Lâmpadas Incandescentes

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Lâmpadas Incandescentes

  1. 1. Automação LÂMPADAS INCANDESCENTES27-11-2011 Por : Luís Timóteo 1
  2. 2. Automação Lâmpada Incandescente Inventada por Tomas Edison em 1879, a luz Ampola (Bolbo) deste tipo de lâmpada é proveniente de um Filamento filamento metálico (tungsténio ou Suporte carbono), alojado no interior de uma ampola Gás inerte/Vácuo (bolbo) de vidro sob vácuo ou com gases Haste Fios Central quimicamente inertes no seu interior. condutores A corrente eléctrica ao passar pelo filamento de Casquilho Tungsténio, aquece-o fazendo libertar energia sob a forma de calor e luz. Com o uso, alguns átomos de Tungsténio são libertados e depositam-se na parte interior do bolbo (ampola) escurecendo a lâmpada, sendo este um dos motivos pelo que as lâmpadas incandescentes têm maiores dimensões e diminuem de intensidade ao longo do tempo.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 2
  3. 3. Automação Lâmpada Incandescente Em virtude da temperatura muito elevada do filamento em funcionamento (até 3000º C) a sua resistência varia em grandes proporções conforme a lâmpada está apagada ou acesa. Sendo a resistência a frio baixa, tem como resultado uma ponta de corrente no acendimento que pode atingir 10 a 15 vezes a corrente nominal. Este fenómeno tem evidentemente uma curta duração pois que, num tempo muito curto, o filamento atinge a sua temperatura normal de funcionamento, sendo na ordem de alguns ms a algumas dezenas de ms. Operam através do aquecimento de um fio fino de tungsténio pela passagem de corrente eléctrica. Apenas 10% de toda a energia consumida por essa lâmpada transforma-se em luz. O resto se transforma em calor, o que gera uma eficiência luminosa menor que 18 Im/W.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 3
  4. 4. Automação Lâmpada IncandescenteSuportes Filamento de Tungsténio O Filamento em forma de espiral, torna-se incandescente pela Ampola de Vidro passagem da corrente eléctrica, que, para além de Gás inerte / vácuo calor, produz luz, que representa somente 5% a 15% da energia consumida Condutores  A base destas lâmpadas é o elemento Internos de ligação mecânica e eléctrica ao receptáculo, feita de latão ou ferro Haste latinado. Central Casquilho  Possui rosca (chamada rosca tipo Edison), que poderá ser utilizada em soquetes de diversos diâmetros. Isolamento Solda de Contacto27-11-2011 Por : Luís Timóteo 4
  5. 5. Automação Lâmpada Incandescente Ampola de Vidro Vácuo ou uma Mistura de Árgon/NitrogénioConstituição (alt.) Suporte do Filamento de Filamento Tungsténio Suporte estrutural em vidro Tubo de escape Linhas de alimentação Betume isolador Casquilho em Metal (Contacto lateral) Pulo de Contacto Vidrado de isolamento27-11-2011 Por : Luís Timóteo 5
  6. 6. Automação Lâmpada Incandescente Lampe.AVI27-11-2011 Por : Luís Timóteo 6
  7. 7. Automação Lâmpadas Incandescentes Normais: O casquilho serve para ligar a lâmpada ao seu suporte. Os mais usuais são os do tipo Edison e os do tipo baioneta (identificados pela letra E e B, seguida do diâmetro da base em milímetros).27-11-2011 Por : Luís Timóteo 7
  8. 8. Automação Lâmpada IncandescenteVantagens: Espectro de uma lâmpada- Tamanho reduzido; incandescente tradicional e de halogéneo- Funcionamento imediato;- IRC 100;- Baixo custo inicial;- Podem ser facilmente controladas por “dimmers”. Desvantagens: - Baixa eficiência luminosa (muita dissipação de calor); - Possibilidade de ofuscamento; - Curta vida útil quando comparadas às fluorescentes; - Sensíveis a choques e vibrações; - Custo de operação elevado; - Sofrem com variação da tensão da rede.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 8
  9. 9. Automação Lâmpadas Incandescentes Reflectoras: As lâmpadas reflectoras tem um espelho sobre a superfície interna da ampola. Este reflector interno não está, portanto, sujeito á corrosão a qualquer outro tipo de contaminação. Consequentemente são evitados os custos de manutenção e é mantido um elevado rendimento luminoso durante a vida útil da lâmpada. Existem dois tipos de lâmpadas reflectoras:  Lâmpadas de vidro prensado;  Limpadas de vidro soprado. As lâmpadas de vidro prensado são feitas de um vidro de grande resistência térmica, sendo a parte frontal ou lente, trabalhada par dar um feixe de maior ou menor abertura. Assim, existem lâmpadas de feixe estreito que se utilizam, em geral, para iluminação de superfícies pequenas ou objectos situados a grande distancia, e as lâmpadas de feixe largo que se utilizam para iluminarem superfícies maiores e mais próximas.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 9
  10. 10. Automação Lâmpadas Incandescentes Reflectoras: Lâmpadas de vidro prensado; Estas lâmpadas, quando usadas em iluminação exterior em geral, resistem a choques térmicos e podem ser usadas sem protecção contra o tempo É claro que, quando usadas como projectores interiores, poderão ser usadas com suportes normais e quando usadas como projectores exteriores os suportes deverão ser estanques. Para iluminação decorativa, tanto interior como exterior, a lente geralmente é de vidro claro, terá nesse caso uma camada de silicone colorida27-11-2011 Por : Luís Timóteo 10
  11. 11. Automação Lâmpadas Incandescentes Reflectoras: Lâmpadas de vidro soprado; Existem também com dois tipos de feixe luminoso: estreito e largo. Neste caso a abertura do feixe é determinada pela posição do filamento em relação ao espelho. Lâmpadas Reflectoras Ângulo do Feixe Definição do Ângulo do Feixe As lâmpadas de vidro soprado só podem ser usadas em interiores. Como emitem menos luz que as de vidro prensado, de igual potência, esta lâmpadas quando não se necessita de níveis de iluminância muito elevados, ou quando se prefere utilizar um maior número de lâmpadas de menor potência.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 11
  12. 12. Automação Lâmpada Incandescente Lâmpadas Incandescentes Reflectoras:27-11-2011 Por : Luís Timóteo 12
  13. 13. Automação LÂMPADAS DE HALOGÉNEO27-11-2011 Por : Luís Timóteo 13
  14. 14. Automação LÂMPADA DE HALOGÉNEO Inventadas pela GE Lighting em 1957, as lâmpadas halogéneas proporcionam ao utilizador uma fonte de luz branca altamente eficiente e pequena. A lâmpada incandescente halogénea também apresenta um filamento de tungsténio enrolado em dupla espiral, o qual é sustentado por suportes de molibdénio no interior de um bolbo de quartzo, globular ou com formato de lapiseira. A base é, em geral, cerâmica para suportar temperaturas e pressões elevadas e além disso apresentar boa condutibilidade térmica, limitando a temperatura dos suportes de molibdénio em 350°C para evitar fenómenos de corrosão. A lâmpada de halogéneo é uma lâmpada incandescente na qual se substitui a atmosfera no interior do bolbo por um elemento halogéneo, em geral iodo ou bromo.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 14
  15. 15. Automação LÂMPADA DE HALOGÉNEO Nestas lâmpadas é possível conseguir uma duração de vida útil de até 4000 horas, para um rendimento de até cerca de 25 lm/W. As lâmpadas de halogéneo devem ser sempre manuseadas pelos extremos, uma vez que a humidade natural da pele pode provocar na ampola de quartzo um ponto fraco, alterando nos pontos de contacto a estrutura da ampola. Se a ampola for acidentalmente tocada com as mãos deve ser limpa com um dissolvente, por exemplo com álcool puro. Lâmpada de Halogéneo tipo “Palito” de dois terminais (eléctrodos)27-11-2011 Por : Luís Timóteo 15
  16. 16. Automação  LÂMPADA DE HALOGÉNEO O bolbo de quartzo não deve ser tocado com a mão para evitar que depósitos de gordura na sua superfície externa provoquem pontos de desvitrificação, isto é, alterações na rede cristalina com elevado coeficiente de expansão térmica, que podem resultar em microfissuras e rompimento do bolbo. Lâmpadas halogéneas emitem mais radiação ultravioleta que as lâmpadas incandescentes normais, uma vez que a sua temperatura de filamento é significativamente maior e o bulbo de quartzo não absorve a radiação nesta faixa de comprimento de onda. Os níveis são inferiores aos presentes na luz solar, não oferecendo perigo à saúde. No entanto, deve-se evitar a exposição prolongada das partes sensíveis do corpo à luz directa e concentrada. As características construtivas das lâmpadas incandescentes halogéneas permitem uma substancial redução no seu tamanho (da ordem de 10 a 100 vezes) em relação às suas similares convencionais. Sua eficiência é da ordem de 15 lm/W a 25 lm/W, para uma vida útil de 2000 horas. Seu custo ainda é significativamente maior que o das lâmpadas incandescentes convencionais.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 16
  17. 17. Automação LÂMPADA DE HALOGÉNEOFuncionamento: Com o aquecimento, pequenas  quantidade de Tungsténio evaporam-se do filamento.  Os átomos de Tungsténio combinam-se  com o Halogéneo.  Através de correntes térmicas, o Halogéneo faz com que o Tungsténio se deposite novamente no filamento. Os átomos de Halogéneo são libertados para se combinarem novamente com mais Tungsténio iniciando novo ciclo.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 17
  18. 18. Automação Funcionamento O elemento halogéneo reage quimicamente com as partículas de tungsténio sublimadas, formando haletos que apresentam uma temperatura de condensação inferior a 250 °C. Mantendo-se a temperatura do bulbo acima deste valor, evita-se o depósito de material sublimado sobre o mesmo. Por outro lado, correntes térmicas transportam os haletos novamente para as regiões de alta temperatura, próximas ao filamento, onde ocorre a sua dissociação e o tungsténio retorna em algum ponto Vista em corte de uma lâmpada incandescente halogénea do tipo lapiseira do filamento. Este ciclo halogéneo só se torna eficaz para temperaturas de filamento elevada (3200 K) e para uma temperatura da parede do bulbo externo acima de 25 °C, evitando-se a condensação e o depósito dos haletos.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 18
  19. 19. Automação Lâmpadas de Halogéneo: Funcionamento Halogen.avi Ciclo do Halogéneo27-11-2011 Por : Luís Timóteo 19
  20. 20. Automação Lâmpadas de Halogéneo: Identificação/Formatos27-11-2011 Por : Luís Timóteo 20
  21. 21. Automação Lâmpadas de Halogéneo:Tipos de LâmpadasCápsula (halopin) Halogénea Cápsula Halogénea PalitoPalito DicrónicaPARAR Halogénea Dicrónica  Esses três últimos modelos são Halogénea PAR equipados com reflectores dicrónicos que reflectem grande parte da radiação visível e transmitem aproximadamente 65% da radiação térmica para trás. Halogénea AR27-11-2011 Por : Luís Timóteo 21
  22. 22. Automação LÂMPADA DE HALOGÉNEO Produzem-se actualmente, lâmpadas de halogéneo do tipo PAR (acrónimo de Parabolic Aluminaized Reflector) de incandescência, perfeitamente intermutáveis com as mesmas. Emitem um feixe de luz com uma abertura de 10º (spot) ou de 30º (flood). As lâmpadas PAR de halogéneo oferecem uma boa uniformidade no interior do cone luminoso. A ampola, em vidro prensado, é constituída por duas partes: A parte reflectora parabólica, revestida na sua face interna com pó de alumínio, e vidro refractor frontal. Este vidro pode ser composto por elementos prismáticos lenticulares (versão flood com abertura de 30º), ou com elementos refractores que permitem concentrar a luz (versão spot, com uma abertura de 10º). A sua duração de vida é de 2500 horas, ou seja duas vezes e meia superior às de incandescência normais.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 22
  23. 23. Automação Lâmpadas de Halogéneo com reflector incorporado Produzem-se também lâmpadas de halogéneo com óptica incorporada em versões para alimentação a 12 Volt e a 24 Volt com potências disponíveis 20W, 35W, 50W, 75W e 100W, com ampola de quartzo claro, perfeitamente transparente, ou opalino para um efeito luminoso mais difuso. Reflector Transformador 230V Lâmpada de Halogéneo O rendimento luminoso dos tipos alimentados a tensão reduzida é por norma superior aos alimentados a 230 Volts.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 23
  24. 24. Automação Lâmpadas de Halogéneo com reflector incorporado A camada reflectora da ampola destas lâmpadas é construída em alumínio ou em vidro dicróico (para o qual 60% da radiação térmica é transmitida para trás da lâmpada), com uma superfície interna multifacetada para permitir várias aberturas do feixe luminoso (10º, 24º, 38º e 60º). Em alguns modelos, a ampola faz as funções de barreira para a radiação ultravioleta.  O vidro frontal simplifica grandemente a manutenção dado que protege quer a ampola quer a óptica dos efeitos do pó e de substâncias poluentes.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 24
  25. 25. Automação Lâmpadas de Halogéneo com reflector incorporadoReflectores Diacrónicos A redução de volume torna as lâmpadas halogéneas adequadas para iluminação direccionada ("spot light"), porém a irradiação térmica emitida é bastante elevada. Por esta razão, certos tipos de lâmpadas são providos de um reflector espelhado especial, chamado diacrónico, que reflecte a radiação visível e absorve a radiação infravermelha. A Figura mostra a fotografia de duas lâmpadas de 50 W com reflector diacrónico.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 25
  26. 26. Automação Lâmpadas de Halogéneo: Reflectores Dicróicos A radiação visível, que apresenta um comprimento de onda da ordem da metade da radiação infravermelha, é reflectida e emitida em direcção ao objecto a ser iluminado. Por outro lado, através da escolha adequada do material e das espessuras das camadas, a maior parte da radiação infravermelha é absorvida pelo espelho e eliminada pela base da lâmpada. Com este tipo de espelho, consegue-se uma redução da ordem de 70% na radiação infravermelha, resultando um feixe de luz emergente frio ("cold light beam"), ou seja, que não aquece o ambiente. Espectro Temperatura Kº27-11-2011 Por : Luís Timóteo 26
  27. 27. Automação Lâmpadas de Halogéneo: Características: Têm o mesmo princípio de funcionamento das lâmpadas incandescentes, porém foram incrementados com a introdução de gases alógenos que, dentro do bolbo, se combinam com as partículas de tungsténio desprendidas do filamento. Esta combinação, somada à corrente térmica dentro da lâmpada, faz com que os partículas se depositem de volta no filamento, criando assim o ciclo regenerativo do halogéneo. O resultado é uma lâmpada com vantagens adicionais, quando comparada às incandescentes tradicionais: Luz mais branca, brilhante e uniforme ao longo de toda a vida Maior eficiência energética, ou seja, mais luz com potência menor ou igual; Vida útil mais longa, variando entre 2000 e 4000 horas;  Dimensões menores. Assim como a lâmpada incandescente comum, a iluminação halogénea é dimerizável, pode ser dirigida e está disponível em versões de alta e baixa potência. Estas características fazem das lâmpadas halogéneas a escolha ideal para projectistas decoradores, para quem a luz é tão importante como as formas arquitectónicas, materiais e as cores.27-11-2011 Por : Luís Timóteo 27
  28. 28. Automação Bibliografia http://pt.wikipedia.org/ http://www.deco.proteste.pt/ambiente/ http://www.mipagina.cantv.net/micerinos/luminarias.htm http://www.ee.pucrs.br/~virgilio/Fundamentos/incandescente.ppt www.energyefficiencyasia.org27-11-2011 Por : Luís Timóteo 28

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