Componentes eletrônicos, Consumo de energia, Eletrônica, Luz

Funcionamento e parâmetros das lâmpadas (Parte 2, lâmpadas luminescentes)

Esta é a segunda parte do funcionamento e parâmetros das lâmpadas. São mostradas as lâmpadas luminescentes: fluorescentes, ESL e LEDs.

A primeira parte está no link abaixo.

Lâmpadas parte 1Clique aqui

Lâmpadas luminescentes

Fluorescentes

Dentro das lâmpadas fluorescentes tem um gás inerte em baixa pressão, geralmente argônio, e uma pequena quantidade de mercúrio. Cada lado da lâmpada tem eletrodos e um filamento de tungstênio revestido com óxido. As paredes internas do tubo de vidro são revestidas de fósforo.

Quando a lâmpada é ligada em tensão alternada, o mercúrio é evaporado. Os filamentos são aquecidos, uma diferença de potencial é criada entre estes, um serve de catodo e o outro como ânodo. Elétrons são emitidos e entram em contato com o argônio (Ar) e o mercúrio. Portanto, o gás inerte fica ionizado.

e^{-}+Ar\rightarrow Ar^{+}+2e^{-}

Como a luz é produzida? Quando o elétron entra em contato com o átomo de mercúrio, este ganha energia e fica em um estado de energia maior. Porém, este estado é instável e quando o elétron do átomo desce para uma camada de energia menor este emite luz.

A luz dos átomos de mercúrio é ultravioleta, quando esta luz entra em contato com o fósforo, se torna luz visível e branca.

As lâmpadas fluorescentes são mais eficientes que as incandescentes, porque essas emitem muito menos calor. Têm entre 5000 e 10.000 horas de vida útil, as fluorescentes compactas duram em média 8000 horas. Tem eficiência energética entre 60 e 70%, rendimento luminoso entre 50 e 100 lumens/watt e IRC de 85. Existem as lâmpadas de catodo frio que serão assunto para outro post.

ESL

A lâmpada de luminescência estimulada por elétrons (ESL) ou catodoluminescência é uma alternativa às fluorescentes compactas e LEDs. Elétrons de uma placa metálica, o catodo, são acelerados por um campo elétrico em direção a uma camada revestida de fósforo. Quando os elétrons atingem a camada de fósforo, luz é emitida. Esta tecnologia é semelhante ao tubo de raios catódicos da televisão antiga.

Este tipo não tem metais pesados e não esquenta. Dura 10.000 horas, rendimento luminoso entre 30 e 45 lumens/watt e IRC entre 85 e 90. Esta lâmpada é 70% mais eficiente que a incandescente padrão. A principal desvantagem é o peso.

LEDs

Já foi escrito um post sobre o funcionamento dos LEDs.

Como funciona o LED?Clique aqui

Uma lâmpada de LED tem vários LEDs de alto brilho controlados por um circuito eletrônico. Pode ser necessário um dissipador de calor devido à parte eletrônica. São mais difíceis de quebrar que outros tipos de lâmpadas por serem de estado sólido.

Este é um típico circuito eletrônico de controle de LEDs para iluminação.

Já existem lâmpadas LED que produzem cores quentes. O fósforo (04) foi modificado para produzir uma cor quente semelhante a uma lâmpada incandescente. O 03 é o dissipador de calor.

No post sobre poluição luminosa, eu sugeri a criação de lâmpadas LEDs que reproduzem cores quentes pois a cor fria pode afetar de forma negativa os seres vivos.

Poluição luminosaClique aqui

Existem lâmpadas de outras formas além do bulbo.

Podem ter até 50.000 horas de duração. O rendimento luminoso pode ir de 40 a 100 lumens/watt, algumas podem alcançar 200 lumens/watt. Enquanto o IRC é entre 60 e 80. As lâmpadas de LEDs têm a maior eficiência energética de todas, são 95% mais econômicas que as incandescentes padrão.

 

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