Fuentes de Luz Artificial

8/16/2019 Fuentes de Luz Artificial

1/15

FUENTES DE LUZ ARTIFICIAL

Desde su invención hace más de un siglo, la energía eléctrica ha traído luz dondeantes no la había. La evolución de las fuentes lumínicas de entonces a nuestrosdías ha sido continua.

Las fuentes de luz son las herramientas principales de las que los profesionalesdel audiovisual nos valemos para nuestro trabajo independientemente de cómolas use cada uno, lo cierto es que es fundamental conocer de las herramientas delas que disponemos. La herramienta fundamental es la luz, ! por lo tanto nospodemos valer de cualquier cosa que emita, transforme o elimine luz.

"n la profesión, ! para cada caso, se han estandarizado una serie de luminarias,por su eficacia ! consumo, facilidad de manipulación ! transporte o algunacaracterística especial, más adecuadas que otras para determinadas funciones.

LAMPARAS DE FILAMENTOLas lámparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de laenergía eléctrica. Desde que fueran inventadas, la tecnología ha cambiado muchoproduciéndose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida, el consumo! la duración de las lámparas. #u principio de funcionamiento es simple, se pasauna corriente eléctrica por un filamento hasta que este alcanza una temperaturatan alta que emite radiaciones visibles por el ojo humano.

La incandescencia$odos los cuerpos calientes emiten energía en forma de radiación

electromagnética. %ientras más alta sea su temperatura ma!or será la energíaemitida ! la porción del electromagnético ocupado por las radiaciones emitidas. #iel cuerpo pasa la temperatura de incandescencia una buena parte de estasradiaciones caerán en la zona visible del espectro ! obtendremos luz.


2/15

La incandescencia se puede obtener de dos maneras. La primera es por combustión de alguna sustancia, !a sea sólida como una antorcha de madera,líquida como en una lámpara de aceite o gaseosa como en las lámparas de gas.La segunda es pasando una corriente eléctrica a través de un hilo conductor mu!delgado como ocurre en las bombillas corrientes. $anto de una forma como de

otra, obtenemos luz ! calor &!a sea calentando las moléculas de aire o por radiaciones infrarrojas'. "n general los rendimientos de este tipo de lámparas sonbajos debido a que la ma!or parte de la energía consumida se convierte en calor.

(endimiento de una lámpara incandescente

La producción de luz mediante la incandescencia tiene una ventaja adicional, ! esque la luz emitida contiene todas las longitudes de onda que forman la luz visible odicho de otra manera, su espectro de emisiones es continuo. De esta manera segarantiza una buena reproducción de los colores de los objetos iluminados.

)aracterísticas de una lámpara incandescente"ntre los parámetros que sirven para definir una lámpara tenemos lascaracterísticas fotométricas* la intensidad luminosa, el flujo luminoso !

el rendimiento o eficiencia. +demás de estas, eisten otros que nos informan sobrela calidad de la reproducción de los colores ! los parámetros de duración de laslámparas.

)aracterísticas cromáticasLa temperatura de color hace referencia al color de la fuente luminosa. #u valor coincide con la temperatura a la que un cuerpo negro tiene una apariencia de color similar a la de la fuente considerada. "sto se debe a que sus espectroselectromagnéticos respectivos tienen una distribución espectral similar. )onvieneaclarar que los conceptos temperatura de color ! temperatura de filamento sondiferentes ! no tienen por qué coincidir sus valores.

"l rendimiento en color , por contra, hace referencia a cómo se ven los colores delos objetos iluminados. -uestra eperiencia nos indica que los objetos iluminadospor un fluorescente no se ven del mismo tono que aquellos iluminados por bombillas. "n el primer caso destacan más los tonos azules mientras que en elsegundo lo hacen los rojos. "sto se debe a que la luz emitida por cada una deestas lámparas tiene un alto porcentaje de radiaciones monocromáticas de color azul o rojo.

http://recursos.citcea.upc.edu/llum/luz_vision/color.html#f_f%C3%ADsicohttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Intensid_lumhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Flujo_lumhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.htmlhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/lamparas/lincan.html#caracolorhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/lamparas/lincan.html#caracdurhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Intensid_lumhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Flujo_lumhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.htmlhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/lamparas/lincan.html#caracolorhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/lamparas/lincan.html#caracdurhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/luz_vision/color.html#f_f%C3%ADsico


3/15

uente de luz blanca.uente de luzmonocromática.

"fecto del color de la fuente sobre el color de los objetos

)aracterísticas de duraciónLa duración de una lámpara viene determinada básicamente por la temperatura detrabajo del filamento. %ientras más alta sea esta, ma!or será el flujo luminoso perotambién la velocidad de evaporación del material que forma el filamento. Laspartículas evaporadas, cuando entren en contacto con las paredes se depositaránsobre estas, ennegreciendo la ampolla. De esta manera se verá reducido el flujo

luminoso por ensuciamiento de la ampolla. /ero, además, el filamento se habrávuelto más delgado por la evaporación del tungsteno que lo forma ! se reducirá,en consecuencia, la corriente eléctrica que pasa por él, la temperatura de trabajo !el flujo luminoso. "sto seguirá ocurriendo hasta que finalmente se rompa elfilamento. + este proceso se le conoce como depreciación luminosa.

/ara determinar la vida de una lmpara disponemos de diferentes parámetrosseg0n las condiciones de uso definidas.

• La vida individual es el tiempo transcurrido en horas hasta que unalámpara se estropea, trabajando en unas condiciones determinadas.

• La vida promedio es el tiempo transcurrido hasta que se produce el fallode la mitad de las lámparas de un lote representativo de una instalación,trabajando en unas condiciones determinadas.

• La vida !til es el tiempo estimado en horas tras el cual es preferiblesustituir un conjunto de lámparas de una instalación a mantenerlas. "sto sehace por motivos económicos ! para evitar una disminución ecesiva en losniveles de iluminación en la instalación debido a la depreciación que sufreel flujo luminoso con el tiempo. "ste valor sirve para establecer los periodosde reposición de las lámparas de una instalación.

• La vida media es el tiempo medio que resulta tras el análisis ! ensa!o deun lote de lámparas trabajando en unas condiciones determinadas.

La duración de las lámparas incandescentes está normalizada siendo de unas1222 horas para las normales, para las halógenas es de 3222 horas paraaplicaciones generales ! de 4222 horas para las especiales.

http://recursos.citcea.upc.edu/llum/lamparas/lincan.html#halogenhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/lamparas/lincan.html#halogen


4/15

actores eternos que influ!en en el funcionamiento de las lámparasLos factores eternos que afectan al funcionamiento de las lámparas son latemperatura del entorno dónde esté situada la lámpara ! las desviaciones en latensión nominal en los bornes.

La temperatura am"iente no es un factor que influ!a demasiado en elfuncionamiento de las lámparas incandescentes, pero sí se ha de tener en cuentapara evitar deterioros en los materiales empleados en su fabricación. "n laslámparas normales ha! que tener cuidado de que la temperatura defuncionamiento no eceda de los 3225 ) para el casquillo ! los 6725 ) para elbulbo en el alumbrado general. "sto será de especial atención si la lámpara estáalojada en luminarias con mala ventilación. "n el caso de las lámparas halógenases necesario una temperatura de funcionamiento mínima en el bulbo de 3825 )para garantizar el ciclo regenerador del 9olframio. "n este caso la máimatemperatura admisible en la ampolla es de :325 ) para ampollas de vidrio duro !;225 ) para el cuarzo.

Las variacione# de la ten#i$n se producen cuando aplicamos a la lámpara unatensión diferente de la tensión nominal para la que ha sido dise


5/15

$ipos de lámparas"isten dos tipos de lámparas incandescentes* las que contienen un gas halógenoen su interior ! las que no lo contienen*

Lámparas no halógenas"ntre las lámparas incandescentes no halógenas podemos distinguir las que sehan rellenado con un gas inerte de aquellas en que se ha hecho el vacío en suinterior. La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacialuminosa de la lámpara dificultando la evaporación del material del filamento !permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento. Las lámparas

incandescentes tienen una duración normalizada de 1222 horas, una potenciaentre 3: ! 3222 ? ! unas eficacias entre 7.: ! 11 lm@? para las lámparas de vacío! entre 12 ! 32 para las rellenas de gas inerte. "n la actualidad predomina el usode las lámparas con gas, reduciéndose el uso de las de vacío a aplicacionesocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 42 ?.

Lmpara# con%a#

Lmpara# devac&o

Temperatura del'ilamento

3:22 5) 3122 5)

E'icacia lumino#a delalmpara12A32 lm@? 7.:A11 lm@?

Duraci$n 1222 horas 1222 horas

P(rdida# de calor )onvección !radiación

(adiación

Lámparas halógenas de alta ! baja tensión


6/15

"n las lámparas incandescentes normales, con el paso del tiempo, se produce unadisminución significativa del flujo luminoso. "sto se debe, en parte, alennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporación de partículas de9olframio del filamento ! su posterior condensación sobre la ampolla.

+gregando una peque


7/15

"n el interior del tubo, se producen descargas eléctricas como consecuencia de ladiferencia de potencial entre los electrodos. "stas descargas provocan un flujo deelectrones que atraviesa el gas. )uando uno de ellos choca con los electrones delas capas eternas de los átomos les transmite energía ! pueden suceder doscosas.

La primera posibilidad es que la energía transmitida en el choque sea losuficientemente elevada para poder arrancar al electrón de su orbital. "ste, puedea su vez, chocar con los electrones de otros átomos repitiendo el proceso. #i esteproceso no se limita, se puede provocar la destrucción de la lámpara por uneceso de corriente.

La otra posibilidad es que el electrón no reciba suficiente energía para ser arrancado. "n este caso, el electrón pasa a ocupar otro orbital de ma!or energía."ste nuevo estado acostumbra a ser inestable ! rápidamente se vuelve a lasituación inicial. +l hacerlo, el electrón libera la energía etra en forma de radiaciónelectromagnética, principalmente ultravioleta &EF' o visible. En electrón no puedetener un estado energético cualquiera, sino que sólo puede ocupar unos pocosestados que vienen determinados por la estructura atómica del átomo. )omo lalongitud de onda de la radiación emitida es proporcional a la diferencia de energíaentre los estados iniciales ! final del electrón ! los estados posibles no soninfinitos, es fácil comprender que el espectro de estas lámparas sea discontinuo.


8/15

(elación entre los estados energéticos de los electrones ! las franjas visibles en elespectro

La consecuencia de esto es que la luz emitida por la lámpara no es blanca &por ejemplo en las lámparas de sodio a baja presión es amarillenta'. /or lo tanto, la

capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es, en general, peor que en el caso de las lámparas incandescentes que tienen un espectro continuo."s posible, recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes, mejorar lareproducción de los colores ! aumentar la eficacia de las lámparas convirtiendo lasnocivas emisiones ultravioletas en luz visible.

/artes de una lámpara

Las formas de las lámparas de descarga varían seg0n la clase de lámpara conque tratemos. De todas maneras, todas tienen una serie de elementos en com0ncomo el tubo de descarga, los electrodos, la ampolla eterior o el casquillo.

/rincipales partes de una lámpara de descarga

LUMINARIAS PARA INTERIORES * E+TERIORES

Las luminarias son aparatos que sirven de soporte ! coneión a la red eléctrica alas lámparas. )omo esto no basta para que cumplan eficientemente su función, esnecesario que cumplan una serie de características ópticas, mecánicas !eléctricas entre otras.

+ nivel de óptica, la luminaria es responsable del control ! la distribución de la luzemitida por la lámpara. "s importante, pues, que en el dise


9/15

requisitos que deben cumplir las luminarias es que sean de fácil instalación !mantenimiento. /ara ello, los materiales empleados en su construcción han de ser los adecuados para resistir el ambiente en que deba trabajar la luminaria !mantener la temperatura de la lámpara dentro de los límites de funcionamiento.$odo esto sin perder de vista aspectos no menos importantes como la economía o

la estética.

)lasificación*

La clasificación en función de la aplicación es la manera más com0n de encontrar los distintos tipos de luminarias en los catálogos de fabricantes. #e dividen enluminarias de interior ! de eterior.

La# luminaria# de interior normalmente no requieren eigencias deestanqueidad o mecánicas. #e subdividen en*

Hndustriales* suelen requerir resistencia a la corrosión, a la vibración, a agentescorrosivos o elevada protección contra el polvo ! el agua, etc., pero el aspectoestético no es importante.

uncionales* utilizadas en aplicaciones específicas tales como quirófanos,bibliotecas, etc.

Decorativas* su aspecto estético es importante. +plicaciones domésticas !decoración de espacios p0blicos.


10/15

Luminaria* industrial, funcional ! decorativa.

Las luminaria# de e,terior deben ser resistentes a los agentes eternos, proteger los componentes electrónicos ! proteger la lámpara. #e subdividen en*

/0blico* alumbrado de zonas peatonales, carreteras, etc.

/ro!ectores* concentran de la luz en un ángulo sólido por medio de espejos olentes para conseguir una intensidad luminosa elevada en una zona determinada."isten tres tipos básicos de pro!ectores* con #imetr&a de rotaci$n- #im(trica .a#im(trica/

Las características que definen un pro!ector son*

$ipo de lámpara-aturaleza del vidrio frontal(eflector )onsumo/esoCalizamiento* luminarias utilizadas en la se


11/15

)lasificación seg0n las características ópticas de la lámpara

Ena primera manera de clasificar las luminarias es seg0n el porcentaje del flujoluminoso emitido por encima ! por debajo del plano horizontal que atraviesa lalámpara. "s decir, dependiendo de la cantidad de luz que ilumine hacia el techo o

al suelo. #eg0n esta clasificación se distinguen seis clases.

Directa #emiAdirecta

Ieneraldifusa

DirectaAindirecta

#emiAindirecta

Hndirecta

)lasificación )H" seg0n la distribución de la luz

Gtra clasificación posible es atendiendo al n0mero de planos de simetría que

tenga el sólido fotométrico. +sí, podemos tener luminarias con simetría derevolución que tienen infinitos planos de simetría ! por tanto nos basta con uno deellos para conocer lo que pasa en el resto de planos &por ejemplo un pro!ector ouna lámpara tipo globo', con dos planos de simetría &transversal ! longitudinal'como los fluorescentes ! con un plano de simetría &el longitudinal' como ocurre enlas luminarias de alumbrado viario.

http://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/graficos.html#dpolarhttp://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/graficos.html#dpolar


12/15

Luminaria con infinitosplanos de simetría

Luminaria con dosplanos de simetría

Luminaria con un planode simetría

/ara las luminarias destinadas al alumbrado p0blico se utilizan otrasclasificaciones

DEPRESIACI0N LUMINOSA

La depreciación luminosa hace referencia a la pérdida de iluminancia que sufre lainstalación a lo largo de uso.

#eg0n la ).H.", los factores que influ!en en estas pérdidas son*

allo por mortalidad o mal funcionamiento de los componente

+cumulación de polvo ! suciedad en el eterior de la luminaria

"nvejecimiento de las lámparas

Deterioro ! envejecimiento de la parte interior de la lámpara debido a la

oidación, efectos del calor, etc.

Fariaciones de temperatura elevadas

allo prematuro del equipo auiliar

Foltaje incorrecto entre bornes

allos de la instalación

/ara mantener el mínimo valor permitido establecido para el que se dise


13/15

)lasificación seg0n las características eléctricas de la lámpara

#eg0n el grado de protección eléctrica que ofrezcan las luminarias se dividen encuatro clases &2, H, HH, HHH'.

Cla#e Protecci$n el(ctrica

3 +islamiento normal sin toma de tierraI +islamiento normal ! toma de tierraII Doble aislamiento sin toma de tierra.

IIILuminarias para conectar a circuitos de mu! bajatensión, sin otros circuitos internos o eternos queoperen a otras tensiones distintas a la mencionada.

)G-)LE#HG-"#*

La luz artificial es fabricada por el hombre a partir de otra fuente deenergía.

La ma!oría de nuestras actividades se detendría si no tuviéramos unafuente de luz alterna. La ventaja de este tipo de luz radica en quepodemos controlarla a voluntad.

/odemos monitorear la intensidad, la cantidad ! la calidad de la luzpara ajustarla a cada situación. La luz artificial no tiene un espectro decolores tan amplio ni la longitud de onda de la luz natural enconsecuencia, no ofrece tantos beneficios.


14/15

a que la calidad de la luz artificial es menor comparada con la luznatural, sus efectos en la vida animal ! vegetal tampoco brindan tantosbeneficios. Las plantas ! animales epuestos a la luz artificial porperiodos prolongados tienden a producir formas de vida de más bajacalidad en las plantas ! causar degeneración o muerte en los seresvivos.

INSTITUTO TECNOLÒGICO DE PUEBLA

SISTEMAS DE ILUMINACIÒN


15/15

UNIDAD 2:

uentes de Luz +rtificial

Catedrático: Ing. Tomás Sarmiento Cadena

Alumna: María del ilar !argas Camarillo No. Control: "#$$%#&&

Fuentes de Luz Artificial

Documents

Transcript of Fuentes de Luz Artificial