Curso Técnico em Informática. Eletricidade Instrumental Prof. Msc. Jean Carlos

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1 Curso Técnico em Informática Eletricidade Instrumental Prof. Msc. Jean Carlos

2 Eletricidade Instrumental Aula_19

3 Iluminação

4 Introdução A iluminação é um dos fatores de maior relevância no que tange ao consumo de energia elétrica. Chegando a ser responsável por aproximadamente 20% de toda energia consumida no país e por mais de 40% da energia consumida pelo setor de comércio e serviços.

5 Introdução Como a energia elétrica é a maior despesa da iluminação, a chave da redução dos custos de iluminação é diminuir a quantidade de eletricidade para determinado nível de iluminamento. Assim, o que se paga por energia elétrica para sistemas de iluminação está diretamente relacionado com a eficiência luminosa da lâmpada utilizada.

6 Introdução Reduzir o consumo não significa necessariamente diminuir a iluminação. É suficiente que se utilize equipamentos mais adequados e bem planejados, proporcionando conforto visual, despertando a atenção e estimulando a eficiência.

7 Grandezas em luminotécnica: Luz Fluxo luminoso (Φ) lúmen (lm) Eficiência luminosa (η) (lm/w) Intensidade luminosa (I) candela (cd) Iluminamento ou iluminância (E) lux (lx) Luminância (L) cd/m 2

8 Grandezas em luminotécnica (cont.) Reflexão, transmissão e absorção da luz Temperatura de cor Índice de Reprodução de Cor IRC Cores quentes: vermelho, amarelo Cor fria: azul

9 Cores Atributos subjetivos Matiz distingue um cor da outra Saturação ou pureza quão forte (próximo do padrão daquela cor, em %) Luminância subjetiva quão luminoso parece o corpo Cores primárias e compostas: padrões R,G,B outros: AM, VM, AZ

10 UNIDADES FOTOMÉTRICAS FLUXO ILUMINOSO OU POTÊNCIA LUMINOSA É a energia radiante que afeta o olho nu durante 1 segundo.

11 UNIDADES FOTOMÉTRICAS FLUXO ILUMINOSO OU POTÊNCIA LUMINOSA É uma das unidades fundamentais em engenharia de iluminação, dada como a quantidade total de luz emitida por uma fonte, em sua tensão nominal de funcionamento. Símbolo = L Unidade = Lumens Lúmen (φ) = 1/ 680 W

12 UNIDADES FOTOMÉTRICAS INTENSIDADE LUMINOSA É a quantidade de luz que uma fonte emite por unidade de ângulo sólido (lúmen / esfero radiano) projetado em uma determinada direção.

13 UNIDADES FOTOMÉTRICAS INTENSIDADE LUMINOSA O valor está diretamente ligado à direção desta fonte de luz. A intensidade luminosa é expressa em candelas (cd) e, em algumas situações, em candela /1000 lumens. Símbolo = I Unidade = Candela Candela (I) = φ/w

14 UNIDADES FOTOMÉTRICAS LUMINÂNCIA É a intensidade luminosa de uma fonte de luz produzida ou refletida por uma superfície iluminada. Esta relação é dada entre candelas e metro quadrado da área aparente (cd/m 2 ).

15 UNIDADES FOTOMÉTRICAS LUMINÂNCIA A luminância depende tanto do nível de iluminação ou iluminância, quanto das características de reflexão das superfícies. Símbolo = L Unidade = cd /m 2 Candela/m2 (L) = I/S x Cos α

16 UNIDADES FOTOMÉTRICAS ILUMINÂNCIA OU ILUMINAMENTO É o fluxo luminoso que incide sobre uma superfície situada a uma certa distância da fonte, ou seja, é a quantidade de luz que está chegando em um ponto. Esta relação é dada entre a intensidade luminosa e o quadrado da distância (l/d 2 ). A iluminância pode ser medida através de um luxímetro, porém, não pode ser vista. O que é visível são as diferenças na reflexão da luz. A iluminância é também conhecida como níveis de iluminação.

17 UNIDADES FOTOMÉTRICAS ILUMINÂNCIA OU ILUMINAMENTO Símbolo = E Unidade = lux (lx)

18 UNIDADES FOTOMÉTRICAS Iluminância x Luminância

19 UNIDADES FOTOMÉTRICAS NBR Tipo de Atividade Trabalho não contínuao ou de transição, como: circulação, sanitário, dormitório, depósito, saguão, sala de espera, etc Trabalho simplificado com requisitos visuais limitados, como: sala decontrole, sala de aula, arquivo, indústria, etc. Tarefa realizada continuamente, com requisitos visuais normais, como:escritórios, bancos, bibliotecas, lojas, etc. Situações onde se exige visualização de detalhes, como em exposição em vitrine ou display, desenho, etc. E (min) E (méd) E (máx)

20 UNIDADES FOTOMÉTRICAS Norma de Iluminamento para hospitais Mínimo Médio Máximo sala dos médicos ou enfermeiras: - geral mesa de trabalho quarto de preparação arquivo farmácia: - geral mesa de trabalho trabalho com radioisótopos: - laboratório radioquímico salão de medidas mesa de trabalho

21 UNIDADES FOTOMÉTRICAS CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA É a representação da Intensidade Luminosa em todos os ângulos em que ela é direcionada num plano.

22 UNIDADES FOTOMÉTRICAS CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA A curva de distribuição luminosa é apresentada em coordenadas polares (cd/1000 lm) para diferentes planos. São estas curvas que indicam se a lâmpada ou luminária tem uma distribuição de luz concentrada, difusa, simétrica, assimétrica, etc.

23 UNIDADES FOTOMÉTRICAS CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA

24 UNIDADES FOTOMÉTRICAS CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA LCQ

25 UNIDADES FOTOMÉTRICAS CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA LSA

26 UNIDADES FOTOMÉTRICAS FATOR DE UTILIZAÇÃO É o fluxo luminoso emitido por uma lâmpada sobre influência do tipo de luminária e da conformação física do ambiente onde ele se propagará. Indica, portanto, a eficiência luminosa do conjunto lâmpada, luminária e ambiente.

27 UNIDADES FOTOMÉTRICAS ÍNDICE DO AMBIENTE (RCR) É a relação entre as dimensões do local, tanto para iluminação direta como indireta. REFLETÂNCIA: Relação entre o fluxo luminoso refletido e o fluxo luminoso incidente sobre uma superfície. É medida geralmente em porcentagem.

28 LEIS FUNDAMENTAIS DA LUMINOTÉCNICA LEI DO INVERSO DO QUADRADO DA DISTÂNCIA Para uma mesma fonte luminosa, o iluminamento em diversas superfícies situadas perpendicularmente a direção da radiação, é diretamente proporcional ao quadrado da distância que o separa da fonte. E = I 2 d

29 LEIS FUNDAMENTAIS DA LUMINOTÉCNICA LEI DO COSENO O iluminamento em um ponto qualquer de uma superfície é proporcional ao co-seno do ângulo de incidência dos raios luminosos no ponto considerado. E = I.cos 2 d α

30 LÂMPADAS ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR É o valor que representa a capacidade que tem as lâmpadas de apresentarem um espectro de luz que melhor determine a cor de certo corpo ou seja, um espectro que melhor se aproxime do espectro da luz solar.

31 LÂMPADAS ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR

32 LÂMPADAS TEMPERATURA DE COR É a temperatura na qual um corpo negro emite luz na cor idêntica a emitida pela lâmpada a ser comparada, indica a aparência de cor de luz, ou a sensação de Tonalidade de Cor de diversas lâmpadas. Símbolo = K Unidade = Kelvin

33 LÂMPADAS TEMPERATURA DE COR Quando dizemos que um sistema de iluminação apresenta luz quente não significa que a luz apresenta uma maior temperatura de cor, mas sim que a luz apresenta uma tonalidade mais amarelada.

34 LÂMPADAS INCANDESCENTES Operam através do aquecimento de um fio fino de tungstênio pela passagem de corrente elétrica. Apenas 10% de toda a energia consumida por essa lâmpada transforma-se em luz. O resto se transforma em calor, o que gera uma eficiência luminosa menor que 18 Im/W.

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36 LÂMPADAS FLUORESCENTES São lâmpadas que utilizam descarga elétrica através de um gás. Consiste em um tubo cilíndrico de vidro revestido de material fluorescente (cristais de fósforo), contendo vapor de mercúrio a baixa pressão em seu interior e, portanto em suas extremidades eletrodos de tungstênio. Necessitam para seu funcionamento de um reator e um starter. São utilizadas na iluminação geral.

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38 Lâmpadas incandescentes: Comuns Quartzo (halógenas) Especiais: Com bulbo temperado, infravermelhas, germicidas, espelhadas, refletoras, serviço pesado, formatos ornamentais, etc. Partes: bulbo, base, haste central com filamentos e eletrodos

39 Características da lâmpada incandescente Fator de potência unitário Efeito estroboscópico desprezível Curta corrente de partida Boa reprodução de cores Baixa eficiência lumionosa Facilidade de instalação

40 Teste da lâmpada incandescente VOM analógico: escala ohm x 1 ou x 10 VOM digital: escala 200Ω ou 2.000Ω Teste a frio: apenas dá ideia do estado Valor correspondente à potência: a quente Exemplo: R=302.5Ω a quente e 30Ω a frio para lâmpada de 40W

41 Lâmpadas de descargas Descarga em um gás produz radiação Fluorescente Compactas Mista Vapor de mercúrio Vapor de sódio Multivapores metálicos

42 Lâmpadas de descarga (cont.) Lâmpadas de xenônio (AP) Lâmpadas de neônio (BP) Características: Necessitam reator ou reator + ignitor (AT) Efeito estroboscópico Baixo F.P. Corrente de partida: 1,3 a 1,8 x In

43 Características das Lâmpadas de descarga (cont.) Gases: argônio, neônio, xenônio, hélio, criptônio, vapores mercúrio sódio, aditivos Eletrodos: tungstênio, níquel, nióbio, cobertos com bário ou estrôncio Catodo frio alta tensão de ignição Catodo quente com ou sem préaquecimento Baixa pressão (vidro) Alta pressão: segundo bulbo (quartzo)

44 Lâmpada fluorescente Tipos: suave de luxo, branca natural, branca fria, luz do dia, luz do dia real, branca de luxo, luz do dia especial Especiais: coloridas, HO, refletoras, catodo quente, catodo frio Ligações funcionamento Reatores: convencional, partida rápida, eletrônicos (simples ou duplos)

45 Lâmpada de Vapor de Mercúrio Regular eficiência luminosa Longa vida média Necesssita reator Baixo f.p. Acendimento: 4 min Reacendimento: 5 min Resistente a choques, vibração, intempéries

46 Lâmpada de VM Baixo a regular IRC (40) Cor azulada (luz fria) Pequenas extensões e manutenção onde já são usadas Manutenção fluxo: 80% Partes Funcionamento

47 Lâmpada Mista Baixa eficiência luminosa Vida média razoável Não necesssita reator F.p. intermediário Acendimento: 3 min Reacendimento: 3 a 5 min Razoável resistência a choques, vibração, intempéries

48 Lâmpada Mista Regular IRC (60) Cor intermediária Iluminação externa não pública Posição vertical ± 30º Partes Funcionamento

49 Lâmpada de Multivapores Metálicos (MVM) Boa eficiência luminosa Longa vida média Necesssita reator e ignitor Baixo f.p. Acendimento: 5 a 10 min Reacendimento: até 30 min Resistente a choques, vibração, intempéries

50 Lâmpada de MVM Excelente IRC (60 a 93%) Cor branca (natural) Shopings (internos), Estádios, monumentos (filmagens) Boa manutenção fluxo Partes Funcionamento

51 LÂMPADAS FLUORESCENTES COMPACTAS

52 LÂMPADAS VAPOR DE MERCÚRIO Com bulbo semelhante ao das incandescentes, operam como as fluorescentes, através da descarga elétrica numa mistura de vapor de mercúrio com pequena quantidade de argônio, atingindo altas pressões internas durante o funcionamento. São usadas na iluminação pública e na iluminação de pátios, estacionamentos, áreas livres, depósitos, onde a reprodução precisa de cores não é exigida. É recomendável o seu uso na área industrial.

53 LÂMPADAS MULTIVAPOR METÁLICO São lâmpadas de mercúrio a alta pressão em que a radiação é proporcionada por iodeto de ítrio, tálio e sódio adicionados ao mercúrio. Necessitam para seu funcionamento de um reator e um ignitor.

54 LÂMPADA EFICIÊNCIA LUMINOSA É a relação entre o fluxo luminoso emitido e a energia elétrica consumida (potência). É útil para averiguarmos se um determinado tipo de lâmpada é mais ou menos eficiente do que outro. Unidades = Lúmen por Watt (lm / W)

55 EFICIÊNCIA LUMINOSA LÂMPADA

56 VIDA ÚTIL LÂMPADA

57 LÂMPADAS POTÊNCIA FLUXO EFICIÊNCIA VIDA MÉDIA TIPO DE LÂMPADA (Watts) LUMINOSO LUMINOSA (horas) VANTAGENS DESVANTAGENS OBSERVAÇÃO (lumens) (lm/watts) Incand ,8 Comum , , ,7 Incand , Iluminação geral localizada interiores. Tamanho de Baixa eficiência luminosa e, por isto, custo de uso elevado; alta produção de calor, Ligação imediata sem necessidade de dispositivos auxiliares Econômica , , ,

58 LÂMPADAS TIPO DE LÂMPADA POTÊNCIA FLUXO EFICIÊNCIA VIDA MÉDIA (Watts) LUMINOSO LUMINOSA (horas) (lumens) ,8 (lm/watts) Mista Vapor Mercúrio ,0 Boa vida média. VANTAGENS DESVANTAGENS OBSERVAÇÃO Substituem lâmpadas incandescentes normais Custo elevado; de elevada potência. Pequeno Volume , ,8 Boa eficiência Necessita de luminosa, pequeno volume, longa demora 5 min para atingir 80% do fluxo luminoso ,0 de , vida média. auxiliares Não necessita de dispositivos auxiliares, e é ligada somente em 220 Volts. dispositivos ,0 (reator) e é ligada somente em 220 V.

59 LÂMPADAS TIPO DE LÂMPADA POTÊNCIA FLUXO EFICIÊNCIA VIDA MÉDIA (Watts) LUMINOSO LUMINOSA (horas) (lumens) (lm/watts) Flúores , Ótima eficiência Custo elevado Comum ,0 luminosa, longa de instalação ,2 vida útil, baixo , custo de funcionamento, Flúores , Boa reprodução H.O ,4 de cores. Boa ,5 vida média. Flúores , Econômica ,1 VANTAGENS DESVANTAGEN S OBSERVAÇÃO Necessita de dispositivos auxiliares (reator+starter ou somente reator de partida rápida) , Flúores ,1 Compacta , , ,2

60 FIM