Tipos de lámparas

Si se analiza la procedencia o generación de la luz, se pueden clasificar las lámparas más utilizadas en tres tipos:

  1. Lámparas de incandescencia: estándar, halógenas.
  2. Lámparas de descarga en gas: descarga en vapor de mercurio: fluorescentes.
  3. Led.

 Lámparas de incandescencia

La luz es producida por el calentamiento, hasta altas temperaturas, al traspasarle la corriente eléctrica a un hilo metálico de wolframio y emitir  radiaciones visibles por el ojo humano (efecto Joule).

partes lampara incandescente

 

Ventajas

  • Buena reproducción cromática
  • Encendido instantáneo
  • Variedad de potencias
  • Bajo costo de adquisición
  • Facilidad de instalación

Inconvenientes

  • Reducida eficacia luminosa
  • Corta duración
  • Elevada emisión de calor
  • Muchas de ellas ya no se fabrican

Lamparas Incandescentesp

Una variedad de las lámparas incandescentes son las lámparas halógenas. Llevan también un filamento de wolframio dentro de un gas inerte y una pequeña cantidad de halógeno (como yodo o bromo). El filamento y los gases se encuentran en equilibrio químico, mejorando el rendimiento del filamento y aumentando su vida útil.
Las ventajas e inconvenientes de las halógenas son:

Ventajas

  • Luz más intensa y brillante que las incandescentes tradicionales
  • Más eficientes

Inconvenientes

  • Desprenden bastante calor
  • Más caras que las incandescentes clásicas
  • Necesitan manipulación especial

Lamparas Incandescentes Halogenaspp

Lámparas de descarga en gas

La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. Los elementos que tienen en común las lámparas de descarga son: el tubo de descarga, los electrodos, la ampolla exterior o el casquillo.

partes lampara descarga

Hay diferentes tipos de lámparas  según el gas que contengan y la presión a la que estén sometidas, cada una de ellas con sus propias características luminosas.
Según el gas contenido en la lámpara, pueden ser de descarga en vapor de mercurio y de descarga en vapor de sodio, y tanto una como otra, pueden ser de baja o alta presión. Un ejemplo de las primeras son los tubos  fluorescentes (baja presión).
Los tubos fluorescentes contienen unas sustancias químicas que  emiten luz visible al recibir una radiación ultravioleta. Se las suele llamar fósforos, pero no significa que la sustancia empleada sea este elemento.  El tubo contiene además una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte, habitualmente argón o neón, a una presión más baja que la presión atmosférica. En cada extremo del tubo se encuentra un filamento hecho de tungsteno o wolframio, que al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los gases. Sus ventajas e inconvenientes son:

Ventajas

  • Buena eficacia luminosa y larga duración
  • Bajo coste de adquisición
  • Variedad de apariencia de color
  • Distribución luminosa adecuada para su uso en interiores
  • Posibilidad de buena reproducción de colores
  • Mínima emisión de calor

Inconvenientes

  • Dificultad de control de colores en las reposiciones
  • Si no se usan equipos electrónicos puede dar problemas, retardo de estabilización, etc
  • Dificultad de lograr contrastes e iluminación de acentuación
  • Contiene  residuos peligrosos de vapor de mercurio, que es tóxico por inhalación
  • Acortamiento de vida por mínimo de encendidos

Uso recomendado

  • Alumbrado interior
  • Con equipos electrónicos:
    – Bajo consumo
    – Aumenta la duración

lamparas fluorescentes

Led

Un led (del acrónimo inglés LED, light-emitting diode: ‘diodo emisor de luz’; el plural aceptado por la RAE es ledes ) es  un diodo que emite luz.  Un diodo  es un  componente electrónico que permiten el paso de la corriente en un solo sentido, en sentido contrario no deja pasar la corriente y es similar a tener un interruptor abierto. Una lámpara de led  es una lámpara de estado sólido que usa ledes como fuente luminosa. Debido a que la luz que emite  un solo  led no es muy intensa, para alcanzar la intensidad luminosa similar a las otras lámparas existentes como las incandescentes o las fluorescentes,  las lámparas LED están compuestas por agrupaciones mayores o menores  de ledes, según la intensidad luminosa que se quiera. Por lo tanto,  las bombillas se diferencian, entre otras cosas, en la cantidad de ledes que contienen y en el material activo que tengan los ledes. Estas agrupaciones varían desde 3 hasta 20. Que un LED emita más luz depende de la cantidad de material activo (material que convierte la electricidad en fotones) que se haya utilizado. Según tenga más o menos, el precio del LED se encarece y por tanto el de la bombilla.

lamparas ledp

Su funcionamiento está basado en el efecto fotoeléctrico, es decir, algunos materiales emiten electrones  al ser sometidos  a una  luz de determinada frecuencia. O lo que es lo mismo, la luz producida mediante el efecto fotoeléctrico es de un solo color o frecuencia determinada,  que  depende del tipo de material. Los diodos emisores de luz (LED) son semiconductores. Cuando los electrones pasan a través de este tipo de semiconductor, se convierte en luz.

Los LED tienen una estructura con los siguientes  componentes básicos:
a) El material emisor semiconductor, que montado sobre un chip-reflector determina el color de la luz.
b) El  cátodo, el ánodo, y el cable conductor por el que se juntan los dos polos.
c) La lente que protege al material emisor del LED.

como-es-un-diodo-led  Esquema-LEDp

Al pasar la electricidad a través de uno de esos diodos, los átomos se excitan, desprenden gran cantidad de energía  y son capaces de emitir electrones.  Al hacerlo, los electrones llegan hasta el chip-reflector, momento en el que se produce la luz.

Ventajas:

  • Excelente eficacia luminosa
  • Ahorro energético y monetario a largo plazo
  • Dan luz de manera instantánea
  • Buena reproducción cromática
  • Pequeñas dimensiones
  • Larga vida. Vida media: 50.000 horas
  • Bajo consumo
  • Alta resistencia contra golpes
  • Alta eficacia en colores
  • Luz direccionable

Inconvenientes

  • Sensibilidad contra subidas de tensión
  • Sensibilidad a calentamientos
  • Dificultad a la hora de reciclarlos ya que algunos de sus componentes son tóxicos

La siguiente tabla muestra una equivalencia entre otro tipo de bombillas y las ledes:

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Lectura: Lámparas de bajo consumo

La primera lámpara de incandescencia fabricada industrialmente por Edison, en 1881, se componía de un hilo de carbón dentro de una ampolla de vidrio. La iluminación constituye el 15% de la energía eléctrica transformada en el hogar. El mercado ofrece varios tipos de lámparas para la iluminación.
Las bombillas incandescentes son las más conocidas y usadas. Emiten luz cuando un filamento de wolframio se calienta al paso de la corriente eléctrica casi a 2000ºC  y se vuelve incandescente. El filamento se encuentra en el interior de una ampolla de vidrio rellena con un gas inerte. Sus ventajas son : se encienden instantáneamente, reproducen muy bien los colores y son de bajo precio. Sus desventajas:  tienen un rendimiento muy pequeño y son poco efiecientes, emiten mucho calor, y su vida es corta. Ya no se  podrán comercializar en Europa a partir de 2015.
Las lámparas halógenas son lámparas de incandescencia con un filamento de wolframio  que se calienta a mayor temperatura que las anteriores. Contienen en su interior un gas halógeno que hace que su filamento tarde más en deteriorarse. Entre sus ventajas: son de pequeño tamaño, alta capacidad de iluminación y un relativo bajo consumo. Desventajas: son más caras  que las anteriores pero duran más que las tradicionales de incandescencia.
Los tubos fluorescentes contienen vapor de mercurio a baja presión y su interior está pintado con una sustancia fluorescente. Los electrones que parten desde los extremos del tubo chocan contra los átomos de mercurio y emiten luz ultravioleta. Esta radiación es absorbida por la pintura interior del tubo para emitir luz visible. Tienen un bajo consumo de electricidad, no se encienden instantáneamente, y se deterioran en cada encendido y apagado. Su duración media es de  unas 8000 horas.
Las lámparas fluorescentes compactas o de bajo consumo son similares a los tubos fluorescentes, pero de tamaño parecido  a una lámpara clásica. Duran más y transforman menos energía eléctrica que una lámpara convencional, por lo que tienen muy bajo consumo. Consumen mucha energía al encenderse y se deterioran en cada encendido y apagado.   Su duración media es de 8000 horas. Son caras pero son rentables.
Las lámparas LED están en fase de desarrollo y sustituirán  a las lámparas anteriores ya que, aunque sean más caras, su duración es mayor y sobre todo son muchísimo más eficientes que las demás. Tienen una vida media aproximada de 50.000 horas. No resultan contaminantes en su destrucción como otras. No queman al tocarlas. Consumen casi un 80% menos que las bombillas tradicionales.

Tras la lectura del texto, responde a las siguientes cuestiones:

  1. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas: a) Las lámparas halógenas son lámparas de incandescencia. B) Las lámparas de incandescencia  se dejaran de comercializar. C) Las lámparas de bajo consumo son idénticas a los tubos fluorescentes. D) Las lámparas más eficientes son las lámparas halógenas.
  2. El funcionamiento de las lámparas de incandescencia se basa en el efecto Joule. Explica en qué consiste el citado efecto.
  3. ¿Qué es la contaminación lumínica producida por la iluminación de las ciudades? ¿Qué trastornos ocasiona?
  4. Un aula se ilumina con 24 tubos fluorescentes de 36W de potencia cada uno. Calcula el despilfarro que supone dejárselos encendidos durante  2 días, 48 horas, al precio de 0,12 euros cada KW-h
  5. Una lámpara de bajo consumo de 12W de potencia equivale a una lámpara de incandescencia de 60W. La primera tiene una duración media de 8000 horas y la segunda de 1000 horas. La lámpara de incandescencia cuesta 0,8 euros y la de bajo consumo 7 euros. Si la energía eléctrica tiene un precio de 0,12 euros cada KW-h, calcula el gasto con los dos tipos de iluminación al cabo de la vida de  la lámpara de bajo consumo.
  6. ¿Por qué se dice que lámparas fluorescentes compactas o de bajo consumo son rentables?
  7. ¿Por qué se dice que las lámparas LED no son contaminantes en su destrucción como otras?

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