LAMPARAS - FUNCIONAMIENTO, Diapositivas de Instalaciones Eléctricas

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Funcionamiento

de las lamparas

Iluminación e instalaciones eléctricas

Se denomina lámpara incandescente, bombilla, lamparita o

bombita de luz al dispositivo que produce luz mediante el

calentamiento por Efecto Joule de un filamento metálico,

hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente

eléctrica. Las lámparas incandescentes fueron la primera

forma de generar luz a partir de la energía eléctrica. Desde

que fueran inventadas, la tecnología ha cambiado mucho

produciéndose sustanciosos avances en la cantidad de luz

producida, el consumo y la duración de las lámparas. Su

principio de funcionamiento es simple, se pasa una

corriente eléctrica por un filamento hasta que este alcanza

una temperatura tan alta que emite radiaciones visibles por

el ojo humano.

Lamparas incandescentes

Casquillos: los casquillos más utilizados son los de rosca tipo Edison y los de bayoneta. Posición de funcionamiento: universal. Tiempo de encendido y reencendido: 0s. Tamaño: pequeño-medio Posibilidad de regulación: se pueden regular fácilmente gracias a su sencillo funcionamiento.

Potencia (W): entre 15 - 500 Flujo luminoso (lm): entre 110 -

Espectro de emisión: espectro continuo Intervalos de eficacia: bajo; entre 8 - lm/W IRC: 100 Temperatura de color: 2700K Vida útil (h): 1000

Eléctricas

Lumínicas

Características principales

No necesita equipo auxiliar Buen IRC Fácil regulación Bajo coste Encendido instantáneo Baja eficiencia Generan calor Vida útil corta

Ventajas e inconvenientes

Aplicaciones Las lámparas incandescentes convencionales se utilizan para cualquier tipo de alumbrado donde no sea necesario un mantenimiento elevado, ya que su vida útil es corta y además tiene de una disminución del flujo luminoso elevado por culpa del ennegrecimiento de la ampolla. Se recomienda su uso en zonas donde no sea necesario un elevado nivel de iluminación.

Las lámparas halógenas tienen menores dimensiones que las incandescentes convencionales, mayor vida útil y eficacia. Se utilizan en lugares donde se necesiten luminarias de dimensiones reducidas o para acentuar la iluminación en una zona concreta. También se utilizan para espacios donde se requiera un encendido instantáneo por ejemplo iluminación de seguridad.

El filamento está dispuesto de forma longitudinal al eje. Proporcionan una mayor brillantez y su duración es de aproximadamente 2000 horas. Se utilizan donde se precisa gran cantidad de luz dispersa (fachadas, instalaciones deportivas…)

Concentra más luminosidad debido a la forma de su ampolla. Se utiliza en proyectores de pequeño tamaño Tienen una vida corta y emiten un calor muy intenso

Lámpara estándar Es la lámpara clásica de forma ovalada. Se utiliza en iluminación doméstica y donde no es predominante la eficacia luminosa. Los gases de relleno suelen ser nitrógeno y argón

Su ampolla es mayor que la de la lámpara estándar Se utiliza en iluminación decorativa.

Tienen muy buen control sobre el haz de luz emitido. Se utilizan en ambientes comerciales. Su principal inconveniente es que son muy calientes

Tipos de lamparas

Sin gases halógenos

Lámpara globo

Lámpara cónica

Lámpara seta

Congases halógenos

Lámparas halógenas con reflector Están formadas por una ampolla de cuarzo con un revestimiento. Originan un haz de luz muy concreto y muy denso

Lámpara bi-pin Están formadas por un tubo de reducido tamaño de cuarzo, prensado en un extremo, lo que permite fijar las patillas y los soportes del filamento.

Lámpara lineales

Ampolla o tubo de descarga: es un tubo de vidrio soplado que contiene en su interior un gas inerte, normalmente argón o argón y neón, a baja presión. Además contiene unas gotas de mercurio que pueden estar en estado líquido cuando la lámpara está apagada o en estado gaseoso cuando está encendida. El interior del tubo esta recubierto por una sustancia fluorescente, a base de fósforo en diferentes formas, que es la responsable de transformar las radiaciones ultravioletas en luz visible. El recubrimiento afectará a la temperatura del color y al rendimiento de las lámparas. En los extremos del tubo se encuentran dos filamentos, entre los cuales se crea la diferencia de potencial para que funcione la lámpara. Electrodos: son los encargados de conducir la energía eléctrica de la lámpara y proporcionar los electrones necesarios para mantener la descarga. Casquillo: tiene dos casquillos, uno en cada extremos. Normalemente son el modelo Bi-pin.

Las lámparas fluorescentes están compuestas por:

Partes de la lámpara fluorescente y funcionamiento (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

Posición de funcionamiento: Universal Tiempo de encendido y reencendido(s): entre 1- Tamaño: grande Posibilidad de regulación: sí, con el equipo auxiliar adecuado

Potencia(W): 11 - 80 Flujo luminoso (lm): 220 - 7000

Espectro de emisión: discontínuo Intervalos de eficacia(lm/W): 80 Color de la luz: blanco IRC: 60 - 90 Temperatura de color (K): 2700 - 6000 Vida útil(h): hasta 15000

Eléctricas

Lumínicas

Ventajas e inconvenientes Alta eficacia Buen IRC Vida media elevada Necesitan equipo auxilar Elevado coste regulación Volumen elevado (menor que en florescentes compactos) Generan poco calor

Características principales

Aplicaciones Las lámparas fluorescentes se utilizan principalmente en aplicaciones comerciales e industriales. Se recomienda instalar en lugares donde no sea necesario un elevado número de encendidos. El elevado número de modelos de distintas temperaturas de color y el elevado índice de rendimiento favorece a la utilización de este tipo de lámparas.

Lámparas LED

Los diodos emisores de luz (LED) son semiconductores. Cuando los electrones pasan a través de este tipo de semiconductor, se convierte en luz. Si se compara con las bombillas incandescentes, las luces LED son más eficientes en convertir la energía en luz. Y es por ello por lo que, si las tocamos irradian menos calor que el resto de bombillas.

Las bombillas LED funcionan con corriente continua, por lo que cuentan en su interior con un pequeño transformador que le permite funcionar con la corriente alterna de las casas. También suelen llevar drivers, que son pequeñas fuentes de alimentación encargadas de suministrar la tensión necesaria. A continuación os dejamos con el esquema descriptivo de una bombilla LED tradicional:

Tipo de lámparas LED

Tono de iluminación

Ofrece una luz acogedora ideal para dormitorios, salas de estar, recibidores, comedores, etc…

Ofrece una mayor sensación de luz a la vez que cansa menos a la vista. Ideal para cocinas y baños.

Se utiliza en zonas que requieran más sensación lumínica como garajes, oficinas, talleres, etc…

Luz cálida (3000K):

Luz natural (4000K):

Luz fría (6000K):

Según el ángulo de abertura de la bombilla

Ángulos reducidos(hasta 45º): Luz focalizada. Pensada para

iluminar vitrinas, zonas específicas de la casa o de los

comercios.

Ángulo medio(hasta 80 º): Luz ideal para sales, baños,

habitaciones, etc…

Ángulo grande(más de 80 º): Recomendado para todas las

zonas de la casa en general. En concreto, zonas de pasillo y

cocina.

También conocidas como lámparas de aditivos metálicos, lámparas de halogenuros metálicos, lámparas de mercurio halogenado o METALARC, son lámparas de descarga de alta presión, del grupo de las lámparas llamadas HID. Son generalmente de alta potencia y con una buena reproducción de colores, además de la luz ultravioleta. Originalmente fueron creadas en los años 1960 para el uso industrial de estas pero hoy se suelen aplicar en la industria tanto como el hogar.

Lámparas aditivas

El tubo compacto donde se forma el arco contiene una mezcla de argón, mercurio y una variedad de haluros metálicos. Las mezclas de haluros metálicos afecta la naturaleza de la luz producida, variando correlacionadamente la temperatura del color y su intensidad (por ejemplo, que la luz producida sea azulada o rojiza). El gas argón se ioniza fácilmente, facultando el paso del arco voltaico pulsante a través de dos electrodos, cuando se le aplica un cierto voltaje a la lámpara. El calor generado por el arco eléctrico vaporiza el mercurio y los haluros metálicos, produciendo luz a medida que la temperatura y la presión aumentan.

Funcionamiento

Son de uso industrial tanto como de uso doméstico. Generalmente se le suele usar en estaciones de combustible, plazas y alumbrado público. También se le suele usar en la iluminación de acuarios. Por su amplio espectro de colores, se le suele usar en lugares donde se requiere una buena reproducción de colores, como estudios de televisión y campos deportivos.

Usos

Partes de la lámpara

Tubo de descarga Electrodos Bulbo exterior o ampolla. (Se suele fabricar cilíndrica u ovoide) Gas de relleno (del tubo de descarga y de la ampolla) Casquillo

Casquillos osición de funcionamiento: indicada por el fabricante Tiempo de encendido y reencendido(s): 300 - 600 respectivamente Tamaño: medio - grande Posibilidad de regulación: según fabricante, lámpara y equipo auxiliar

Potencia(W): 20 -2. Flujo luminoso(lm): 3.300 - 32.

Espectro de emisión: discontínuo ntervalos de eficacia(lm/W): 70 - Color de la luz: blanco IRC: 60 - Temperatura de color(K): 2.800-5. Vida media (h): hasta 10.

Eléctricas

Lumínicas

Características

Lámparas de vapor de sodio a baja presión

Las lámparas de vapor de sodio se pueden asimilar en cuanto funcionamiento y forma a las lámparas de vapor de mercurio. Las diferencias se encuentran en los componentes del tubo de descarga como se verá más adelante. Este tipo de lámparas produce un rendimiento lumínico muy elevado gracias a que las radiaciones producidas se concentran en la zona del espectro visible donde la percepción visual es máxima. Como se vió, esta zona pertenece al color amarillo, color característico de las lámparas de sodio. Por lo tanto son lámparas que se utilizan para aprovechar la agudeza visual, pero por contra la reproducción cromática es muy baja.

La lámpara de vapor de sodio a baja presión fue la primera lámpara de este tipo.

Lámparas de Vapor de sodio

Funcionamiento Cuando se cierra el interruptor empieza la descarga entre los electrodos del tubo de descarga, a través del gas de neón. A medida que va aumentando la temperatura, el sodio empieza a vaporizarse hasta que se incia la descarga a través del vapor de sodio. La lámpara empieza a ponerse de color amarillo, color característico del sodio, hasta que llega a su punto más intenso cuando se estabiliza la descarga. En este momento la lámpara proporciona el máximo flujo luminoso.

Casquillos Posición de funcionamiento: universal Tiempo de encendido y reencendido(s): 300- 600 Tamaño: grande Posibilidad de regulación: sí

Potencia(W): 18 - 180 Flujo luminoso(lm): 1.800 - 32.

Espectro de emisión: discontínuo Intervalos de eficacia(lm/W): 180 Color de la luz: amarillo anaranjado IRC: 0 Temperatura de color(K): 2. Vida útil(h): 15.

Características Principales

Operativas

Eléctricas

Lumínicas

Ventajas e inconvenientes

Eficacia muy elevada No necesita arrancador Vida media elevada Necesita equipo auxiliar IRC bajo Tiempo encendido y reencendido Volumen elevado

Aplicaciones

Este tipo de lámparas se utilizan para alumbrado exterior, siempre y cuando no sea necesario tener un rendimiento cromático elevado.

Modelos disponibles en el mercado

Posición de funcionamiento: universal Tiempo de encendido y reencendido(s): 300 - respectivamente Tamaño: grande Posibilidad de regulación: sí

Potencia(W): 50 - 10. Flujo luminoso(lm): 3.500 - 130.

Espectro de emisión: discontínuo Intervalos de eficacia(lm/W): 100 Color de la luz: amarillo dorado IRC: 25 Temperatura de color(K): 2. Vida útil(h): 15.

Características Principales

Operativas Casquillos

Eléctricas

Lumínicas

Ventajas e inconvenientes

Eficacia elevada IRC elevado en muy alta presión Vida media elevada Necesita equipo auxiliar Necesita tiempo encendido y reencendido Gran tamaño

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https://grlum.dpe.upc.edu/manual/sistemasIluminacion-fuentesDeLuz-LamparasDeDescarga-LamparaHalogenurosMetalicos.php

Bibliografía