Lámparas incandescentes halógenas

Otro tipo de lámparas incandescentes para uso general y especial son las halógenas o de yodo-cuarzo. En ellas se emplea un bulbo de cuarzo y yodo en su interior con el fin de producir un ciclo químico con el filamento de tungsteno sublimado para mantener el bulbo limpio. El bulbo de cuarzo permite una constitución compacta, resistente a los cambios bruscos de temperatura, alta eficiencia y un mantenimiento casi nulo durante su vida. Las lámparas de yodo-cuarzo se construye en forma tubular y en diferentes longitudes, se utilizan en aviación, fotocopiadoras e iluminación con proyectores. Su eficiencia luminosa es de 122 lúmenes por watt.

Las lámparas de usos especiales son de diversos tamaños y formas dependiendo del uso al que estén destinadas. Por ejemplo, en las lámparas decorativas se utilizan bulbos coloreados aplicando una capa pigmentada al interior del bulbo transparente o fundiendo un esmalte en la superficie exterior, también se usa el revestimiento interior de sílice ligeramente coloreado en rosa para proporcionar efectos calidos.

Existe otro tipo de bulbo con cristal de color natural que se obtiene al añadir productos químicos a los ingredientes del vidrio. Por ejemplo, las lámparas de luz de dia o azul cielo que reducen la preponderancia del color rojo y amarillo de la luz de las lámparas incandescentes. En estas lámparas se absorbe un 35% de la luz generada, su costo es elevado por lo que para fines fastuosos y decorativo de prefiere las de bulbo recubierto.

Existen en el mercado un tipo de lámpara tubular en la que el filamento esta a lo largo del tubo, son menos eficientes y de mayor potencia. Algunas tienen la mitad de su superficie cubierta con un baño de una sustancia reflectora y por su disposición lineal se usan en el alumbrado de escaparates. 3.2.3 Lámparas infrarrojas

Son fuentes de energía radiante que es emitida en el rango de los 760 nm a los 500 nm, es decir, en la zona infrarroja del espectro electromagnético. Estas lámparas son similares a las incandescentes de uso general solo que su filamento trabaja a bajas temperaturas, lo cual trae como consecuencia una

baja emisión luminosa (8 lúmenes/watt) pero en cambio una gran duración (mas de 5000 horas) el tipo de bulbo de estas lámparas es el “R” con reflector interno, bulbo transparente o bulbo tubular de cuarzo (véase figura 3.2).

Figura 3.2 Lámpara infrarroja

Las lámparas infrarrojas tienen en su interior un reflector de forma parabólica, además, poseen un casquillo E-26 para facilitar su instalación, se presentan en acabado claro o rubificado. (Véase tabla 3.1).

Tabla 3.1 Datos técnicos

Potencia Tensión Duración Bombilla W 250* 375 V 127 127 h 5 000 5 000 R-40 R-40 * Rubificada o clara. 3.2.3.1 Aplicaciones:

• Terapéuticas. Reumatismo, dolores musculares, lumbago, resfriados, contusiones, entumecimiento, luxaciones y masajes.

• Industriales. Hornos industriales, secado de tintas e impresiones graficas y textiles, secado de películas y negativos.

3.2.3.2 Casquillos

Los casquillos tiene por objeto conectar y fijar la lámpara con el “socket”, su forma y tamaño están en función del uso y potencia de la lámpara. Así, en lámparas incandescentes de alumbrado general mayores de 300 watts se utilizan los casquillos tipo mogul de rosca. Los focos de menor potencia usan casquillos de rosca media, en tanto que los utilizados en señalización, fanales luminosos y decoración emplean casquillos de rosca de candelabro o intermedia. Cuando se requiere una posición determinada del filamento respecto de una lente o reflector, como en fanales de autos, proyectores o instrumentos de óptica, se utilizan casquillos de bayoneta, prefocales o biclavillos.

3.2.3.3 Filamentos

Los filamentos han evolucionado en gran medida desde que Tomas Alva Edison inicio en sus primeros experimentos en 1879. Este genial físico probablemente utilizo como filamentos conductores metálicos rectos de gran resistencia para lograr la incandescencia. Posteriormente, en 1905 introdujo el hilo de seda recubierto con polvo de carbono, el cual proporcionaba una gran resistencia y elevado punto de fusión (3700 ºC) y, por consiguiente, una lenta oxidación, dentro de una ampolla de cristal al vació. Tiempo después se reemplazo el filamento de carbono por el de tungsteno. Metal de alta resistividad (5.5 ohms-cm), elevado punto de fusión y otras características mecánicas ventajosas.

Al introducir un gas inerte dentro del bulbo, la presión del gas ejercida sobre el filamento retarda considerablemente la evaporación del tungsteno, lo que hizo posible el diseño de lámparas de mayor temperatura del filamento y, por lo tanto, de mayor potencia (ya que P=I2R). Posteriormente, se descubre que arrollando el filamento se obtenía mayor temperatura y mayor resistencia mecánica. En 1968 se inventa el filamento arrollado en doble espiral, lo que aumenta la eficiencia de las lámparas incandescentes a 15 lúmenes/watt. Hoy en dia se acepta que el desarrollo de las lámparas incandescentes ha llegado a su máximo.

Para determinar las dimensiones del filamento se utilizan las siguientes formulas: = Ec. 3.1 = = Ec. 3.2 ρ = Ec. 3.3 En donde: V Es la tension en volts.

I La intensidad de la corriente en amperes. P La potencia en watts.

R La resistencia en ohms.

La resistividad del material en ohms-cm. L La longitud del filamento en cm.

A La sección transversal del filamento en cm2_.

Figura3.4 Arreglo de filamentos en los soportes.

Figura 3.5 Bases para lámparas incandescentes.

3.2.3.4 Bulbos de lámparas incandescentes

Las diferentes formas que han adoptado los bulbos de las lámparas incandescentes, obedecen a su uso más que a razones de fabricación. Así, se fabrican en tamaño pequeño, pero de gran potencia como las utilizadas para proyectores de cine; también se fabrican de gran tamaño y potencia como las tipo “par”, cuyo bulbo adopta la forma de reflector parabólico. Los hay en forma de flama, para usarse en decoración o también globulares para el mismo fin. 3.2.3.5 Base mecánica

La mayoría de las lámparas incandescentes tienen la base adherida al vidrio del bulbo con un cemento especial, lo que proporciona suficiente resistencia mecánica durante su uso y vida normales, sin embargo, en ciertas lámparas de gran potencia, como de alumbrado general, proyectores para exteriores (PAR-38), infrarrojo y de mercurio, la base es sometida a altas temperaturas y humedad que recosen el cemento y deterioran y lo deterioran anulando las propiedades de adherencia de este y ocasionando en consecuencia que base y bulbo se suelten. Para proporcionar mayor resistencia en este tipo de lámparas se utilizan bases mecánicas. Esto consiste en una base de latón roscada y un casquillo interior con 4 orejas que lo posicionan a manera de mordaza sobre las correspondientes muescas en el cuello del bulbo. Después que la base exterior ha sido colocada sobre el casquillo interior se practican 3 incisiones que obligan a ciertas partes del latón de la base a introducirse a la incisión correspondiente del casquillo, resultando con esto la unión mecánica de la base con el bulbo.

Figura 3.7 Energía espectral de las lámparas incandescentes.

En la figura 3.7 se muestra la distribución de energía espectral de una lámpara incandescente. Nótese la gran cantidad de rojo, pues en este caso la luz es producida por calor.

3.2.3.6 Energía espectral de las lámparas incandescentes

La luz de las lámparas incandescentes es muy parecida a la luz solar y reproduce casi toda la gama del espectro visible, en cambio la luz de las lámparas de sodio de baja presión es monocromática, es decir, produce energía radiante correspondiente, a un solo color, en este caso el amarillo.

Un sistema de iluminación será mas eficiente cuanto menos energía eléctrica consuma para un mismo nivel de iluminación, pero en otro aspecto, cuanto mejor reproduzca los colores del espectro visible, mejor será su utilidad práctica.