Lampă de descărcare
Lampa cu descărcare este un tip de bec bazat pe emisia de lumină prin luminescență de către un gaz ionizat . Ionizarea gazului se obține prin intermediul unei diferențe de potențial, ceea ce face ca electronii liberi și ionii pozitivi să migreze către diferitele capete ale lămpii (unde sunt prezenți electrozii). [1] Lampa cu descărcare este un tip de lampă cu arc .
Introducere
Se compune dintr-o fiolă și / sau un tub de sticlă sau cuarț care conține un gaz inert, amestecat cu o sare și cel puțin doi electrozi între care are loc ionizarea componentului gazos, care eliberează fotoni . Pot exista electrozi suplimentari pentru amorsare. De obicei lămpile de joasă presiune sunt sub formă de tub U drept sau curbat, în timp ce lămpile de înaltă presiune sunt constituite dintr-o mică fiolă de cuarț (potrivită pentru a rezista la temperaturi mai ridicate). Lampa poate fi conținută într-o carcasă de sticlă cu funcția de a proteja razele ultraviolete , de a adăposti orice elemente accesorii și de a proteja tubul. O atenție deosebită trebuie acordată faptului că amprentele digitale pot deteriora becul de cuarț al lămpii, mai ales când este fierbinte, deoarece depunerile de grăsime prezente pe degete, lăsate pe bec după ce a fost atinsă cu mâinile goale, se pot carboniza o dată că lampa a fost aprinsă, făcând becul mai fragil acolo unde a fost atins, ceea ce poate duce la ruperea acesteia. Deoarece uleiul pentru piele poate atrage căldura și poate provoca un punct slab pe bec, este recomandat să nu atingeți stratul de cuarț al lămpii cu mâinile goale, ci să folosiți o cârpă curată sau să țineți lampa de baza (din porțelan). Dacă becul este atins cu degetele, acesta trebuie curățat cu o cârpă îmbibată în alcool și uscată.
Emisia de lumină este monocromatică sau limitată la liniile de emisie spectrale ale gazului conținut, dacă aceasta este la presiune scăzută. Gazul poate fi, de asemenea, vaporii unui element solid sau lichid, de exemplu mercur sau sodiu . Cu toate acestea, în acest caz, lampa nu este eficientă imediat, deoarece este necesar ca materialul să se evapore sau să fie sublim datorită căldurii produse de descărcarea în gazul accesoriu. Poate dura câteva minute până când lampa începe să producă lumină acceptabilă și în multe cazuri aceasta este o limitare.
Puterea și aprinderea
Caracteristica tensiunii / curentului unei lămpi de descărcare are un prag de tensiune constantă în corespondență cu o intensitate caracteristică a curentului în funcție de gaz, temperatură și condițiile de funcționare, rezultă că alimentarea cu energie trebuie să aibă loc în curent constant, pentru a obține acestea sunt plasate în serie cu tubul inductoarelor sau mai rar al condensatoarelor sau rezistențelor.
Tensiunea de rețea nu este suficientă pentru a declanșa descărcarea, deci este necesar să se furnizeze circuite adecvate pentru a provoca o primă ionizare a gazului. Acest lucru poate fi realizat provocând o creștere momentană a tensiunii de alimentare prin intermediul transformatoarelor și a starterelor sau prin aplicarea unui impuls de înaltă tensiune (mii de volți ) la un electrod plasat pe suprafața exterioară a tubului: câmpul electric generat este suficient pentru a începe ionizarea. În alte tuburi există un electrod de aprindere plasat la o distanță foarte mică de unul dintre cei doi electrozi obișnuiți: acest electrod este alimentat pe scurt cu tensiunea normală de rețea care, dată fiind distanța redusă, este acum suficientă pentru a lovi un arc mic; încălzirea și emisia de ioni și radiații determină aprinderea gazului rămas.
O altă metodă de iluminare a lămpii este de a o supune unui câmp electromagnetic de înaltă frecvență, de la zeci de kiloherți la mulți megaherți. Există, de asemenea, lămpi de inducție în care nu există conexiuni electrice între interiorul și exteriorul tubului, iar gazul este ionizat de o radiație electromagnetică indusă din exterior: acest fenomen poate fi observat și cu lămpile fluorescente normale care, dacă sunt apropiate de puternice sursele de câmpuri electromagnetice, cum ar fi antena unui puternic emițător radio , emit lumină.
Odată ce descărcarea este declanșată cu una dintre metodele descrise, această avalanșă se propagă la tot gazul, care rămâne ionizat la nesfârșit. În condiții de echilibru, tensiunea la capetele tubului este menținută la valori mai mici decât tensiunea de rețea și nu mai este necesară intervenția circuitelor de aprindere.
Alimentare electromagnetică
Alimentarea tradițională constă dintr-un inductor (sau reactor) și un dispozitiv de declanșare ( starter ). Utilizarea unui inductor vă permite să implementați două funcții importante:
- în timpul fazei de aprindere, în combinație cu demarorul, permite obținerea unei supratensiuni care declanșează descărcarea în gaz;
- în starea de echilibru acționează ca un limitator de curent, deoarece atunci când descărcarea este declanșată, tubul devine o cale cu o impedanță foarte mică.
Deoarece balastul este înfășurat pe un miez de material feromagnetic (laminat pentru a limita dispersia energiei datorită încălzirii din curenții turbionari ), în timpul funcționării regulate se generează vibrații la frecvența rețelei (50 Hz în Italia) care provoacă zumzetul caracteristic al lămpi fluorescente.
Tensiunea de rețea de 230 volți nu este suficientă pentru a declanșa descărcarea la rece, prin urmare sunt necesare circuite auxiliare pentru a interveni la aprindere. În acest scop, electrozii tuburilor constau adesea dintr-un filament ale cărui capete sunt conectate la contacte electrice externe. Un dispozitiv, starterul , alimentează filamentele cu tensiunea de rețea pentru o perioadă scurtă de timp, provocându-le încălzirea și, prin urmare, favorizând aprinderea descărcării. Filamentele incandescente emit de fapt electroni care încep ionizarea gazului. Demarorul este în esență un întrerupător, închis într-un bec mic care conține gaze rarefiate, în care contactul în mișcare este format dintr-o folie bimetalică care se deformează atunci când este încălzită. Secvența de pornire a tubului este următoarea:
- inițial starterul este rece, contactul său intern este deschis și potențialul rețelei este aplicat în întregime la capetele sale: aceasta determină ionizarea gazului pe care îl conține;
- ionizarea gazului în interiorul starterului permite circulația unui curent care încălzește filamentele lămpii, plasat în serie, dar provoacă și încălzirea foliei bimetalice care se flexează și, după aproximativ 1 secundă, închide contactul;
- închiderea contactului determină circulația unui curent mai mare în filamente, care se încălzesc în continuare și emit „nori de electroni” în tub;
- în timpul închiderii contactului, gazul din starter nu mai este ionizat, folia bimetalică se răcește și după aproximativ 1 secundă contactul se redeschide;
- deschiderea circuitului cauzată de starter determină, din cauza autoinducției pe reactor, o supratensiune la capetele lămpii care provoacă aprindere;
- odată ce a avut loc aprinderea, impedanța lămpii scade drastic și tensiunea de la starter, conectată în serie, devine aproximativ jumătate din cea de la rețea, valoare care nu mai este suficientă pentru ionizarea gazului din interior; în absența ionizării nu circulă curent în folia bimetalică, care rămâne rece și, prin urmare, contactul starterului rămâne deschis.
Dacă aprinderea nu reușește, aprindătorul repetă procedura descrisă mai sus
O abordare alternativă este alimentarea tubului cu o tensiune ridicată de mii de volți dintr-un transformator. Este eliminată necesitatea încălzirii filamentelor și pot fi alimentate tuburi foarte lungi.
Fiecare sursă de alimentare produce un curent de descărcare, care este dispersat prin conductorul de împământare. Standardul limitează acest curent la maximum 0,5 mA per corp de iluminat, dar atunci când controlați multe lămpi fluorescente, acest lucru trebuie luat în considerare la dimensionarea protecției diferențiale .
Funcționarea inductivă a balasturilor electromagnetice implică un factor de putere scăzut, care atinge adesea valori cuprinse între 0,3 și 0,6. Prin urmare, este necesar să instalați un condensator de corecție a factorului de putere pentru a readuce factorul de putere la 0,9.
Balast electronic auto-oscilant
Balastul electronic auto-oscilant simplifică foarte mult gestionarea lămpilor fluorescente în comparație cu un balast electromagnetic. Datorită tensiunii de aprindere interne, utilizarea starterului devine inutilă, în plus, nu este necesară corectarea factorului de putere, deoarece factorul de putere este deja mai mare de 0,95.
Corpurile de iluminat echipate cu un balast electronic permit o funcționare mai economică, deoarece necesită un consum mult mai redus de energie al sistemului în comparație cu aplicațiile tradiționale cu balasturi inductive cu aceeași iluminare. De exemplu, o lampă de la 18 W cu sursă de alimentare feromagnetică de clasă C necesită o putere de aproximativ 28 W, în timp ce cu sursă de alimentare electronică 19-20 W: economiile sunt evidente. Cu toate acestea, trebuie acordată o atenție deosebită dimensiunii comutatorului de protecție automată: de fapt, într-un circuit format dintr-un balast / starter inductiv, lămpile se aprind în momente diferite; dimpotrivă, într-una cu balast electronic toate lămpile fluorescente sunt introduse în același timp. Condensatoarele anti-blocare conținute în sursa de alimentare generează un impuls de curent mare care, chiar dacă are o durată extrem de scurtă, poate declanșa întrerupătorul. Unii producători de surse de alimentare furnizează numărul maxim de surse de alimentare care pot fi conectate în funcție de tipul de întrerupător de protecție utilizat.
Lămpile fluorescente compacte cu economie de energie sunt, de asemenea, foarte populare, constând dintr-un tub fluorescent cu diametru mic combinat cu un circuit electronic de alimentare. Întregul este montat pe o priză cu șurub similară cu cea a becurilor normale, în care pot fi montate.
Balast electronic cu componente integrate
Această sursă de alimentare utilizează circuite integrate (inclusiv un oscilator programabil) pentru a controla lampa. Pe baza faptului că o lampă fluorescentă necesită o tensiune alternativă cu un ciclu de funcționare de 50%, iar circuitul driverului este un circuit rezonant (L, C), este simplu să generezi o formă de undă pătrată la intrarea acestui circuit. Circuitul rezonant îl transformă într-o undă sinusoidală. Deoarece un circuit format dintr-un L și un C are un vârf de rezonanță la o frecvență bine definită, este clar că prin variația frecvenței formei de undă pătrată creată, este posibil să vă apropiați de vârful de rezonanță și să conduceți lampa cu o tensiune asta este întotdeauna cel mai înalt. În plus, lucrând la frecvențe înalte, este posibil să lase un curent să curgă în catodii lămpii suficient de scăzut pentru a nu aprinde lampa, dar suficient pentru a încălzi filamentele și pentru a preveni deteriorarea acestora atunci când este aprinsă, crescând astfel durata de viață a lămpii. .
Așa funcționează, pe scurt, o lampă cu circuit electronic de control. Inițial lampa este alimentată cu o formă de undă sinusoidală (datorită circuitului rezonant care primește o undă pătrată de intrare) la frecvență înaltă (de exemplu 70 kHz ) și un curent mic încălzește filamentele timp de aproximativ 1 secundă. Apoi, frecvența este redusă (35 kHz) într-un timp egal cu câteva zeci de milisecunde până când se apropie foarte mult de vârful de rezonanță, unde tensiunea ajunge la câțiva kV . Descărcarea din gazul prezent în lampă face ca aceasta să se aprindă, curba de rezonanță se schimbă, deoarece lampa aprinsă constituie o sarcină diferită și tensiunea se stabilizează în jur de 100 V. În acest moment, intensitatea luminii poate fi ușor variată prin creșterea frecvenței controlează forma de undă. În general, toate acestea se realizează cu un circuit integrat care poate fi ușor ascuns în baza lămpilor compacte, așa-numitele CFL.
Cele mai frecvente tipuri
Fenomenul emisiei de lumină prin descărcare electrică a fost studiat încă din a doua jumătate a secolului al XIX-lea de oameni de știință precum Charles Wheatstone și Jean Foucault . Descărcarea a fost obținută prin adunarea a două elemente metalice sau tije de grafit în aerul atmosferic. Acest tip de lampă a fost folosit de ceva timp înainte de invenția becului incandescent și, de asemenea, ulterior, unde au fost necesare fluxuri luminoase ridicate. Principalele dezavantaje ale acestei tehnici sunt: consumul rapid al electrozilor, necesitatea de a regla continuu distanța (atât pentru aprindere, cât și pentru deteriorare), instabilitatea luminii produse și intensitatea excesivă a acesteia pentru utilizări comune. Primele probleme au fost parțial rezolvate cu utilizarea mecanismelor de ceasornic care aduceau progresiv electrozii mai aproape.
Studiile și îmbunătățirile ulterioare au creat o varietate de lămpi în care descărcarea are loc printr-un gaz la o presiune mai mică decât atmosferică. Principalele utilizate în prezent sunt:
Sodiu de joasă presiune (SOX)
Principiul de funcționare se bazează pe o descărcare electrică într-un mediu gazos compus din Ar + Ne + Na. În timpul aprinderii la rece, sodiul este depus în jurul bulbului interior și descărcarea are loc într-un amestec Penning format din Argon și Neon. Descărcarea din acest amestec provoacă încălzirea bruscă a lămpii, până când aceasta atinge temperatura de topire a sodiului. În acel moment, sodiul se vaporizează și este ionizat prin descărcare, preluând astfel emisia caracteristică galbenă monocromatică de sodiu.
Emisia este în lumină galbenă monocromatică la lungimea de undă caracteristică a emisiilor de sodiu de 589 nm . Se folosește la iluminatul rutier la intersecțiile supuse la ceață . Datorită emisiei monocromatice într-o lungime de undă optimă pentru ochiul uman, are o eficiență luminoasă foarte mare. La fel ca o lampă obișnuită cu vapori de mercur de joasă presiune, aceasta nu are nevoie de un ciclu de răcire în caz de pană de curent, dar, spre deosebire de aceasta, necesită un timp de încălzire foarte lung (aproximativ 6-10 minute). lumina caracteristică roșu / roz a neonului din interior.
Sodiu de înaltă presiune (SON)
Prin creșterea presiunii, vaporii de sodiu se îndepărtează de starea ideală a gazului și spectrul său de emisie se lărgește în comparație cu linia spectrală monocromatică tipică. Lumina produsă de aceste lămpi este albă, tendind la galben ( 2 000 –2 500 K ), o caracteristică care le face potrivite pentru aplicații în care redarea culorilor este binevenită, dar nu esențială (de exemplu, iluminatul stradal). Eficiența luminoasă este ridicată (până la 150 de lumeni / wați în cele mai recente versiuni Super best performance) și durata de viață este mare (peste 16.000 de ore), totuși arderea poate ajunge la multe zeci de mii de ore. Expedienții constructivi particulari se confruntă cu agresivitatea chimică a sodiului.
În cazul unei întreruperi a curentului (sau a unei agitații violente care îl determină să se oprească), cu excepția unor balasturi speciale capabile să genereze tensiuni de 30-70 kV, lampa are nevoie de un ciclu de răcire de 3-5 minute. La sfârșitul vieții lor, din cauza epuizării sodiului din tub, care odată vaporizat susține arcul electric, aceste lămpi devin instabile în timpul funcționării, dat fiind că, după epuizarea sodiului, arcul electric este susținut doar de gazul declanșator (Xenon) care, din cauza creșterii temperaturii și a creșterii consecutive a rezistenței acestuia, după unul sau două minute nu mai este capabil să susțină arcul și lampa se stinge. Odată ce tubul de descărcare s-a răcit, dispozitivul de aprindere este capabil să declanșeze din nou descărcarea și lampa se aprinde, apoi temperatura crește, apoi se oprește și așa mai departe: aceasta este cauza aprinderii bruște și a opririi lămpile de sodiu, numite „ciclism” în engleză, adesea observate la lămpile de stradă care persistă până când, din cauza epuizării totale a gazului de aprindere, nu mai sunt capabile să se reînnoiască. Acest proces înainte de epuizarea totală poate, dacă lampa nu este înlocuită, să dureze mulți ani și, în unele lămpi, implică și schimbarea culorii de la doar aprins, care devine alb sau alb-albăstrui (culoarea gazului de aprindere care este îmbunătățită de absența sodiului), apoi schimbându-se în timpul fazei de aprindere (dacă este suficient de lungă, având în vedere că în timp devine din ce în ce mai scurtă până se oprește) la culoarea portocalie normală.
Mai mult, chiar înainte de începerea fazei de „ciclism”, un semn de avertizare a epuizării lămpii este schimbarea culorii luminii a cărei nuanță devine puțin mai roșiatică decât cea portocalie a noilor lămpi, din nou datorită epuizare.un pic de sodiu din tub.
Sodiu de înaltă presiune (SDW)
Funcționarea acestui tip de lampă este comparabilă cu cea a lămpilor SON, dar presiunea internă a gazului diferă: prin creșterea presiunii spectrul de emisii este îmbogățit cu linii spectrale, făcând această lampă o alternativă validă la lămpile obișnuite cu halogenuri metalice din medii unde trebuie evitat riscul de contaminare în urma unei explozii. Lumina produsă de aceste lămpi este albă în tendințe de galben (2000-2500 K), o caracteristică care le face potrivite pentru aplicații în care redarea culorilor este importantă (de exemplu, iluminarea în ghișeele de alimente). Presiunea relativ ridicată a vaporilor de sodiu este principala cauză a eficienței scăzute a acestui tip de lămpi (50 lm / W).
Halogenuri metalice (MH)
Introducerea iodurilor metalice ( iod , taliu , indiu , disproziu , holmiu , cesiu , tuliu ) în lămpi cu vapori de mercur sau sodiu la presiune ridicată îmbunătățește redarea culorii lămpilor de sodiu și le conferă o temperatură de culoare foarte ridicată . 4 000 - 5 600 K ).
Redarea culorilor le face deosebit de potrivite pentru iluminarea instalațiilor sportive sau a proiectoarelor video digitale, unde este necesară redarea înaltă a culorilor.
Datorită compactității lor, diferitelor forme, puteri și nuanțe disponibile, eficienței luminoase ridicate între 80 și 100 lumen / watt , randament ridicat al culorilor IRC 80-90 și până la 95 în nuanțele "D" (Daylight) cu gradare de 5600 de kelvin , cu o viață lungă (până la 12 000 de ore), au devenit acum una dintre cele mai populare lămpi. Sunt potrivite pentru iluminarea zonelor comerciale sau pietonale, a zonelor rezidențiale, a străzilor, a monumentelor, a suprafețelor mari în aer liber. Datorită evoluției continue, cele mai noi modele disponibile sunt foarte compacte și cu lumină foarte asemănătoare cu cea a lămpilor cu halogen (IRC 90 și 2500-3000 kelvin), sunt folosite și în spații interioare precum birouri, foyers hoteliere și restaurante.
În ceea ce privește poluarea luminoasă, acestea sunt mai slabe decât lămpile de sodiu de înaltă presiune datorită bogăției spectrului de emisii de lumină, dar din punct de vedere al confortului vizual și al plăcerii luminii emise, acestea sunt preferabile în toate acele aplicații în care este necesar să se ofere o iluminare de înaltă calitate. .
Lămpile cu halogenură metalică și vapori de sodiu necesită aprindere speciale care produc impulsuri de tensiune de aprindere între 0,75 și 5 kV pentru a fi aprinse la rece.
În funcție de modelul lămpii, poate dura de la 2 la 10 minute pentru a ajunge la fluxul luminos complet și, în cazul unei întreruperi a curentului, este adesea necesar să așteptați ciclul de răcire al lămpii (2-15 minute) pentru reaprindere. datorită tensiunii de aprindere ridicate care ar fi necesare pentru reaprindere la cald (25-60 kV) și a unor particularități fizice care, în cazul lămpilor care nu sunt proiectate pentru reaprindere la cald, ar face în curând becul inutilizabil.
Curentul de pornire al lămpii poate fi cu până la 90% mai mare decât valoarea normală, în plus, dacă aceste lămpi sunt alimentate cu balasturi electromagnetice, corectarea factorului de putere este necesară datorită factorului de putere destul de redus (de la 0,3 la 0, 7 conform modelul).
La sfârșitul vieții lor, ca și în cazul lămpilor cu sodiu, fenomenul „ciclismului” apare la lămpile cu halogenuri metalice, cauzate de epuizarea iodurilor, astfel încât lămpile continuă să se aprindă și să se stingă și pot rămâne în această fază chiar și de ani de zile, până când sunt complet epuizați.
Vapori de mercur de joasă presiune
Lumina emisă este ionizantă și dăunătoare pentru expunerea directă. Sunt folosite pentru sterilizarea mediilor și obiectelor. Dacă interiorul tubului este acoperit cu un material fluorescent capabil să absoarbă energia ultravioletă și să reemită în spectrul vizibil, se obține lampa fluorescentă . În caz de pană de curent, lampa nu are nevoie de un ciclu de răcire.
Vapori de mercur de înaltă presiune
Odată cu creșterea presiunii, emisia se schimbă la lumină albastră-albastră, făcând lampa utilizabilă pentru iluminare. Lumina tipic alb-albastru (3300-4200 K) este produsă de arcul de descărcare și corectată de fosforii (pe bază de vanadat de itriu) prezenți în finisajul pulbere al becului exterior, care îmbunătățesc spectrul în special în domeniul galben și roșu. La lămpile fără acoperire fluorescentă internă, având în vedere emisia redusă în lungimile de undă de portocaliu și roșu, nuanța este semnificativ mai rece.
Această lampă, datorită eficienței sale scăzute (<60 lumen / watt ) și a speranței de viață reduse (6-8000 ore cu 50% din fluxul luminos, totuși, oprirea totală datorată epuizării poate avea loc chiar și după câteva zeci de mii de ore ), este înlocuit treptat de dispozitive mai eficiente (sodiu, halogenuri metalice sau lămpi LED); datorită diferitelor caracteristici electrice, înlocuirea becului implică deseori și înlocuirea circuitului de alimentare cu energie (uneori este asigurată și înlocuirea completă a carcasei) chiar dacă nu este rară înlocuirea cu becuri mai eficiente concepute să funcționeze cu aceleași caracteristici ale lămpilor cu mercur (deși mai puțin eficiente decât omologii lor „obișnuiți”, există lămpi de înaltă presiune cu sodiu și halogenuri metalice cu aprindător intern concepute pentru a funcționa cu balasturi de lămpi cu mercur). În special, pentru a înlocui lămpile cu mercur cu puteri 80w, 125w, 250w și 400w, se utilizează lămpi de schimb de 68w, 110w, 210 / 220w, respectiv 350w.
Lămpile de schimb (de obicei sodiu) pentru lămpile cu mercur de înaltă presiune, așa cum am menționat deja, trebuie să fie echipate cu un dispozitiv de aprindere intern, deoarece dispozitivele construite pentru lămpile cu mercur nu îl au, de fapt lămpile cu mercur funcționează la tensiune în timp ce cele de schimb (indiferent dacă sunt halogenuri de sodiu sau metalice) necesită un vârf de tensiune pentru a declanșa descărcarea în gaz. Cu toate acestea, unele lămpi de înlocuire cu sodiu nu au aprindere internă, ci folosesc în schimb un amestec special Penning (în loc de Xenon) ca gaz de aprindere, format din Argon și Neon, care le permite să fie aprinse la tensiunea de rețea fără ajutorul vârfurilor de tensiune. .
În cazul scuturării violente a becului sau a unei întreruperi a curentului electric, la fel ca în cazul tuturor celorlalte lămpi cu descărcare de înaltă presiune, lămpile cu mercur de înaltă presiune necesită un interval de timp (de la 2 la 5 minute) pentru ca gazul intern să se stabilească. permite reaprinderea.
Prezența unui al treilea electrod în interiorul tubului permite pornirea becului fără a fi nevoie să folosiți aprindere. Acesta, flancat la unul dintre cei doi electrozi principali, este conectat printr-un rezistor la polul opus al electrodului din apropiere: acest lucru permite generarea unei descărcări slabe care, ionizând gazul, permite formarea unui arc electric între cei doi principali electrozi.
Ca și în cazul lămpilor cu sodiu și halogenuri metalice de înaltă presiune, chiar și în lămpile cu mercur de înaltă presiune există posibilitatea ca la sfârșitul vieții lor să se producă fenomenul „ciclismului”, adică aprinderea și oprirea continuă a lămpii , chiar dacă probabilitatea este mult mai mică decât celelalte două tipuri, de fapt aproape întotdeauna lămpile cu mercur de înaltă presiune la sfârșitul vieții lor pur și simplu se sting și nu se mai aprind niciodată. Când apare, „ciclul” în lămpile cu mercur de înaltă presiune este totuși diferit de lămpile de sodiu și halogenuri metalice: de fapt, spre deosebire de acestea din urmă, ciclurile de pornire și oprire pot dura chiar mai mult de o oră. Fiecare (o oră de oprire / o oră pe) împotriva celor câteva minute ale celorlalte două tipuri. În ceea ce privește acestea din urmă, faza de „ciclism” poate dura câțiva ani dacă lampa nu este înlocuită.
Având în vedere prezența ridicată a mercurului, la 13 februarie 2003 a intrat în vigoare Directiva comunitară 2002/95 / CE privind restricționarea utilizării anumitor substanțe periculoase în echipamentele electrice și electronice (așa-numita directivă RoHS ). Are ca efect interzicerea lămpilor cu mercur de înaltă presiune de pe teritoriul european. Vânzarea și instalarea acestor lămpi (către persoane fizice) au fost interzise de la 1 iulie 2006.
Vapori de mercur de înaltă presiune
Presiunea lămpilor de descărcare cu vapori de mercur de înaltă presiune (UHP) poate depăși 200 de atmosfere. Acestea sunt utilizate în principal pentru iluminarea sistemelor de proiecție datorită eficienței și compactității lor ridicate.
Cu lumină mixtă
Acestea sunt lămpi cu vapori de mercur de înaltă presiune în care reactorul de alimentare este înlocuit cu un filament de tungsten, care acționează ca un limitator de curent, plasat împreună cu tubul de descărcare în interiorul carcasei externe a lămpii. În timpul funcționării, filamentul de tungsten devine incandescent și emite lumină ca într-o lampă incandescentă , care amestecată cu cea produsă de mercur, odată ce acesta din urmă s-a evaporat, oferă un ton mai natural. Avantajele lămpilor mixte cu lumină comparativ cu lămpile standard cu mercur de înaltă presiune (cu balast extern) sunt ușurința instalării (de fapt, acestea pot funcționa în suporturi de uz casnic normale fără balasturi externe) și emisia instantanee de lumină (deoarece filamentul emite lumină imediat). Pe de altă parte, există o scădere semnificativă a eficienței energetice pentru a fi egală cu cea a unei lămpi incandescente comune (18-25 lumen / watt). În plus, au limitări serioase în ceea ce privește poziția de funcționare, deoarece filamentul de tungsten pe măsură ce îmbătrânește se întinde și poate atinge părțile interne sub tensiune. Durata de viață a acestor lămpi este de aproximativ 5000 de ore. Cea mai ieftină și mai simplă soluție pentru înlocuirea lor este utilizarea lămpilor cu halogen de putere egală sau mai mare și a unui variator de putere pentru utilizare la putere redusă (practică frecvent utilizată). NB: variatorul de putere scade temperatura de funcționare a filamentului, împiedicând ciclul halogen corect!
Spectre de emisie
Unele modele speciale de lămpi cu descărcare (becuri cu neon, becuri cu xenon, lasere cu heliu-neon și lămpi de laborator spectrale) nu utilizează aceeași tehnologie ca lămpile cu descărcare obișnuite, iată un tabel care evidențiază diferitele tipuri.
| Gaz | Culoare | Notă | Imagine |
|---|---|---|---|
| heliu | Alb spre portocaliu ; în anumite circumstanțe, poate fi gri, albastru sau verde-albastru. | Este folosit de artiști pentru lucrările lor. |  |
| Neon | Portocala rosie | Lumina puternică, este utilizată în lămpile cu neon . |  |
| Argon | Violetto-blu lavanda. | Viene spesso utilizzato insieme ai vapori di mercurio. |  |
| Kripton | Colore dal grigio al verde. In caso di picchi di corrente, emette una luce blu-bianca. | Usato da artisti e da lampade per eccitare i laser. |  |
| Xeno | Grigio o blu-grigio biancastro. Emette una luce blu-verde intensa in caso di picchi di corrente. | Utilizzato nelle lampade flash , hid e da artisti. |  |
| Azoto | Simile all'Argon, ma meno intenso, più rosato; emette una luce blu-bianca in caso di picchi di corrente. | ||
| Ossigeno | Violetto-lavanda, meno luminoso dell'Argon. | ||
| Idrogeno | Lavanda a basse correnti, rosa o magenta sopra 10 mA | ||
| Vapori d' Acqua | Simile all'idrogeno, meno luminoso | ||
| Diossido di carbonio | Blu-bianco, più luminoso dello xeno a basse correnti. | Utilizzato nei laser ad infrarosso lontano ad alta potenza. | |
| Vapori di mercurio | Fioca luce blu e un'intensa emissione ultravioletta. | Può generare qualsiasi colore in combinazione con fosfori . Ampiamente utilizzato nelle lampade a vapori di mercurio e nelle lampade a scarica. Viene spesso utilizzato con l'argon. | |
| Vapori di Sodio a bassa pressione. | Emissione giallastra, utilizzato nelle lampade al sodio a bassa pressione. | Emissione di luce gialla monocromatica concentrata nella lunghezza d'onda del sodio di 589 nm. Le lampade al sodio a bassa pressione sono spesso utilizzate nelle gallerie e negli incroci per la loro eccellente visibilità in giornate nebbiose. | |
| Vapori di Sodio ad alta pressione. | Emissione giallastra con ulteriori linee spettrali, utilizzato nelle lampade al sodio ad alta pressione. |
Note
- ^ Lampade a scarica di gas ( PDF ), su arch.unige.it . URL consultato il 5 gennaio 2012 (archiviato dall' url originale il 21 ottobre 2012) .
Voci correlate
- Ballast (illuminazione)
- Starter (elettrotecnica)
- Lampadina
- Lampada a incandescenza
- Lampada fluorescente
- Lampada al neon
- Lampada allo xeno
Altri progetti
-
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su lampada a scarica
Collegamenti esterni
- Schema di un sistema con lampada a scarica ( GIF ) [ collegamento interrotto ] , su ct.infn.it .
| Controllo di autorità | Thesaurus BNCF 45542 · LCCN ( EN ) sh85041653 · GND ( DE ) 4156004-8 · BNF ( FR ) cb16538584n (data) |
|---|
