ALUMBRADO FLUORESCENTE. LÁMPARAS FLUORESCENTES

ALUMBRADO FLUORESCENTE. LÁMPARAS FLUORESCENTES

Se conoce con este nombre un tipo de lámpara de descarga en la qué la emisión de la luz es consecuencia de la descarga eléctrica sobre la atmósfera de mercurio a baja presión. Obteniéndose la luz por el fenómeno de la fluorescencia.

El mercurio a baja presión emite radiaciones ultravioletas invisibles de longitud de onda de 253,7 mm. Por otra parte, hay determinadas sustancias luminiscentes que sólo emiten luz visible cuando son excitadas por radiaciones ultravioletas de onda corta. Estas sustancias luminiscentes son: Volframato de Calcio y Magnesio, Silicato de Zinc y Cadmio, Aluminatos de Magnesio y Cesio, Óxido de Ytrio etc.

Aprovechando esa propiedad de las sustancias luminiscentes, lo qué se hace es excitarlas con las radiaciones de onda corta que produce el vapor de mercurio para transformar éstas ondas en luz visible de onda larga, lo que se consigue por medio de la lámpara o tubo fluorescente.

Se denomina fluorescencia a aquellos fenómenos de fluorescencia en los que permanece la radiación luminosa mientras dura la excitación. El caso contrario es el de la fosforescencia.

Una lámpara fluorescente está constituida por un tubo de vidrio con un determinado diámetro (26mm), y diversa longitudes dependiendo ésta según la potencia: 590mm para un tubo de 18watios; 1200mm para un tubo de 36w; 1500mm para un tubo de 58w.

En cada extremo del tubo lleva soldado un electrodo impregnado de material emisor de electrones y formado por una doble o triple espiral de Wolframio protegida por una pantalla metálica.

En el interior del tubo está el gas Argón a poca presión, una gota de mercurio puro de pocos miligramos de peso y su pared interna se recubre con una capa de material luminiscente del tipo anteriormente indicado.

Sometidos los electrodos a tensión cómo indicamos en la siguiente figura, éstos se ponen incandescentes y comienzan a emitir electrones que circulan entre ambos electrodos debido a que el gas a baja presión es conductor. Los electrones en movimiento que emiten los electrodos producen el calor necesario para evaporar el mercurio rápidamente, provocando un desplazamiento de los electrones que forman las capas exteriores y, por consiguiente, emiten unas radiaciones ultravioletas que al chocar con  la capa luminiscente se convierten en luz visible.

Con el fin de que la descarga así indicada tenga continuidad de circulación de corriente a través del vapor de mercurio que actúa como conductor, es necesario que una vez establecida la excitación del vapor de mercurio, se corte el conductor “C” mediante un interruptor “A” y así la corriente eléctrica llega de un electrodo a otro por el interior del tubo a través del vapor de mercurio como conductor.

Normalmente el interruptor “A” es un cebador que como veremos más adelante es un interruptor automático de conexión y desconexión.

El rendimiento luminoso de las lámparas fluorescentes es de hasta 80 lúmenes/watio, lo que  las hace superiores a las incandescentes, luz mezcla y vapor de mercurio.

Tienen también la ventaja de poder obtener con calidad varios tipos de luz, gracias a las distintas tonalidades que se pueden dar a los elementos luminiscentes. Obteniéndose en todas las tonalidades una buena reproducción cromática y rendimiento luminoso, lo que hace que se utilicen mucho en alumbrado de interiores, decoración y a nivel industrial.

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Constitución y funcionamiento de una lámpara o tubo fluorescente

Es de destacar que entre las lámparas fluorescentes y las de vapor de mercurio hay dos diferencias fundamentales:

1. En las fluorescentes el 90% de las radiaciones se consiguen por fluorescencia y el 10% por la excitación de los átomos de vapor de mercurio, mientras que en las lámparas de vapor de mercurio sucede al revés.
2. La presión del vapor de mercurio en las lámparas fluorescentes es mucho más baja que en las de vapor de mercurio.

Como a tensiones normales de 127, 220 V, es insuficiente el valor de la tensión para provocar el arranque precalentando los electrodos, el equipo auxiliar de una lámpara fluorescente se limita a una reactancia estabilizadora de la tensión- intensidad y al correspondiente cebador. Ahora bien, las tensiones altas o bajas perjudican el funcionamiento y la vida de la lámpara. Con tensión alta arrancan mejor pero disminuye su duración de vida. Con tensiones bajas se dificulta el arranque disminuyendo el flujo luminoso y la vida de la lámpara se acorta por desprenderse más cantidad de metal emisor.

La duración de vida es del orden de 7000 horas para un encendido cada tres horas. Para un encendido cada diez horas se aumenta la vida un 40%.

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS

Es en este apartado donde todas las lámparas de descarga presentan cierta complejidad, pues no se conectan directamente a la red, como sucede con las incandescentes, y si necesitan  de un equipo auxiliar eléctrico que consta de reactancia, cebador y condensador. En el caso de las fluorescentes hay que añadir dos portatubos. Las de vapor de sodio y mercurio suelen llevar un casquillo tipo Edison o Goliat

REACTANCIA.-

La reactancia es una bobina de inductancia de hilo de cobre esmaltado que se bobina sobre un núcleo de chapas magnéticas. Todo el conjunto se aloja en una caja metálica con bornas de conexión, normalmente clemas.

La misión de la reactancia es, principalmente, limitar o controlar la intensidad de la corriente que absorbe la lámpara. También ejerce las funciones de regular la corriente de precalentamiento de los electrodos y producir el impulso de tensión para ayudar el encendido de la lámpara.

El uso de la reactancia da lugar a un bajo factor de potencia del tubo fluorescente ya que como es sabido, las autoinducciones conectadas en circuitos de corriente alterna consumen muy poca energía, pero sin embargo desfasan considerablemente la tensión de la intensidad, retrasando esta, lo que da lugar a un bajo factor de potencia.

Normalmente, las lámparas que requieren una tensión de 58 V o menos, usan reactancias en serie para tensiones de 110-127 V, pudiéndose emplear reactancias en serie para tensiones de alimentación de hasta 220 V.

EL CEBADOR.-

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Cebador y proceso de encendido de una lámpara fluorescente

Como habíamos indicado anteriormente, el interruptor  “a” debe efectuar la maniobra de desconectar automáticamente una vez que se han calentado los electrodos y el mercurio se ha convertido en vapor conductor con lo que la corriente pasa de un electrodo a otro a través del gas.

Así pues, al interruptor “a” lo llamamos cebador, el cual conecta el circuito nada más someterlo a tensión, con lo que la corriente circula en principio, por el hilo electrodo, para después desconectar automáticamente ya que la tensión a la que queda sometido es insuficiente para mantenerlo cerrado.

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