Lâmpadas Incandescentes

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10-04-2023 Por : Luís Timóteo 1

LÂMPADAS INCANDESCENTES

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Lâmpada Incandescente

Filamento

Gás inerte/Vácuo

Suporte

Ampola (Bolbo)

Haste Central

Casquilho

Fios condutores

Inventada por Tomas Edison em 1879, a luz deste tipo de lâmpada é proveniente de um filamento metálico (tungsténio ou carbono), alojado no interior de uma ampola (bolbo) de vidro sob vácuo ou com gases quimicamente inertes no seu interior.

A corrente eléctrica ao passar pelo filamento de 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.

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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.

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.

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.

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.

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A base destas lâmpadas é o elemento de ligação mecânica e eléctrica ao receptáculo, feita de latão ou ferro latinado.

Possui rosca (chamada rosca tipo Edison), que poderá ser utilizada em soquetes de diversos diâmetros.


O Filamento em forma de espiral, torna-se incandescente pela passagem da corrente eléctrica, que, para além de calor, produz luz, que representa somente 5% a 15% da energia consumida

Casquilho

Isolamento

Condutores Internos

Haste Central

Solda de Contacto

Suportes

Ampola de Vidro

Gás inerte / vácuo

Filamento de Tungsténio

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Ampola de Vidro

Vidrado de isolamento

Pulo de Contacto

Betume isolador

Casquilho em Metal(Contacto lateral)

Linhas de alimentação

Tubo de escape


Constituição (alt.)

Filamento de Tungsténio

Suporte do Filamento

Suporte estrutural em vidro

Vácuo ou uma Mistura de Árgon/Nitrogénio

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Lampe.AVI

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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).

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Espectro de uma lâmpada incandescente tradicional e de halogéneo

Vantagens:- Tamanho reduzido;- 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.

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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.

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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.

Lâmpadas de vidro prensado;

Para iluminação decorativa, tanto interior como exterior, a lente geralmente é de vidro claro, terá nesse caso uma camada de silicone colorida

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Lâmpadas Reflectoras

Definição do Ângulo do Feixe

Ângulo do Feixe

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.

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.

Lâmpadas de vidro soprado;

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LÂMPADAS DE HALOGÉNEO

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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 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.

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.

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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.

Nestas lâmpadas é possível conseguir uma duração de vida útil de até 4000 horas, para um rendimento de até cerca de 25 lm/W.

Lâmpada de Halogéneo tipo “Palito” de dois terminais (eléctrodos)

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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.

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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.

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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.

Funcionamento

Este ciclo halogéneo só se torna eficaz para temperaturas de filamento elevadas (3200 K) e para uma temperatura da parede do bulbo externo acima de 250 °C, evitando-se a condensação e o depósito dos haletos.

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 do filamento. Vista em corte de uma lâmpada incandescente halogénea do tipo lapiseira

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Lâmpadas de Halogéneo: Funcionamento

Ciclo do Halogéneo

Halogen.avi

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Lâmpadas de Halogéneo:

Identificação/Formatos

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Tipos de Lâmpadas


AR

Halogénea Cápsula Halogénea Palito

Halogénea Dicrónica

Halogénea AR

Halogénea PAR Esses três últimos modelos são equipados com reflectores dicrónicos que reflectem grande parte da radiação visível e transmitem aproximadamente 65% da radiação térmica para trás.

Cápsula (halopin)

Palito

Dicrónica

PAR

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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 sua duração de vida é de 2500 horas, ou seja duas vezes e meia superior às de incandescência normais.

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).

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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.

O rendimento luminoso dos tipos alimentados a tensão reduzida é por norma superior aos alimentados a 230 Volts.

Transformador

230V

Reflector

Lâmpada de Halogéneo

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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.

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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.


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Espectro Temperatura Kº

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.

Reflectores Dicróicos

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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:

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.

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.

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.

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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.org

Bibliografia

Lâmpadas Incandescentes

Technology

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