Trabalho Lampadas Corrigido

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A historia da lâmpada Em 21 de outubro de 1879 um norte – americano chamado Thomas Edison com o auxilio de 22 cientistas aperfeiçoaram os modelos de lâmpadas que já viam sido estudados e compôs um aparelho com um filamento de carvão a alto vácuo que durava mais e tinha melhor qualidade conhecida hoje como lâmpada incandescente. A idéia partiu da necessidade lâmpada doméstica que substituísse luz proveniente da chama do gás. Ao desenvolver a lâmpada elétrica, um dos principais desafios para Edison era detectar um filamento que permanecesse incandescente durante a transmissão da corrente elétrica. Resolveu cobrir os filamentos com um bulbo de vidro para isolar o oxigênio. Conclui o invento utilizando algodões carbonizados, o que possibilitou a luz por mais de 40 horas ininterruptas. Anteriormente, tentou utilizar filamento de carvão que tinha pouca durabilidade, experimentou utilizar ligas metálicas e até de bambu.

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Sumrio

A historia da lmpadaEm 21 de outubro de 1879 um norte americano chamado Thomas Edison com o auxilio de 22 cientistas aperfeioaram os modelos de lmpadas que j viam sido estudados e comps um aparelho com um filamento de carvo a alto vcuo que durava mais e tinha melhor qualidade conhecida hoje como lmpada incandescente. A idia partiu da necessidade lmpada domstica que substitusse luz proveniente da chama do gs.

Ao desenvolver a lmpada eltrica, um dos principais desafios para Edison era detectar um filamento que permanecesse incandescente durante a transmisso da corrente eltrica. Resolveu cobrir os filamentos com um bulbo de vidro para isolar o oxignio. Conclui o invento utilizando algodes carbonizados, o que possibilitou a luz por mais de 40 horas ininterruptas.

Anteriormente, tentou utilizar filamento de carvo que tinha pouca durabilidade, experimentou utilizar ligas metlicas e at de bambu. Lampada de Thomas Edison Thomas EdisonNos tempos atuais, os filamentos das lmpadas incandescentes so feitos de tungstnio, um metal que s se funde numa temperatura de 3422 C. Para que o filamento no entre em combusto e no se queime, na fabricao, retira-se todo o ar atmosfrico presente nas lmpadas, sendo substitudos por nitrognio, argnio e criptnio

A evoluo das lmpadasCom o passar dos anos a ideia do Thomas Edison foi evoluindo ate chegarmos pertos da lmpadas incandescentes atuais. Caractersticas como: temperatura de cor, ndice de reproduo de cores (IRC), ngulo de abertura do facho, tempo de vida mediana e tecnologia da lmpada so determinantes para esse trabalho.

A temperatura de cor (medida na unidade K Kelvin) no est relacionada ao aquecimento da lmpada e sim tonalidade da luz que emite. Para visualizar o que isso significa, podemos associar a luz do nascer e do por do sol, s lmpadas com temperatura de cor de 2.700K (mais avermelhada, quente), e as lmpadas com temperatura de cor de 6500K luz do sol ao meio dia (muito branca, tendendo ao azul, fria). Quanto maior a temperatura de cor mais azulada e fria a luz emitida pela lmpada, quanto mais prximo dos 2700K mais amena e quente ser a luz.

Com essas duas caractersticas podemos concluir que, se voc for iluminar um quadro ou trabalhar com cores, a escolha tender por uma lmpada com IRC 100 e 2700K/3000K.

ngulo de abertura um dado das lmpadas com refletor. Esse ngulo que varia de 8 a 60 determina um facho mais fechado, muito usado para dar destaque a uma pea, ou mais aberto, abrangendo uma rea maior de luz. Para um bom resultado necessrio considerar a distncia que a lmpada estar do objeto a ser iluminado.

Deve-se levar em conta tambm o tempo de vida mediano da lmpada, fator importante para a economia. Em geral uma lmpada dura de 2 mil a 100 mil horas esse ltimo o que promete o LED. Para termos uma idia da evoluo, nossa velha conhecida luz incandescente tem um tempo de vida til de 700 a 1000 horas.Atualmente podem-se classificar as lmpadas eltricas em duas categorias: Lmpadas Incandescentes;

Lmpadas de Descarga.As lmpadas de descarga se baseiam na conduo de corrente eltrica em um meio gasoso, quando em seus eletrodos (conhecido comumente por plo - terminal utilizado para conectar um circuito eltrico a uma parte metlica ou no metlica ou soluo aquosa) se forma uma tenso elevada capaz de vencer a rigidez dieltrica do meio. Os meios gasosos mais utilizados so:

O vapor de mercrio O argnio.

As lmpadas de descarga so lmpadas que funcionam segundo um princpio totalmente diferente ao da lmpada incandescente. So lmpadas que existem desde o incio do sculo XIX, sendo utilizadas em muitas regies da antiga Inglaterra como opo s luminrias a gs.

Lmpada de non

Os tubos de non utilizados em anncios so de vidro e contm um gs rarefeito (non, non com vapor de mercrio) dentro da ampola com dois elctrodos nas extremidades.Ao aplicar aos elctrodos uma tenso suficientemente elevada, o tubo ilumina-se com uma cor que depende do gs utilizado.A tenso necessria para o funcionamento do tubo depende do comprimento do tubo, do seu dimetro, bem como do gs utilizado. Geralmente so necessrios entre 300V a 1 000V por metro de tubo.

Modelos de lmpadas e suas tecnologias:

Incandescentes: Com um filamento de tungstnio interno em um bulbo de vidro, produz luz agradvel com temperatura de cor de 2700K. Por ter um rendimento muito baixo apenas 5% de energia eltrica so transformados em luz, os outros 95% so transformados em calor.

Lampada IncadescenteHalgenas: Uma evoluo da incandescente convencional. Com o acrscimo do halognio e a ao da corrente trmica cria-se o ciclregenerativo do halognio.

Essas lmpadas podem ou no ter refletor e antiofuscante. As do tipo cpsula requerem cuidados ao serem manuseadas, o toque da pele direto em seu bulbo reduz o tempo de vida til da lmpada. Existe no mercado um modelo com o mesmo bulbo e soquete das incandescentes tradicionais.

As com refletor oferecem diversas possibilidades de usos. So boas reprodutoras de cores IRC 100. Podem ser ligadas diretamente na rede ou necessitam de transformador de voltagem. A lmpada ligada direto na rede tem um custo bem maior do que a que necessita de transformador. Porm, em caso de algum defeito no conjunto instalao eltrica, luminria, transformador e lmpada ficamos com um elemento a menos para verificar onde est o problema. Os fabricantes oferecem, segundo eles mesmos, opes que reduzem at 30% de energia. possvel us-las com dimmer (aparelho que regula a intensidade da luz).

Lmpada HalogneaFluorescentes: uma lmpada de descarga de baixa presso. Dentro de um tubo de vidro com gases inertes e uma pequena poro de mercrio, a luz emitida quando o fsforo presente nas paredes entra em contato com a radiao UV produzida pelo mercrio aps uma descarga eltrica. Lmpada amplamente usada no setor comercial se mostra bastante verstil no uso domstico. Com modelos que vo do tradicional tubular, passando pelas compactas ao bulbo da incandescente. Exceto as tubulares, as demais tambm podem ser encontradas com soquete E27 (incandescente) e ligadas diretamente na rede sem reator.Seu IRC chega perto dos 90, com opo de temperatura de cor de 2700K. Quando ligada a um reator eletrnico, pode ser utilizada com dimmer, o que no ocorre com as ligadas diretamente na rede. A economia de energia frente s incandescentes, segundo os fabricantes, chega a 80%. A vida mediana bastante variada, As de aplicao domstica giram em torno de 10 mil horas.

Lmpada FluorescenteCom a constante preocupao com o meio ambiente, o mercado produz fluorescentes com baixa quantidade de uso de metais e longa vida mediana, de 75 mil horas. Na residncia, em locais com atividades de trabalho uma grande alternativa e at para iluminao geral indireta entre outras muitas possibilidades.

Lmpadas de Luz Mista

Estas lmpadas, ao mesmo tempo incandescentes e a vapor de mercrio, so constitudas de um tubo de descarga de mercrio, ligada em srie com um filamento incandescente de tungstnio. Este filamento, alm de funcionar como fonte de luz, age como resistncia, limitando a corrente da lmpada, ou seja, como elemento de estabilizao da lmpada, cujo balastro.

Rene caractersticas da lmpada incandescente, fluorescente e vapor de mercrio, pois:

- a luz do filamento emite luz incandescente;

- a luz do tubo de descarga a vapor de mercrio emite intensa luz azulada;

- a radiao invisvel (ultravioleta), em contato com a camada fluorescente do tubo, transforma-se em luz avermelhada.

As lmpadas de luz mista dispensam o reator uma vez que o filamento alm de produzir luz, limita a corrente de funcionamento, podendo ser ligados diretamente a rede, em tenses de 220V, pois tenses menores no seriam suficientes para a ionizao do tubo de arco.

O IRC (ndice de Restituio de Cores) dessas lmpadas 60, e a eficincia luminosa em torno de 25 lm/W (lumens/watt) (muito baixa comparada com a lmpada a vapor de mercrio) e tem restries quanto a posio de funcionamento, ou seja, no uma boa opo para um sistema de iluminao, pois a vida til de aproximadamente 2000 horas. A potncia varia entre 160W a 500W.

No entanto, para se obter uma durao de vida razovel, a temperatura de funcionamento do filamento tem de ser baixa, o que significa uma considervel reduo do rendimento. Assim, enquanto nas lmpadas de vapor de mercrio de alta presso se atingem rendimentos de ordem dos 60lm/W, nas lmpadas de luz mista o rendimento no ultrapassa os 26lm/W.A lmpada de luz mista consiste, portanto, numa ampola cheia com gs, revestida na parede interna por uma camada fluorescente, contendo um tubo de descarga em srie com um filamento. Na lmpada de luz mista, tal como na lmpada de vapor de mercrio de alta presso com ampola fluorescente, da qual, derivada, a radiao ultravioleta da descarga do mercrio convertida em radiao visvel pela camada fluorescente.

No incio do funcionamento aceso o filamento incandescente e aos poucos o mercrio vaporizado, iniciando-se o processo da iluminao por meio do vapor de mercrio. A luz possui uma colorao branco-azulada, agradvel a viso e de ampla aplicao em espaos exteriores.

O seu campo de aplicao semelhante ao das lmpadas a vapor de mercrio, ou seja, iluminao de ruas, jardins, armazns, garagens, postos de gasolina, campos de futebol e outros.

Lmpadas a Vapor de Mercrio

A lmpada de mercrio sob alta presso uma lmpada que tem como princpio de funcionamento a descarga entre dois eletrodos imersos numa atmosfera de argnio, com uma pequena quantidade de mercrio. Esse tipo de lmpada foi desenvolvido por volta de 1930, e teve seu sucesso associado a grande expanso da indstria automotiva norte americana.A lmpada a vapor de mercrio sob alta presso opera com uma presso da ordem de 10atm para lmpadas de potncia mais elevadas, ou seja, 250w, 400w, 700w, e 1000w, e presses acima de 10atm para lmpadas de menor potncia, como 50w, 80w, e 125w.

Seu funcionamento difere do funcionamento da lmpada fluorescente pelo fato de no necessitar de nenhum pico de ignio para a partida, isto se deve a presena de um eletrodo auxiliar no seu tubo de descarga, que ioniza o gs argnio nas suas vizinhanas, dando incio a descarga.

A lmpada de vapor de mercrio, constituda de um bulbo protetor contendo gs nitrognio sob baixa presso, um tubo de descarga com trs eletrodos, sendo dois eletrodos principais, e um auxiliar, tambm conhecido como eletrodo de partida. Ligado ao eletrodo de partida existe um pequeno resistor, cuja finalidade limitar a corrente eltrica no eletrodo auxiliar, de maneira que o mesmo s funcione durante a partida da lmpada.

Para que a lmpada a vapor de mercrio possa funcionar com segurana, a mesma deve operar com um reator, semelhante ao da lmpada fluorescente, para que a corrente e a tenso sejam limitadas a valores aceitveis para o seu funcionamento.

A maior dificuldade para a construo das primeiras lmpadas a vapor de mercrio sob alta presso foi a confeco do tubo de descarga, mais especificamente, a selagem do mesmo, isto porque, a temperatura do mercrio sob a forma de plasma de alta presso, extremamente elevada, sendo necessria a utilizao de quartzo para a produo de seu tubo de descarga, e como o quartzo tem um coeficiente de dilatao trmica muito baixo quando comparado ao coeficiente de dilatao trmica dos metais, os eletrodos de tungstnio encerrados dentro do tubo de descarga, tero uma dilatao maior que a dilatao do quartzo, podendo fazer com que o tubo de descarga rache nos pontos de selagem, ou seja, nas suas extremidades.

A soluo desse problema foi obtida com a utilizao de finssimas placas condutoras, que so ligadas aos eletrodos, e aos terminais do tubo de descarga. Essas placas so constitudas de nibio, e quando o tubo se aquece, as mesmas tero ainda uma dilatao um pouco maior que a do tubo, porm, por serem extremamente delgadas, elas no vo forar o tubo, eliminando a possibilidade de rachaduras.

Quando uma tenso aplicada lmpada cria-se um campo eltrico entre o eletrodo auxiliar e o principal. Forma-se um arco eltrico entre eles provocando o aquecimento dos xidos emissores, a ionizao do gs e a formao de vapor de mercrio. Depois que o meio interno tornou-se ionizado, a impedncia eltrica torna-se reduzida e, como a do circuito de partida elevada (devido ao resistor), este se torna praticamente inativo, passando a descarga eltrica a ocorrer entre os eletrodos principais. Com o aquecimento do meio interno a presso dos vapores cresce com o consequente aumento do fluxo luminoso. O perodo de partida leva alguns segundos, e a lmpada s entra em regime aproximadamente 6 minutos depois de ligada a chave. Se a lmpada apagada, o mercrio no pode ser reionizado at que a temperatura do arco seja diminuda suficientemente, isto leva de 3 a 10 minutos, dependendo das condies externas e da potncia da lmpada.

Existem lmpadas a vapor de mercrio construdas com os mais variados tipos de bulbo, e podem ter bulbos revestidos com camada fosforescente para converter a radiao ultravioleta em luz visvel, melhorando o seu espectro, ou bulbos claros, onde o espectro emitido deve-se apenas a descarga no mercrio. A lmpada a vapor de mercrio possui um espectro um pouco mais rico que o da lmpada fluorescente. Este tipo de lmpada era considerado na dcada de 80, um dos mais importantes em aplicaes como a iluminao pblica, porm, com o advento da lmpada a vapor de sdio sob alta presso, sua utilizao vem se tornando cada vez menos comum, dada a sua baixa eficincia energtica, eficincia essa de aproximadamente 50 lumens/watt e a vida varia em torno das 18.000 horas.

A lmpada a vapor de mercrio utilizada em larga escala na iluminao de vias pblicas, jardins pblicos, praas, parques, estacionamentos, postos de gasolina, campos de futebol entre outros lugares. Estas lmpadas tm uma cor branco-azulada.

Outro tipo de lmpada a vapor de mercrio muito importante que j foi citado no item anterior a chamada lmpada de luz mista, que uma lmpada de vapor de mercrio que possui no mesmo bulbo um tubo de descarga contendo mercrio, e ligado em srie ao mesmo, um filamento de lmpada incandescente, que melhora o espectro luminoso da lmpada e ao mesmo tempo, desempenha o papel de reator, ou seja, a lmpada de luz mista pode ser ligada diretamente a rede eltrica, tal como a lmpada incandescente.

Lmpadas a Vapor Metlico: Tipo particular da lmpada a vapor de mercrio em que so adicionados iodeto de ndio, tlio e sdio, onde sua mistura adequada no tubo de descarga proporciona um fluxo luminoso de excelente reproduo de cores. So fornecidas lmpadas a vapor metlico nas potncias de 400 a 2000W.

Lmpadas a Vapor de Sdio:

Lmpadas a Vapor de Sdio a baixa presso: construtivamente so formadas por um tubo especial de vidro na forma de U no interior do qual se produz a descarga. O tubo colocado no interior de uma ampola tubular de vidro, que atua como proteo mecnica e isolamento trmico, e cujas paredes internas so cobertas por uma fina camada de xido de estanho para refletir as radiaes infravermelhas produzidas durante o processo de descarga. Os eletrodos de filamento so fixados nos extremos do tubo de descarga. Sobre os eletrodos depositado um material especial emissor de eltrons.

No interior do tubo de descarga injeta-se uma certa quantidade de gs neon que favorece o acendimento, acrescida tambm de uma outra quantidade de sdio que se condensa e se deposita em pequenas cavidades do tubo quando a lmpada se esfria. So caracterizadas por emitir uma radiao quase monocromtica (luz amarela)Lmpadas a Vapor de Sdio a alta presso: constitudas de um tubo de descarga contendo um excesso de sdio que se vaporiza durante o perodo de acendimento em condies de saturao. utilizado um gs inerte em alta presso, o xennio, para se obter uma baixa tenso de ignio. Apresentam um espectro visvel contnuo, propiciando uma razovel reproduo de cores. Led :

Diodo emissor de luz. Tecnologia de ponta, poucos Watts e muita luz a aposta do mercado como um dos caminhos para a reduo do consumo de energia. Com transformador ou possibilidade de ligao direta na rede com soquete E27 e bulbo igual da incandescente, o LED chegou ao nosso lar.

As possibilidades de uso so muitas, com diversos tipos de lmpadas e sistemas de iluminao. Alguns modelos podem ser dimerizados. O IRC no passa de 85 e pode ser encontrada com temperatura de cor de 2700K.

Lmpada de LedA palavra LED vem do ingls Light Emitting Diodo, em portugus, significa Diodo Emissor de Luz. Como o prprio nome j diz, um diodo que quando energizado emite luz visvel ao olho humano

O LED e um diodo semicondutor de juno P-N emite uma luz visvel no monocromtica (ex Laser) mas consiste de uma banda espectral relativamente estreita e produzida pelas interaes energticas do eltron.

O material utilizado o arsenieto de glio que emite radiaes infra-vermelhas. Dopando-se com fsforo, a emisso pode ser vermelha ou amarela, de acordo com a concentrao. Utilizando-se fosfeto de glio com dopagem de nitrognio, a luz emitida pode ser verde ou amarela. Hoje em dia, com o uso de outros materiais, consegue-se fabricar leds que emitem luz azul, violeta e at ultra-violeta. Existem tambm os leds brancos, mas esses so geralmente leds emissores de cor azul, revestidos com uma camada de fsforo do mesmo tipo usado nas lmpadas fluorescentes, que absorve a luz azul e emite a luz branca.Em geral, os leds operam com nvel de tenso de 1,6 a 3,3V,o interessante notar que a tenso dependente do comprimento da onda emitida. Assim, os leds infravermelhos geralmente funcionam com menos de 1,5V, os vermelhos com 1,7V, os amarelos com 1,7V ou 2.0V, os verdes entre 2.0V e 3.0V, enquanto os leds azuis, violeta e ultra-violeta geralmente precisam de mais de 3V. A potncia necessria est na faixa tpica de 10 a 150 mW, com um tempo de vida til de 100.000 ou mais horas.

Como o diodo, o LED no pode receber tenso diretamente entre seus terminais, uma vez que a corrente deve ser limitada para que a juno no seja danificada. Assim, o uso de um resistor limitador em srie com o Led comum nos circuitos que o utilizam

Os LEDs no suportam tenso reversa (Vr) de valor significativo, podendo-se danific-los com apenas 5V de tenso nesse sentido. Por isso, quando alimentado por tenso C.A., o LED costuma ser acompanhado de um diodo retificador em antiparalelo (polaridade invertida em relao ao LED), com a finalidade de conduzir os semi-ciclos nos quais ele - o LED - fica no corte, limitando essa tenso reversa em torno de 0,7V (tenso direta mxima do diodo), um valor suficientemente baixo para que sua juno no se danifique. Esquema de ligao

Modo de fazer a ligao de diversas lmpadas para que elas sejam acesas e apagadas por um nico interruptor

As lmpadas so ligadas em paralelo entre si e em srie com o interruptor. Este tipo de ligao garante que todas as lmpadas recebam a mesma tenso. Se uma das lmpadas queimar, as outras do mesmo circuito no so afetadas. O cuidado principal com esta instalao escolher um interruptor que seja capaz de suportar a corrente total de todas as lmpadas. Como as lmpadas so especificadas em watts e a corrente em ampres, pode haver uma certa dificuldade em efetuar este clculo. Para facilitar, podemos dizer que cada 100 W na rede de 110 V correspondem a 1 A, enquanto que cada 200 W na rede de 220 V correspondem a um ampre.

Assim, 300 W de lmpadas em 110 V correspondem a aproximadamente 3 A, o que quer dizer que, para maior segurana devemos usar em seu controle um interruptor de pelo menos 5 A.Controlando uma lmpada por dois interruptores o chamado sistema "two-way", em que se pode acender uma lmpada ao comear a subir uma escada e depois apag-la quando chegamos no alto.

Para que os dois interruptores, nos extremos de um corredor, escada ou sala que tenha duas portas, possam acender e apagar a mesma lmpada, eles devem ser de tipo especial. So usados interruptores tripolares, que nada mais so do que chaves comutadoras de 1 plo x 2 posies

Como esses interruptores devem ser ligados:

Observe que, entre eles devem passar dois fios. Os interruptores continuam ligados em srie com a lmpada que deve ser controlada.

Controlando uma lmpada a partir de 3 interruptores Este um sistema "three-way" (trs vias) que permite ao usurio acender ou apagar uma lmpada a partir de trs lugares diferentes

Alm das duas chaves especiais de 3 plos, temos uma terceira, que ficar na posio central e que tem seus plos

Trata-se de uma chave especial reversvel 2 x 2 ou HH que faz a comutao intermediria das lmpadas.

Neste sistema tambm temos a passagem de dois fios entre as chaves.

modo como essas chaves devem ser ligadas

Controlando uma lmpada a partir de 4 interruptores Tambm possvel controlar uma mesma lmpada a partir de interruptores colocados em 4 pontos diferentes, num sistema denominado "four- way" (quatro vias).

So usadas duas chaves de 3 plos e duas de 6 plos. Entre elas devem passar dois fios.

A lmpada neste caso, tambm ligada em srie com o circuito.

Modo de fazer a instalao dessas chaves num sistema "four-way"

Concluso

Podemos afirmar ento que as lmpadas de descarga citadas um dispositivo eltrico que transforma energia eltrica em energia luminosa, que se baseiam na conduo de corrente eltrica em um meio gasoso, quando em seus eletrodos se forma uma tenso elevada capaz de vencer a rigidez dieltrica do meio. Os meios gasosos mais utilizados so o vapor de mercrio ou o argnio.

As lmpadas de descarga de alta presso operam a partir de arcos de descarga, no qual h um arco constante entre dois eletrodos que fornecem luz. Este princpio pode ser obtido atravs de diferentes metais e materiais de preenchimento interno. Alm disso, quase todas as lmpadas de descarga necessitam de reatores e ignitores para dar partida e limitar sua corrente. Sendo as mais eficientes fontes de luz artificial, elas fornecem um grande pacote de luz atravs de lmpadas muito pequenas. Por exemplo, uma lmpada de multivapores metlicos de 2.000W, que normalmente utilizada em estdios de futebol, teoricamente produziria a mesma luz que uma lmpada incandescente comum de 10.000W. Outras vantagens deste moderno sistema de iluminao esto associadas a sua longa durabilidade e baixa carga trmica. Alm disso, devido a suas dimenses compactas, o controle de luz pode ser feito de forma precisa.

Essas lmpadas so a fonte luminosa escolhida em todos os lugares onde objetos e produtos precisam ser expostos com qualidade de luz e cores, como em vitrines, por exemplo, e tambm onde a eficincia energtica e a longa durabilidade so importantes, como em fbricas, estdios e na iluminao pblica.