LAMPARAS LAMPARAS FLUORESCENTES
Las partes partes princip principales ales que compon componen en las lámpar lámparas as fluores fluorescen centes tes más elemen elemental tales: es:
• • • •
Tubo de descarga Casquillos con los filamentos Cebador, encendedor o arrancador (starter) Balasto (ballast) Tubo Tubo de descarga
El cuerpo o tubo de descarga de las lámparas fluorescentes se fabrica de vidrio, con diferentes longitudes y diámetros La longitud depende, fundamentalmente, de la potencia en !att (") que desarrolle la lámpara El diámetro, por su parte, se #a estandari$ado a %&,' mm (equivalente a una pulgada) en la mayora de los tubos Los más comunes y de uso más generali$ado tienen forma recta, aunque tambin se pueden encontrar con forma circular
La pare pared d inte interi rior or del del tubo tubo se encu encuen entr tra a recu recubi bier erta ta con con una una capa capa de sust sustan anci cia a
fosforescente o fluorescente, cuya misi*n es convertir los rayos de lu$ ultravioleta (que se generan dentro y que no son visibles para el o+o #umano), en radiaciones de lu$ visible ara que eso ocurra, su interior se encuentra relleno con un gas inerte, generalmente arg*n (-r) y una peque.a cantidad de mercurio (/g) lquido El gas arg*n se encarga de facilitar el surgimiento del arco elctrico que posibilita el encendido de la lámpara, as como de controlar tambin la intensidad del flu+o de electrones que atraviesa el tubo
Casquillos
La mayora de los tubos fluorescentes rectos poseen en cada uno de sus e0tremos un casquillo con dos patillas o pines de contactos elctricos e0ternos, conectadas interiormente con los filamentos de caldeo o de precalentamiento Estos filamentos están fabricados con metal de tungsteno, conocido tambin por el nombre qumico de !olframio ("), recubiertos de calcio (Ca) y magnesio (1g) y su funci*n principal en los tubos de las lámparas fluorescente es calentar previamente el gas arg*n que contienen en su interior para que se puedan encender
- atillas o pines de contacto B Electrodos C 2ilamento de tungsteno 3 1ercurio (/g) lquido E4tomos de gas arg*n (-r) 2 Capa o recubrimiento fluorescente de f*sforo () 5 Tubo de descarga de cristal
Cebador
Las lámparas fluorescentes por precalentamiento utili$an un peque.o dispositivo durante el proceso inicial de encendido llamado cebador, arrancador o encendedor trmico (starter)
6 -mpolla de vidrio llena de ne*n % Contacto fi+o de nquel 7 Contacto m*vil bimetal ' Condensador
Este dispositivo se compone de una lámina bimetálica encerrada en una cápsula de cristal rellena de gas ne*n (8e) Esta lámina tiene la propiedad de curvarse al recibir el calor del gas ne*n cuando se encuentra encendido con el ob+etivo de cerrar un contacto que permite el paso de la corriente elctrica a travs del circuito en derivaci*n donde se encuentra conectado el cebador
Balastro electromagntico
El balasto electromagntico fue el primer tipo de inductancia que se utili$* en las lámparas fluorescentes Consta de un transformador de corriente o reactancia inductiva, compuesto por un enrollado 9nico de alambre de cobre Los
balastos
de
este
tipo
constan
de
las
siguientes
partes:
N!cleo" arte fundamental del balasto Lo compone un con+unto de c#apas metálicas que
forman el cuerpo o parte principal del transformador, donde va colocado el enrollado de alambre de cobre
Carcasa" Envoltura metálica protectora del balasto 3el enrollado de los balastos
magnticos comunes salen dos o tres cables (en dependencia de la potencia de la lámpara), que se conectan al circuito e0terno, mientras que de los balastos electr*nicos salen cuatro Sellador" Es un compuesto de polister que se deposita entre la carcasa y el n9cleo del
balasto u funci*n es actuar como aislante entre el enrollado, las c#apas metálicas del n9cleo y la carcasa Ca#acitor o $iltro e utili$a para me+orar el factor de potencia de la lámpara, facilitando
que pueda funcionar más eficientemente
Com#araci%n
de
balastros
electromagnticos
Balastros Electromagnticos
&
balastros
electr%nicos"
Balastros Electr%nicos
e alimentan con CEn general se alimentan con C3 ueden ser de alto o de ba+o factor ueden ser de alto o ba+o factor de de potencia(Capacitores) potencia(-ctivos pasivos o #bridos) 8o permiten control de intensidad ermiten el control de intensidad luminosa luminosa ;peran a ba+a frecuencia(&< o =< Traba+an en alta frecuencia(>%& /$) ?/$) on pesados y voluminosos on más ligeros y ocupan menos espacio
roducen ruido audible ($umban)
ueden regular la intensidad luminosa ante variaciones de la tensi*n de alimentaci*n por enve+ecimiento o variaciones de Temperatura 8o regulan las variaciones de 5eneralmente son más costosos volta+e de alimentaci*n que los electromagnticos on econ*micos Modelo de Ca#acitador 'deal(
A continuaci*n se presenta un nuevo elemento de circuito pasivo, el capacitador e
define la capacitancia C por medio de la relaci*n de corriente @ tensi*n i =C
dv dt
[1 ] v
3onde
i
e
satisfacen las convenciones de un elemento pasivo, como se muestra
en la figura 6 e debe tener presente que
v
e
i
son funciones del tiempoA si es
necesario, se subraya este #ec#o escribiendo en su lugar
v ( t )
e
i ( t )
Con base en la
ecuaci*n 6 se determina la unidad de capacitancia como un ampereDsegundo por volt, o un coulomb por volt Luego se define el faradio (2) como un coulomb por volt y se lo utili$a como la unidad de capacitancia El factor de potencia se puede e0presar matemáticamente de la siguiente forma: 1
FP=
P S
=
T
√
1
T
∫ vidt 0
T
∫v T 0
2
dt
√
1
T
∫ i dt T 2
0
2unciones: Limita y regula la corriente de la lámpara uministra la corriente y tensi*n adecuada de arranque La reactancia o balasto debe garanti$ar:
• • • • • • •
Buena regulaci*n frente a las variaciones de tensi*n de alimentaci*n Ba+o calentamiento 2uncionamiento sin ruido Limitaci*n de componentes arm*nicas en las corrientes de lnea y de lámpara rdidas propias moderadas para lograr un buen rendimiento del con+unto 3imensiones apropiadas 5aranti$ar al má0imo la vida de la lámpara
Funcionamiento
de
las
l)m#aras
$luorescentes
6DCuando activamos el interruptor de una lámpara de lu$ fluorescente que se encuentra conectada a la red domstica de corriente alterna, los electrones comien$an a fluir por todo el circuito elctrico, incluyendo el circuito en derivaci*n donde se encuentra conectado el cebador (estárter) %DEl flu+o de electrones de la corriente elctrica al llegar al cebador produce un arco o c#ispa entre los dos electrodos situados en su interior, lo que provoca que el gas ne*n (8e) contenido tambin dentro de la cápsula de cristal se encienda El calor que produce el gas ne*n encendido #ace que la plaquita bimetálica que forma parte de uno de los dos electrodos del cebador se curve y cierre un contacto elctrico dispuesto entre ambos electrodos 7DCuando el contacto del cebador está cerrado se establece el flu+o de corriente elctrica necesaria para que los filamentos se enciendan, a la ve$ que se apaga el gas ne*n 'DLos filamentos de tungsteno encendidos provocan la emisi*n de electrones por caldeo o
calentamiento y la ioni$aci*n del gas arg*n (-r) contenido dentro del tubo Esto crea las condiciones previas para que, posteriormente, se estable$ca un puente de plasma conductor de la corriente elctrica por el interior del tubo, entre un filamento y otro &DLa plaquita bimetálica del cebador, al de+ar de recibir el calor que le proporcionaba el gas ne*n encendido, se enfra y abre el contacto dispuesto entre los dos electrodos 3e esa forma el flu+o de corriente a travs del circuito en derivaci*n se interrumpe, provocando dos acciones simultáneas: a Los filamentos de la lámpara se apagan cuando de+a de pasar la corriente elctrica por el circuito en derivaci*n b El campo electromagntico que crea en el enrollado del balasto la corriente elctrica que tambin fluye por el circuito donde ste se encuentra conectado, se interrumpe bruscamente Esto provoca que en el propio enrollado se genere una fuer$a contraelectromotri$, cuya energa se descarga dentro del tubo de la lámpara, en forma de arco elctrico Este arco salta desde un e0tremo a otro del tubo valindose de los filamentos, que una ve$ apagados se convierten en electrodos de la lámpara =DBa+o estas nuevas condiciones, la corriente de electrones, que en un inicio flua a travs del circuito en derivaci*n de la lámpara donde se encuentra conectado el cebador, comien$a #acerlo a#ora atravesando interiormente el tubo de un e0tremo a otro, valindose de los dos electrodos
FDLa fuerte corriente que fluye por dentro del tubo provoca que los electrones comiencen a c#ocar con los átomos del gas arg*n, aumentando la cantidad de iones y de electrones
libres Como resultado se crea un puente de plasma, es decir, un gas compuesto por una gran cantidad de iones y de electrones libres, que permite que estos se muevan de un e0tremo a otro del tubo GDEsos electrones libres comien$an a c#ocar con una parte de los átomos de mercurio (/g) contenidos tambin dentro del tubo, que #an pasado del estado lquido al gaseoso debido a la energa que liberan dic#os electrones dentro del tubo Los c#oques de los electrones libres contra los átomos de mercurio e0citan a sus electrones #aciendo que liberen fotones de lu$ ultravioleta HDLos fotones de lu$ ultravioleta, invisible para el o+o #umano, impactan a continuaci*n contra la capa de f*sforo () que recubre la pared interior del tubo fluorescente El impacto e0cita los electrones de los átomos f*sforo (), los que emiten, a su ve$, fotones de lu$ visible, que #acen que el tubo se ilumine con una lu$ fluorescente blanca 6
Esquema del circuito elctrico de una lámpara fluorescente de %< !att de potencia: 6 Entrada de la corriente alterna
% Cebador 7 2ilamentos de tungsteno ' Tubo de descarga de lu$ fluorescente & Balasto o inductancia = Capacitor
o
filtro
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@" illiam >a&t & emmerl& 2An)lisis de circuitos en 'ngenieria3"Se#tima Edicion"Pag ;+?8;+7
