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Fuentes de luz artificial

Incandescencia funcionamineto Una lámpara de incandescencia o lámpara incandescente1 es un dispositivo que produce luz esta luz se genera mediante el funcionamiento del calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, en concreto de wolframio, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. Con la tecnología existente, actualmente se considera poco eficiente, ya que el 85 % de la electricidad que consume la transforma en calor y solo el 15 % restante en luz. Vida útil (MTBF) (horas) de 1000 a 2500 Aplicaciones Su aplicación está destinada a la iluminación decorativa, doméstica o comercia La lámpara incandescente es la de menor rendimiento luminoso de las lámparas utilizadas: de 12 a 18 lm/W (lúmenes por vatio) y la que menor vida útil tiene, unas 1000 horas, pero es la más popular por su bajo precio y el color cálido de su luz.

No ofrece muy buena reproducción de los colores (rendimiento de color), ya que no emite en la zona de colores fríos, pero al ser su espectro de emisiones continuo logra contener todas las longitudes de onda en la parte que emite del espectro. Su eficiencia es muy baja, ya que solo convierte en trabajo (luz visible) alrededor del 15% de la energía consumida. Otro 25% sera transformado en energía calorifica y el 60% restante en radiación no perceptible (luz ultravioleta e infrarroja) que acaban convirtiéndose en calor. APLICACIONES Las lámparas incandescentes convencionales tienen uso de iluminación en el hogar por su color cálido de luz, su reducido peso, dimensiones, por su bajo costo inicial y porque no necesitan equipos auxiliares para su funcionamiento. Se recomiendan para locales de poco uso o de alta intermitencia de uso como lo son sótanos, garajes, baños, etc., y no se recomiendan para iluminación de altos

niveles de iluminancia o de uso prolongado [D].

desventajas y ventajas Su desventaja es la corta vida de funcionamiento, baja eficacia luminosa (ya que el 90% de la energía se pierde en forma de calor) y depreciación luminosa con respecto al tiempo. La ventaja es que tienen un coste de adquisición bajo y su instalación resulta simple, al no necesitar de equipos auxiliares. Ventajas y desventajas • Ventajas: • Encendido inmediato, sin que se requiera un equipo auxiliar • Rendimiento cromático óptimo • Factor de potencia unidad • Desventajas: • Tienen una baja eficiencia luminosa y, por tanto, un elevado coste de explotación • Notable producción de calor. • Elevada luminancia, con el correspondiente deslumbramiento (100-200 cd/cm2) • Duración muy limitada, lo que da lugar a frecuentes intervenciones para sustituirlas Lámpara fluorescente La lámpara fluorescente compacta (LFC) es un tipo de lámpara que aprovecha la tecnología de los tradicionales tubos fluorescentes para hacer lámparas de menor tamaño que puedan sustituir a las lámparas incandescentes con pocos cambios en la armadura de instalación y con menor consumo. La luminosidad emitida por un fluorescente depende de la superficie emisora, por lo que este tipo de lámparas aumentan su superficie doblando o enrollando el tubo de diferentes maneras. Otras mejoras en la tecnología fluorescente han permitido asimismo aumentar el rendimiento luminoso desde los 40-50 lm/W hasta los 80 lm/W. También la sustitución de los antiguos balastros electromagnéticos por balastros electrónicos

ha permitido reducir el peso y el característico parpadeo de los fluorescentes tradicionales.

En comparación con las lámparas incandescentes, las LFC tienen una vida útil más larga y consumen menos energía eléctrica para producir la misma cantidad de luz. Como desventajas, muchas de ellas no alcanzan su máximo brillo de forma inmediata y es más problemático deshacerse de las viejas, pues hay que llevarlas a lugares específicos, ya que contienen residuos tóxicos.

VENTAJAS DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES

Entre las ventajas de las lámparas fluorescentes se encuentran las siguientes: 

Aportan más luminosidad con menos watt de consumo.

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Tienen bajo consumo de corriente eléctrica.

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Poseen una vida útil prolongada (entre 5 mil y 7 mil horas).



Tienen poca pérdida de energía en forma de calor.

La vida útil de una lámpara fluorescente se reduce o termina por los siguientes motivos:



Desgaste de la sustancia emisora que recubre el filamento de tungsteno compuesta de calcio (Ca) y magnesio (Mg).



Pérdida de la eficacia de los polvos fluorescentes que recubren el interior del tubo.



Ennegrecimiento del tubo en sus extremos.



Excesivo número de veces que se enciende y apaga de forma habitual la lámpara en períodos cortos de tiempo.

Funcionamiento Para poner en funcionamiento una fluorescente hay que calentar unos filamentos de tungsteno (como los de las bombillas) que se encuentran en ambos extremos

del cilindro de vidrio. Estos filamentos al calentarse desprenden electrones que ionizan (cargan eléctricamente) los gases inertes (argón y neón) haciendo que entren en un estado de materia llamado plasma (existen 4 estados de la materia, sólido, liquido, gaseoso y plasma). Cuando los gases se encuentran en su estado de plasma se excitan los átomos de mercurio que producen una luz visible aunque la mayor parte se muestra como luz ultravioleta, poco útil para nosotros. Sin embargo esta luz ultravioleta incide en el fósforo que reacciona emitiendo luz visible. Según el tipo de luz deseada (más azul o más naranja) se usará un tipo de recubrimiento de fósforo u otro.

Ventajas y desventajas de las luces fluorescentes Ventajas

La ventaja primordial es el ahorro. Las fluorescentes necesitan menos potencia para iluminar el mismo espacio. No malgastan energía en calor, son frías al tacto. Duran muchísimo más que las lámparas incandescentes tradicionales (bombillas). Tienen diferentes tonalidades según el fin al que se destinen. Las más importante son: Un consumo de corriente que puede ser hasta tres veces menor que la de una lámpara incandescente. Mejor respuesta de color. Es fácil observar que los colores son más fieles al verdadero. La emisión de luz es de 4 a 6 veces mayor que la de una lámpara incandescente de la misma potencia. Provee una luz más uniforme y menos deslumbrante, porque el área de iluminación es mayor. Calentamiento reducido. La duración promedio de vida es de 7500 horas en condiciones normales. Desventajas

El parpadeo. La emisión de luz no es continua y con el tiempo se puede observar un parpadeo que puede producir dolor de cabeza. Esto es debido además de al propio desgaste del material a la naturaleza de la corriente eléctrica alterna. Encender y apagar demasiadas veces estas lámparas reduce su vida útil de forma considerable, por eso no son propicias para espacios en los que se deba encender y apagar luces de forma continua. Tienen un cierto retardo desde que se encienden hasta que entregan toda la potencia lumínica.

Aplicaciones El número de aplicaciones posibles de lámparas fluorescentes habla por sí solo: Iluminación en tiendas, oficinas, restaurantes y hoteles, estadios y pabellones deportivos, iluminación vial y de túneles, así como multitud de aplicaciones para el uso privado. Las lámparas fluorescentes de OSRAM se utilizan también para el cultivo de plantas y la cría de animales. Los diferentes tonos de luz y diseños disponibles de las lámparas fluorescentes son también un factor decisivo para su amplio abanico de aplicaciones.

Lamparas de luz mixta FuncionamientoEstán formadas por una ampolla llena de un gascubierta con una capa de fósforo que contiene ,además , el tubo de descarga del mercurioconectado en serie con un filamento de tungsteno .La capa de fósforo convierte la radiación ultravioleta de la descarga de mercurio en luz visible, a esta se agregan la radiación visible del tubo dedescarga y la luz cálida del filamento incandescente.El filamento de tungsteno actúa como reactanciapara la descarga de la ampolla mercurialestabilizando la corriente de la lampara .Por lo tanto , no necesita reactor o balastra y puedeconectarse directamente a la red con los mismossockets o casquillos de la lampara incandescente ysin necesidad de cambiar el cableado o el tablero .Las lamparas de luz mixta tienen doble eficienciaque las incandescentes y una vida útil casi a vecesmayor mparas de Luz Mixta. Lamparas de Luz Mixta Las lámparas de Lux Mixta son una combinación de bombillos de mercurio con incandescentes. Estas lámparas no necesitan balasto de arranque ya que su propio filamento actúa como estabilizador de

corriente. Características: • Mayor vida útil que las lámparas incandescentes. • Alta Eficiencia. • No Requiere Equipo de Arranque. • 3600ºK. Vida útil 3500 horas de vida

Aplicaciones Bajo coste de mantenimiento, larga vida, tamaño compacto y luz cálida hacen que las lámparas de luz mixta sean apropiadas para una amplia gama de aplicaciones. Todas las lámparas de luz mixtas están de acuerdo con IEC62035. Aplicaciones externas: • Estacionamientos y garajes • Unidades industriales • Iluminación para carreteras • Iluminación de depósitos • Proyectores para área Desventajas tiempo de vida inferior a todas las de descarga (6000 horas), siendo su depresión de flujo entre 75% y 78%.

Lámpara de mercurio En estas lámparas la descarga se produce en un tubo de descarga que contiene una pequeña cantidad de mercurio y un relleno de gas inerte para asistir al encendido. Una parte de la radiación de la descarga ocurre en la región visible del espectro como luz, pero una parte también se emite

en la región ultravioleta. Cubriendo la superficie interior de la ampolla exterior, con un polvo fluorescente que convierte esta radiación ultravioleta en radiación visible, la lámpara ofrecerá mayor iluminación que una versión similar sin dicha capa. Aumentará así la eficacia lumínica y mejorara la calidad de color de la fuente, como la reproducción del color.

vida util: 10000 h a 16000 h Aplicaciones: • Alumbrado público (calles, avenidas, parques). • Areas industriales (interior y exterior de fábricas, talleres, astilleros). • Areas diversas (estaciones ferroviarias, depósitos, playas de estacionamiento). • Areas deportivas. • Iluminación ornamental (parques, jardines, fachadas)} Ventajas • Elevado rendimiento luminoso. • Larga y confiable vida útil, con reducida depreciación luminosa. • Gran fiabilidad en todas las condiciones de servicio. • Reducida sensibilidad a las fluctuaciones de la tensión de alimentación.

• Color de la luz blanco neutro. desventajas ¿’??’’

So Lámparas de vapor de sodio Lámparas de vapor de sodio a baja presión La descarga eléctrica en un tubo con vapor de sodio a baja presión produce una radiación monocromática característica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 589.6 nm) muy próximas entre sí. La radiación emitida, de color amarillo, está muy próxima al máximo de sensibilidad del ojo humano (555 nm). Por ello, la eficacia de estas lámparas es muy elevada (entre 160 y 180 lm/W). Ventajas 

Las ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual.



Una buena percepción de contrastes.

Desventaja 

Por contra, su mono cromatismo hace que la reproducción de colores y el rendimiento en color sean muy malos haciendo imposible distinguir los colores de los objetos.

La vida media de estas lámparas es muy elevada, de unas 15000 horas y la depreciación de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es muy baja por lo que su vida útil es de entre 6000 y 8000 horas. Esto junto a su alta eficiencia y las ventajas visuales que ofrece la hacen muy adecuada para usos de alumbrado público, aunque también se utiliza con finalidades decorativas. dio de alta y baja presión Lámparas de vapor de sodio a alta presión Las lámparas de vapor de sodio a alta presión tienen una distribución espectral que abarca casi todo el espectro visible proporcionando una luz blanca dorada mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión.

Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Color= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las lámparas a baja presión (IRC = 25, aunque hay modelos de 65 y 80). No obstante, esto se consigue a base de sacrificar eficacia; aunque su valor que ronda los 130 lm/W sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de lámparas.

Vida media

La vida media de este tipo de lámparas ronda las 20000 horas y su vida útil entre 8000 y 12000 horas. Entre las causas que limitan la duración de la lámpara, además de mencionar la depreciación del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento.

Condiciones de funcionamiento

Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ºC), la presión y las agresiones químicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga.

En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio que actúa como amortiguador de la descarga y xenón que sirve para facilitar el arranque y reducir las pérdidas térmicas. El tubo está rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vacío. La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve.

Lámpara de sodio Aplicaciones

Este tipo de lámparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminación de interiores como de exteriores. Algunos ejemplos son en iluminación de naves industriales, alumbrado público o iluminación decorativa.

Halogenuro de sodio funcionamiento Como otras lámparas de descarga de gas eléctrica, por ejemplo las lámparas de vapor demercurio (muy similares a la de haluro metálico), la luz se genera pasando un arcoeléctrico a través de una mezcla de gases. En una lámpara de haluro metálico, el tubocompacto donde se forma el arco contiene una mezcla de argón, mercurio y unavariedad de haluros metálicos. Las mezclas de haluros metálicos afecta la naturaleza dela luz producida, variando correlacionada mente la temperatura del color y suintensidad Si añadimos en el tubo de descarga yoduros metálicos (sodio, talio, indio...)se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reproducir el color de lalámpara de vapor de mercurio. Cada una de estas sustancias aporta nuevas líneas alespectro (por ejemplo amarillo el sodio, verde el talio y rojo y azul el indio). Espectrode emisión de una lámpara con halogenuros metálicos. Los resultados de estasaportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de losyoduros añadidos y un rendimiento del color de entre 65 y 85. La eficiencia de estaslámparas ronda entre los 60 y 96 lm/W y su vida media es de unas 10000 horas. Tienenun periodo de encendido de unos diez minutos, que es el tiempo necesario hasta que seestabiliza la descarga. Para su funcionamiento es necesario un dispositivo especial de

15encendido, puesto que las tensiones de arranque son muy elevadas (15005000V). Lámpara con halogenuros metálicos. Las excelentes prestaciones cromáticas lahacen adecuada entre otras para la iluminación de instalaciones deportivas, pararetransmisiones de TV, estudios de cine, proyectores, etc Usos Son de uso industrial tanto como de uso doméstico. Generalmente se le suele usar enestaciones de combustible, plazas y alumbrado público. También se le suele usar en lailuminación de acuarios. Por su amplio espectro de colores, se le suele usar en lugaresdonde se requiere una buena reproducción de colores, como estaciones de televisión ycampos deportivos Ventajas y desventajas

Ventajas El óptimo mantenimiento del flujo luminoso y la prolongada duración garantizan niveles de iluminación elevados.

Alta emisión de radiaciones PAR (Photosynthetically Active Radiation entre 400 y 700nm).

Luz más rica y nutriente con respecto a las comunes lámparas MH.

La excelente estabilidad cromática asegura el máximo rendimiento en la fase de crecimiento de las plantas.

Considerada su alta emisión en el espectro del azul, estas lámparas estimulan la ramificación y favorecen el desarrollo y la calidad de las plantas. Desventajas Depreciación lumínica del 30% a partir de las 8000hrs. Usan balastro para su encendido (alto costo). Son de bajo costo pero de alto mantenimiento. No generan ahorro, consumen su potencia mas la del balastro. Su factor de potencia es muy bajo, hay que comprar capacitores para corregirlo.