Lampi cu incandescenta

Lampi cu incandescenta

a. Lampi cu incandescenta de uz general - LIG

Constructie si principiu de functionare. Lampa (fig. 2.2-4) este alcatuita din filamentul de wolfram spiralat, suporturile de alimentare si fixare a filamentului, balonul de sticla, gazul de umplere si soclul. Filamentul incalzit electric la o temperatura suficient de mare (2800 3000 K) emite o radiatie cuprinsa partial in domeniul vizibil al spectrului. Cu cat mai ridicata este temperatura filamentului, cu atat mai mare este atat procentul de radiatie vizibila cat si eficacitatea luminoasa a lampii. Particulele de wolfram ce se evapora de pe filament in timpul functionarii se depun pe balonul de sticla. Durata de viata este determinata de ruperea filamentului, subtierea acestuia si innegrirea balonului de sticla conducand la scaderea fluxului luminos emis. Evaporarea filamentului este redusa prin umplerea balonului de sticla cu un gaz inert sau amestec de gaze (uzual, argon si azot). Balonul de sticla poate fi clar, mat, opal, colorat sau oglindat. Soclul este de tip filet sau baioneta. In unele aplicatii restranse se folosesc lampi cu incandescenta tubulare de forma liniara, cu filament axial si alimentare la unul sau ambele capete ale tubului.

Caracteristici de functionare. Lampile cu incandescenta de uz general - LIG au: - puterea nominala intre 15 2000 W, majoritatea fiind intre 25 200 W; - eficacitatea luminoasa intre 8 20 lm/W, maximul teoretic de 53 lm/W obtinandu-se la temperatura de topire a wolframului de 3655 K (eficacitatea luminoasa creste cu puterea lampii: 15 W - 8 lm/W; 100 W - 14 lm/W; 2000 W - 20 lm/W); - durata de viata de 1000 ore, cu o depreciere a fluxului luminos de circa 20%; - luminanta mare, de ordinul a (200 1200) 10⁴ nt, reducerea ei fiind posibila prin utilizarea baloanelor mate sau opale. Temperatura de culoare scazuta de circa 2800 K si radiatia ce acopera intregul spectru vizibil confera acestei lampi o excelenta culoare aparenta si o foarte buna redare a culorilor (avand R_a = 100). Aprinderi si stingeri repetate la scurte intervale de timp nu afecteaza durata de viata a lampii. Reglajul (diminuarea) fluxului luminos este posibil fara restrictii, insa trebuie avut in vedere ca o lampa alimentata cu tensiune scazuta va avea si o temperatura a filamentului mai scazuta (ceea ce este echivalent cu o temperatura de culoare si o eficacitate reduse, dar o durata de viata marita). Variatia tensiunii de alimentare influenteaza puternic caracteristicile lampii - figura 2.2-5. In reteaua de joasa tensiune de alimentare a lampilor electrice fiind admisa o variatie a tensiunii de alimentare de +/- (3 5)%, se observa ca marirea tensiunii cu 5% conduce la scaderea duratei de viata cu 50%. Functionarea lampii nu este afectata de temperatura mediului ambiant. Bilantul energetic al unei lampi de 100 W este prezentat in figura 2.2-6. In tabelul 2.2-3 sunt date unele caracteristici ale LIG.

Alimentare. Se conecteaza direct la retea, fara aparataj special.

Utilizare. Avantajele LIG (constructie simpla si pret de cost scazut, puteri mari la gabarite reduse, lipsa unui aparataj suplimentar) ii asigura o larga raspandire si aplicabilitate in locuinte, iluminat local, incaperi cu rol de divertisment, incaperi auxiliare, iluminat de siguranta. In ultimul timp este insa puternic concurata de lampa fluorescenta compacta - LFC, realizata tocmai ca o alternativa economica in utilizari generale.

b. Lampi cu incandescenta cu halogeni - LIH

Constructie si principiu de functionare. Introducerea unui halogen (iod, clor sau brom) in interiorul balonului de sticla al unei lampi cu incandescenta normale mareste eficacitatea luminoasa si reduce spectaculos deprecierea fluxului luminos al acesteia. Principiul de functionare descoperit in 1958 se bazeaza pe ciclul regenerator al halogenului. Wolframul evaporat se combina cu halogenul si formeaza halogenura de wolfram, la o temperatura sub 2000 K. Halogenura este volatila si nu adera pe balonul de sticla, daca temperatura balonului este destul de ridicata (peste 500 K) pentru a nu se condensa. In apropierea filamentului, la temperatura peste 2800 K, halogenura de wolfram se descompune in wolfram si halogen; wolframul se depune pe filament iar halogenul isi continua rolul in functionarea ciclului. Temperatura ridicata necesara balonului determina dimensiuni mai reduse ale acestuia, comparativ cu o lampa cu incandescenta normala de aceeasi putere si impune utilizarea sticlei de cuart in locul sticlei obisnuite. Forma balonului de sticla este cel mai adesea tubulara, cu filamentul pozitionat axial si alimentare la unul sau ambele capete ale tubului. Lampa tubulara se foloseste numai in pozitie orizontala. Pentru evitarea atingerii cu mana a sticlei de cuart (fapt ce conduce in timp la distrugerea lampii datorita actiunii grasimii de pe pielea mainii asupra structurii cristaline a cuartului), unele tipuri constructive de lampi au un balon suplimentar de protectie din sticla obisnuita sau lampa este introdusa intr-un reflector din aluminiu sau de tip dicroic, prevazut eventual cu geam de protectie - figura 2.2-7.

Caracteristici de functionare. Avantajele LIH fata de LIG constau in: - eficacitatea luminoasa mai mare cu circa 10%; - durata de viata dubla, de 2000 ore, deprecierea fluxului luminos redusa la circa 4%; - temperatura de culoare mai ridicata, intre 2800 3200 K, lumina emisa fiind mai 'alba'. Reglajul (diminuarea) fluxului luminos emis este posibil pana la un anumit punct, datorita faptului ca temperatura lampii scade si astfel este stopata functionarea ciclului regenerator. Sub acest punct, LIH se comporta ca o lampa cu incandescenta normala, balonul de sticla se innegreste rapid iar halogenul ataca chimic filamentul de wolfram. De aceea nu se recomanda functionarea timp indelungat a LIH avand fluxul luminos diminuat.

Alimentare. Se executa in doua variante principale, pentru alimentare directa la retea la tensiunea de 220 V (cu puteri intre 60 2000 W) sau prin transformator de tensiune redusa la 6, 12 sau 24 V (cu puteri intre 10 250 W).

Utilizare. Avantajele LIH (constructie compacta, dimensiuni reduse si un sistem optic perfect controlabil) ii asigura multiple aplicatii in sistemele de iluminat tip spot (expozitii, vitrine, incaperi comerciale, iluminat decorativ, iluminatul local), in proiectoare pentru iluminatul terenurilor sportive sau in iluminatul artistic (studiouri de filmare, televiziune, sali de spectacole).