas de Descarga
La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas
entre dos electrodos. Según el gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté
sometido tendremos diferentes tipos de lámparas cada una de ellas con sus propias
características luminosas.
En las lámparas de descarga, la luz se consigue estableciendo una corriente eléctrica
entre dos electrodos situados en un tubo lleno con un gas o vapor ionizado.
Lámparas Fluorescentes
Las lámparas fluorescentes son lámparas de vapor de mercurio a baja presión
(0.8 Pa). En estas condiciones, en el espectro de emisión del mercurio predominan las
radiaciones ultravioletas en la banda de 253.7 nm. Para que estas radiaciones sean
útiles, se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que
convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles.
En el interior del tubo, se producen
descargas eléctricas como consecuencia
de la diferencia de potencial entre los
electrodos. Estas descargas provocan un
flujo de electrones que atraviesa el gas.
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Están formadas por un tubo de diámetro normalizado, normalmente cilíndrico,
cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los
electrodos. El tubo de descarga está relleno con vapor de mercurio a baja presión y una
pequeña cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la
descarga de electrones.
VENTAJAS: Eficacia mejorada y una vida más larga que la de las lámparas
incandescentes. Las eficiencias de estas lámparas oscilan entre los 45 y los 90 lúmenes
por watt. Luz cómoda y fresca, produce menos resplandor y sombras más suaves. Dura
más de 7 veces que la lámpara incandescente de igual potencia y produce 3 veces más
luz por vatio de energía conservando su brillo por más tiempo. Se ahorra más energía.
DESVENTAJAS: Necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos
auxiliares (balastros y cebadores). Dentro de las desventajas de las lámparas
fluorescentes se incluye su gran tamaño para la cantidad de luz producida. Su uso en
áreas exteriores es todavía menos económico, porque la salida de luz de esta fuente se
reduce a temperaturas ambientales bajas. Varía el flujo luminoso según la temperatura,
tensión y frecuencia. Emiten radiaciones ultravioletas. Producen el efecto
estroboscópico, salvo en las de alta frecuencia (aunque puede eliminarse mediante
montajes de conexión especiales).
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Lámparas de Mercurio de Alta Presión
La producción de la luz es realizada a través del principio de luminiscencia obtenida por la descarga
eléctrica del mercurio gasificado. En estas lámparas la descarga se produce en un tubo de descarga de
cuarzo que contiene una pequeña cantidad de mercurio a alta presión y un relleno de gas inerte,
generalmente argón, para ayudar al encendido.
VENTAJAS: Las principales ventajas de las
Fuentes HID, son su alta eficacia en lúmenes por
Watt, larga vida de la lámpara, alta eficiencia
Lumínica, prolongada vida útil, aceptable calidad
del color, Reproducción fiable de los colores verdes,
lo que las hace adecuadas para alumbrado exterior
en parques y jardines.
DESVENTAJAS: Entre las desventajas se
incluyen la necesidad de equipos auxiliares
(balastro para regular la corriente de la lámpara y
el voltaje así como ayuda para el arranque), emite
radiaciones ultravioleta, su costo es más elevado
que la incandescentes y fluorescentes.
Tubo de descarga y soporte: El
tubo de descarga está hecho de
cuarzo.
Electrodos: Cada electrodo
principal se compone de una varilla
de wolframio, cuyo extremo se
encuentra revestido por una
serpentina de wolframio impregnado
con un material que favorece la
emisión de electrones
Ampolla exterior: La ampolla
exterior, que normalmente contiene
un gas inerte (argón o una mezcla
de argón y nitrógeno), protege al
tubo de descarga de cambios en la
temperatura ambiente y protege de
corrosión a los componentes de la
lámpara.
Revestimiento de la ampolla: En
la mayoría de las lámparas de
mercurio de alta presión, la
superficie interna de la ampolla
exterior está cubierta por fósforo
blanco para mejorar la reproducción
de color de la lámpara y para
aumentar su flujo luminoso.
Gas de relleno: El tubo de
descarga está relleno de un gas
inerte (argón) y de una dosis precisa
de mercurio destilado. El primero es
necesario para ayudar a originar la
descarga y para asegurar una vida
razonable para los electrodos de
emisión recubiertos. La ampolla
exterior está rellena de argón o una
mezcla de argón y nitrógeno a
presión atmosférica.
Pertenecen a la clasificación conocida con el nombre de
Lámpara de Descarga de Alta Intensidad Lumínica HID
(High Intensity Discharge). Presentan un voltaje de
arranque de aproximadamente 180 – 190 voltios por lo
que pueden conectarse a redes de 208-220 voltios.
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Lámparas de Luz Mixta o Luz de Mezcla
Las lámparas de luz de mezcla son una
combinación de una lámpara de mercurio a
alta presión con una lámpara incandescente y,
habitualmente, un recubrimiento
fosforescente. El control de la intensidad de
corriente se consigue mediante una
resistencia en forma de filamento de
tungsteno colocado en su interior,
contribuyendo además a la emisión luminosa.
La eficacia de estas lámparas es del orden de
25 Lm/W., y tienen una depreciación del
flujo luminoso muy pequeña.
VENTAJAS: Las lámparas de luz mezcla
tienen la ventaja de que pueden conectarse
directamente a la red (no precisan de balasto y
arrancador para su funcionamiento). Tardan
unos dos minutos en el encendido y no se
puede efectuar el re-encendido hasta que no se
enfría. El filamento asegurar la estabilización
de la descarga, mejorar el rendimiento de
color de la lámpara. Mayor duración (seis
veces más para las incandescentes estándar).
DESVENTAJAS: La duración viene limitada
por el tiempo de vida del filamento que es la
principal causa de fallo. Respecto a la
depreciación del flujo hay que considerar dos
causas. la vida media se sitúa en torno a las
6000 horas. Es importante resaltar en estas lámparas que, durante el periodo de
arranque, el exceso de tensión no absorbido por el tubo de descarga sobrecarga
considerablemente el filamento, motivo por el que la vida media se ve en gran medida
afectada por el número de encendidos. Bajo rendimiento de color.
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Lámparas de Vapor de Sodio a Baja Presión
La radiación emitida es de color amarillo. El tubo de descarga de una lámpara de sodio
de baja presión es en general, en forma de U y está contenido en una cubierta exterior
de vidrio tubular vacío, con capa de óxido de indio en la superficie interna. El vacío,
junto con la capa, ayuda a mantener la pared del tubo de descarga a una temperatura
de trabajo adecuada. Estas medidas son necesarias para que el sodio al condensarse se
deposite en las hendiduras del vidrio y se evapore con una pérdida mínima de calor;
debido a eso, se logra la mayor eficiencia luminosa posible. El gas neón presente
dentro de la lámpara, sirve para iniciar la descarga y para desarrollar el calor suficiente
como para vaporizar el sodio.
VENTAJAS: La vida media de estas lámparas es muy elevada, de unas 15000 horas y
la depreciación de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es muy baja. La
eficacia luminosa de las lámparas de vapor de sodio a baja presión es la más elevada
de todas las existentes, llega a ser de 190 Lm/W. Adecuadas para alumbrado público.
DESVENTAJAS: Longitud considerable de la lámpara (creciente con la potencia)
que dificulta considerablemente su instalación en sistemas de iluminación.
Rendimiento del color y reproducción de colores bajos. La tensión mínima de
arranque que necesitan estas lámparas es del orden de los 390 V. para potencias de
lámpara pequeñas (35 W.) y del orden de los 600 V. para las de gran potencia (180
W.). Por tal motivo, se hace imprescindible en el circuito un elemento que además de
controlar la intensidad, como en todas las lámparas de descarga, eleve la tensión de la
red al valor necesario; esto se consigue mediante reactancias autotransformadoras de
dispersión.
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Lámparas de Vapor de Sodio a Alta Presión
Las lámparas de vapor de sodio a alta presión tienen una distribución espectral que
abarca casi todo el espectro visible proporcionando una luz blanca dorada mucho más
agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión.
En su interior hay una mezcla de
sodio, vapor de mercurio que actúa
como amortiguador de la descarga y
xenón que sirve para facilitar el
arranque y reducir las pérdidas
térmicas. El tubo está rodeado por
una ampolla en la que se ha hecho el
vacío. La tensión de encendido de
estas lámparas es muy elevada y su
tiempo de arranque es muy breve.
VENTAJAS: Tienen un rendimiento en color y capacidad para reproducir los colores
mucho mejores que la de las lámparas a baja presión. No obstante, esto se consigue a
base de sacrificar eficacia; aunque su valor que ronda los 130 lm/W sigue siendo un
valor alto comparado con los de otros tipos de lámparas. La vida media de este tipo de
lámparas ronda las 20000 horas. Este tipo de lámparas tiene muchos usos posibles
tanto en iluminación de interiores como de exteriores. Algunos ejemplos son en
iluminación de naves industriales, alumbrado público o iluminación decorativa. Pera
su reencendido exige un tiempo de espera muy breve, alrededor de 1 minuto.
DESVENTAJAS: Debido a la presión elevada del sodio en el tubo de descarga, para
el encendido de estas lámparas es preciso aplicar tensiones de pico comprendidas entre
2.800 y 5.500 V., por lo que además de la imprescindible reactancia hay que colocar
arrancadores especiales capaces de generar los impulsos de encendido. La intensidad
de arranque de estas lámparas es del orden del 40 al 50% superior al valor nominal que
se alcanza una vez transcurrido el tiempo de encendido. Las condiciones de
funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ºC).
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LAMPARAS - VALORES FUNDAMENTALES.
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