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Lâmpadas: incandescentes e halógenas Julio Cezar- 70927 Mario Ricardo- 71452 Lâmpadas incandescentes Aspecto histórico Antes de Thomas Edison , já existiam 21 variantes de lâmpadas incandescentes, mas que não aguentavam altas temperaturas. Em 1879, Thomas Edison inventou a primeira lâmpada incandescente comercializável, utilizando filamento de haste de carvão. Figura: Thomas Edison e sua invenção. Lâmpadas incandescentes Aspectos construtivos Filamento: Geralmente é fabricado com tungstênio, pois esse material possui elevado ponto de fusão (3400°C), o que permite ao filamento atingir aproximadamente 3000˚C.Sabe-se que quanto maior a temperatura de um filamento, maior a eficiência da lâmpada, logo o comprimento, o diâmetro e o formato do fio, são determinados conforme o uso para o qual se destina a lâmpada e a necessidade de potência e vida, objetivando produzir luz da maneira mais econômica e eficiente possível. Figura: Aspectos construtivos lâmpada incandescente. Lâmpadas incandescentes Aspectos construtivos Gás de Preenchimento: Em lâmpadas de potência menor que 40W, é utilizado vácuo, o que evita que o filamento se combine com o oxigênio e evapore instantaneamente. Nas lâmpadas de maior potência o gás de preenchimento utilizado é do tipo inerte, ou seja, não será reativo com o tungstênio, reduzindo a velocidade de evaporação do mesmo. Geralmente é utilizado argônio ou nitrogênio, ou também uma mistura de ambos gases inertes. Quando se busca maior eficiência e uma vida mais longa é utilizado criptônio, o que eleva o custo. Figura: Aspectos construtivos lâmpada incandescente. Lâmpadas incandescentes Aspectos construtivos Cana terminada em botão: É no botão onde são fixados os fios de molibdênio que suportam o filamento em sua posição, evitando o excesso de vibração do mesmo durante o transporte e uso da lâmpada. Estes suportes também conduzem calor para fora do filamento. Quanto maior o número de suportes maior também será a quantidade de calor conduzida para fora do filamento, o que diminui a eficiência luminosa da lâmpada. Figura: Aspectos construtivos lâmpada incandescente. Lâmpadas incandescentes Aspectos construtivos Eletrodo: Geralmente são fabricados em cobre ou níquel, conduzem a corrente ao filamento e dão suporte mecânico ao mesmo. Tubo de Exaustão: Durante a fabricação, o ar é retirado e o gás é introduzido através deste tubo. Base: As bases têm por finalidade fixar mecanicamente a lâmpada, em seu suporte e completar a ligação elétrica ao circuito de alimentação. Figura: Aspectos construtivos lâmpada incandescente. Lâmpadas incandescentes Aspectos construtivos Flange: A flange é utilizada para melhor fixação dos eletrodos. Lide Interno: A função dos lides é fazer o contato elétrico ao circuito externo, através da base. Bulbo: Invólucro (carcaça) de vidro brando hermeticamente fechado que contém o filamento. As Principais finalidades dos bulbos são: separar o meio interno onde opera o filamento do meio externo, diminuir a luminância , modificar a composição espectral do fluxo luminoso (exemplo: O uso de bulbos coloridos para realizar esta modificação). Figura: Aspectos construtivos lâmpada incandescente. Lâmpadas incandescentes Aspectos construtivos Figura: Lâmpada incandescente. Lâmpadas incandescentes Princípio de funcionamento Se uma corrente elétrica suficientemente intensa passa por um filamento condutor, as moléculas do filamento vibram, ele se aquece e, num dado instante, chega a incandescer. Passando corrente elétrica no filamento, ele se aquece a uma temperatura da ordem de 3.000 º C. O filamento torna-se, então, incandescente e começa a emitir luz. No interior da lâmpada não pode haver ar, pois dos contrário o filamento se oxida e incendeia-se. É importante observar que a luz emitida por uma lâmpada incandescente não é efeito direto da corrente elétrica e sim consequência do aquecimento no filamento produzido pela passagem da corrente. Figura: Princípio de funcionamento lâmpada incandescente. Lâmpadas incandescentes Características • Vida útil: entre 600 e 1000 horas; • Eficiência luminosa média: 15 Lumens/Watts; • Temperatura de cor: 2700 K; • O rendimento cresce com a potência; • Não necessitam de dispositivos auxiliares; • As lâmpadas de tensão mais baixa apresentam maior rendimento; • A vida útil depende da tensão de alimentação; • Para cada 10% de sobretensão, sua vida útil se reduz em 50%. Lâmpadas incandescentes Aplicações Figura: Lâmpadas incandescentes para aplicação residencial/decoração. Lâmpadas incandescentes Aplicações Figura: Lâmpadas incandescentes utilizadas para decoração. Lâmpadas incandescentes Aplicações Figura: Lâmpadas incandescentes utilizadas em fogões, geladeiras e microondas. Lâmpadas incandescentes Aplicações Figura: Lâmpada incandescente utilizada para secagem de pintura automotiva, desidratação de ervas entre outros. Lâmpadas incandescentes Lâmpadas incandescentes deixam o mercado nacional no dia 1° de julho de 2015 “O motivo da retirada do produto do mercado é sua baixa eficiência energética, já que consome muita energia para iluminar pouco. O processo de funcionamento das chamadas lâmpadas quentes exige temperaturas elevadas para gerar luz. A maior parte desse calor é perdido para o ambiente. “Somente 5% da energia gasta é usada para iluminação. O resto é usado para aquecer a lâmpada. É muita energia para pouca luz”, esclarece o professor de engenharia elétrica, Luciano Duque.” Fonte: http://www.ebc.com.br/ Lâmpadas halógenas A lâmpada halógena de tungstênio é um tipo especial de lâmpada incandescente, em que o filamento é contido num tubo de quartzo, no qual é colocada uma certa quantidade de um halogêneo, no caso, o iodo. As paredes dessa lâmpada são de vidro de quartzo resistentes a altas temperaturas. Figura: Aspectos construtivos lâmpada halógena. Aspectos construtivos Lâmpadas halógenas Durante seu funcionamento, o tungstênio evapora-se do filamento, combinando-se com o gás presente no interior do tubo e formando o iodeto de tungstênio. Devido as altas temperaturas, parte do tungstênio se deposita no filamento de modo a regenerá-lo, fato que cria um processo contínuo e repetitivo denominado ciclo do iodo. Nas lâmpadas incandescentes convencionais, o tungstênio evaporado do filamento se deposita nas paredes interna do bulbo, reduzindo a sua eficiência. No entanto, nas lâmpadas halógenas de tungstênio, o halogênio bloqueia as moléculas de tungstênio impedindo que elas se depositem nas paredes internas do bulbo. Resultando na combinação química após a qual retornam ao filamento. Figura: Lâmpada halógena. Princípio de funcionamento Lâmpadas halógenas As principais características das lâmpadas halógenas são: • Vida útil: entre 2000 e 4000 horas; • Eficiência luminosa média: 26 Lumens/Watts; • Temperatura de cor: inferior a 3000 K; • Não necessitam de dispositivos auxiliares; • Funcionam sob elevada temperatura, cerca de 3000 a 3400 K; • Possui luz brilhante, fato que possibilita realçar cores de objetos com maior eficiência do que as lâmpadas incandescentes comuns. Características Lâmpadas halógenas Aplicações Lâmpadas halógenas Aplicações Lâmpadas halógenas Aplicações Lâmpadas halógenas As lâmpadas de halogéneo começam, esta quinta-feira, 1 de setembro, a ser descontinuadas em Portugal, assim como nos restantes Estados-membros da União Europeia. A data foi definida pela ComissãoEuropeia, em 2009, para terminar com a comercialização das lâmpadas de halogéneo direcionais de tensão de rede na Europa. Uma medida que agrada às associações ambientalistas para as quais este é um importante passo para reduzir a fatura energética. Fonte: http://www.jn.pt/ Comparativo de lâmpadas Referências Catálogos: http://kianbrasil.com.br/images/downloads/catalogo-lampadas-kian.pdf https://dammedia.osram.info/media/binx/osram-dam-446929/catlogo-de-produtos-osram---halgenas-pt- br.pdf Bibliográfia: Lénine Kintuadi Francisco Pereira, “Alternativas para iluminação residencial: aspectos técnicos, econômicos, conforto visual e segurança”, Dissertação de Graduação em Engenharia Elétrica- UFRJ(Universidade Federal do Rio de Janeiro), Rio de Janeiro, Dezembro de 2010. Pedro Henrique Lopes de Menezes, “Estudo de lâmpadas elétricas”, Dissertação de Graduação em Engenharia Elétrica-UFSJ(Universidade Federal de São João Del Rei), São João Del Rei, Novembro de 2012 Portaria 2010 http://www.mme.gov.br/documents/10584/1139097/Portaria_Interministerial_nx_1007_2010.pdf/d6e0 61ba-0d2f-41e1-9928-fb40cd7984d7
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