Lâmpadas de descarga de gás: tipos, design, como escolher as melhores
Quer adquirir lâmpadas de descarga de gás para criar uma atmosfera especial no seu ambiente? Ou você está procurando bulbos para estimular o crescimento das plantas em sua estufa? Equipar-se com fontes de luz econômicas não só tornará o interior mais atraente e ajudará no cultivo das plantas, mas também economizará energia. Não é verdade?
Ajudaremos você a entender a variedade de luminárias de descarga de gás. O artigo discute suas características, características e escopo de aplicação das lâmpadas de alta e baixa pressão. Ilustrações e vídeos foram selecionados para ajudá-lo a encontrar a melhor opção de lâmpadas economizadoras de energia.
O conteúdo do artigo:
Design e características das lâmpadas de descarga
Todas as partes principais da lâmpada estão encerradas em um bulbo de vidro. É aqui que ocorre a descarga de partículas elétricas. No seu interior pode haver vapor de sódio ou mercúrio, ou qualquer um dos gases inertes.
Opções como argônio, xenônio, néon e criptônio são usadas como enchimento de gás. Produtos cheios de vapor de mercúrio são mais populares.
O capacitor é responsável pela operação sem piscar. O transistor possui coeficiente de temperatura positivo, o que garante partida instantânea do GRL sem oscilações. O trabalho da estrutura interna começa após a geração de um campo elétrico no tubo de descarga do gás.
Durante o processo, elétrons livres aparecem no gás. Colidindo com átomos de metal, eles o ionizam. Quando alguns deles fazem a transição, surge um excesso de energia, gerando fontes de luminescência - fótons. O eletrodo, que é a fonte do brilho, está localizado no centro do GRL. Todo o sistema está unido por uma base.
A lâmpada pode emitir diferentes tons de luz que uma pessoa pode ver - do ultravioleta ao infravermelho. Para que isso seja possível, o interior do frasco é revestido com uma solução luminescente.
Áreas de aplicação da GRL
As lâmpadas de descarga de gás são procuradas em vários campos. Na maioria das vezes eles podem ser encontrados nas ruas das cidades, em oficinas de produção, lojas, escritórios, estações ferroviárias e grandes centros comerciais. Eles também são usados para iluminar outdoors publicitários e fachadas de edifícios.
GRLs também são usados em faróis de carros. Na maioria das vezes, são lâmpadas com alta eficiência luminosa - modelos de néon. Alguns faróis de carros são preenchidos com sais de iodetos metálicos, xenônio.
Os primeiros dispositivos de iluminação de descarga de gás para veículos foram designados D1R, D1S. Próximo - D2R E D2S, Onde S indica um design óptico de holofote e R - reflexo. As lâmpadas GR também são usadas para fotografia.
Durante a fotografia, essas lâmpadas permitem controlar a saída de luz. Eles são compactos, brilhantes e econômicos. O ponto negativo é a incapacidade de controlar visualmente a luz e as sombras que a própria fonte de luz cria.
No setor agrícola, as GRL são utilizadas para irradiar animais e plantas e para esterilizar e desinfetar produtos.Para este efeito, as lâmpadas devem ter comprimentos de onda na faixa apropriada.
A concentração do poder de radiação neste caso também é de grande importância. Por esse motivo, produtos potentes são os mais indicados.
Tipos de lâmpadas de descarga de gás
Os GRLs são divididos em tipos de acordo com o tipo de brilho, como parâmetro como pressão, em relação à finalidade de uso. Todos eles formam um fluxo luminoso específico. Com base nesta característica, eles são divididos em:
- dispositivos fluorescentes;
- variedades gas-light;
- opções de indução.
No primeiro deles, a fonte de luz são átomos, moléculas ou combinações destes, excitados por uma descarga em meio gasoso.
Em segundo lugar, nos fósforos, a descarga de gás ativa a camada fotoluminescente que cobre o frasco, como resultado, o dispositivo de iluminação começa a emitir luz. As lâmpadas do terceiro tipo funcionam devido ao brilho dos eletrodos aquecidos por uma descarga de gás.
Dependendo do preenchimento dispositivos de descarga de arco dividido em mercúrio, sódio, xenônio, lâmpadas de iodetos metálicos e outros. Com base na pressão dentro do frasco, ocorre sua posterior separação.
A partir de um valor de pressão de 3x104 e até 106 São classificadas como lâmpadas de alta pressão. Os dispositivos se enquadram na categoria baixa com um valor de parâmetro de 0,15 a 104 Pai. Mais do que 106 Pa - extra alto.
Tipo #1 – lâmpadas de alta pressão
Os RLVDs diferem porque o conteúdo do frasco está sujeito a alta pressão. Caracterizam-se pela presença de um fluxo luminoso significativo aliado a um baixo consumo de energia. Geralmente são amostras de mercúrio, por isso são mais frequentemente usadas para iluminação pública.
Essas lâmpadas de descarga têm uma saída de luz sólida e funcionam eficientemente em condições climáticas adversas, mas não toleram bem baixas temperaturas.
Existem várias categorias básicas de lâmpadas de alta pressão: DRT E DRL (arco de mercúrio), DRI - o mesmo que DRL, mas com iodetos e uma série de modificações criadas a partir deles. Esta série também inclui arco de sódio (DNAT) E DKsT - arco xenônio.
O primeiro desenvolvimento é o modelo DRT. Na marcação, D significa arco, o símbolo P significa mercúrio, e o fato deste modelo ser tubular é indicado pela letra T na marcação. Visualmente, trata-se de um tubo reto feito de vidro de quartzo. Em ambos os lados existem eletrodos de tungstênio. É utilizado em instalações de irradiação. Dentro há um pouco de mercúrio e argônio.
A lâmpada está conectada à rede em série com acelerador usando um circuito ressonante. O fluxo luminoso de uma lâmpada DRT consiste em 18% de radiação ultravioleta e 15% de radiação infravermelha. A mesma porcentagem é luz visível. O resto são perdas (52%). A principal aplicação é como fonte confiável de radiação ultravioleta.
Para iluminar locais onde a qualidade da saída de cores não é muito importante, são utilizados dispositivos de iluminação DRL (arco de mercúrio). Praticamente não há radiação ultravioleta aqui. O infravermelho é 14%, o visível é 17%. As perdas de calor são responsáveis por 69%.
As características de design das lâmpadas DRL permitem que sejam acesas a partir de 220 V sem o uso de um dispositivo de ignição pulsada de alta tensão.Devido ao fato de o circuito conter uma bobina e um capacitor, as flutuações no fluxo luminoso são reduzidas e o fator de potência aumenta.
Quando a lâmpada é conectada em série com o indutor, ocorre uma descarga luminosa entre os eletrodos adicionais e os principais adjacentes. A lacuna de descarga é ionizada e, como resultado, aparece uma descarga entre os eletrodos principais de tungstênio. A operação dos eletrodos de ignição é interrompida.
Os queimadores DRL geralmente têm quatro eletrodos - dois funcionando e dois acendendo. Seu interior é preenchido com gases inertes com uma certa quantidade de mercúrio adicionado à sua mistura.
As lâmpadas de iodetos metálicos DRI também pertencem à categoria de dispositivos de alta pressão. Sua eficiência de cores e qualidade de reprodução de cores são superiores às anteriores. O tipo de espectro de emissão é influenciado pela composição dos aditivos. O formato do bulbo, a ausência de eletrodos adicionais e o revestimento de fósforo são as principais diferenças entre as lâmpadas DRI e as lâmpadas DRL.
O circuito pelo qual o DRL está conectado à rede contém um IZU - um dispositivo de ignição pulsada. Os tubos da lâmpada contêm componentes pertencentes ao grupo dos halogênios. Eles melhoram a qualidade do espectro visível.
À medida que aquece, tanto o mercúrio como os aditivos evaporam, alterando assim a resistência da lâmpada, o fluxo luminoso que emite o espectro. DRIZ e DRISH foram criados com base em dispositivos deste tipo. A primeira das lâmpadas é utilizada em ambientes empoeirados e úmidos, bem como em ambientes secos. O segundo é coberto por imagens de televisão em cores.
As mais eficazes são as lâmpadas de sódio HPS. Isto é devido ao comprimento das ondas emitidas - 589 - 589,5 nm. Dispositivos de sódio de alta pressão operam com um valor deste parâmetro de cerca de 10 kPa.
Para os tubos de descarga dessas lâmpadas, é utilizado um material especial - cerâmica transmissora de luz. O vidro de silicato não é adequado para este fim, porque o vapor de sódio é muito perigoso para ele. Os vapores de trabalho de sódio introduzidos no frasco têm uma pressão de 4 a 14 kPa. Eles são caracterizados por baixos potenciais de ionização e excitação.
Para compensar a perda de sódio que inevitavelmente ocorre durante o processo de combustão, é necessário um certo excesso. Isto dá origem a uma dependência proporcional dos indicadores de pressão de mercúrio, sódio e temperatura do ponto frio. Neste último ocorre a condensação do excesso de amálgama.
Quando a lâmpada queima, os produtos da evaporação depositam-se nas pontas, o que leva ao escurecimento das pontas da lâmpada. O processo é acompanhado por um aumento na temperatura do cátodo e um aumento na pressão do sódio e do mercúrio. Como resultado, o potencial e a tensão da lâmpada aumentam. Ao instalar lâmpadas de sódio, os reatores DRL e DRI são inadequados.
Tipo #2 – lâmpadas de baixa pressão
Na cavidade interna de tais dispositivos existe gás sob pressão inferior à externa. Eles são divididos em LL e CFL e são utilizados não apenas para iluminação de pontos de venda, mas também para reformas residenciais. As lâmpadas fluorescentes desta série são as mais populares.
A conversão de energia elétrica em luz ocorre em duas etapas.A corrente entre os eletrodos provoca radiação em vapor de mercúrio. O principal componente da energia radiante que aparece neste caso é a radiação UV de ondas curtas. A luz visível está próxima de 2%. Em seguida, a radiação do arco no fósforo é transformada em luz.
As marcações das lâmpadas fluorescentes contêm letras e números. O primeiro símbolo é uma característica do espectro de radiação e características de design, o segundo é a potência em watts.
Decodificação de letras:
- LD — luz diurna fluorescente;
- LIBRA - luz branca;
- LHB - também branco, mas frio;
- LTBS - branco quente.
Alguns dispositivos de iluminação melhoraram a composição espectral da radiação para obter uma transmissão de luz mais avançada. Suas marcações contêm o símbolo “C" As lâmpadas fluorescentes proporcionam aos ambientes uma luz uniforme e suave.
A superfície de emissão LL é bastante grande, por isso é difícil controlar a dispersão espacial da luz. Em condições não padronizadas, especialmente quando há muita poeira, são utilizadas lâmpadas refletoras. Neste caso, a área interna do bulbo não é totalmente recoberta pela camada reflexiva difusa, mas apenas dois terços dela.
100% da superfície interna é coberta com fósforo. A parte da lâmpada que não possui revestimento reflexivo transmite um fluxo luminoso muito maior que o tubo de uma lâmpada convencional do mesmo volume - cerca de 75%. Você pode reconhecer essas lâmpadas por suas marcações - elas incluem a letra “P”.
Em alguns casos, a principal característica do LL é Temperatura colorida TC.É equiparado à temperatura de um corpo negro produzindo a mesma cor. De acordo com seus contornos, os LLs podem ser lineares, em forma de U, em forma de W ou circulares. A designação de tais lâmpadas inclui a letra correspondente.
Os dispositivos mais populares têm potência de 15 a 80 W. Com uma emissão luminosa de 45 – 80 lm/W, a combustão LL dura pelo menos 10.000 horas. A qualidade do trabalho de LL é muito influenciada pelo meio ambiente. A temperatura de operação para eles é considerada entre 18 e 25⁰.
Com desvios, tanto o fluxo luminoso quanto a eficiência da emissão de luz e a tensão de ignição diminuem. Em baixas temperaturas, a chance de ignição se aproxima de zero.
As lâmpadas de baixa pressão também incluem lâmpadas fluorescentes compactas - lâmpadas fluorescentes compactas.
Seu design é semelhante aos LLs convencionais:
- A alta tensão passa entre os eletrodos.
- O vapor de mercúrio inflama.
- Um brilho ultravioleta aparece.
O fósforo dentro do tubo torna os raios ultravioleta invisíveis à visão humana. Apenas o brilho visível fica disponível. O design compacto do dispositivo tornou-se possível após a alteração da composição do fósforo. As lâmpadas fluorescentes compactas, assim como as FL convencionais, têm potências diferentes, mas o desempenho das primeiras é muito inferior.
A temperatura da cor é medida em Kelvin. Um valor de 2700 – 3300 K indica uma cor amarela quente. 4200 – 5400 – branco normal, 6000 – 6500 – branco frio com azul, 25000 – lilás.O ajuste de cor é realizado alterando os componentes do fósforo.
O índice de reprodução de cores caracteriza um parâmetro como a identidade da naturalidade da cor com um padrão o mais próximo possível do sol. Absolutamente preto - 0 Ra, o maior valor - 100 Ra. As luminárias CFL variam de 60 a 98 Ra.
As lâmpadas de sódio pertencentes ao grupo de baixa pressão possuem uma temperatura elevada do ponto frio máximo - 470 K. Uma inferior não será capaz de manter o nível necessário de concentração de vapor de sódio.
A radiação ressonante do sódio atinge seu pico a uma temperatura de 540 - 560 K. Este valor é comparável à pressão de evaporação do sódio de 0,5 - 1,2 Pa. A eficiência luminosa das lâmpadas desta categoria é a mais elevada em comparação com outros dispositivos de iluminação de uso geral.
Aspectos positivos e negativos da GRL
As GRLs são encontradas tanto em equipamentos profissionais quanto em instrumentos destinados à pesquisa científica.
As principais vantagens dos dispositivos de iluminação deste tipo são geralmente chamadas de seguintes características:
- Alta eficiência luminosa. Este indicador não é muito reduzido, mesmo com vidro grosso.
- Praticidade, expressa em durabilidade, o que permite sua utilização para iluminação pública.
- Resistência em condições climáticas difíceis. Antes da primeira queda de temperatura, são utilizados abajures comuns, e no inverno - com lanternas e faróis especiais.
- Preço acessível.
Não há muitas desvantagens nessas lâmpadas. Uma característica desagradável é o nível bastante alto de pulsação do fluxo luminoso. A segunda desvantagem significativa é a complexidade da inclusão.Para uma combustão estável e operação normal, eles simplesmente precisam de um reator que limite a tensão aos limites exigidos pelos dispositivos.
A terceira desvantagem é a dependência dos parâmetros de combustão da temperatura alcançada, o que afeta indiretamente a pressão do vapor de trabalho no frasco.
Portanto, a maioria dos dispositivos de descarga de gás atinge características de combustão padrão após um certo período de tempo após serem ligados. Seu espectro de emissão é limitado, portanto a reprodução de cores das lâmpadas de alta e baixa tensão é imperfeita.
Os dispositivos só podem operar em condições de corrente alternada. Eles são ativados usando um acelerador de lastro. Leva algum tempo para aquecer. Devido ao conteúdo de vapor de mercúrio, eles não são totalmente seguros.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Vídeo nº 1. Informações sobre GL. O que é, como funciona, prós e contras no vídeo a seguir:
Vídeo nº 2. Informações populares sobre lâmpadas fluorescentes:
Apesar do surgimento de dispositivos de iluminação cada vez mais avançados, as lâmpadas de descarga de gás não perdem a sua relevância. Em algumas áreas, eles são simplesmente insubstituíveis. Com o tempo, as GRLs certamente encontrarão novas áreas de aplicação.
Conte-nos como você escolheu uma lâmpada de descarga de gás para instalação em uma rua rural ou em uma lâmpada doméstica. Compartilhe qual foi o fator de compra decisivo para você pessoalmente. Deixe comentários no bloco abaixo, tire dúvidas e poste fotos sobre o tema do artigo.
No nosso aldeamento turístico temos um problema de tensão - por vezes cai para 160V. As lâmpadas de descarga de gás funcionarão normalmente neste caso? Vou iluminar a própria área e parte da estrada.
Boa tarde, Máximo. Antes de planear a iluminação, preocupe o presidente do aldeamento turístico em encontrar a causa da queda de tensão. Os sintomas que você citou são típicos de desequilíbrios de fase. Aqui, uma influência adicional será exercida pelo aterramento do zero do transformador e pela presença de aterramentos repetidos nos apoios.
Após a restauração da operação normal da rede, pergunte ao presidente se você pode aumentar a potência de iluminação na área. Acho que sua carga é limitada.