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Tipos de lampadas
Tipologia: Notas de estudo
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Introdução ao curso de Engenharia Elétrica
Discentes: Docente: Eng. Calulo Chataza
MABUNE, Pedro Augusto
MAMBUQUE, Jorge José
ABUDO, Ossifo Real
GIMO, Gaspar
JOÃO, José Pascoal
Beira, 2017
O presente trabalho de lâmpada eléctrica, pretende explicitar os diversos passos percorridos para a sua existência desde da época da lâmpada tradicional até a atual modernidade da lâmpada, como finalidade de melhorar o bom funcionamento das empresas e cidades como também com a sua descoberta as ruas já poderiam estar iluminadas durante anoite.
A busca pela obtenção da luz a partir de fenómenos elétricos, antecedeu a todas as aplicações da eletricidade atualmente conhecidas pela humanidade.
O primeiro experimento a onde esta documentada a obtenção de luminosidade eléctrica artificial foi realizado no ano de 1672 por Otto Von Guercke , em Magdeburgo e descreve a ocorrência de descargas eléctricas acompanhadas de efeitos sonoros e luminosos, a partir de um gerador de eletricidade estática, baseado em uma esfera de enxofre rotativa.
Em 1675, o Jean Picard relatou a ocorrência de luminescência na cavidade evacuada de um barómetro de mercúrio, decorrente de trepidações durante o seu transporte.
Em 1879, o americano Thomas Alvas Edson, desenvolveu a lâmpada eléctrica incandescente, e fez a sua primeira demostração publica da lâmpada, pondo o fim da iluminação tradicional que era efetuada por chamas de azeite ou gás, tendo estas sido substituída rapidamente por lâmpada eléctrica.
As lâmpadas dividem-se essencialmente em dois grandes grupos: lâmpadas de incandescência e lâmpadas de descarga.
Lâmpadas de incandescência – emitem a luz graça a um filamento de tungsténio levando a incandescência durante a passagem da corrente eléctrica. Lâmpadas de descarga – consistem na descarga eléctrica de um gás e entre dois eléctrodos produzindo a excitação dos eletrões, os quais consequentemente emitem a luz. De entre tipos de lâmpadas também existem lâmpadas de indução e lâmpadas led Lâmpadas de indução – são baseadas no mesmo principio de lâmpadas de descargas, com a diferença de que a descarga no gás é produzida por uma corrente induzida por um campo magnético externo e não possuem eléctrodos.
É constituída por um filamento de tungsténio alojado no interior de uma ampola de vidro preenchida com gás inerte. Quando da passagem da corrente eléctrica pelo filamento, os eletrões chocam com os átomos de tungsténio, liberando energia que se transforma em luz e calor.
Temperatura do filamento: Superior a 2 000º C. Vida útil : Em média 1 000 horas de funcionamento. Índice de restituição de cor: Possui geralmente um IRC de100. Rendimento luminoso (lm/w) : Têm o menor rendimento luminoso de todas as lâmpadas (cerca de 17 lm/W) Temperatura de cor : 2.700 K
Casquilho metálico, geralmente de latão pode ser do tipo rosca ou baioneta. Ampola ou bolbo, invólucro de vidro, Gás inerte (azoto, árgon ou crípton). Filamento de tungsténio
Como as lâmpadas de incandescência, as lâmpadas de halogéneo possuem um filamento que emite luz com a passagem da corrente eléctrica. Parte do filamento, que é constituído por átomos de tungsténio, evapora-se durante o processo. Nas lâmpadas de incandescência convencionais, os átomos de tungsténio depositam-se na superfície interna da ampola, o que significa que a ampola deverá ser suficientemente grande para evitar o seu rápido escurecimento. Já as lâmpadas de halogéneo, são preenchidas com gases inertes e halogéneo (iodo, cloro, bromo) que capturam os átomos de tungsténio e os transportam de volta para o filamento. Com isto, o tamanho da lâmpada pode ser reduzido significativamente, emitindo uma luz mais brilhante e tendo uma maior durabilidade. Em termos de economia, as lâmpadas de halogéneo oferecem mais luz com potência menor ou igual à das incandescentes comuns, além de possuírem uma vida útil mais longa, variando entre 2.000 e 4.000 horas.
A ionização do gás desta lâmpada tem e ser feita com uma tensão relativamente elevada (superior à da rede), pelo que se utiliza para o seu arranque um transformador. É utilizada em iluminação de estradas, túneis, zonas ao ar livre, etc.
Características da lâmpada:
Emite praticamente uma só cor (amarelo – alaranjado); Não permite a distinção das cores dos objetos que ilumina (fraco índice de restituição de cor); Tem uma elevada eficiência luminosa (da ordem de 150 lm/w); Tem uma vida útil elevada (cerca de 9 000 horas); Tem um arranque lento, demorando entre 7 a 15 minutos a atingir o funcionamento normal.
Tem uma elevada eficiência luminosa até 140 lm/W, longa durabilidade e, consequentemente, longos intervalos para reposição, são sem dúvida a garantia da mais económica fonte de luz.
Estas lâmpadas diferem pela emissão de luz branca e dourada, indicada para Iluminação de locais onde a reprodução de cor não é um factor importante. Amplamente utilizadas na iluminação externa, em avenidas, auto estrada, viadutos, complexos viários etc., têm o seu uso ampliado para áreas industriais, siderúrgicas e ainda para locais específicos como aeroportos, estaleiros, portos, ferrovias, pátios e estacionamentos.
Ao aplicar-se a tensão da rede a descarga dentro da ampola não é feita imediatamente. Entre as duas lâminas do arrancador (A) (que estão muito próximas) vai saltar um arco elétrico que provoca o aquecimento das lâminas e a sua deformação, fechando-se por ele o circuito.
Esta lâmpada tem dentro do tubo de descarga vapor de mercúrio e árgon e quatro eléctrodos: dois principais e dois auxiliares. A luz desta lâmpada é caracterizada por falta de radiações vermelhas, tomando uma cor branca – azulada (este inconveniente pode ser melhorado com a junção em série de um filamento de tungsténio, originando a chamada lâmpada mista). Tem grande aplicação na iluminação de estradas, aeroportos, grandes naves industriais e geralmente em grandes espaços exterior.
Características da lâmpada: Eficiência luminosa (média): 50 a 60 lm/w; Vida útil (elevada): cerca de 9 000 horas; Índice de restituição de cor: 40 a 48 conforme o modelo.
LÂMPADAS MISTA Como o próprio nome diz, são lâmpadas compostas de um filamento ligado em série com um tubo de descarga. Funcionam em tensão de rede 230V, sem uso de reactância. O filamento de tungsténio vem também substituir o balastro na limitação da corrente em funcionamento normal. São, via de regra, alternativas de maior eficiência para substituição de lâmpadas de incandescência de altas potências. Possui IRC 61 a IRC 63 conforme modelo, cor amarela e eficiência luminosa até 22 lm/W. Esta lâmpada relativamente à de incandescência:
É mais cara;
Tem uma eficiência luminosa um pouco mais elevada; Tem um espectro luminoso mais equilibrado; Tem uma vida útil de cerca de cinco vezes maior; È utilizada frequentemente em iluminação interior, em substituição da lâmpada de incandescência.
São lâmpadas que combinam iodetos metálicos, apresentando altíssima eficiência energética e excelente índice de reprodução de cor. Com uma luz, extremamente branca e brilhante, realça e valoriza espaços e ilumina com intensidade, além de apresentar longa durabilidade e baixa carga térmica.
Alta Potência: Para a iluminação de grandes áreas, com níveis de iluminância elevados e, principalmente, em locais onde a alta qualidade de luz é primordial, as lâmpadas de iodetos metálicos de 250 a 3500W são ideais.
Apresentam durabilidade variada e eficiência energética de até 100 lm/w. São indicadas para iluminação de estádios de futebol, ginásios poli desportivos, piscinas cobertas, indústrias, supermercados, salas de exposição, salões, salões de teatros e
Não emitem radiação infravermelha, fazendo por isso que o feixe luminoso seja frio; Resistência a impactos e vibrações: Utiliza tecnologia de estado sólido, portanto, sem filamentos e sem vidro, aumentando a sua robustez.
Desvantagens: Dos leds, relativamente às restantes fontes de luz: Custo de aquisição elevado; O índice de restituição de cor (IRC) pode não ser o mais adequado; Necessidade de dispositivos de dissipação de calor, nos leds de alta potência (a quantidade de luz emitida pelo led diminui com o aumento da temperatura).
São equipamentos auxiliares necessários para o acendimento das lâmpadas de descarga. Servem para limitar a corrente e adequar as tensões para o perfeito funcionamento das lâmpadas.
Os tipos de balastros encontrados no mercado são : eletromagnéticos e eletrónicos. Os balastros eletromagnéticos são constituídos por um núcleo laminado de aço silício (com baixas perdas) e bobinas de fio de cobre esmaltado.
Os balastros eletrónicos são constituídos por condensadores e bobinas para alta frequência, resistências, circuitos integrados e outros componentes eletrónicos. Trabalham em alta frequência (de 20 KHz a 50 KHz). Proporciona maior fluxo luminoso com menor potência de consumo, transformando assim os balastros eletrónicos em produtos economizadores de energia e com maior eficiência que os balastros eletromagnéticos.
Iluminação indireta – o fluxo luminoso é dirigida para o tecto.
LUMINÁRIA Luminária é um suporte de iluminação onde se montam as lâmpadas, mas estas são consideradas à parte. Além de servirem para suportar as lâmpadas, as luminárias também têm outros componentes que protegem as lâmpadas e modificam a luz emitida por estas. Dois desses dispositivos são os deflectores e os difusores.
DIFUSOR O difusor evita que a luz seja enviada diretamente da lâmpada para os objetos ou pessoas. Uma lâmpada de incandescência vulgar não tem difusor, embora o vidro possa produzir um pouco esse efeito. Por não ter difusor, este tipo de iluminação produz um forte contraste claro-escuro entre as zonas iluminadas e as não iluminadas. Em muitos casos este efeito não é muito agradável e é preferível uma luz mais suave. Neste caso, a própria lâmpada pode vir revestida interiormente de um pó branco que espalha a luz em várias direções, esbatendo o contraste entre o claro e o escuro. Noutros casos, os difusores são externos à lâmpada, mas a sua função é similar.
REFLECTOR Um refletor é uma superfície que existe no interior duma luminária e que reflete a luz. Desta forma, a luz é aproveitada melhor, pois a porção da luz emitida para cima, no caso duma lâmpada pendurada no tecto, é reenviada para baixo. Os refletores podem ser espelhos.
Há lâmpadas que são espelhadas no seu próprio interior.
ILUMINAÇÃO COM FIBRAS ÓPTICAS Um sistema de iluminação de fibras ópticas é composto por: Um gerador emissor de luz; normalmente utilizam – se lâmpadas de iodetos metálicos, mais também podem se usar lâmpadas de halogéneo; Fibras ópticas de vidro ou plástico de elevada pureza que transmite sinais luminosos e podem ser ou não envolvidas por uma proteção em pvc; Na extremidade do cabo de fibras ópticas é usado geralmente um terminal óptico para modificar a superfície iluminada.
A nova geração de lâmpadas permite uma luz de melhor qualidade e uma longa duração de vida útil e com menor consumo de energia eléctrica. Uma característica inovadora destes sistemas consiste na forma como a luz e produzida, as lâmpadas com as quais estamos familiarizados, principalmente as incandescente elas aquecem um eléctrodos, normalmente metálico o qual aquecido produz luz. Algumas utilizam frequências elevadas para excitar uma bobina e enquanto outros utilizam a energia de micro-ondas direcionadas para um elemento como o enxofre para produzir luz visível. A luz emitida por uma destas fontes de enxofre e superior a luz emitida por 250 ou mais lâmpadas incandescente de 100W. a mesma teoria aplica – se a lâmpadas leds que emitem uma quantidade enorme de luz consumindo apenas 5W.
