Fuentes de luz y equipos auxiliares


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Lámparas incandescentes

Lámpara incandescente convencional

La lámpara incandescente convencional es la más antigua y más utilizada.

Lampara Incandescente

Imagen - Lámpara incandescente convencional (Fuente: OSRAM)

Partes de la lámpara

Las lámparas incandescentes convencionales tienen los siguientes componentes:

Partes LamparaIncandescenteConvencional

Imagen - Componentes Lámpara incandescente convencional (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

Filamento: Actualmente el filamento es de Wolframio o Tungsteno enrollado en espiral. Ambos materiales tienen una temperatura de fusión muy elevada y un grado de evaporación bajo para poder alcanzar la temperatura óptima de funcionamiento que está alrededor de los 2.500ºC y disminuir la evaporación del filamento, porque sino implicaría un desgaste y dismunucióm de la vida útil de la lámpara.

Ampolla: es la envoltura de vidrio que se utiliza para crear la forma de la lámpara y obtener una atmósfera sin oxigeno que reduzca la evaporación del filamento. Esto último se consigue haciendo el vacío e introduciendo en el interior un gas de relleno, normalmente un gas inerte como el argón, criptón o el nitrógeno, para mejorar la estabilidad del filamento y alargar su vida útil.
La ampolla también se encarga de transmitir el calor radiado por el filamento al exterior. Por lo que a medida que se utiliza la lámpara la ampolla se va oscureciendo por debido a la evaporación del filamento.
El tipo de material utilizado en las ampollas es vidrio a la sosa o a la cal, soplado o prensado y transparente o translúcido. Las propiedades del vidrio de la ampolla serán las reponsables de los niveles de luminancia y color de la luz, si el vidrio es de un color determinado.

Casquillo: el casquillo cierra herméticamente la ampolla y a la vez sirve para conectar la lámpara al portalámparas.
Los casquillos más utilizados son: el casquillo Edison, para potencias inferiores a los 300W y el casquillo bayoneta.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de las lámparas incandescentes es muy sencillo. Está basado en hacer pasar corriente a través del filamento, aumentando su temperatura hasta que emita radiaciones en el espectro visible.

Equipos auxiliares

Este tipo de lámparas no requieren equipos auxiliares. Se pueden conectar directamente a la red ya que la intensidad que pasa por ellas y la tensión aplicada son proporcionales.

Efecto de las variaciones de la tensión de red

Las variaciones de la tensión de red sobre la lámpara afectan a la corriente, el flujo luminoso y la potencia en la lámpara. En la Imagen 3 se muestra el efecto de las variaciones de la tensión de red sobre una lámpara incandescente

Los efectos que crea una sobretensión sobre la lámpara se pueden deducir directamente de la gráfica. Por ejemplo, un aumento de la tensión del 110% disminuye la vida media de la lámpara pero aumenta considerablemente el flujo luminoso. Y una disminución de la tensión de red del 10% reduce el flujo luminoso casi un 40%.

variacion tension lampara incandescente convencional

Imagen - Efectos de las variaciones de tensión de red sobre las lámparas incandescentes (Fuente: Juan Guasch Farrás)

Modelos disponibles en el mercado
modelos lampara incandescente convencional

Imagen - Modelos de lámparas incandescentes (Fuente: PHILIPS)

Características Principales
Operativas
Eléctricas
Lumínicas
Otras
Ventajas e inconvenientes
Aplicaciones

Las lámparas incandescentes convencionales se utilizan para cualquier tipo de alumbrado donde no sea necesario un mantenimiento elevado, ya que su vida útil es corta y además tiene de una disminución del flujo luminoso elevado por culpa del ennegrecimiento de la ampolla. Se recomienda su uso en zonas donde no sea necesario un elevado nivel de iluminación.

Aplicaciones-LamparaIncandescente

Imagen - Aplicaciones lámpara incandescente

Lámpara incandescente halógena

SistemasIluminacion-LamparaIncandescenteHalogena

Imagen - Lámpara incandescente halógena (Fuente: OSRAM)

Partes de la lámpara y su funcionamiento

La lámpara halógena es considerado un avance tecnológico de las incandescentes convencionales. Consta de las mismas partes que la incandescente convencional, pero su diferencia se encuentra en el gas del interior. y en la ampolla, debido a que la temperatura en el interior es más elevada. Esto implica una reducción del tamaño y la envoltura está hecha de cuarzo.

Principio de funcionamiento

En las lámparas halógenas se introduce un componente halógeno (cloro, yodo o bromo). Durante el funcionamiento de la lámpara se desprenden átomos de wolframio del filamento que se combinan con los átomos del halogenuro, formando un compuesto wolframio halógeno. El compuesto se mueve constantemente en el interior y no se deposita en las paredes de la ampolla y cuando se acerca al filamento, debido a la elevada temperatura, el compuesto se disocia por un lado en el átomo del haolgenuro y por otro en wolframio que se vuelve a depositar sobre el filamento. La molécula de halogenuro queda libre para volver a asociarse con otra molécula de wolframio y repetir el proceso.

Funcionamiento Lámpara Incandescene Halogena

Imagen - Ciclo del halógeno (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

Equipos auxiliares

Solamente las lámaparas halógenas de baja tensión necesitan un transformador de halógena para adecuar la tensión de la red a la tensión para su correcto funcionamiento.

Cableado lampara incandescente halogena

Imagen - Lámpara incandescente halógena con transformador

Las lámparas halógenas se pueden regular con reguladores o dimmers para obtener distintos niveles de iluminación. El regulador se coloca en el circuito como muestra la Imagen 11:

Cableado lampara incandescente halogena

Imagen - Regulación lámpara incandescente halógena (Fuente: ELT)

Modelos disponibles en el mercado

Las lámparas halógenas están divididas en dos grandes grupos:

  • Lámparas halógenas para tensión de alimentación de 230V
  • Lámparas halógenas para tensión de alimentación de 12V
  • La diferencia reside en que las halógenas de alimentación de 230V no necesitan un equipo auxiliar, se pueden conectar directamente a la red. Mientras que las halógenas de bajo voltaje necesitan el transformador comentado arriba.

    modelosLamparasIncandescentesHalogena

    Imagen - Modelos de lámpara incandescente halógena (Fuente: PHILIPS)

    Características Principales
    Operativas
    Eléctricas
    Lumínicas
    Otras
    Ventajas e inconvenientes
    Aplicaciones

    Las lámparas halógenas tienen menores dimensiones que las incandescentes convencionales, mayor vida útil y eficacia. Se utilizan en lugares donde se necesiten luminarias de diimensiones reducidas o para acentuar la iluminación en una zona concreta. También se utilizan para espacios donde se requiera un encendido instantáneo por ejemplo iluminación de seguridad.

    Aplicaciones Incandescente Halogena

    Flujo luminoso | x

    Cantidad de luz emitida por una fuente de luz en todas las direcciones del espacio, en lumen [lm]

    Más información

    Intensidad luminosa | x

    Flujo luminoso emitido por una fuente de luz en una dirección dada, en candelas [cd]

    Más información

    Iluminancia | x

    Flujo lumínico que incide sobre la unidad de superficie, en lux [lx]

    Más información

    Luminancia | x

    Intensidad luminosa por unidad de superficie aparente de una fuente que emite luz o que la refleja, captada por el ojo humano, en candela/metro2 [cd/m2]

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    Uniformidad | x

    La uniformidad hace referencia a la iluminancia proporcionada sobre la superficie de referencia, generalmente la iluminancia no será uniforme, pero es una magnitud importante para el confort y la visión.

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    Deslumbramiento | x

    Pérdida o disminución de la capacidad visual debido al exceso de luminancia del objeto que se observa o incide sobre el ojo.

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    Contraste | x

    Mide la relación entre la luminancia de un objeto y la luminancia de su fondo.

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    Equilibrio Lumínico | x

    El equilibrio lumínico es la uniformidad en 3D y de las luminancias. Es una magnitud muy compleja de calcular porque aunque el ojo humano no distingue entre los distintos niveles de iluminación del espacio, estos existen.

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    Uniformidad General (Uo) | x

    Relación entre la luminancia mínima y la luminancia media de una instalación

    Más información

    Uniformidad longitudinal (UL) | x

    Relación la luminancia mínima y máxima longitudinal de una instalación

    Más información

    Uniformidad extrema (Ue) | x

    Relación la iluminancia mínima y máxima de una instalación

    Más información

    Uniformidad media (Um) | x

    Relación la iluminancia mínima y la iluminancia media de una instalación

    Más información

    Mantenimiento | x

    La iluminancia inicial proporcionada por la instalación disminuye de manera gradual con el tiempo debido al uso, disminución de los lúmenes de las lámparas, a la suciedad del sistema, etc. Pero es posible mantener la iluminancia sobre un mínimo si se limpian las lámparas y luminarias, se reemplazan las lámparas quemadas o gastadas. Es decir, si se establece un programa de mantenimiento de la instalación.

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    Eficacia luminosa | x

    Flujo que emite una fuente de luz por cada vatio consumido, en lumen/vatio [lm/W]

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    Distribución espectral | x

    La distribución espectral representa la cantidad de energía radiada que emite la fuente de luz en las diferentes áreas visibles del espectro.

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    Temperatura del color | x

    La temperatura del color mide el grado de calidez o frialdad que reproduce una fuente de luz. Se expresa en grados Kelvin [K].

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    Índice de reproducción cromática (IRC) | x

    El IRC es la capacidad de la fuente de luz para reproducir fielmente el color, comparándola con un patrón de referencia.

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    Depreciación Luminosa | x

    La depreciación luminosa hace referencia a la pérdida de iluminancia que sufre la instalación a lo largo de uso.

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    Adaptación | x

    Habilidad del ojo para enfocar y ajustarse cuando hay cambios en el nivel de iluminación

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    Capacidades Visuales | x

    Habilidad del ojo para enfocar y ajustarse cuando hay cambios en el nivel de iluminación

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    Vida Útil | x

    La vida útil de una lámpara se define como el número de horas de funcionamiento antes de sufrir una depreciación del 30%.

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    Tiempo de encendido | x

    El tiempo de encendido es el tiempo necesario de las lámparas para llegar al nivel estable de flujo luminoso, arrancando en frío

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    Flujo hemisférico superior instalado | x

    Porcentaje de flujo emitido por encima del plano horizontal y el flujo total de la luminaria

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    Índice de reflexión | x

    Relación entre el flujo luminoso reflejado y el flujo incidente

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    Deslumbramiento directo | x

    Deslumbramiento que se produce por una luminaria situada dentro del campo visual.

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    Fuentes de luz de alta intensidad (HID)| x

    Dentro de este grupo se encuentran las lámparas de vapor de mercurio, halogenuros metálicos y vapor de sodio

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    Agudeza visual| x

    Capacidad del ojo para reconocer y distinguir detalles de objetos situados a distancias cortas.

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