Flujo luminoso de una lampara Mercurio corregido

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Magnitudes luminosas fundamentales, unidades y medida:

  • Flujo luminoso Φ (fi): es la energía radiante de una fuente de luz que produce una sensación luminosa. Se representa con la letra Φ fi y su unidad es el lumen (lm). El lumen es el flujo luminoso de la radiación monocromática que se caracteriza por una frecuencia de 540*1012 y un flujo de energía radiante de 1/683 w.
  • Rendimiento luminoso n (eta): indica el flujo que emite la misma por cada unidad de potencia eléctrica consumida por su obtención. La unidad es lm/W  n=Φ/W
  • Luminancia (E): de una superficie es la relación entre el flujo luminoso que recibe la superficie y su extensión. Su unidad es el lux que es la iluminación de una superficie de 1 m2 que recibe uniformemente repartido un Φ de 1 lm       E­2wECAwECAwMNWBPcIQTISasFyjWYAAA7 Φ /S
  • La medida de la luminancia: se realiza mediante un luxómetro que es una célula fotoeléctrica que al incidir la luz sobre su superficie genera una débil corriente eléctrica que aumenta en función de la luz incidente y dicha corriente se mide con un miliamperímetro calibrado en lux.

Lámparas incandescentes para alumbrado general:

  • La lámpara incandescente como radiador térmico: es un termo radiador compuesto por un filamento metálico de wolframio en forma de espiral alojado en el interior de una ampolla de vidrio. El filamento es calentado al rojo blanco de manera que además de calor también emite luz. Una gran parte de la energía eléctrica transformada se pierde en calor y por eso el rendimiento es pequeño.
  • Posibilidades y medidas para aumentar el rendimiento luminoso de las lámparas incandescentes: todos los intentos para mejorar el rendimiento luminoso concluyeron en mantener lo mas elevada posible la temperatura de incandescencia de la espiral. Las medidas básicas de perfeccionamiento para la fabricación son:
  • Llenado de la ampolla de vidrio con un gas noble: para evitar la oxidación del filamento incandescente ha de vaciar la ampolla, reduciendo así la vaporización del wolframio, pero si a continuación se llena de un gas noble entonces, la velocidad de vaporización disminuye y puede soportar una temperatura de funcionamiento más elevada. Como aumenta la trasmisión de calor a la ampolla es necesario disminuir la superficie del cuerpo luminoso mediante el arrollamiento del filamento.
  • Llenado de la ampolla con el gas kryptón: el gas kriptón tiene un mayor peso atómico lo que opone la vaporización del wolframio. Además, posee conductividad térmica lo cual permite aumentar la temperatura de funcionamiento.
  • El ciclo del halógeno: los halógenos se caracterizan por ser químicamente muy agresivos y se combinan muy fácilmente con otros elementos. Además del gas de llenado, se introduce una cantidad de uno de estos halógenos. El halógeno y el wolframio en estado gaseoso pueden combinarse a temperaturas superiores a 250 grados centígrados y disociarse cuando pasan los 1400. Adentro de la lámpara, al encenderla las partículas del halógeno se gasifican y se combinan con el wolframio que se vaporiza por la alta temperatura. Debido a las corrientes de convección esa combinación es llevada hacia el espiral donde se disocia depositándose el wolframio sobre el filamento y quedando libre el halógeno.
  • Lámparas de vapor de Mercurio a alta presión:
    La parte esencial es el tubo de cristal en el que se produce la descarga.
    Es de cuarzo. La presión alta del Mercurio se logra aumentando la temperatura del arco. En los extremos contiene dos electrodos de wolframio conectados a través de una resistencia óhmica de alto valor. La ampolla exterior sirve para soportar al tubo de descarga, proporcionando aislamiento térmico y evita la oxidación de las partes metálicas.
  • Funcionamiento de las lámparas de vapor de Mercurio a alta presión: al conectarla a través del balasto se produce una descarga entre el electrodo principal y el auxiliar. Esta descarga ioniza el argón haciéndolo conductor y a la vez disminuye la resistencia entre los electrodos hasta que se produce la descarga eléctrica entre ellos. Con esto se genera calor que vaporiza el Mercurio el que después actúa como conductor principal de descarga. Al principio la resistencia de prendido es nula y va aumentando con la temperatura hasta que supera a la del arco principal. A medida que la temperatura aumenta, aumenta la presión del vapor de Mercurio, aumenta la potencia y el flujo luminoso hasta los valores nominales.

Lámparas de halogenuros metálicos: son lámparas de Mercurio de alta presión pero además de Mercurio contiene halogenuros de las tierras raras

  • Constitución: similar a la de vapor de Mercurio a alta presión. El recipiente de descarga es de cuarzo, con un electrodo de wolframio en cada extremo. La corriente se hace llegar a los electrodos a través de unas laminas de molibdeno selladas con el cristal de cuarzo. En el que su interior contiene Mercurio, yoduro talico y varios yoduros de las tierras raras como gas para el arranque.
  • Aplicación: en alumbrado interior como exterior. Se adoptan a las exigencias de cine y tv, escenarios y aire libre.

Lámparas de luz mezcla: son una combinación de la lámpara a vapor de Mercurio y de la lámpara incandescente, debido a poder corregir la luz azulada de las lámparas de vapor de Mercurio lo que se consigue agregando dentro de la ampolla un tubo de descarga y un filamento incandescente de wolframio. Ha constituido un gran avance el haber recubierto la ampolla con materia fluorescente con lo que se consigue mejorar el color y el rendimiento luminoso. Estas lámparas pueden conectarse directamente a la red sin necesidad de balasto ya que el filamento actúa como resistencia estabilizadora.

  • Constitución: una ampolla llena de gas en donde se encuentran alojados un tubo de descarga de vapor de Mercurio a alta presión y un filamento incandescente de forma circular. La pared interior de la ampolla se halla recubierta con una capa de material fluorescente.
  • Funcionamiento: al conectarla el filamento produce un flujo luminoso muy superior al del régimen como consecuencia de que toda la tensión de red está conectada a sus extremos. A medida que en el tubo crece el flujo luminoso va reducíéndose el flujo emitido por el filamento, al ir disminuyendo la tensión aplicada a sus extremos, hasta que la lámpara alcanza valores del régimen también decrece la corriente y la potencia.

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