Características das lâmpadas de descarga
Todas as lâmpadas, que têm a sua acção baseada na conversão das propriedades do gás, são chamadas lâmpadas de descarga. Vêm em diferentes tipos e são utilizados numa grande variedade de aplicações. Distinguem-se pela sua eficiência, fiabilidade e boa reprodução de cores.
O que são lâmpadas de descarga?
Uma lâmpada de descarga (GDL) é um pequeno dispositivo eléctrico que emite luz visível num espectro definido.
Cada dispositivo contém os seguintes componentes:
- Uma lâmpada de vidro com eléctrodos cheios de gás;
- aparelho de controlo sob a forma de um módulo electrónico ou de uma resistência limitadora
- A base para a incorporação no equipamento.
Variedade
As lâmpadas de descarga de gás dividem-se em lâmpadas de descarga de baixa pressão e alta pressão. Cada grupo tem as suas características específicas, que influenciam a escolha de uma determinada aplicação.
Lâmpadas de descarga de baixa pressão
O exemplo mais conhecido de um GRL de baixa pressão é a lâmpada fluorescente. Consiste num tubo que é revestido no interior com um fósforo. Os eléctrodos recebem um pulso de alta tensão e são aquecidos.
Quando aquecida, é gerada uma carga de brilho entre os contactos e a radiação UV no ambiente gasoso da lâmpada, que actua sobre o fósforo e o faz brilhar.
Uma variante de lâmpadas fluorescentes (LL) são dispositivos compactos marcados com a abreviatura CLL e não diferem do modelo anterior, excepto no tamanho. Todos os dispositivos têm um elemento de controlo integrado na base.
Os acessórios para iluminação por indução merecem uma consideração separada. Não têm quaisquer eléctrodos no interior e a ionização é causada por um campo magnético de alta frequência. Normalmente é utilizada uma mistura de árgon e vapor de mercúrio no bulbo, afectando o fósforo.
Lâmpadas de descarga de alta pressão
Os componentes que têm uma pressão dentro da lâmpada maior do que a pressão atmosférica são chamados lâmpadas de alta pressão.
São representadas por lâmpadas de mercúrio de arco (EB). Não há muito tempo eram a maioria de toda a iluminação pública. Agora, no entanto, estão a ser substituídos por fontes de halogeneto metálico e sódio, que têm uma maior eficiência.
Se os iodetos estiverem ligados à fixação, é etiquetado como DRI. O dispositivo contém um queimador de vidro de quartzo no qual se encontram os eléctrodos. Uma mistura de árgon, mercúrio e alguns iodetos metálicos é utilizada como substância funcional. O queimador está localizado num espaço rarefeito e gera uma forte radiação que é suficiente para iluminar grandes áreas. Os HID podem estar entre 250W e 3500W de potência.
Outro exemplo de um GDL de alta pressão é o modelo de tubo de arco de sódio (DNaT). Caracteriza-se por uma saída de luz muito elevada e um consumo de energia relativamente baixo. A luz tem uma tonalidade dourada distinta. A desvantagem é o longo tempo de desligamento, que pode demorar até 10 minutos.
Se quiser uma luz branca o mais próxima possível da luz do dia, é melhor escolher unidades de arco de Xénon. A potência máxima pode ser de até 18 kW. Os eléctrodos de tungsténio são ligados com tório e podem resistir a cargas elevadas. O vidro de safira é utilizado se a radiação UV for necessária na saída.
As lâmpadas de descarga de iodetos metálicos (MHL) são fontes de luz compactas, robustas e potentes, constituídas por um queimador de tubo de vácuo. O queimador é feito de vidro de quartzo ou cerâmica. O interior é preenchido com vapor de mercúrio e halogenetos metálicos. A radiação é produzida pelo aparecimento de plasma entre os eléctrodos quando é aplicada energia. A potência de saída dos dispositivos pode ser de até 3,5 kW em alguns casos. São concebidos para uma vida útil de 12.000 horas. Demora cerca de 10 minutos a ligar a potência máxima.
Princípio de funcionamento da lâmpada
O princípio de funcionamento do GRL baseia-se no efeito de uma descarga eléctrica sobre um gás ionizado. Os gases mais comuns utilizados são o árgon, néon, krypton, xenon e várias misturas. O sódio ou mercúrio é frequentemente adicionado.
Vídeo sobre o tema: Concepção, princípio e funcionamento das lâmpadas FLD.
Assim que os contactos são energizados, é gerado um campo eléctrico no tubo. Provoca um movimento de electrões e a sua interacção com as partículas de gás. À medida que as partículas colidem, é libertada energia que é depois convertida em radiação de um determinado espectro. O espectro exacto depende da composição do gás e do equipamento específico.
A conversão da radiação UV em luz visível é ajudada por um revestimento de fósforo sobre a lâmpada.
Por vezes há modelos com uma fonte beta integrada. Isto ioniza o gás dentro do bulbo, minimizando assim a carga de brilho.
Como escolher uma lâmpada a gás
Ao escolher uma lâmpada a gás, vale a pena considerar o seu tipo, potência e a tonalidade da luz emitida. As lâmpadas de iodetos metálicos são populares, ostentando uma alta pressão e um brilho poderoso e brilhante. O vidro borosilicato remove completamente a luz UV, tornando a luz mais segura.
A luminescência do elemento de descarga estará próxima da luz do dia branca, mas existem diferentes tonalidades, dependendo do enchimento. O sódio dá uma cor amarela, o tálio é verde e o índio é azul.
Pode encontrar no mercado lâmpadas para aquários ou estufas com iluminação de fundo. Têm um espectro específico que é mais favorável ao ambiente do que as lâmpadas fluorescentes ou de sódio normais.
As lâmpadas de sódio podem durar aproximadamente 25.000 horas, o que é comparável aos elementos de iluminação LED. A luz branca emitida está o mais próximo possível da luz do dia e permite uma visão detalhada dos objectos sem distorção de cores.
Os modelos luminescentes utilizados na indústria e aplicações domésticas são populares. Há mercúrio dentro destes elementos. Ao escolher, é importante considerar longos tempos de arranque e aquecimento considerável durante o funcionamento.
Aplicações
As lâmpadas de descarga de gás são utilizadas em muitos sectores diferentes. Destacam-se especialmente os faróis de xenon nos carros. Os mais conhecidos fabricantes de automóveis (Toyota, Opel, BMW) utilizam-nos.
Dispositivos eficazes para iluminação de grandes armazéns, oficinas industriais e ruas, iluminação de outdoors e fachadas de edifícios.
Vantagens e desvantagens
Como todas as outras lâmpadas, as luminárias de descarga têm vantagens e desvantagens. Recomendamos que cada ponto seja tido em conta para a concepção correcta do sistema de iluminação.
Vantagens:
- Os modelos são bastante duráveis e têm uma vida útil considerável de uma hora para outra;
- Os diferentes valores espectrais e de potência estão disponíveis, o que facilita a selecção do dispositivo certo para o trabalho;
- A potência de saída das lâmpadas de descarga é significativamente superior à de outros dispositivos.
Desvantagens das lâmpadas de descarga convencionais:
- O dispositivo requer um aparelho de regulação para o seu funcionamento;
- As lâmpadas são difíceis de montar, o que torna a sua reparação difícil e o seu custo elevado;
- Os modelos são sensíveis às flutuações de temperatura ambiente e aos picos de tensão;
- Algumas lâmpadas requerem um tempo de arranque significativo;
- Os aparelhos de mercúrio precisam de ser eliminados.
Existem desvantagens, mas a potência e eficiência das lâmpadas de descarga de gás permitem-lhes ainda manter uma posição fiável no mercado.