Métodos de encendido

Existen tres formas de encendido de las lámparas fluorescentes que dependen del tipo de electrodos que se utilizan:

a) Lámparas de cátodo caliente o de precalentamiento con arrancador de gas neón.

b) Lámparas de cátodos de precalentamiento a base de un circuito de caldeo dentro del reactor. A este método se le denomina de “encendido rápido”.

c) Lámparas de encendido instantáneo o de “cátodo frío”.

El cátodo de las lámparas de precalentamiento consiste en un filamento de tungsteno arrollado en doble espiral y bañado con un material emisor (bario, estroncio y óxido de calcio) que permite la emisión termoiónica, es decir, que el material emisor incandescente emite una nubecilla de electrones que, en virtud de la tensión aplicada, se dirige hacia el electrodo de carga contraria.

El método de encendido es el siguiente: Cuando se establece a través de la lámpara una diferencia de potencial de unos 110 volts de C.A., el voltaje está aplicado a los electrodos de la pequeña ampolla de neón o arrancador. El neón se enciende y circula una pequeña corriente que calienta a los electrodos y al elemento bimetálico, éste se desdobla y se cierra el circuito dando lugar al paso de una corriente considerable por ambos filamentos de la lámpara, los cuales al calentarse comienzan a emitir cierta cantidad de electrones que son atraídos por el electrodo opuesto debido a las propiedades conductoras de la mezcla argón-mercurio (la cual se dice tiene una resistencia “negativa”, pero que en realidad es muy baja).

Una vez mantenida esta emisión, la diferencia de potencial en los filamentos es tan pequeña que impide accionar el arrancador.

La balastra o reactor para encendido con precalentamiento sirve para limitar el paso de la corriente, debida a la “resistencia negativa” y cuando la tensión de alimentación no es suficiente para iniciar el arco. La reactancia (balastra) incluye un autotransformador elevador para dar la tención necesaria. Debido a la inductancia de los reactores, el factor de potencia cos se abate a

valores muy bajos (cos = 0.45 a 0.60), por lo que es necesario incluir condensadores (de unos 0.35 micro farads) para elevarlo a valores aceptables.

En lámparas de precalentamiento de encendido rápido los electrodos también se precalientan para iniciar la descarga; el precalentamiento lo suministra un devanado especial de reactor, no existiendo ningún interruptor para abrir el circuito cuando salta el arco. La corriente de caldeo fluye a través de las terminales de los dos electrodos de la lámpara durante el tiempo que esta encendida. En condiciones normales el encendido se verifica en menos de un segundo.

Los reactores de encendido rápido para dos lámparas son del tipo secuencia–serie, es decir, las lámparas se encienden sucesivamente quedando en serie cuando alcanzan su régimen normal. El encendido se reproduce en tres fases previas al establecimiento de una ionisacion suficiente en los electrodos, para la tension disponible de circuito abierto haga saltar el arco. Primera fase. Se aplica la tension total de circuito abierto a la primera lámpara, iniciando la desgarrar de electrones en esta.

Segunda fase. La corriente que circula por la primera lámpara esta limitada por la impedancia en paralelo con la segunda lámpara. El voltaje aplicado en los bornes de esta impedancia en paralelo inicia el arco en la segunda lámpara. Tercera fase. Cuando la impedancia de la primera lámpara decrece hasta alcanzar la intensidad de régimen de funcionamiento de cátodo caliente, las dos lámparas son alimentadas en serie con corrientes cada vez mayores.

Las lámparas que utilizan este tipo de encendido son: • Circulares.

• Curvalume.

• Estándar (de 20 y 40 watts). • VHO (de muy alta emisión).

• “Power Groove” (de 110, 160 y 215 watts).

Existen también reactores para el encendido de una sola lámpara se instala una tira de lamina puesta a tierra de unos 25 mm de ancho a todo lo largo y a menos de 25 mm de distancia de la lámpara.

Las lámparas de encendido instantáneo o de “cátodo frió” se encienden directamente al aplicar una diferencia de potencial suficiente para que salte el

arco sin ningún calentamiento previo de los electrodos, por lo que también se denomina de “cátodo frió”. Este tipo de lámparas necesitan solo un contacto eléctrico en cada extremo, ya que no hay circuito de precalentamiento.

Los reactores para estas lámparas son del tipo adelanto-retraso o de secuencia-serie. Con los reactores de secuencia-serie la primera lámpara enciende por el voltaje suministrado por el arrollamiento auxiliar. La corriente resultante para a través del condensador modificando la relación de fase entre los devanados auxiliar y secundario, de manera que los voltajes de cada uno se suman. La diferencia de potencial resultante es suficiente para encender la segunda lámpara.

Las lámparas que emplean este sistema de encendido son las del grupo “Slim Line” de 38, 55, y 74 watts, las tres con emisión en blanco frió o luz de dia. Hay también lámparas de 40 watts de encendido instantáneo pero con casquillos de doble espiga puenteados.

El espectro radiante de las lámparas fluorescentes depende de la capa de fósforo que cubre la pared interior del tubo. La curva de distribución espectral consiste en 2 componentes:

• Una porción suave debida a la energía ultravioleta sobre el fósforo, y • Las barras que representan la luz visible generada directamente por el

arco de mercurio.

El espectro radiante de las lámparas fluorescentes puede ser modificado al cambiar la mezcla de fósforos usados en la capa interior del tubo. Hay varios tipos de lámparas fluorescentes de color blanco en el mercado:

• Blanco frió. • Blanco calido. • Blanco.

• Blanco frió de lujo. • Blanco calido de lujo. • Luz de dia.

Existe una estrecha relación entre los lúmenes producidos por una lámpara fluorescente y el color o rendimiento en los colores producidos. Las lámparas blanco frió, blanco calido y blanco son más eficiente en cuanto a flujo luminoso, pero son débiles en el color rojo. Las lámparas blanco frió de lujo y blanco calido de lujo están diseñadas para dar un mejor rendimiento de color. Esto se obtiene añadiendo fósforo rojo a la mezcla. Sin embargo, esto significa una reducción del flujo luminoso de un 30% aproximadamente.

Si partimos de que el flujo luminoso de las lámparas fluorescentes es el resultado de convertir la radiación ultravioleta en luz por medio del recubrimiento fosforescente, se puede dar a esa luz cualquier temperatura de color usando diferentes clases de polvos fosforescentes.

Los ojos interpretan el color de la luz artificial como natural cuando esta armoniza con radiadores térmicos tales como: fuego, velas lámparas incandescentes o cuando armoniza con la luz del dia. Con este principio de base para la gama de lámparas fluorescentes de color “TL” Philips ha creado tres grupos diferentes de lámparas cada uno con su temperatura de color propia, a saber:

a) Lámparas “TL” para usar en combinación con lámparas incandescentes. Temperaturas de color de 3 000 K aproximadamente.

b) Lámparas “TL” para usar en combinación con luz de dia. 4 500 K de temperatura de color.

c) Lámparas “TL” para usar en combinación con luz de dia o en lugar de esta. 6 500 K de temperatura de color.

Respecto al rendimiento de color de las lámparas fluorescentes, “TL” Philips ha creado una extensa gama para diferentes aplicaciones, agrupándolas en tres categorías.

• Lámparas “TL” con índice entre 60 y 80 (rendimiento de color regular). • Lámparas “TL” con índice entre 80 y 90 (rendimiento de color bueno). • Lámparas “TL” con índice entre 90 y 100 (rendimiento de color muy

bueno).

Al seleccionar el color de una lámpara fluorescente “TL” para cierta aplicación, se debe considerar las tres características siguientes: temperatura de color, flujo luminoso y rendimiento de color.