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TIPOS DE LÂMPADAS As fontes de iluminação artificiais são classificadas de acordo com o fenômeno que produz o fluxo luminoso, tais como incandescência, descarga elétrica e eletroluminescência denominando-se lâmpadas. As lâmpadas elétricas são agrupadas em dois tipos principais: Incandescentes e Descarga. 1. LÂMPADAS INCANDESCENTES A lâmpada incandescente produz luz pelo aquecimento elétrico de um filamento a uma temperatura capaz de emitir uma radiação na parte visível do espectro. Tanto a vida de uma lâmpada como seu fluxo luminoso1 são determinados pela temperatura do filamento. Quanto maior a temperatura deste filamento maior a eficiência da lâmpada2 e menor sua vida. Embora sejam as mais utilizadas, apresentam baixa eficiência luminosa, aquecem o ambiente e apresentam vida útil curta, ao longo da qual o fluxo luminoso diminui consideravelmente. 1FLUXO LUMINOSO (ø) - é a grandeza característica de um fluxo energético, podendo ser definida como a quantidade de luz que uma fonte luminosa consegue emitir, produzindo uma sensação luminosa no ser humano. A unidade de fluxo é o Lumem (lm) definido como o fluxo luminoso emitido no interior de um ângulo sólido de valor unitário, por uma fonte luminosa puntiforme de intensidade invariável e igual a uma candela de mesmo valor em todas as direções. Suponhamos uma esfera de 1m de raio na qual colocamos uma fonte pontual central com intensidade de 1 cd. Aquilo que chamamos de ângulo sólido seria uma área de 1m2 desta esfera, ou seja um esferoradiano. Como a área da esfera é igual a 4pR2 = 12,56 R2 , teremos o fluxo de 1 lúmen em cada m2 sendo o fluxo total de 1 candela = 12,56 lúmens. A C B D 1 C A N D E LA 1 CA NDE LA 1 CANDELA 1 C A N D E LA 1 m2R = 1m 2EFICIÊNCIA LUMINOSA ( lm/watt ) - é a relação entre o fluxo luminoso total emitido pela fonte (lumem) e a potência elétrica consumida (watt).Expressa o rendimento de uma lâmpada ou de um aparelho de iluminação. Quanto maior a eficiência luminosa, mais econômica é a fonte de luz. 2 GÁS INERTE (ARGÔNIO E NITROGÊNIO) FILAMENTO EM TUNGSTÊNIO SUPORTES DO FILAMENTO DISCO DEFLECTOR - REFLETE O CALOR DESVIANDO OS GASES QUENTES DA BASE EVITANDO SEU AQUECIMENTO. TUBO DE EXAUSTÃO - RETIRA O AR DO BULBOSUBSTITUINDO- O POR GASES INERTES OU VÁCUO. BULBO BASE LÂMPADA INCANDESCENTE 1.1. INCANDESCENTES REFLETORAS São lâmpadas que possuem refletor interno com uma fina camada de alumínio espelhado de altíssima refletância que é aplicada na parte interna do bulbo pelo processo de vácuo-metalização, proporcionando luz dirigida. Exatamente por estar no interior do bulbo, num espaço hermeticamente fechado, o refletor destas lâmpadas não necessita de limpeza e não sofre deterioração, o que garante às lâmpadas refletoras alto rendimento luminoso. Além das refletoras convencionais, geralmente com o perfil parabólico, existe a lâmpada refletora elíptica que, graças ao seu bulbo de perfil elíptico faz o facho de luz convergir para um ponto 5 cm à frente da lâmpada, para então se espalhar pelo ambiente. Esta característica é especialmente importante quando se usa a lâmpada refletora embutida em luminária de corpo profundo, já que as refletoras convencionais, que possuem o facho divergente, chegam a perder 60% da luz na parte interna das luminárias. Podemos tomar como exemplo um pequeno lobby de hotel, com 10 luminárias de corpo profundo com lâmpadas refletoras convencionais de 150W a uma altura de 3 metros, possuindo uma iluminância no piso de cerca de 100 lux. Se substituirmos estas lâmpadas por refletoras elípticas de 75W, teremos uma iluminância no piso de cerca de 140 lux. Assim, com o uso de uma lâmpada mais adequada, reduzimos a potência instalada de 1.500W para cerca de 750W (50%) aumentando a iluminância média do ambiente. 3 1.2. INCANDESCENTES HALÓGENAS Este tipo de lâmpada contém elementos halógenos (iodo, fluor, bromo) em sua atmosfera interna que ao serem aquecidos iniciam o ciclo regenerativo do halógeno. O filamento, que opera em alta temperatura, vai evaporando e depositando partículas de tungstênio na parede interna da ampola. Esta ampola se aquece e o elemento halógeno se evapora, combinando quimicamente com as partículas de tungstênio evaporado, fazendo então a limpeza da ampola. Devido às correntes de convecção dentro da ampola, a combinação halógeno + tungstênio toca no filamento que está em alta temperatura e é decomposta. O tungstênio retorna para o filamento e o elemento halógeno é liberado para repetir o ciclo. Este ciclo faz com que as lâmpadas halógenas possuam maior eficiência luminosa do que as lâmpadas incandescentes comuns para uma mesma potência e vida, maior temperatura de cor, proporcionando luz “mais branca” , melhor reprodução de cores e menor depreciação do fluxo luminoso, já que o ciclo regenerativo evita o enegrecimento do bulbo que ocorre nas lâmpadas comuns. 1.3. INCANDESCENTES HALÓGENAS COM REFLETOR DICRÓICO São uma combinação das lâmpadas incandescentes halógenas com um refletor multifacetado recoberto com uma película dicróica. Esta película, formada por um filtro químico (dicróico), permite a reflexão da luz visível e a transmissão para a parte de trás da lâmpada de cerca de 60% da radiação infravermelha. Com isto, o facho de luz refletido é mais “frio” do que o obtido com as refletoras comuns. Além disto, são lâmpadas compactas, com longa vida e fachos precisamente orientados, que permitem sensível economia no custo da iluminação e com excelente reprodução de cores. Por serem lâmpadas de 12V, possuem filamentos mais robustos, sendo necessário o uso de transformadores para uso na rede elétrica. 4 LÂMPADA HALÓGENA REFLETOR MULTIFACETADO RECOBERTO COM UMA PELÍCULA DICRÓICA LÂMPADA HALÓGENA COM REFLETOR DICRÓICO 1.4. INCANDESCENTES HALÓGENAS COM REFLETOR PARABÓLICO ALUMINIZADO (PAR) A lâmpada PAR surgiu há cerca de 25 anos fabricada pela GE americana e atualmente é produzida também pela Philips, Osram, Sylvania, etc. O nome PAR origina-se do termo em inglês Parabolic Aluminized Reflector . Embora seja conhecida como lâmpada, é na verdade um refletor completo composto de uma lâmpada, um espelho e uma lente formando um único conjunto. Por ser um conjunto selado, a superfície interna (espelho) não sofre com as intempéries, mantendo as características óticas intactas, fazendo com que o brilho e a distribuição do fluxo luminoso permaneça inalterado até o fim da vida da lâmpada. Essas lâmpadas são conhecidas sempre com uma referência de número que significa o diâmetro do espelho parabólico e, consequentemente, de todo o conjunto. Deste modo encontraremos lâmpadas PAR20, PAR30, PAR38, etc. Nos Estados Unidos foi convencionado que este diâmetro seria expresso em oitavos de polegadas, assim uma lâmpada PAR30 terá 30 oitavos de polegadas ou seja, 9,5cm. Quanto menor o filamento em relação à parábola, melhor será o paralelismo dos raios luminosos. Procurando diversificar o facho as lâmpadas PAR variam a lente e a posição da lâmpada no espelho, ordenando e direcionando melhor os raios de luz. Desa maneira obtem- se fachos muito estreitos como faróis de milha até fachos muito abertos para cobrir maiores áreas. 5 PAR FILAMENTO QUASE PUNTUAL 1 - OS RAIOS OBEDECEM AO PRINCÍPIO DA PARÁBOLA 2 - A LENTE REDIRECIONA OS RAIOS 2. LÂMPADAS DE DESCARGA A luz em uma lâmpada de descarga é produzida pela passagem da corrente elétrica em um gás ou vapor ionizado. 2.1. FLUORESCENTESA lâmpada fluorescente é uma lâmpada de descarga de baixa pressão onde a luz é predominantemente produzida por pó fluorescente ativado pela radiação ultravioleta proveniente da descarga elétrica. O seu bulbo tubular contém um eletrodo em cada extremidade e uma mistura de vapor de mercúrio e gases - principalmente Neônio, Argônio ou Kriptônio em um tubo coberto internamente com fósforo o que propicia a emissão de luz a baixas temperaturas de operação e com eficiência bem superior às lâmpadas incandescentes. O pó fluorescente que existe na superfície interna do bulbo determina a qualidade e a quantidade da luz emitida. Comparada com as lâmpadas incandescentes, as lâmpadas fluorescentes têm vida média muito mais longa. O fim de vida normal é alcançado quando o material emissivo que permaneceu em um dos filamentos é insuficiente para dar partida e sustentação ao arco. 6 ARGÔNIO + VAPOR DE MERCÚRIO (A BAIXA PRESSÃO) REVESTIMENTO INTERNO EM FÓSFORO (PÓ FLUORESCENTE) CUJA FINALIDADEÉ TRANSFORMAR RADIAÇÃO ULTRA-VIOLETA (INVISÍVEL) EM LUZ VISÍ VEL ELETRODO LÂMPADA FLUORESCENTE 2.2. FLUORESCENTE COMPACTA A lâmpada fluorescente compacta é uma lâmpada de pequenas dimensões, com uma base especial onde se encontram o starter e o capacitor, constituída por um espaço para descargas elétricas criado a partir da interligação de dois ou quatro tubos, com uma base para conexão em uma das extremidades. Necessita para o seu funcionamento de reatores e soquetes adequados. Quando comparadas às incandescentes comuns, apresentam vantagens como o consumo de energia de cerca de 85% menor, com uma vida útil de cerca de 10.000 horas. Aquecem menos o ambiente e apresentam IRC (Índice de Reprodução Cromática) de 85%, sendo adequada para um grande número de aplicações. Este tipo de lâmpada terá opções de temperatura de cor de 27000C, com aparência de cor semelhante às incandescentes, e temperatura de cor de 4.0000C com aparência de cor mais branca. Da mesma forma estas lâmpadas poderão apresentar reatores eletrônicos incorporados à base de rosca E27, garantindo uma substituição imediata em luminárias que já trabalham com a mesma base. 7 2.3. VAPOR DE MERCÚRIO DE ALTA PRESSÃO A lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão contém no seu bulbo interior eletrodos (principal e auxiliar) que no momento de ligação produzem uma luminescência, provocando assim a formação de ions e eletrons suficientes para iniciar a descarga. A luminescência é limitada por um resistor, o bulbo externo contém um gás que mantém a temperatura da lâmpada constante. Estas lâmpadas são utilizadas normalmente para iluminação de grandes áreas, tem uma aparência branca azulada, com uma emissão na região visível em comprimentos de onda amarelo, verde e azul. Uma das vantagens energéticas deste tipo de lâmpada é sua grande emissão de luz. A eficiência inicial (a 100 horas de trabalho) varia entre 30 e 60 lumens por watt, conforme seja a voltagem e cor da lâmpada. Esse valor não inclui as perdas do reator, que devem ser somadas aos watts da lâmpada para se obter comparações com outras fontes de luz. ELETRODO DE PARTIDA TUBO DEARCO EM QUARTZO BULBO EXPERNO CONENDO GAS NITROGÊNIO, REVESTIMENTO INTERNO EM FÓSFORO, PARA CORREÇÃO DE CORES ELETRODOS PRINCIPAIS REATOR LÂMPADA VAPOR DE MERCÚRIO GASES NERCÚRIO E ARGÔNIO RESISTOR DE PARTIDA 8 2.4. LÂMPADA MISTA Apesar de ser lâmpada de descarga, não usa reator, podendo ser ligada diretamente à rede. Isto significa que instalações de iluminação já existentes com lâmpadas incandescentes, poderão ser modernizadas utilizando lâmpadas de luz mista, que tem praticamente duas vezes a eficiência quase cinco vezes a vida daquelas, sem custo extra de reatores, fiação ou luminárias. Entretanto, é preciso ter presente que as lâmpadas de luz mista são muito menos eficientes que as de vapor de mercúrio (menos da metade da eficiência) e que as de vapor de sódio de alta pressão tem menos da quarta parte da eficiência. TUBO DE ARCO EM QUARTZO COMTENDO GASES (MERCÚRIO E ARGÔNIO) RESISTOR DE PATIDA BULBO EXTERNO FILAMENTO TUNGSTÊNIO - PRODUZ LUZ E LIMITA A CORRENTE DE FUNC\IONAMENTO DO TUBO ARCO , DISPENSANDO REATORES. FUNCIONAM SOMENTE A 220V. LÂMPADA MISTA 9 2.5. VAPOR METÁLICO Essas lâmpadas também são chamadas de “multivapor” e são similares em construção às lâmpadas a vapor de mercúrio. A diferença reside no fato de que esse tipo de lâmpada contém uma série de aditivos metálicos, além do mercúrio, que melhoram significativamente suas características de reprodução de cores e eficiência luminosa, chegando a ser 1,5 a 2 vezes superior às lâmpadas a vapor de mercúrio. Disponíveis em potências que vão desde 400W até 3500W, são utilizadas principalmente na iluminação de estádios, áreas esportivas, fachadas, shopping centers e locais onde exista necessidade de ótima reprodução de cores. A lâmpada de vapor metálico de 70W (67lm/W) possui dimensões compactas, mas apresenta a característica de emitir uma grande quantidade de luz equivalente a quatro lâmpadas incandescente de 100W. 2.6. VAPOR DE SÓDIO DE ALTA PRESSÃO A característica mais importante deste tipo de lâmpada é a sua grande eficiência luminosa, maior do que qualquer outro tipo de fonte luminosa policromática para uso generalizado. Outro fator importante é que o fluxo luminoso emitido permanece praticamente constante durante toda sua vida. A vida média atinge 12.000 horas nas unidades de pequena potência, podendo alcançar 24.000 horas nas de maior potência. Para seu funcionamento é necessário o uso de um reator adequado e um ignitor de partida. Sua aparência é de cor branco-amarelada, sendo sua vida útil maior quando se usa acendimento contínuo. 2.7. VAPOR DE SÓDIO DE BAIXA PRESSÃO São lâmpadas muito eficientes, produzindo até 200 lm/W e tornando o projeto muito mais econômico. Esta lâmpada tem o inconveniente de ter curva de distribuição espectral monocromática na cor amarela, distorcendo totalmente as outras cores. Por esta razão, este tipo de lâmpada encontra sua aplicação onde a reprodução de cor é menos importante e onde o reconhecimento por contraste é predominante.
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