Lâmpadas e Comandos Iluminação - Grandezas de Luminotécnica; - Iluminação Incandecente; - Iluminação fluorescente; - Lâmpadas de descarga de alta pressão; - Interruptores. Conceitos básicos de luminotécnica Por que a iluminação de um ambiente é importante? IV 780 a 1000nm A iluminação é um fator determinante para a boa produtividade no ambiente de trabalho e para as vendas dos produtos expostos nos estabelecimentos comerciais. O que um local bem iluminado proporciona? - Menos fadiga, - Menor incidência de erros, - Redução de problemas com a visão, - Conforto visual, - Melhor desempenho das atividades de realce das texturas e cores através da reprodução com fidelidade. UV 400 a 100nm Portanto, o que é luz? Luz é, portanto, a radiação eletromagnética capaz de produzir uma sensação visual. A sensibilidade visual para a luz varia não só de acordo com o comprimento de onda da radiação, mas também com a luminosidade. Luz e cores A aparência de um objeto é resultado da iluminação incidente sobre o mesmo. Que cor é uma maça? A maçã aparenta ser de cor vermelha pois ela tende a refletir a porção do vermelho do espectro de radiação absorvendo a luz nos outros comprimentos de onda. Se utilizássemos um filtro para remover a porção do vermelho da fonte de luz, a maçã refletiria muito pouca luz parecendo totalmente negra. 1
Grandeza: Fluxo luminoso Símbolo: Unidade: lúmen (lm) Significado: Fluxo Luminoso é a radiação total da fonte luminosa, entre os limites de comprimento de onda mencionados (380 e 780nm). Ou, é a quantidade de luz emitida por uma fonte, na tensão nominal de funcionamento. Grandeza: Intensidade luminosa Símbolo: I Unidade: candela (cd) Significado: Intensidade luminosa é o Fluxo Luminoso irradiado na direção de um determinado ponto. Grandeza: Curva de distribulição luminosa Símbolo: CDL Unidade: candela (cd) Significado: É representação da Intensidade Luminosa em todos os ângulos em que ela é direcionada num plano. Escala 1000 lm Multiplica-se o valor encontrado na CDL pelo Fluxo Luminoso da lâmpada em questão e divide-se o resultado por 1000 lm. Grandeza: Iluminância Símbolo: E Unidade: lux (lx) Significado: A Iluminância indica o fluxo luminoso de uma fonte de luz que incide sobre uma superfície situada à uma certa distância desta fonte. Na prática, é a quantidade de luz dentro de um ambiente, e pode ser medida com o auxílio de um luxímetro (nível de iluminação) Iluminâncias recomendadas pela NBR 5413 Grandeza: Eficiência energética Símbolo: w Unidade: lm/w Significado: Rendimento Luminoso 2
Grandeza: Temperatura de cor Símbolo: T Unidade: Kelvin (K) Significado: Sensação de tonalidade de cor. (metálica) (metálica) (mista) (mercúrio) (sódio) Grandeza: Temperatura de cor Símbolo: T Unidade: Kelvin (K) Significado: Sensação de tonalidade de cor. Primeiro tipo de lâmpada que foi desenvolvida Princípio de funcionamento: Baseia-se na emissão de luz por um corpo aquecido, quando percorrido por uma corrente elétrica alternada ou contínua. Aquecimento em baixa temperatura radiação infravermelha Aquecimento à altas temperaturas radiação emitida no espectro visível Exemplos Filamento de bambu carbonizado (1840) Lâmpada atual Filamento de tungstênio (W) (1909) TIPOS DE LÂMPADAS INCANDESCENTES: LÂMPADAS INCANDESCENTES PARA ILUMINAÇÃO GERAL: - Incandescentes para iluminação geral: - Quartzo (halógenas): Tipo mais aperfeiçoado. R w (funcionamento) 15x R w (desligada) O que causa o escurecimento da lâmpada? - Outros tipos: 3
LÂMPADAS INCANDESCENTES PARA ILUMINAÇÃO GERAL: Potências encontradas: 25, 40, 60, 100, 150 e 200W LÂMPADAS HALÓGENAS: A lâmpada halógena é uma lâmpada incandescente à qual se adiciona um elemento halógeno, em geral iodo ou bromo. O elemento halógeno reage quimicamente com as partículas de tungstênio sublimadas, formando haletos que apresentam uma temperatura de condensação inferior a 250 o C. Mantendo-se a temperatura do bulbo acima deste valor, evita-se o depósito de material sublimado sobre o mesmo. Por outro lado, correntes térmicas transportam os haletos novamente para as regiões de alta temperatura, próximas ao filamento, onde ocorre a sua dissociação e o tungstênio retorna ao filamento. LÂMPADAS HALÓGENAS: Características elétricas e construtivas: - Filamento de tungstênio enrolado em dupla espiral, conforme sustentado por suportes de molibidênio no interior de um bulbo de quartzo globular ou lapizeira; - Base em cerâmica para suportar temperaturas e pressões elevadas; LÂMPADAS HALÓGENAS: Características elétricas e construtivas: - Mais modernas; - Dimensões reduzidas (cabem em um cubo de 5cm de aresta); - Alto rendimento luminoso; - Filamento especial de 12V focalizado em um refletor dicróico multifacetado; - Necessita transformador, normalmente embutido na luminária; - Luz clara e branca com excelente reprodução de cores. - O bulbo de quartzo não deve ser tocado com a mão para evitar que depósitos de gordura na sua superfície externa provoquem pontos de desvitrificação; - Substancial redução no seu tamanho (da ordem de 10 a 100 vezes). LÂMPADAS HALÓGENAS: 1 Lâmpada halógena com bulbo de quartzo 2 Espelho dicróico 3 Base bipino para conexão elétrica segura 50% Refletor multifacetado: Reflexão típica de um espelho dicróico Recoberto com uma película constituída por um filme químico. 60% econ. 2x Vida útil Lâmpadas de descarga Classificação das lâmpadas de descarga: - Lâmpdas de descarga de baixa pressão - Vapor de sódio; - Vapor de mercúrio. - Lâmpadas de descarga de alta pressão - Vapor de mercúrio; - Mista; - Vapor metálico ou multivapores; - Vapor de sódio. 4
PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO: TIPOS DE LÂMPADAS FLUORESCENTES: Gás inerte: Argônio + neônio + criptônio REATORES: PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO (Reator com pré aquecimento): 1 Reator com pré-aquecimento; 2 Reator com partida rápida; 3 Reator eletrônico (6 a 12% a mais de eficiência). PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO (Reator eletrônico): 25% de economia em perdas REATOR ELETRÔNICO - VANTAGENS: - Redução do consumo de energia (25%); - Aumento da eficiência luminosa da lâmpada; - Eliminação do efeito estroboscópico; - FP elevado; - Proteção para desligamento em caso de falha; - Partida rápida da lâmpada; - Redução da carga térmica do ambiente; - Redução de peso e dimensões do reator; - Alimentação tanto em c.a. quanto c.c; - Aumento da vida útil do conjunto reator + lâmpada. 5
CARACTERÍSTICAS GERAIS: POSIÇÕES DE OPERAÇÃO: - Lâmpada dentro de lâmpada; - Bulbo externo: Feito de Vidro e isola o tubo de arco; - Tubo de arco: Feito em quarzo ou cerâmica translúcida. Contém gases de partida (argônio ou xenônio) e pequena parcela de mercúrio; - Eletrodos: Espiras de tungstênio. Algumas necessitam eletrodos auxiliares para a partida da lâmpada; - Base: E-27 ou E-40; - Reator: Somente a lâmpada mista não necessita. - Alta eficiência, vida longa, tamanho compacto. Vapor de mercúrio OPERAÇÃO BÁSICA: Aplicações: - A luz é produzida por um arco elétrico formado entre os eletrodos em temperaturas e pressões elevadas. - Iluminação pública; - Iluminação de estacionamentos. O tempo de espera para que a pressão se estabeleça no tubo de arco provoca a característica chamada de período de aquecimento comum a todas as lâmpadas de alta pressão. Este tipo de lâmpada não pode reacender até que o tubo esfrie. Vapor de mercúrio Sem camada de fósforo= IRC 20% Com camada de fósforo= IRC 50% Ao ligar, estabiliza entre 6 e 7 min. Tensão de ignição da lâmpada aumenta com a pressão. Reignição somente de 3 a 5 min. 6
Lâmpada de descarga Mista - Substitui as lâmpadas incandescentes sem acessórios; - IRC de 50 a 70%; - Rendimento menor. Vapores metálicos ou multivapores Vapores metálicos ou multivapores Características de operação: Mercúrio, argônio e haletos metálicos. Melhoria na cor e eficiência - IRC >80%; - Boa eficiência (80 a 100lm/W); - Restrição à luminárias; - Restrições à posições de funcionamento. Aplicações: - Iluminação de vitrines; - Iluminação de estúdios cinematográficos. (em alguns modelos necessitam ignitor) 7
Vapor de sódio Vapor de sódio - A tensão de arco da lâmpada é fortemente dependente da temperatura e aumenta com o tempo de uso. Este tipo de lâmpada deve ser instalada em luminárias adequadas para que haja dissipação adequada do calor produzido para que sua vida útil não diminua. - Tubo cerâmico translúcido (alúmina policristalina (pca) suporta altas temperaturas de operação e resiste ao vapor de sódio); Reignição somente de 3 a 7 min. Vapor de sódio, vapor de mercúrio e xenônio; Vapor de sódio Características de operação: - Mais alta eficiência (80 a 120lm/W) - Manutenção de lúmens por watt; - Vida muito longa (24.000h); - Tempo de reacendimento mais curto; - Operam em qualquer posição; - IRC 25%; Aplicações: - Iluminação externa; - Iluminação pública e de segurança; - Iluminação industrial e de estacionamento. Vapor de sódio OBS: Há modelos com ignitor interno que são intercambiáveis com lâmpadas a vapor de mercúrio. A ingnição é feita com picos de tensão com amplitude de 1,8 a 15kV (1 a 15ms) Reignição só é possível de 3 a 7 min Reator + ignitor Vapor de sódio intercambiável Vida útil é 30% menor 8
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