luminotecnia 2015

Luminotecnia

Técnica que estudia el uso y aprovechamiento racional de la luz

Naturaleza de la Luz

¿Qué es la LUZ?


Algunos fenómenos en los que interviene la luz pueden explicarse si la imaginamos formada por diminutas partículas materiales denominadas “fotones”.


Pero otros sólo se pueden comprender si la imaginamos como un fenómeno ondulatorio, como el sonido.


Los seres humanos intentamos explicar el mundo a partir de objetos y fenómenos familiares, por eso nos cuesta comprender la verdadera naturaleza de la luz.


La luz tiene una naturaleza dual: a veces se comporta como formada por partículas y otra como si fuera un fenómeno ondulatorio.


A los fines de nuestro estudio, consideraremos a la luz como un fenómeno ondulatorio.


¿Qué varía en el caso de la luz?

Las ondas de sonido se deben a variaciones de la presión del aire

Las ondas en un estanque se deben a variaciones de la altura del agua

Naturaleza de la luzLa luz es una ONDA de radiación electromagnética.Es una variación de campos E y M que se propaga a

través del espacio.

Naturaleza de la luz

“La Luz es el espectro de ondas electromagnéticas que puede ser percibido por el ojo humano”

Velocidad de la Luz

c = 300.000 km/seg

Frecuencia

f = 1/Período (Hz)

Longitud de onda

Es la distancia entre dos crestas o dos valles

d=v*t (velocidad x tiempo)

l= c * T (velocidad x período)

l = c / f

Longitud de onda - Unidades

Nanómetro (nm): 10 elevado a -9 metrosEsto es: 1 nanómetro = 0,000000001 metros. Es decir, un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro. También: 1 milímetro = 1.000.000 nanómetros.

Angstrom (Å): 1 x 10-10 m = 0,1 nm

Espectro electromagnético

Los colores y su longitud de ondaLo que percibimos como colores son los distintos valores de longitud de onda de la luz.

Magnitudes y unidades


Rendimiento Luminoso: es la relación entre el flujo luminoso y la potencia eléctrica empleada para producirlo.

En cualquier lámpara, sólo un porcentaje de la energía eléctrica se transforma en luz.

La unidad de medida es el Lumen por Watt: Lm/W

Magnitudes y unidadesIluminación o iluminancia


Luxómetro


Indica la capacidad que tiene una fuente luminosa para reproducir fielmente los colores de varios objetos en comparación con una fuente de luz natural o ideal.

IRC Nivel de reproducción cromático

85 a 100 Excelente70 a 84 Bueno40 a 69 AceptableMenor de 40

Limitado

El valor 100 indica la reproducción de mayor calidad.

Una lámpara incandescente tiene un IRC de 100, un fluorescente , dependiendo del tipo, entre 50 a 97 y una de vapor de mercurio, entre 48 y 50

Índice de reproducción cromática (IRC)

Índice de reproducción cromática (IRC)


La temperatura de color de una fuente de luz se define comparando su color dentro del espectro luminoso con el de la luz que emitiría un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada. Por este motivo esta temperatura de color se expresa en kelvin (mal llamados "grados Kelvin"), a pesar de no reflejar expresamente una medida de temperatura, por ser la misma solo una medida relativa.

“Luz cálida” “Luz fría”

Temperatura de color

Magnitudes y unidadesTemperatura de color

Tipos de lámparas•INCANDESCENTES

Emiten luz cuando un filamento se calienta a elevadas temperaturas.

Ejemplos: “lamparitas”, halógenas

•DE DESCARGA GASEOSA

Emiten luz cuando un gas es recorrido por una corriente eléctrica.

Ej: Fluorescentes, bajo consumo, vapor de mercurio, mezcladoras.

•LEDEmiten luz cuando la corriente circula a través del semiconductor

Lámparas incandescentesAl atravesar la corriente el filamento resistivo, éste alcanza una temperatura

de unos 2000 ºC poniéndose

incandescente, emitiendo luzSon muy baratas y de

fácil montaje.

•El filamento se evapora y se termina cortando. La duración es de unas 1000 horas•El rendimiento es menor al 20%

•El filamento es de tungsteno o wolframio, para soportar la temperatura.•Dentro de la ampolla se quita el aire y se llena con argón y nitrógeno.

Lámparas incandescentes - Construcción

Lámparas halógenas (incandescentes)Son muy parecidas a las incandescentes, pero se

construyen para que duren mas y tengan un mayor

rendimientoTiene una vida útil de 2000

a 3000 horas.Tiene mas rendimiento que

las “lamparitas”

•Generan mucho calor•Su costo re relativamente elevado

A. Ampolla de cuarzo

B. Filamento de tungsteno

C. Electrodos de conexión

Dentro de la ampolla hay un elemento halógeno (yodo) que reacciona con el tungsteno del filamento.La temperatura es muy alta, por lo que la ampolla es de cuarzo.

Es aconsejable NO TOCAR la ampolla con los dedos, porque la grasa, en combinación con las altas temperaturas puede romper el cuarzo

Tipos de lámparas halógenas

Dicroica

Bipin

Lámparas fluorescentesLa corriente atraviesa un gas o vapor metálico encerrado

en un tubo. La luz se desprende a baja

temperatura (luz fría)

Tienen una vida útil de unas 8000 horas

Tienen un rendimiento 4 veces superior a las

incandescentes.Requieren un circuito

auxiliar para su funcionamiento.

Encendido de lámparas fluorescentes

1. Entrada de la. corriente alterna. 2. Arrancador. 3. Filamentos de tungsteno. 4.Tubo de descarga de luz fluorescente. 5. Balasto o inductancia o reactancia. 6. Capacitor o filtro.El arrancador en combinación con el balasto generan un pico de tensión elevada que produce la ionización del gas y el inicio de la descarga gaseosa

Lámparas fluorescentes compactas (CFL)Son lámparas fluorescentes con potencia entre 5 y 60W con el circuito de arranque incorporado y un casquillo

E27

Tienen una vida útil de unas 8000 horas

Tienen un rendimiento 5 veces superior a las incandescentes.

Comparación con lámparas incandescentes

Comparación de eficiencia (CFL)

Superadas las 2.000 hs de uso, las lámparas de bajo consumo comienzan a dar ganancia en comparación al menor costo inicial de las lámparas incandescentes.

Comparación costos (CFL)

Lámpara de vapor de mercurioEn estas lámparas la

descarga se realiza en una atmósfera de vapor de

mercurioTienen una vida útil de 8000 a 16.000 horas.

Tienen alto rendimiento.Potencia entre 50 y 2000 W

Requieren un circuito auxiliar para su funcionamiento.

Tiempo de encendido entre 4 y 5 minutos.

Tiempo de reencendido entre 3 y 6 minutos

Lámpara mezcladoraLa lámpara mezcladora deriva de la lámpara convencional de mercurio de alta presión. La diferencia principal entre estas dos es que, la última depende de un balasto externo para estabilizar la corriente de la lámpara, y la lámpara mezcladora posee un balasto incorporado en forma de filamento de tungsteno conectado en serie con el tubo de descarga. La luz de descarga del mercurio y aquella del filamento caldeado se combinan, o se mezclan, para lograr una lámpara con características operativas totalmente diferentes a aquellas que poseen tanto una lámpara de mercurio puro como una incandescente. La principal ventaja es que concentra las ventajas de ambos tipos.

Lámpara de vapor de sodio

La vida media de estas lámparas es muy elevada, de unas 15000 horas y la depreciación de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es muy baja por lo que su vida útil es de entre 6000 y 8000 horas. Esto junto a su alta eficiencia y las ventajas visuales que ofrece la hacen muy adecuada para usos de alumbrado público, aunque también se utiliza con finalidades decorativas

Comparación duración

LEDS (Semiconductores)

Resumen circuitos encendido

Casquillos (“culotes”)

Casquillos

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