Lámparas de descarga. ¿Qué son las lámparas de descarga de gas? Tipos de lámparas de descarga de gas

Los dispositivos eléctricos que consisten en un recipiente transparente en el que el gas se alimenta mediante voltaje, lo que provoca el proceso de incandescencia, se denominan lámparas de descarga de gas. Proponemos considerar las diferencias entre las lámparas de descarga de gas de alta presión y las lámparas incandescentes, cómo funciona este dispositivo y dónde comprarlos.

Principio de funcionamiento de una lámpara de descarga de gas.

Una lámpara de descarga es una fuente luminosa que genera luz creando una descarga eléctrica a través de gas ionizado. Normalmente, estas lámparas utilizan gases como:

• argón,
• neón,
• criptón,
• xenón, así como mezclas de estos gases.

Muchas lámparas se llenan con gases adicionales como sodio y mercurio, mientras que otras usan aditivos de halogenuros metálicos.

Cuando se aplica energía a la lámpara, se genera un campo eléctrico en el tubo. Este campo forma inclusiones de electrones libres en el gas ionizado, es decir Asegura la colisión de electrones con átomos de gas y metal. Algunos electrones que orbitan alrededor de estos átomos provocan colisiones en un estado de mayor energía. En tales casos, se libera energía fotónica. Esta luz puede ser cualquier cosa, desde radiación infrarroja visible hasta radiación ultravioleta. Algunas lámparas tienen una capa fluorescente en el interior de la bombilla para convertir la radiación ultravioleta en luz visible.

Algunas lámparas en forma de tubo contienen una fuente especial de radiación beta para garantizar la ionización del gas del interior. En estos tubos se minimiza la descarga luminosa proporcionada por el cátodo, en favor de la llamada columna de energía positiva. El ejemplo más sorprendente de esta tecnología son las lámparas de neón de bajo consumo, las lámparas IFC pulsadas de descarga de gas y las lámparas fluorescentes.

Lámparas de descarga de gas y tipos de cátodos.

Mucha gente ha oído el término lámparas fluorescentes de cátodo frío CCFL y accesorios de iluminación de cátodo caliente. Pero ¿cuál es la diferencia, cuál es su etiquetado y cuáles elegir?

cátodo caliente

Los cátodos calientes generan electrones a partir del propio electrodo de emisión termoiónica. Por eso también se les llama cátodos termoiónicos. El cátodo suele ser un filamento eléctrico hecho de tungsteno o tantalio. Pero ahora también están recubiertas con una capa de material emisor, que puede producir menos calor y luz, aumentando así la eficiencia y el flujo luminoso de la lámpara de descarga. En algunos casos en los que el zumbido de CA es un problema, el calentador está aislado eléctricamente del cátodo. Este método es ampliamente utilizado por lámparas de halogenuros metálicos de descarga de gas (hpi-t plus, deluxe, hid-8) y lámparas de baja presión.

Foto: lámparas de cátodo caliente de halogenuros metálicos

Las fuentes de luz con cátodos calientes producen muchos más electrones que los cátodos fríos con la misma superficie. Se utilizan en dispositivos indicadores, microscopios e incluso estas lámparas se utilizan para modernizar los cañones de electrones.

Foto: lámparas de halogenuros metálicos alargadas con cátodo caliente.

cátodo frío

Con un cátodo frío no hay emisión termoiónica. En este caso, las lámparas de alto voltaje funcionan con electrodos que generan un fuerte campo eléctrico (por ejemplo, el de marca), que ioniza el gas. La superficie interior del tubo es capaz de producir electrones secundarios y al mismo tiempo reducir al mínimo su "caída". Algunas tuberías contienen una conexión a tierra especial que mejora la emisión de electrones.

Otro método de funcionamiento de los dispositivos de luz fría se basa en la generación de electrones libres sin emisión termoiónica, debido a la emisión de electrones de campo. La emisión de campo ocurre en campos eléctricos que crean voltajes muy altos. Este método se utiliza en algunos tubos de rayos X, microscopios que funcionan mediante campos eléctricos y también en lámparas de sodio de descarga de gas (lhp, dnat 400 5, dnat 70, dnat 250-5, dnat-70, hb4).

El término "cátodo frío" no significa que permanezca a temperatura ambiente todo el tiempo. La temperatura de funcionamiento del cátodo puede aumentar en algunos casos. Por ejemplo, cuando se utiliza corriente alterna, por lo que los electrodos intercambian sus lugares: el cátodo se convierte en ánodo. Algunos electrones también pueden provocar calor localizado. Por ejemplo, lámparas fluorescentes: después del encendido, el alambre de tungsteno está frío, la lámpara funciona con un cátodo frío y el fenómeno descrito anteriormente se utiliza para calentar el filamento. Cuando ha alcanzado el nivel de luz deseado, la lámpara funciona normalmente, como si fuera un cátodo caliente. Un fenómeno similar puede demostrarse con algunas bombillas DRL de xenón de descarga de gas (d2s, h4 categoría d).

El cátodo frío del dispositivo requiere alto voltaje, pero no requiere una fuente de alimentación de alto voltaje. Este fenómeno a menudo se denomina inversor CCL. El trabajo del inversor es crear un alto voltaje para crear la carga espacial inicial y el primer arco eléctrico de corriente en el tubo. Cuando esto sucede, la resistencia interna del tubo disminuye y la corriente aumenta. El convertidor reacciona a tales diferencias y, si la temperatura excede la norma, se apaga. Muy a menudo, estos sistemas se instalan para el alumbrado público.

Las lámparas de radiación fría se encuentran a menudo en dispositivos electrónicos. Las CCFL (lámparas fluorescentes de cátodo frío) se utilizan como bombillas de diodo para computadoras, módems, multímetros, indicadores de descarga de gas IN-14, IN 18 y NV 3, entre otros. Además, se utilizan mucho como retroiluminación de LCD. Otro ejemplo de uso generalizado son las pipas Nixie.

Tipos de lámparas de descarga de gas

Antes de comprar cualquier dispositivo, definitivamente debes estudiar todas sus características.

Lámparas de descarga de alta presión

Foto de : lampara de mercurio

Lámparas de baja presión

Estas lámparas contienen gas dentro del tubo a una presión inferior a la atmosférica. A esta categoría pertenecen de forma clásica las lámparas fluorescentes, las ya conocidas lámparas de neón, así como las lámparas de sodio de baja presión, que se utilizan para el alumbrado público. Todas ellas tienen muy buena eficiencia, pero las más eficientes entre todas las lámparas de descarga de gas son las lámparas de sodio. El problema de este tipo de lámpara (base r7s) es que sólo produce una luz amarilla casi monocromática (la excepción son las lámparas fluorescentes sin estrangulador).

Lámparas de descarga de alta intensidad

En esta categoría se encuentran las lámparas que emiten luz mediante un arco eléctrico entre electrodos (e-27). Los electrodos suelen ser electrodos de tungsteno, que se encuentran dentro de un material translúcido o transparente. Hay muchos ejemplos diferentes de lámparas HID (alta intensidad) que se venden en nuestro país, como las halógenas (ipf h4 x-41, mn-kh7s-150w, hq-t), de arco de xenón y de ultra alto rendimiento (UHP). ) lámparas.

Desventajas de las lámparas de descarga.

Cualquier dispositivo tiene sus inconvenientes y las lámparas de descarga de gas no son una excepción:

• si el voltaje de la red es inferior a 220 V (digamos 100), las lámparas de halogenuros metálicos (hmi-1200) no funcionarán;
• prohibición de uso en instituciones educativas;
• Las lámparas halógenas se calientan demasiado durante el funcionamiento. Presentan un cierto riesgo de incendio y, además, requieren un cuidado muy cuidadoso: 1 gota de grasa en la superficie puede provocar una explosión;
• Las lámparas de neón emiten luz (especialmente si son de la serie UV, modelo n4), que es perjudicial para los ojos en caso de contacto prolongado.

Ámbito de aplicación

Las lámparas de descarga de gas de alta intensidad para automóviles, incluidas las de neón, se utilizan ampliamente; en ocasiones, la iluminación con diodos también se utiliza para los automóviles (su precio es ligeramente inferior). La descarga de los faros de un automóvil se llena con una mezcla de gas xenón y sales de halogenuros metálicos (como las que utiliza, por ejemplo, el Toyota Corolla - d2r para el Toyota Estima 2000, o el BMW 5, para el Opel Astra J)). La luz se crea formando un arco entre dos electrodos. La lámpara tiene un encendedor incorporado.

Para la iluminación de locales industriales (gu-23a, ld30, tn-0, 3, gu26a), zonas de calles (olympiad 250, Silviana made in Ukraine), vallas publicitarias, fachadas de edificios y también lámparas de descarga de alta presión para luz natural en apartamentos y casas ( GOST 500 -9006-083) y en el equipo de control.

El esquema de instalación y conexión es exactamente el mismo que al instalar lámparas incandescentes simples.

Una lámpara de descarga de gas es un tipo de fuente de luz artificial, cuya base física de brillo es una descarga eléctrica en gases o vapores metálicos. Debido a su espectro de emisión lineal, estas lámparas se utilizaron inicialmente en los casos en que era necesario obtener una determinada radiación espectral. Así, ha surgido una amplia gama de dispositivos de este tipo, destinados a su uso en instrumentos de investigación y equipos profesionales.

La peculiaridad de las lámparas de descarga de gas es la creación de radiación ultravioleta brillante, alta actividad química y acción biológica, que han llevado a su uso generalizado en las industrias química, gráfica y médica.

La introducción de tecnología de uso de fósforos, que permite crear una fuente de luz con un brillo continuo en la región visible, permitió abandonar el uso de lámparas incandescentes convencionales y predeterminó la perspectiva de introducir fuentes de descarga de gas en la iluminación. Instalaciones de diversos tipos y finalidades.

La naturaleza libre de inercia de las descargas de gas permite utilizarlas en tecnología fotográfica e informática y crear lámparas incandescentes capaces de generar energía luminosa suficientemente potente en un pulso de luz de corta duración. También son muy utilizados para la iluminación de edificios, escaparates, iluminación decorativa de aceras, decoración de cines, restaurantes, etc.

Clasificación de lámparas de descarga de gas.

Al igual que las lámparas incandescentes, las fuentes de luz de descarga de gas se diferencian por el ámbito de aplicación, el tipo de descarga, la presión interna, el tipo de gas o vapor metálico y el uso de fósforo. De acuerdo con la clasificación de las plantas de fabricación, también se diferencian por sus características de diseño características, que incluyen la forma, las dimensiones del matraz, los materiales utilizados y el diseño de los electrodos, el diseño interno de la base y las salidas.

En otras palabras, existen muchas características de clasificación de las lámparas de descarga de gas que pueden causar confusión. Por lo tanto, se ha introducido una determinada lista según la cual se distinguen, que incluye:

1. Tipo de gas interno (gases, vapores metálicos o combinaciones de ellos: mercurio, xenón, criptón, sodio, etc.).

2. Presión de funcionamiento interna (lámparas de presión ultraalta - 106 Pa o más, alta -3 × 104 - 106 Pa, baja - 0,1 - 104 Pa).

3. Tipo de descarga interna (incandescente, arco, pulso).

4. La forma de los matraces es: W – esférica, T – tubular.

5. Según el método de enfriamiento, se dividen en dispositivos con enfriamiento forzado, natural y por agua.

6. Si la letra L está presente en la designación, esto significa que se aplicó fósforo al matraz.

Pros y beneficios de las lámparas de descarga de gas.

Ventajas:

- excelente eficiencia;

— larga vida útil;

- eficiencia.

Defectos:

- dimensiones relativamente grandes;

— la necesidad de estar equipados con balastos, lo que provoca su mayor coste en comparación con las lámparas incandescentes;

— retorno prolongado al modo de funcionamiento;

— sensibilidad a los cambios de tensión y a las sobretensiones;

— el uso de componentes tóxicos en su producción, lo que requiere un determinado procedimiento de eliminación;

— parpadeo, sonido durante el funcionamiento.

Las fuentes de descarga de radiación óptica, incluida la luz, funcionan según el principio de convertir la energía de una descarga eléctrica de arco en radiación óptica.

Las descargas eléctricas silenciosas y brillantes no se utilizan para fines de iluminación e irradiación debido a su extremadamente baja eficiencia de radiación.

Dependiendo de la presión dentro del matraz de descarga, las lámparas se distinguen: presión baja (0,1...10 4 Pa), alta (3×10 4 ... 10 6 Pa) y ultraalta (más de 10 6 Pa). La eficiencia y el espectro de emisión de la lámpara de descarga dependen de la presión de funcionamiento en el matraz.

Las lámparas de descarga de baja presión tienen eficiencia energética ( Piso/Rl) es alta y la eficiencia luminosa del flujo de radiación ( Fs/Fl) es pequeño, ya que una parte importante de su radiación se concentra en la zona UV invisible del espectro. En el caso de las lámparas de descarga de alta presión ocurre lo contrario: la eficiencia energética es menor, pero la eficiencia luminosa es mayor.

Dado que la eficiencia luminosa efectiva de la lámpara ( Fs/Rl) es igual al producto de la eficiencia energética ( Piso/Rl) y luz ( Fs/Fl), esto determinó la igual aplicabilidad de ambos tipos de lámparas.

A diferencia de las lámparas incandescentes, que tienen un espectro de radiación continuo, las lámparas de descarga tienen un espectro escalonado o de banda, cuya composición de la radiación depende de la composición del gas y los vapores metálicos que llenan el matraz de descarga (Fig. 2.1).

Fig.2.2. Dispositivo (a) y circuito de arranque típico (b) de una lámpara de descarga tubular de baja presión:
1 – matraz; 2 – pata de cristal; 3 – electrodo en espiral; 4 – base; Cables de corriente de 5 pines.

Las lámparas de descarga de baja presión tienen una bombilla de descarga. 1 en forma de tubo de vidrio, en cuyos extremos hay una base 4 Los cables de corriente de clavija están instalados. 5 (Fig.2.2 A). en ambos pedestales 4 Lámparas a través de patas de vidrio. 2 Los electrodos oxidados se sueldan en 3 , realizado en forma de monoespiral de tungsteno. Para iluminar lámparas, el interior de la bombilla está hecho de vidrio normal, que no deja pasar la radiación ultravioleta, y está recubierto con una capa de fósforo. En el caso de las lámparas para irradiación UV, las bombillas están hechas de cuarzo especial o vidrio uviol, que tiene una alta transmitancia de radiación UV en la zona correspondiente del espectro UV. Se llena el volumen interno del matraz con argón y se introduce una pequeña cantidad de mercurio. La descarga eléctrica en la lámpara comienza en una atmósfera de gas inerte argón y luego continúa en forma de vapor a medida que el mercurio se evapora.

En las lámparas de descarga fluorescente, la conversión de energía eléctrica en radiación visible se produce en dos etapas.

En la primera etapa Una descarga eléctrica en vapor de mercurio va acompañada de radiación ultravioleta en forma de dos corrientes monocromáticas con longitudes de onda de 253,7 y 184,9 nm, que son a su vez potentes fuentes de radiación bactericida.

En la segunda etapa La radiación UV de onda corta resultante se convierte en radiación visible en la capa de fósforo de la bombilla. Es decir, en radiación con una longitud de onda más larga y, en consecuencia, según (1.1) y (1.2) con menor energía fotónica, ya que parte de la energía fotónica se pierde en la capa de fósforo en la segunda etapa de conversión. Al cambiar la composición del fósforo, se cambia la composición espectral de la radiación visible de la lámpara.

El marcado de las lámparas fluorescentes de baja presión contiene una designación de letras que comienza con la letra L (fluorescente) y una segunda letra que revela las características de su espectro de emisión: B - blanco, TB - blanco cálido, HB - blanco frío, D - luz del día , E - natural, BE - blanco natural, HE - frío natural. C - con mayor reproducción cromática, UV - ultravioleta, F - fotosintético, P - reflejo, U - en forma de U, K - anillo. Después de la designación de la letra hay números que indican la potencia de la lámpara en vatios y, separados por un guión, el número de desarrollo. Por ejemplo, LBR-80 es una lámpara reflectora fluorescente blanca con una potencia de 80 W.

La duración media de combustión de las lámparas fluorescentes de baja presión es de 12...15 mil horas, la eficiencia luminosa - 40...80 lm/W, la potencia - de 3 a 200 W (las más populares tienen una potencia de 15... ,80W).

Debido a la caída de la característica corriente-voltaje de la descarga eléctrica, para estabilizar el modo, es necesario incluir una resistencia de balasto limitadora de corriente en el circuito de la lámpara de descarga, que puede estar activa (por ejemplo, lámparas tipo DRVL), inductivo (la mayoría de las lámparas), capacitivo o una combinación de ellos. Por lo tanto, las lámparas de descarga se conectan a la red a través de un balastro especial, que asegura el encendido de la lámpara y la estabilización de su descarga de arco en modo de funcionamiento.

En el diagrama que se muestra en la Figura 2.2 b, Se presenta una versión típica del encendido de una lámpara fluorescente de baja presión mediante un dispositivo de control de estrangulador y un arrancador de lámpara de descarga incandescente. El circuito contiene una lámpara fluorescente de baja presión. EL reactor de lastre inductivo en forma de estrangulador LL, arrancador de tubo VL, condensador de supresión de ruido C2 y condensador de compensación C 1 , aumentando el factor de potencia de la instalación de 0,4...0,6 a 0,92...0,95. Resistencia R diseñado para descargar condensadores C1 Y C2 después de desconectar la lámpara de la red.

Cuando el circuito está encendido y la lámpara no se enciende. EL La tensión de red se aplica casi por completo al motor de arranque, realizado en forma de lámpara de descarga incandescente. VL. Bajo la influencia de alto voltaje en el motor de arranque. VL se produce una descarga eléctrica brillante. Bajo la influencia del calor generado como resultado de la descarga, los electrodos bimetálicos del motor de arranque VL doblarse y eventualmente cerrarse. La descarga se detiene y los electrodos en espiral de la lámpara EL cerrando los contactos del motor de arranque VL se calientan con una corriente aproximadamente 1,5 veces superior a la corriente nominal de la lámpara. El proceso de calentamiento dura 0,5...3 s hasta que los electrodos bimetálicos del motor de arranque se enfríen y abran el circuito de calefacción. Como resultado de la apertura del circuito de calefacción en el lado del acelerador LL Se produce una fem de autoinducción que, superpuesta a la tensión de red, provoca una descarga eléctrica y el encendido de una lámpara precalentada. EL que en este momento ha aumentado la emisión de electrones de los electrodos calentados. Debido al flujo de corriente de la lámpara encendida. EL en el acelerador LL Se produce una caída de voltaje adicional, lo que reduce el voltaje en los electrodos de arranque. VL por debajo de su valor de ignición y el funcionamiento del motor de arranque VL con la lámpara encendida EL se detiene.

Actualmente se fabrican lámparas fluorescentes de baja presión y potencia reducida, energéticamente eficientes: 18 W en lugar de 20 W, 36 W en lugar de 40 W y 58 W en lugar de 65 W. Tienen un diámetro reducido de la bombilla tubular (25 mm en lugar de 40 mm) y una mayor eficiencia luminosa.

Junto con las lámparas fluorescentes tubulares de baja presión, las lámparas fluorescentes de arco de mercurio de alta presión del tipo DRL han encontrado un uso generalizado para fines de iluminación eléctrica.

En la Figura 2.3 A Se muestra el dispositivo de una lámpara fluorescente de alta presión de cuatro electrodos del tipo DRL, y en la figura, b - un diagrama típico de su inclusión en la red.

El encendido de una lámpara de descarga de cuatro electrodos del tipo DRL se ve facilitado por una descarga incandescente preliminar entre el principal 11 y pirómanos b electrodos (Fig. 2.3 A). El período de combustión de una lámpara tipo DRL dura aproximadamente 5 minutos. Durante este tiempo, el matraz interior se calienta 8 y evaporación del mercurio contenido en él con un aumento simultáneo de la presión dentro del matraz. 8. En este caso, la descarga eléctrica se propaga a los electrodos principales. La lámpara vuelve al modo normal con estabilización de todos sus parámetros.

Después de apagar la lámpara de descarga de alta presión, su reencendido sólo es posible después de que la lámpara se haya enfriado y la presión en la bombilla de descarga interna haya disminuido correspondientemente hasta un valor en el que sea posible el proceso de reencendido.

Es posible encontrar lámparas de descarga de gas de alta y baja presión en diferentes interpretaciones de forma bastante inesperada y en varias áreas de la vida de una persona moderna a la vez. Iluminan la calle en forma de faros y linternas de coche, crean confort y comodidad, forman parte de la iluminación del hogar, y eso no es todo.

Características de diseño de los productos.

Las lámparas de descarga de gas deben entenderse como un dispositivo compacto alternativo a las fuentes de luz tradicionales, cuya característica principal es la emisión de luz en un rango que una persona puede cubrir con los ojos. Para comprender el principio de funcionamiento del dispositivo, es necesario comprender sus características de diseño.

La base del producto es un matraz de vidrio. Se bombean vapores de metal, pero más a menudo gas, bajo una determinada presión. Los elementos adicionales son electrodos a lo largo de los bordes del bulbo de vidrio.

Al comprender las características estructurales del producto, uno puede imaginar el principio de su funcionamiento. Se basa en la acción de una descarga eléctrica, que pasa a través de un matraz de vidrio con electrodos. El núcleo de la bombilla es el electrodo principal. Debajo de él opera una resistencia limitadora de corriente. Mientras la descarga eléctrica atraviesa la bombilla, ésta comienza a emitir luz.

Además de los electrodos y la bombilla mencionados anteriormente, la lámpara tiene una base. Es esto lo que le permite ampliar el alcance de uso del producto. Se puede atornillar a dispositivos de iluminación para diversos fines.

¡Prestar atención! Muy a menudo, estos dispositivos se utilizan para crear alumbrado público. Están equipados con linternas, así como con faros en los automóviles, como se señaló anteriormente.

tipos de productos

Existen diferentes tipos de lámparas de descarga de gas según el tipo de incandescencia y la presión.

Si comparamos los flujos de radiación luminosa creados por los productos, las lámparas de descarga de gas se pueden dividir en:

• luminiscente;
• luz de gas;
• electroiluminación.

Los primeros se distinguen por la luz que sale gracias a la capa de fósforo que recubre la lámpara, la cual se activa mediante una descarga de gas.

Los iluminados por gas se iluminan gracias a la luz de la propia descarga de gas, y los iluminados por electricidad se iluminan con la ayuda del brillo de los electrodos bajo la influencia de una descarga de gas.

Según el valor de presión, los productos se pueden dividir en lámparas de alta y baja presión.

Las primeras se pueden subdividir en lámparas de arco de mercurio (MAL), así como lámparas de tubo de arco de xenón (DKsT), lámparas de arco de mercurio con yoduros (MAI) y lámparas de tubo de arco de sodio (TSAT). Su principal diferencia es que funcionan sin lastre. Estas lámparas iluminan con mayor frecuencia calles, casas, automóviles y puestos de publicidad exterior.

Vale la pena prestar atención al hecho de que las lámparas de descarga de gas de alta presión se utilizan con mayor frecuencia que todas las demás. Los modelos de sodio y mercurio son simplemente insustituibles para crear carteles publicitarios brillantes que iluminen las calles por la noche. Las viviendas y oficinas rara vez se iluminan con este tipo de lámparas.

Pero ¿qué son las lámparas de descarga de baja presión? Se clasifican en LL y CFL. Estas bombillas realizan con éxito las funciones de las lámparas incandescentes utilizadas anteriormente. Son los más convenientes y prácticos de usar para crear no solo iluminación de calles, sino también de iluminación del hogar.

Entre las lámparas de baja presión, las lámparas fluorescentes se consideran las más populares. Estas lámparas son ideales para el alumbrado público. Al atornillarlos a las linternas, se puede lograr una alta eficiencia operativa debido a la poderosa conversión de electricidad en luz.

¿Cómo funciona una bombilla?

Consideremos con más detalle el principio de funcionamiento de las lámparas de descarga de gas, en función de sus características de diseño.

Comencemos con el hecho de que una lámpara de descarga de gas genera luz debido a la descarga eléctrica creada en el cuerpo de la bombilla de vidrio. El gas bombeado al matraz bajo presión es la base de la iluminación. Los gases inertes se utilizan con mayor frecuencia para crear alumbrado público:

• argón;
• neón;
• xenón y otros.

También se practica el uso de mezclas de gases en diferentes proporciones. A menudo se incluyen sodio o mercurio. Según su inclusión, una lámpara de descarga de gas de sodio o una lámpara de mercurio llevan su nombre.

¡Prestar atención! Los productos de mercurio son más relevantes hoy en día que los productos de sodio. Se utilizan para crear alumbrado público y doméstico.

Ambas opciones de bombillas pueden considerarse fuentes de luz de halogenuros metálicos. Inmediatamente después de que se genera el campo eléctrico cuando se aplica energía, el gas y los electrones libres en la bombilla se ionizan. Esto conduce al contacto de los electrones que giran en los niveles superiores de los átomos con los electrones restantes de los átomos metálicos, lo que a su vez provoca su transición a orbitales externos y la aparición final de energía: el brillo.

Cabe recordar que el brillo obtenido de esta forma puede ser muy diferente, desde ultravioleta hasta infrarrojo. Para experimentar con el brillo, use pintura luminiscente de colores para tratar el interior del matraz. Las paredes coloreadas de la bombilla ayudan a que la radiación ultravioleta adquiera luz de color visible.

Pros y contras de los productos.

Consideremos las ventajas y desventajas de las lámparas de descarga de gas analizando sus principales características.

Las principales ventajas de los productos incluyen las siguientes:

1. Las bombillas tienen un alto rendimiento luminoso, incluso cuando se utilizan pantallas de cristal gruesas.
2. Las lámparas son bastante prácticas, especialmente si las comparamos con las bombillas incandescentes convencionales. En promedio, el producto durará alrededor de 10 mil horas, por lo que es especialmente indispensable para crear un alumbrado público duradero y de alta calidad.
3. Los productos demuestran un mayor nivel de resistencia, especialmente la lámpara de descarga de mercurio en climas difíciles. Se pueden utilizar para el alumbrado público hasta las primeras heladas, completos con pantallas de lámparas convencionales, y en invierno, siempre que estén en contacto con faros y linternas especiales.
4. El costo de los productos es asequible y aceptable.
5. Las bombillas con un dispositivo de este tipo no requieren componentes costosos y pueden funcionar sin equipos de iluminación costosos adicionales.
6. El diagrama de conexión de los productos es simple y claro, para que todos puedan realizar la instalación con sus propias manos.

Hemos considerado las ventajas, ahora nombremos las desventajas. Hay pocos, pero también debes conocerlos:

1. Las lámparas de descarga de baja y alta presión no tienen una reproducción cromática ideal. Se trata del espectro de rayos, que en estos productos es muy limitado. Bajo la luz de este tipo de bombillas es bastante difícil ver los colores de los objetos, por lo que son las más adecuadas para la iluminación de calles y automóviles.
2. Los productos funcionan sólo si hay corriente alterna disponible.
3. Para activar las bombillas necesitarás un estrangulador de lastre.
4. Para que el producto funcione, además de la corriente, necesitará un mayor tiempo de calentamiento.
5. Las bombillas difícilmente pueden considerarse completamente seguras debido al posible contenido de vapor de mercurio que contienen.
6. El flujo luminoso emitido por las bombillas tiene una característica desagradable: un mayor nivel de pulsación.

En cuanto a la instalación, como ya se ha comentado, no presenta ninguna dificultad. El proceso es similar a la instalación de bombillas incandescentes estándar.

Ámbito de aplicación

Debido a las características de diseño y al principio de funcionamiento único, y en parte debido a la disponibilidad de componentes como los condensadores para lámparas de descarga de gas, los productos tienen más demanda hoy en día y en una variedad de esferas de la actividad humana.

Muy a menudo, se puede ver la luz de los productos:

• en las calles de ciudades y pueblos que emanan de las farolas;
• en comercios y naves industriales, centros comerciales y oficinas, estaciones de tren y aeropuertos;
• en vías peatonales y en la iluminación de parques, plazas, fuentes;
• en vallas publicitarias;
• en las fachadas de cines y salas de conciertos, completos con equipos adicionales que pueden aumentar el efecto del brillo.

Un punto completamente aparte que vale la pena destacar es el uso de este tipo de lámparas en los faros de los automóviles. La mayoría de las veces se utilizan lámparas de neón con un alto nivel de intensidad luminosa. Algunas marcas de vehículos modernos ya están equipados con faros llenos de xenón y sales de halogenuros metálicos.

Preste atención a las marcas de las bombillas de los faros de los automóviles. Por ejemplo, D1R y D1S son la primera generación de lámparas de descarga de gas asociadas al módulo de encendido.

Las lámparas de segunda generación están marcadas con D2R y D2S, donde R es un producto para un circuito óptico reflectante, S es un proyector.

Es imposible no mencionar el papel que desempeñan las bombillas de este tipo en la fotografía moderna. Configurar la luz para crear una fotografía de alta calidad le permite experimentar las principales ventajas de la fuente.

Las lámparas de descarga de gas pulsadas para iluminación permiten realizar fotografías con un control constante del flujo luminoso. Son más brillantes, más económicos y tienen tamaños compactos. Entre las desventajas del uso de productos en este ámbito cabe destacar la imposibilidad de controlar visualmente la luz y las sombras que se forman a partir de una fuente de luz de este tipo en un objeto fotográfico.

Lo que necesita saber sobre los tipos de luces indicadoras

Como alternativa a las lámparas incandescentes de pequeño tamaño, el uso de lámparas indicadoras de descarga de gas (en lámparas) parece más que justificado. Estas lámparas funcionan gracias al brillo del gas bombeado entre los electrodos y colocado en un matraz de vidrio. Cualquier color de gas que se haya utilizado para llenar el matraz determinará el color del brillo final.

Los indicadores lineales de descarga de gas más populares se basan en neón. Los diseños se pueden encontrar en guirnaldas de árboles de Navidad, y no es raro ver una lámpara llena de este tipo de bombillas de descarga de gas de tamaño miniatura.

Los indicadores de descarga de gas son prácticos y económicos de utilizar, especialmente en comparación con las bombillas convencionales. Tienen un bajo nivel de resistencia interna. Las versiones individuales se utilizan con mayor frecuencia para resaltar inscripciones en vidrio o plástico; los indicadores también son adecuados para iluminar pictogramas simbólicos.

¡Importante! Las lámparas indicadoras HID pueden reproducir tanto información de bits como dígitos decimales.

En conclusión, observamos que es imposible aumentar artificialmente la importancia del uso de lámparas de descarga de gas en la vida de una persona moderna. Los productos tienen una gran demanda y, en cierto modo, incluso son irremplazables. ¿Cuántos usos más podrán encontrarles la gente en un futuro próximo? El tiempo lo dirá.

¿Quieres adquirir lámparas de descarga de gas para crear un ambiente especial en tu habitación? ¿O busca bulbos para estimular el crecimiento de las plantas en su invernadero? Equiparlo con fuentes de luz económicas no sólo hará que el interior sea más atractivo y ayudará al crecimiento de las plantas, sino que también ahorrará energía. ¿No es así?

Le ayudaremos a comprender la gama de accesorios de iluminación de descarga de gas. El artículo analiza sus características, características y ámbito de aplicación de las bombillas de alta y baja presión. Se han seleccionado ilustraciones y vídeos para ayudarle a encontrar la mejor opción en lámparas de bajo consumo.

Todas las partes principales de la lámpara están encerradas en una bombilla de cristal. Aquí es donde se produce la descarga de partículas eléctricas. En su interior puede haber vapores de sodio o mercurio, o cualquiera de los gases inertes.

Como relleno de gas se utilizan opciones como argón, xenón, neón y criptón. Los productos llenos de mercurio vaporoso son los más populares.

Los componentes principales de una lámpara de descarga de gas son: condensador (1), estabilizador de corriente (2), transistores de conmutación (3), dispositivo de supresión de ruido (4), transistor (5)

El condensador se encarga del funcionamiento sin parpadear. El transistor tiene un coeficiente de temperatura positivo, lo que garantiza un arranque instantáneo del GRL sin parpadeos. El trabajo de la estructura interna comienza después de que se genera un campo eléctrico en el tubo de descarga de gas.

Durante el proceso, aparecen electrones libres en el gas. Al chocar con los átomos del metal, lo ionizan. Cuando uno de ellos hace la transición, aparece un exceso de energía, generando fuentes de luminiscencia: fotones. El electrodo, que es la fuente del resplandor, está ubicado en el centro del GRL. Todo el sistema está unido por una base.

La lámpara puede emitir diferentes tonos de luz que una persona puede ver, desde ultravioleta hasta infrarroja. Para que esto sea posible, el interior del matraz se recubre con una solución luminiscente.

Áreas de aplicación de GRL

Las lámparas de descarga de gas tienen demanda en diversos campos. La mayoría de las veces se pueden encontrar en las calles de la ciudad, en talleres de producción, tiendas, oficinas, estaciones de tren y grandes centros comerciales. También se utilizan para iluminar vallas publicitarias y fachadas de edificios.

Los GRL también se utilizan en los faros de los automóviles. En la mayoría de los casos se trata de lámparas con alta eficiencia luminosa. Los faros de algunos automóviles están llenos de sales de halogenuros metálicos, xenón.

Se designaron los primeros dispositivos de iluminación de descarga de gas para vehículos. D1R, D1S. Próximo - D2R Y D2S, Dónde S indica un diseño óptico de reflector, y R- reflejo. Las bombillas GR también se utilizan para fotografía.

Durante la fotografía, estas lámparas le permiten controlar la salida de luz. Son compactos, luminosos y económicos. El punto negativo es la imposibilidad de controlar visualmente la luz y las sombras que crea la propia fuente de luz.

En el sector agrícola, los GRL se utilizan para irradiar animales y plantas, y para esterilizar y desinfectar productos. Para ello, las lámparas deben tener longitudes de onda en el rango adecuado.

La concentración de la potencia de radiación también es de gran importancia en este caso. Por este motivo, los productos potentes son los más adecuados.

Tipos de lámparas de descarga de gas

Los GRL se dividen en tipos según el tipo de brillo, un parámetro como la presión, en relación con el propósito de uso. Todos ellos forman un flujo luminoso específico. En función de esta característica, se dividen en:

• variedades de luz de gas;

En el primero de ellos, la fuente de luz son átomos, moléculas o combinaciones de ellos, excitados por una descarga en un medio gaseoso.

En segundo lugar, los fósforos, la descarga de gas activa la capa fotoluminiscente que recubre el matraz, como resultado, el dispositivo de iluminación comienza a emitir luz. Las lámparas del tercer tipo funcionan gracias al resplandor de electrodos calentados por una descarga de gas.

Las lámparas de xenón destinadas a los faros de los automóviles son más del doble de brillantes que las halógenas en términos de eficiencia luminosa y brillo.

Según el relleno, se dividen en mercurio, sodio, xenón y otros. Según la presión dentro del matraz, se produce una mayor separación.

A partir de un valor de presión de 3x10 4 y hasta 10 6 Pa, se clasifican como lámparas de alta presión. Los dispositivos entran en la categoría baja cuando el valor del parámetro es de 0,15 a 10 4 Pa. Más de 10 6 Pa: ultraalta.

Tipo #1 - lámparas de alta presión

Los RLVD se diferencian en que el contenido del matraz está sujeto a alta presión. Se caracterizan por la presencia de un importante flujo luminoso combinado con un bajo consumo energético. Suelen ser muestras de mercurio, por lo que se utilizan con mayor frecuencia para el alumbrado público.

Estas lámparas de descarga tienen una potencia luminosa sólida y funcionan eficazmente en condiciones climáticas adversas, pero no toleran bien las bajas temperaturas.

Existen varias categorías básicas de lámparas de alta presión: DRT Y DRL(arco de mercurio), DRI- Lo mismo que DRL, pero con yoduros y una serie de modificaciones creadas en base a ellos. Esta serie también incluye arco de sodio ( ADNT) Y DKsT- arco de xenón.

El primer desarrollo es el modelo DRT. En la marca, D significa arco, el símbolo P significa mercurio y el hecho de que este modelo sea tubular se indica con la letra T en la marca. Visualmente se trata de un tubo recto de cristal de cuarzo. A ambos lados se encuentran electrodos de tungsteno. Se utiliza en instalaciones de irradiación. En el interior hay algo de mercurio y argón.

En los bordes de la lámpara DRT hay abrazaderas con soportes. Están unidos por una tira metálica diseñada para facilitar el encendido de la lámpara.

La lámpara se conecta a la red en serie mediante un circuito resonante. El flujo luminoso de una lámpara DRT se compone de un 18% de radiación ultravioleta y un 15% de radiación infrarroja. El mismo porcentaje es luz visible. El resto son pérdidas (52%). La principal aplicación es como fuente fiable de radiación ultravioleta.

Para iluminar lugares donde la calidad de la salida de color no es muy importante, se utilizan dispositivos de iluminación DRL (arco de mercurio). Aquí prácticamente no hay radiación ultravioleta. El infrarrojo es el 14%, el visible el 17%. Las pérdidas de calor representan el 69%.

Las características de diseño de las lámparas DRL permiten encenderlas desde 220 V sin el uso de un dispositivo de encendido por impulsos de alto voltaje. Debido al hecho de que el circuito contiene un inductor y un condensador, se reducen las fluctuaciones en el flujo luminoso y aumenta el factor de potencia.

Cuando la lámpara se conecta en serie con el inductor, se produce una descarga luminosa entre los electrodos adicionales y los principales adyacentes. El espacio de descarga se ioniza y, como resultado, aparece una descarga entre los electrodos principales de tungsteno. Se detiene el funcionamiento de los electrodos de encendido.

La lámpara DRL incluye: bombilla (1), electrodos principales (2), electrodos auxiliares (3), resistencias (4), quemador (tubo de cuarzo) (5), base (6)

Los quemadores DRL generalmente tienen cuatro electrodos: dos de trabajo y dos de encendido. Su interior está lleno de gases inertes a los que se añade una cierta cantidad de mercurio a su mezcla.

Las lámparas de halogenuros metálicos DRI también pertenecen a la categoría de dispositivos de alta presión. Su eficiencia de color y calidad de reproducción cromática son superiores a las de los anteriores. El tipo de espectro de emisión depende de la composición de los aditivos. La forma de la bombilla, la ausencia de electrodos adicionales y el recubrimiento de fósforo son las principales diferencias entre las lámparas DRI y DRL.

El circuito mediante el cual se conecta el DRL a la red contiene un IZU, un dispositivo de encendido por impulsos. Los tubos de las lámparas contienen componentes que pertenecen al grupo de los halógenos. Mejoran la calidad del espectro visible.

A medida que se calienta, tanto el mercurio como los aditivos se evaporan, cambiando así la resistencia de la lámpara, el flujo luminoso que emite el espectro. DRIZ y DRISH se crearon sobre la base de dispositivos de este tipo. La primera de las lámparas se utiliza en habitaciones húmedas y polvorientas, así como en habitaciones secas. El segundo está cubierto por imágenes de televisión en color.

Las más efectivas son las lámparas de sodio HPS. Esto se debe a la longitud de las ondas emitidas: 589 - 589,5 nm. Los dispositivos de sodio de alta presión funcionan con un valor de este parámetro de aproximadamente 10 kPa.

Para los tubos de descarga de tales lámparas se utiliza un material especial: cerámica transmisora ​​de luz. El vidrio de silicato no es adecuado para este fin porque El vapor de sodio es muy peligroso para él. Los vapores de trabajo de sodio introducidos en el matraz tienen una presión de 4 a 14 kPa. Se caracterizan por bajos potenciales de ionización y excitación.

Las características eléctricas de las lámparas de sodio dependen del voltaje de la red y de la duración de su funcionamiento. Para una combustión prolongada, se requieren balastros.

Para compensar la pérdida de sodio que inevitablemente se produce durante el proceso de combustión, es necesario un cierto exceso del mismo. Esto da lugar a una dependencia proporcional de los indicadores de presión de mercurio, sodio y temperatura del punto frío. En este último caso se produce la condensación del exceso de amalgama.

Cuando la lámpara se enciende, los productos de la evaporación se depositan en sus extremos, lo que provoca el oscurecimiento de los extremos de la bombilla. El proceso va acompañado de un aumento de la temperatura del cátodo y un aumento de la presión del sodio y el mercurio. Como resultado, aumenta el potencial y el voltaje de la lámpara. Al instalar lámparas de sodio, los balastros DRL y DRI no son adecuados.

Tipo #2 - lámparas de baja presión

En la cavidad interna de tales dispositivos hay gas a una presión menor que la externa. Se dividen en LL y CFL y se utilizan no solo para iluminación de puntos de venta, sino también para mejoras en el hogar. Las lámparas fluorescentes de esta serie son las más populares.

La conversión de energía eléctrica en luz se produce en dos etapas. La corriente entre los electrodos provoca radiación en vapor de mercurio. El componente principal de la energía radiante que aparece en este caso es la radiación UV de onda corta. La luz visible se acerca al 2%. A continuación, la radiación del arco en el fósforo se transforma en luz.

Las marcas de las lámparas fluorescentes contienen letras y números. El primer símbolo es la característica del espectro de radiación y las características de diseño, el segundo es la potencia en vatios.

Decodificando letras:

• LD- luz diurna fluorescente;
• libra- luz blanca;
• LHB- también blanco, pero frío;
• LTBS- blanco cálido.

Algunos dispositivos de iluminación han mejorado la composición espectral de la radiación para obtener una transmisión de luz más avanzada. Sus marcas contienen el símbolo “ do" Las lámparas fluorescentes proporcionan a las habitaciones una luz uniforme y suave.

La ventaja de las lámparas LL es que requieren varias veces menos energía para crear el mismo flujo luminoso que las LN. También tienen una vida útil más larga y el espectro de emisión es mucho más favorable.

La superficie de emisión de LL es bastante grande, por lo que resulta difícil controlar la dispersión espacial de la luz. En condiciones no estándar, en particular cuando hay mucho polvo, se utilizan lámparas reflectoras. En este caso, la zona interna de la bombilla no queda completamente cubierta por la capa reflectante difusa, sino sólo dos tercios de la misma.

El 100% de la superficie interna está cubierta de fósforo. La parte de la bombilla que no tiene capa reflectante transmite un flujo luminoso mucho mayor que el tubo de una lámpara convencional del mismo volumen: alrededor del 75%. Puede reconocer estas lámparas por sus marcas: incluyen la letra "P".

En algunos casos, la característica principal de LL es Tc. Se equipara a la temperatura de un cuerpo negro que produce el mismo color. Según su contorno, los LL pueden ser lineales, en forma de U, en forma de W o circulares. La designación de dichas lámparas incluye la letra correspondiente.

Los dispositivos más populares son los que tienen una potencia de 15 a 80 W. Con una potencia luminosa de 45 – 80 lm/W, la combustión LL dura al menos 10.000 horas. La calidad del trabajo de LL está muy influenciada por el medio ambiente. Se considera que la temperatura de funcionamiento para ellos es de 18 a 25⁰.

En caso de desviaciones, disminuyen tanto el flujo luminoso como la eficiencia de la salida de luz y la tensión de encendido. A bajas temperaturas, la posibilidad de ignición se acerca a cero.

Las lámparas de baja presión también incluyen lámparas fluorescentes compactas (CFL).

Su diseño es similar al de las LL convencionales:

1. Entre los electrodos pasa alto voltaje.
2. El vapor de mercurio se enciende.
3. Aparece un brillo ultravioleta.

El fósforo dentro del tubo hace que los rayos ultravioleta sean invisibles para la visión humana. Sólo el brillo visible estará disponible. El diseño compacto del dispositivo fue posible después de cambiar la composición del fósforo. Las CFL, al igual que las FL convencionales, tienen diferentes potencias, pero el rendimiento de las primeras es mucho menor.

Los datos sobre la potencia de las CFL se incluyen en el etiquetado del dispositivo de iluminación. También hay información sobre el tipo de base, temperatura de color, tipo de balastro electrónico (incorporado o externo), índice de reproducción cromática.

La temperatura del color se mide en Kelvin. Un valor de 2700 - 3300 K indica un color amarillo cálido. 4200 – 5400 - blanco normal, 6000 – 6500 - blanco frío con azul, 25000 - lila. El ajuste del color se realiza cambiando los componentes del fósforo.

El índice de reproducción cromática caracteriza un parámetro como la identidad de la naturalidad del color con un estándar lo más cercano posible al sol. Absolutamente negro - 0 Ra, el valor más grande - 100 Ra. Las luminarias CFL varían de 60 a 98 Ra.

Las lámparas de sodio que pertenecen al grupo de baja presión tienen una temperatura máxima de punto frío alta: 470 K. Una temperatura más baja no ayudará a mantener el nivel requerido de concentración de vapor de sodio.

La radiación resonante del sodio alcanza su punto máximo a una temperatura de 540 - 560 K. Este valor es comparable a la presión de evaporación del sodio de 0,5 - 1,2 Pa. La eficiencia luminosa de las lámparas de esta categoría es la más alta en comparación con otros dispositivos de iluminación de uso general.

Aspectos positivos y negativos de GRL

Los GRL se encuentran tanto en equipos profesionales como en instrumentos destinados a la investigación científica.

Las principales ventajas de los dispositivos de iluminación de este tipo suelen denominarse las siguientes características:

• Alta eficiencia luminosa. Este indicador no se reduce mucho ni siquiera con vidrio grueso.
• Sentido práctico, expresado en durabilidad, lo que permite su uso para alumbrado público.
• Resistencia en condiciones climáticas difíciles. Antes de la primera caída de temperatura, se utilizan con pantallas de lámparas comunes y, en invierno, con linternas y faros especiales.
• Precio asequible.

Estas lámparas no tienen muchas desventajas. Una característica desagradable es el nivel bastante alto de pulsación del flujo luminoso. El segundo inconveniente importante es la complejidad de la inclusión. Para una combustión estable y un funcionamiento normal, simplemente necesitan un balastro que limite el voltaje a los límites requeridos por los dispositivos.

El tercer inconveniente es la dependencia de los parámetros de combustión de la temperatura alcanzada, lo que afecta indirectamente la presión del vapor de trabajo en el matraz.

Por lo tanto, la mayoría de los dispositivos de descarga de gas alcanzan características de combustión estándar después de un cierto período de tiempo después de su encendido. Su espectro de emisión es limitado, por lo que la reproducción cromática de las lámparas de alto y bajo voltaje es imperfecta.

La tabla proporciona información básica sobre las lámparas DRL (fluorescentes de arco de mercurio) y los accesorios de iluminación de sodio más populares. DRL con cuatro electrodos tiene mayor salida de luz que con dos

Los dispositivos sólo pueden funcionar en condiciones de corriente alterna. Se activan mediante un acelerador de lastre. Se necesita algo de tiempo para calentarse. Debido al contenido de vapor de mercurio, no son del todo seguros.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Vídeo #1. Información sobre GL. Qué es, cómo funciona, pros y contras en el siguiente vídeo:

Vídeo #2. Información popular sobre lámparas fluorescentes:

A pesar de la aparición de dispositivos de iluminación cada vez más avanzados, las lámparas de descarga de gas no pierden su relevancia. En algunas áreas son simplemente insustituibles. Con el tiempo, los GRL seguramente encontrarán nuevas áreas de aplicación.

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