Lámparas y fluorescentes
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Por lo general

Lámparas fluorescentes, por equivocación a menudo llamado lámpara néon, son muy popular. Pero la construcción y sobre todo el funcionamiento debería ser una adivinanza para la mayoría de la gente. A lo siguiente Ud. podria tomarse una idea del funcionamiento de lámparas néones y fluorescentes.

Lámparas de néon

Lámparas néones, a no confundir con  lámparas fluorescentes, son lámparas de descarga de gas de construccíon simple. Sólo se componen de un tubo de vidrio delgado y claro y tienen electrodos en ambos extremos. Este tubo de vidrio es llenado con néon -un gas noble- con bajo presión. Si se pone a los electrodos suficiente alta tensión de unos 10.000 Volt, se genera un pequeño flujo eléctrico. La generación de alta tensión causa gastos considerables. Al otro lado los tubos de vidrio delgados se mantienen flexibles antes de llenarlos con gas noble. El campo de aplicación preferido son los trazos de publicidad conocidos. En cambio lámparas de néon y otras lámparas de descarga de gas son menos apropiadas para fines de iluminación..
Lámparas fluorescentes

Lámparas fluorescentes son parecidas a los tubos néones. 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 254 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. De la composición de estas sustancias dependerán la cantidad y calidad de la luz, y las cualidades cromáticas de la lámpara. En la actualidad se usan dos tipos de polvos; los que producen un espectro continuo y los trifósforos que emiten un espectro de tres bandas con los colores primarios. De la combinación estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo.


Mientras que simplemente conecta las lámparas de filamento y también las lámparas de néon al corriente para que se emite luz inmediatamente, esto no es posible con lámparas fluorescentes al conectarlas a la red de tensión habitual de 230 V. Pues, sin otras medidas no hay corriente en el tubo y por consecuencia no se emite luz. Lámparas fluorescentes tienen que ser encendidas para que se genere un flujo de corriente con la tensión del red. Por esta razón los electrodos a ambos lados son de forma filamento wolframio. En el momento de conexión el contacto de cebador cerrada genera un flujo de corriente a través de los filamentos wolframio como mostrado en dibujo no. 3.

dibujo no. 3

Los electrones (2) que parten del electrodo (1) chocan con los átomos de mercurio (3).
De este modo son excitados los electrones de este átomo de mercurio (4), y éstos ceden a su vez unos rayos ultravioletas (5).
Los rayos ultravioletas son convertidos, dentro del recubrimiento a base de polvo fluorescente (6), en luz visible (7).


A través de los filamentos wolframio se logran 2 cosas: En primer lugar por el calor evapora un poco mercurio y en segundo lugar los electrónos pueden salir mucho más fácil de electrodos calientes que de electrodos fríos. Ambos hechos son importante para el proceso de encendido siguiendo. Pues, si el contacto de cebador se abierta despues de alrededor de 0,5 hasta 2 s, el balastro trata mantener el flujo de corriente. Sin embargo, el contacto de cebador está abierto y el flujo de corriente está interrumpido aquí. La tensión se aumenta de repente hasta que por alguna parte salta una chispa para mantener el flujo de corriente. El camino deseado es a través del tubo y debido al precalentamiento eso es muy fácil para el corriente. Porque los filamentos wolframios ahora sin corriente todavía están incandescentes un rato y así las electronas pueden salir facilmente y también el mercurio evaporado no se precipita de golpe. Con una tensión de una dimensión de 1000 V el tubo se enciende, es decir que hay un flujo de corriente de un electrodo al otro. Una vez encendido, ya no se necesita una muy alta tensión. Inmediatamente después del encendido la tensión se reduce a la llamada tensión de funcionamiento de alrededor de 100 V. Además se mantiene el flujo de corriente aunque los filamentos wolframios se enfrían lentamente.


dibujo 3: encendido del tubo

Debido al flujo de corriente a través del tubo los átomos de mercurio están animados de emitir luz. El principio es lo mismo como con p.ej. las lámparas de néon. En esto la lámpara se calenta un poco y así todo el mercurio evapora dentro del tubo tomando un parte áctivo a la generación de luz. Por esta razón dura algunos minutos hasta que un tubo fluorescente llegue a su luminosidad máxima. Además se explica por qué fluorescentes se encienden tan malo con temperaturas bajas. Pués, a pesar del precalentamiento evapora relativamente poco mercurio porque el tubo es bastante largo y los filamentos wolframio sólo se encuentran a los fines.

Este equipo complementario se encarga de limitar la corriente y desencadenar el proceso de generarión del arco eléctrico entre los dos electrodos que da lugar a la radiación visible. Para limitar la corriente se debe colocar en serie un dispositivo que limite la corriente máxima que lo atraviesa. Para ello, se usa una impedancia inductiva (bobina) denominada balastro o reactancia. Esta bobina produce un desfase negativo de la corriente, por lo que se suele colocar un condensador en paralelo con la línea para mejorar el factor de potencia del conjunto. Además, y debido a que en un primer momento los electrodos están fríos, se recurre a un dispositivo para iniciar la descarga denominado arrancador o cebador. Consiste en una cápsula dentro de la cual hay dos electrodos y que permite, junto con el balastro, generar la alta tensión necesaria para el encendido de la lámpara.

Durante el proceso de encendido lamentablemente a menudo hay problemas: Por la mayoría de las veces se utiliza un cebador bimetálico el cual abre el contacto a un momento a voluntad. Sería ideal, si eso se pasara en el máximo de corriente. Un llamado cebador electrónico pone remedio a este problema porque no sólo enciende el tubo por regla general a la primera prueba sino además y a través de la reducción de los ciclos de calentamiento resultando limite el desgaste de los filamentos wolframio. Así al mismo tiempo se aumenta considerablemente la duración de vida del tubo fluorescente. Además tubos fluorescentes son operados por regla general con corriente alterna de baja frecuencia. Es decir que con los 50 Hz habituales el corriente vuelve a zero cada centésima de segundo y cambia la polaridad. Muy poco antes cada posición zero la tensión es tan baja que el tubo se va extinguiendo y el mercurio ionizado se enfria. Con un tubo frío el enfriamiento puede ser tan fuerte que en la próxima semi-onda en la cual normalmente se enciende al instante también con la tensión de red. Pero en este caso no lo hace. Por esto a menudo necesita muchas pruebas de encendido hasta que el tubo emite luz estable.

Optima fuera un funcionamiento con EVG/balastros elctrónicos (alemán: elektronisches Vorschaltgerät-EVG), los cuales por la mayoría de las veces operan con 35 bis 40 kHz. Debido al tiempo considerable más corto y como consecuencia a la frecuencia bastante más alta el mercurio apenas puede enfriarse. Así el tubo se enciende fiablemente de nuevo. También el tiempo de precalentamiento puede ser mucho más corto y casi directamente después de la conexión de la tensión el tubo emite luz. Además hay muy pocas pérdidas en el balastro electrónico comparado con una bobina de reactancia convencional.

Lámparas incandescentes

Se usan principalmente para alumbrado interior (casas, oficinas, negocios) debido a su bajo costo, la facilidad de su instalación y a que funcionan en cualquier posición. No obstante su rendimiento es bajo debido a que una gran parte de la energida consumida se transforma en calor.

Su funcionamiento se basa en el hecho de que un conductor atravesado por una corriente eléctrica se calienta hasta alcanzar altas temperaturas, emitiendo radiaciones luminosas. Cuanto mayor es la temperatura mayor es la emisión, por lo que el material se lleva hasta una temperatura cercana a la de fusión.

 

 

La más común es la lámpara de filamento, compuesta por tres partes: el bulbo, la base y el filamento. El filamento, que es de hilos de tungsteno arrollados, permitiendo alcanzar los 2100°C. Está colocado dentro de una ampolla en la que se ha hecho el vacío (en la ampolla de este tipo de lámparas no hay aire, ni ningún otro tipo de gas). Este tipo de lámparas se especifican por la potencia eléctrica que consumen (potencia nominal) y la cantidad de luz que producen, teniendo una vida útil de alrededor de 1000 horas.
Eficacidad luminosa y rentabilidad
Lámparas fluorescentes generan más del 70% de la luz total en Alemania, pero sólo consumen un 50% de la energía para la iluminación. La vida útil de lámparas fluorescentes es 8 hasta 12 veces más y necesitan dependiente del tipo con mismo luminosidad hasta el 85% menos energía como lámparas incandescentes convencionales. Por esto son la óptima solución para tareas de iluminación económicas. Hay fluorescentes de forma bastón, de forma aro y de forma U en diferentes dimensiones. Fluorescentes compactas son casi tan pequeños como lámpras incandescentes y pueden ser intercambiados sin problemas.

Color de luz

Temperatura de color
El color de luz de una lámpara resulta de su difusión de rayos espectral en la zona visible. Con esta representación una evaluación comparando en efecto es difícil. Es más fácil con los criterios de temperatura de color y de resolución de color.

La temperatura de color de una fuente luminosa se define como color de luz el cual corresponde a la temperatura de un rayo normalizado (rayo negro). Se exprima en Kelvin (K). La temperatura de color hace posible un reglaje anticipado de la color de luz. Los colores o las temperaturas de color de lámparas fluorescentes se determinan a través las coberturas de diferentes mezclas de fluorescentes. Así es posible de producir luz blanco con diferente matiz:

  • warmwhite = bajo de 3300 k
  • coolwhite = alrededor de. 4000 k (Rohrlux estandard)
  • daylight = sobre 5000 k

Resolución de color
La temperatura de color dice con cual matiz de color la fuente luminosa misma parece a nuestros ojos. Si se ilumina un objeto, se muestra que estos colores serán resolucionado diferentemente a pesar de la misma temperatura de color de la fuente luminosa. Estas diferencias de calidad son marcadas por el índice de resolución de color RA
Clases de calidad de la resolución de color:

  • 1A = RA 90-100
  • 1B = RA 80-89 (Rohrlux estandard)
  • 2A = RA 70-79
  • 2B = RA 60-69
  • 3 = 40-59

Ejemplo:

(comparable con)

 

28 Watt 16 mm Lámpara = 2900 Lumen Longitud 1149 mm

36 Watt 26 mm Lámpara = 3350 Lumen Longitud 1200 mm

40 Watt 38 mm Lámpara = 3000 Lumen Longitud 1200 mm

200 Watt E27 Lámpara = 3050 Lumen Longitud 150 mm

con casi el mismo flujo luminoso hay grandes diferencias de potencia
Rohrlux especial  
Tubo fluorescente T5 con hoja de protección transparente contra astillas  
 
protege contra héridas al cambiar el fluorescente y el cuerpo de la lámpara queda limpio.  
   
   
   

Dados tecnicos de lámparas fluorescentes
Diámetro
Portalámpara
Potencia nominal
Flujo luminosa
Longitud
26 mm
G13
15
950
438
26 mm
G13
18
1350
590
26 mm
G13
30
2350
895
26 mm
G13
36
3350
1200
26 mm
G13
58
5200
1500
16 mm
G5
8
330
288
16 mm
G5
13
700
517
16 mm
G5
14 con EVG (=balastro electrónico)
1350
549
16 mm
G5
21 con EVG (=balastro electrónico)
2100
849
16 mm
G5
28 con EVG (=balastro electrónico)
2900
1149
16 mm
G5
35 con EVG (=balastro electrónico)
3650
1449
38 mm
2G11
18
1200
217
38 mm
2G11
24
1800
317
38 mm
2G11
36
2900
411
38 mm
2G11
55
4800

533

27 mm
2G7
9
600
150
27 mm
2G7
11
900
214
Bombilla
E27
75
900
141

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