Lampi cu incandescenta

Lampi cu incandescenta

1. Lampi cu incandescenta normale

Lampile cu incandescenta sunt surse termice de lumina. Un fir metalic plasat in interiorul unui balon din sticla este adus la incandescenta prin efect Joule, la trecerea unui curent electric (fig. 2.10).

In functie de temperatura sa, filamentul emite un anumit spectru de radiatii electromagnetice (fig. 2.11).

Ca sursa de lumina este utilizat in prezent filamentul din wolfram (punct de topire circa 3400 C).

Lampile cu incandescenta cu puteri nominale de 15 40 W sunt realizat in mod obisnuit cu vid in interiorul balonului din sticla, iar lampile cu puteri nominale peste 60 W sunt realizate, de obicei, cu un gaz inert in interiorul balonului.

Cea mai mare parte a radiatiilor emise, pentru temperaturile uzuale de 2200 2500 C corespund domeniului radiatiilor termice, astfel incat lampa cu incandescenta este, in primul rand, un element incalzitor, cu o pondere redusa ca sursa de lumina. Ar fi fost avantajos daca elementul incalzit ar fi ajuns la circa 5000 C, ceea ce ar fi condus la o eficienta luminoasa de circa 95 lm/W. In prezent nu sunt materiale care ar putea lucra la aceste temperaturi.

Cele mai importante avantaje ale acestor lampi sunt urmatoarele:

dimensiuni reduse;

o foarte buna redare a culorilor;

o mare varietate de puteri nominale si forme;

aparitia imediata a luminii dupa conectare in circuitul electric;

cost redus la achizitie;

posibilitate de reglare continua a fluxului luminos;

receptor liniar (nu rezulta armonici de curent electric);

nu determina defazare intre curentul absorbit si tensiunea de alimentare (nu necesita putere reactiva).

Principalele dezavantaje ale lampii cu incandescenta sunt:

eficienta luminoasa foarte redusa (8 20 lm/W);

durata de utilizare redusa (1 000 ore);

solicitare termica ridicata (temperatura balonului din sticla poate atinge 150 C);

luminanta are valori deosebit de ridicate (200 1200 cd/cm²) ceea ce conduce la pericol de orbire;

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

curentul electric I₀ in momentul conectarii lampii (in starea rece a filamentului) este foarte diferit de curentul I_r de functionare normala (I₀/I_r 8), ceea ce determina o puternica solicitare a lampii si a circuitului de alimentare (raportul intre rezistenta electrica a lampii in stare rece si in functionare este aproximativ 14);

datorita vaporizarii wolframului, pe partea interioara a balonului din sticla, se depune un strat netransparent; caracteristicile fotometrice ale lampii cu incandescenta, pe durata functionarii, devin din ce in ce mai reduse (inegrirea balonului datorita depunerii vaporilor de wolfram); dupa 1000 ore de functionare, lampa prezinta un flux luminos care nu depaseste 80% din valoarea initiala;

prezinta o sensibilitate ridicata la variatii de tensiune; o influenta deosebita o are nivelul de tensiune U asupra duratei de viata D

,(2.25)

in care D_r = 1000 ore este durata normata, iar U_r = 230 V tensiunea normata.

Din relatia (2.25) rezulta ca la o supratensiune de 105% durata de viata se reduce la 50% , iar la o reducere a tensiunii cu 5% fluxul luminos scade cu 17%.

Nivelul tensiunii la bornele lampii are o influenta ridicata asupra caracteristicilor fotometrice si electrice ale lampii (fig. 2.12).

In afara lampilor de utilizare generala exista o mare varietate de lampi cu utilizari speciale: lampi pentru faruri auto, lampi pentru proiectoare, lampi lumina zilei cu balon albastru etc.

In fig. 2.13 este prezentat bilantul energetic al unei lampi incandescente normale.

2. Lampi cu incandescenta cu halogeni

Aceste lampi au principalul avantaj ca pe intreaga durata de viata emit un flux luminos constant. Lampa (fig. 2.13) consta dintr-un balon din cuart, de forma cilindrica, avand plasat un filament liniar pe axa cilindrului. Balonul din cuart este umplut cu argon si o parte bine determinata de vapori de iod. Pe durata functionarii, wolframul vaporizeaza si o parte ajunge pe suprafata interioara a balonului. La temperatura relativ redusa a balonului are loc reactia wolframului cu vaporii de iod si rezulta o iodura gazoasa de wolfram. In apropierea filamentului, datorita temperaturii ridicate din zona, iodura se descompune si are loc depunerea wolframului pe filament.

Pe durata functionarii are loc un echilibru intre procesul de vaporizare si de depunere a wolframului. Se poate considera ca rezulta un proces regenerativ.

In cazul lampilor cu incandescenta cu halogeni nu apare inegrirea balonului din cuart. Pentru a se realiza reactia chimica dintre wolfram si vaporii de iod trebuie ca temperatura balonului sa fie de circa 600 C. Din acest motiv poate fi folosit numai cuartul.

Lampa cu incandescenta cu halogeni trebuie sa aiba dimensiuni reduse si o forma simetrica axiala pentru a se obtine un proces regenerativ al iodului.

Deoarece costurile sunt relativ ridicate, aceasta lampa este utilizata pentru scopuri speciale: echiparea farurilor automobilelor (lampi auto), lampi fotografice sau pentru proiectie film, iluminatul salilor de sport, a teatrelor, studiourilor etc.

Lampile cu incandescenta cu halogeni au urmatoarele caracteristci principale:

eficienta energetica  20 25 lm/W;

durata de viata2000 ore;

posibilitatea de reglare continua a fluxului luminos.