Lâmpadas de indução: dispositivo, tipos, âmbito de aplicação + regras de seleção
Hoje, os consumidores estão cada vez mais escolhendo dispositivos de iluminação doméstica e industrial com eficiência energética.Porém, além da economia, a qualidade da retroiluminação também desempenha um papel importante. As lâmpadas de indução são uma alternativa válida às fontes de iluminação tradicionais.
Emitem uma luz suave, agradável à vista e que não altera a percepção objetiva dos objetos. Vamos dar uma olhada juntos no design e nos princípios operacionais das lâmpadas de indução.
O conteúdo do artigo:
Design e princípio de operação
A fonte de luz primária em uma lâmpada de indução é o plasma, criado artificialmente como resultado da ionização de uma mistura gasosa por um campo eletromagnético de alta frequência.
A corrente gera um campo elétrico alternado, provocando a ocorrência de uma descarga de gás no frasco de vidro. O mercúrio excitado gera radiação UV, que é convertida em luz visível graças a um fósforo.
As lâmpadas de indução pertencem à categoria de fontes de iluminação de descarga de gás, mais sobre as quais está escrito em este material.
O design de uma lâmpada de indução inclui três elementos funcionais básicos:
- tubo de descarga de gás;
- bobina de indução com anel de ferrite;
- reator eletrônico.
Dentro do tubo há gotas de amálgama de mercúrio. O próprio frasco é preenchido com um gás com baixa reatividade química - argônio/criptônio, e sua superfície interna é revestida com um fósforo inorgânico.
A bobina de indução e o eletroímã formam um campo magnético de alta frequência, sob a influência do qual os elétrons livres aceleram, colidem e excitam os átomos de mercúrio.
O resultado é a radiação ultravioleta. O fósforo o transforma em um brilho visível e brilhante.
O reator eletrônico é conectado a uma fonte de tensão CC de 12 V/24 V ou a uma rede de tensão senoidal de 120 V/220 V/380 V.
O sistema de controle de partida transforma a corrente alternada de 50 Hz em corrente contínua e depois em corrente de alta frequência de 190 kHz a 2,65 MHz.
Esta corrente de RF cria um campo magnético. Além disso, o starter gera um forte pulso de partida, que acende a fonte de luz de indução.
Para garantir a operação estável do dispositivo de iluminação sem eletrodo, o sistema de controle também pode alterar a intensidade da corrente elétrica e sua frequência através da bobina indutora.
Para reduzir a dispersão de campos eletromagnéticos de alta frequência, as lâmpadas são equipadas com telas de ferrite e/ou núcleos especiais.
Isso torna o cilindro do dispositivo de iluminação mais uniforme e com temperatura aproximadamente igual.
Com o funcionamento prolongado dessa iluminação, não se observa rachadura do bulbo de vidro e, com o tempo, o material do eletrodo não se deposita nas paredes.
A ausência de eletrodos de filamento necessários para acender lâmpadas convencionais permite que as lâmpadas de indução alcancem uma vida útil incrivelmente longa - até 120.000 horas de operação.
Alguns fabricantes afirmam até uma vida útil de até 150.000 horas. Este número é 10 vezes maior que a durabilidade de simples lâmpadas fluorescentes, HPDS de descarga de gás, mercúrio-tungstênio e luminárias de sódio.
Além disso, a vida útil das fontes de luz de indução é aproximadamente 2 a 3 vezes maior que a vida útil dos LEDs.
Tipos de lâmpadas de indução
Nikola Tesla demonstrou pela primeira vez uma lâmpada sem eletrodos de contato em 1893 na Feira Mundial de Chicago. O dispositivo de iluminação apresentado ao público foi alimentado pelo campo magnético de uma bobina de Tesla. E o primeiro protótipo confiável de fonte de luz de indução foi criado por John Melvin Anderson em 1967.
Classificação de lâmpadas sem eletrodo
Em 1994, a General Electric lançou a lâmpada economizadora compacta GENURA com um gerador de alta frequência integrado na base.
A produção em série de lâmpadas fluorescentes de indução começou na década de 1990.
Dependendo do tipo de design, as fontes de luz de indução são:
- com reator embutido – o gerador elétrico e a lâmpada são combinados em uma unidade;
- com partida eletrônica separada - o gerador externo e a lâmpada são dispositivos separados.
Dependendo da forma como a bobina é colocada, essas lâmpadas também são divididas em dispositivos com indutor externo (baixa frequência) e interno (alta frequência).
No primeiro caso, uma bobina com uma haste ferromagnética é enrolada em um cilindro. A frequência de operação das lâmpadas com indução externa está na faixa de 190-250 kHz.
Possuem melhores condições de intensa troca de calor com o ambiente, pois a bobina externa ao frasco lacrado dissipa facilmente o calor gerado pelo aparelho. A vida útil dos dispositivos de baixa frequência é de até 120.000 horas.
No segundo caso, uma bobina de indução com núcleo enrolado está localizada dentro de um bulbo de vidro. O calor gerado vai para a cavidade do dispositivo de iluminação, por isso as lâmpadas com indução interna aquecem mais.
Sua frequência operacional está na faixa de 2-3 MHz. O recurso dessas fontes de luz não excede 75.000 horas.
Ambas as lâmpadas de alta e baixa frequência têm uma grande margem de segurança e uma longa vida útil.
Opções e marcações
Atualmente, empresas especializadas em iluminação lançaram a produção em massa de lâmpadas de indução de diversos formatos. Recursos de design e opções de design podem ser vistos em suas marcações.
Os dois primeiros caracteres alfabéticos do código determinam o tipo de dispositivo (IL - lâmpada de indução), o terceiro indica a forma. Após a designação da letra, o poder geralmente é anunciado.
ILK – lâmpadas de indução redondas.Possuem alta eficiência luminosa e ampla faixa de temperaturas espectrofotométricas. Adequado para instalação em luminárias redondas e ovais.
Essas fontes de luz são usadas ativamente para iluminar armazéns, oficinas espaçosas de produção e reparos, shopping centers e instalações esportivas.
ILSH – lâmpadas em forma de bola. Fabricado na forma tradicional de dispositivos convencionais de iluminação a vácuo de alta potência. Eles criam uma luz suave e acendem quase instantaneamente.
Adequado para substituição lâmpadas incandescentes a fontes de luz com eficiência energética sem a necessidade de trocar a própria lâmpada.
UIT – Lâmpadas em forma de U. São dispositivos com gerador separado. Eles emitem luz branca brilhante e não piscam durante a operação.
São utilizados para iluminar estádios, túneis, metrôs e rodovias, stands publicitários, letreiros e outros objetos.
ILB, ILBK – lâmpadas com lâmpada em forma de anel. Neles, gerador, bobina e tubo são combinados em uma única unidade. Geram uma luz suave que não ofusca, acendem rápida e facilmente em temperaturas até -35 °C.
Projetos semelhantes são usados para iluminação de hotéis e áreas comerciais, áreas de parques e jardins públicos, áreas de jardins privados.
Vale a pena mencionar separadamente os fitolampos de indução para plantas. Eles diferem no formato do bulbo de vidro e na cor da radiação.
Os fitolampos de indução GP e VG destinam-se à iluminação de plantas em fase de crescimento vegetativo. O espectro azul da radiação predomina neles.
Os dispositivos FL são utilizados na fase inicial de formação dos frutos, bem como para acelerar a formação das flores. Eles emitem luz vermelha.
As lâmpadas modelo KL são universais. Essas fontes de luz permitem controlar o crescimento das plantações. Geram uma rica luz vermelha, necessária ao pleno desenvolvimento dos frutos das plantas e à floração abundante.
Exemplos de marcação:
- ILK-40 – lâmpada redonda de indução com potência de 40 W;
- TILPVG-120 é um fitolampo de indução retangular com potência de 120 W, modelo VG para fase inicial de crescimento vegetativo de plantas.
A emissão de uma lâmpada de indução corresponde a 97% do espectro solar, sendo portanto excelente para iluminação artificial de complexos de estufas.
Vantagens de usar IL
As lâmpadas sem eletrodo geram uma luz suave e confortável para os olhos. Os tons das cores não são distorcidos.
O brilho dessas lâmpadas pode ser alterado entre 30-100% usando um simples obscuro para dispositivos com filamento.
Mesmo após 75.000 horas de operação, os dispositivos de indução mantêm um nível de potência luminosa de 80-85% do original.
Os LLs convencionais de luz diurna perdem até 55% de seu brilho no final de sua vida útil. Com o tempo, círculos escuros e opacos se formam nos frascos.
Vantagens de usar lâmpadas de indução sem eletrodo:
- Eficiência 90%;
- vida útil de até 150.000 horas;
- saída de luz superior a 90-160 lm/W;
- condições ótimas para percepção visual de objetos;
- faixa de temperatura operacional de -35 °C a +50 °C;
- coeficiente de reprodução de cores Ra˃80;
- altos indicadores de eficiência energética;
- aquecimento mínimo do frasco;
- número ilimitado de ciclos de partida/desligamento;
- sem pulsação;
- a capacidade de ajustar a intensidade do brilho;
- O período de garantia é de 5 anos.
Os fabricantes afirmam que as fontes de luz de indução têm características técnicas melhores que os LEDs e são várias vezes mais baratas. O consumo de energia desses tipos de lâmpadas é aproximadamente o mesmo.
Aplicação de lâmpadas sem eletrodo
Dispositivos de iluminação modernizados que não contêm cátodos e filamentos térmicos são usados para iluminação interna e externa.
Escopo de uso do IL
As lâmpadas sem eletrodo possuem proteção integrada contra curtos-circuitos (curtos-circuitos) e picos de tensão.
Devido à sua elevada eficiência luminosa e baixo consumo de energia elétrica, são utilizados em diversos campos:
- para organizar iluminação pública de alta qualidade;
- em complexos comerciais, de entretenimento e hoteleiros;
- em centros de escritórios e instalações domésticas;
- para iluminar amplas oficinas e armazéns em instalações industriais;
- para iluminação de estufas e estufas;
- para iluminação de rodovias e túneis;
- para organizar iluminação à prova de explosão em postos de gasolina.
Devido à estabilidade de seus parâmetros, as lâmpadas de mercúrio sem eletrodo são utilizadas como fontes pontuais de precisão de radiação UV em espectrometria.
Além disso, o princípio da excitação indutiva do gás é utilizado no processo de transferência de energia de fontes externas para o ambiente de trabalho dos lasers.
Porém, devido à presença de radiação eletromagnética de alta frequência, as lâmpadas de indução não são instaladas em estações ferroviárias e aeroportos.
Essas lâmpadas também podem causar interferência quando usadas simultaneamente com equipamentos médicos e laboratoriais ultrassensíveis. Portanto, não é recomendado utilizá-los em salas com equipamentos tão especiais.
Iluminação de ruas e estradas
A iluminação rodoviária mais eficaz pode ser fornecida por postes de iluminação pública com lâmpadas de indução energeticamente eficientes. Este tipo de iluminação garante uma visibilidade confortável tanto para condutores como para peões.
As lâmpadas rodoviárias têm uma montagem cantilever durável e são montadas em postes, bem como em suportes padrão. Eles são usados para iluminar áreas de parques e praças, ruas e praças, rodovias e estacionamentos, aterros e pátios.
Como exemplo, o início instantâneo da iluminação em rodovias em locais onde há circulação de carros e pedestres.
Além disso, um sensor de movimento sensível pode ser combinado com um interruptor crepuscular programável.
O dispositivo é ajustado para níveis de luz específicos. Caso o nível de iluminação seja insuficiente, o sensor dará um comando para acender as lâmpadas.
A possibilidade de regulação da intensidade permite a utilização com sucesso de sistemas inteligentes para um controlo eficaz da iluminação pública.
Ao controlar o brilho das lâmpadas de indução por meio de um regulador de potência e um temporizador astronômico, você pode obter economia real de energia elétrica e também reduzir significativamente os custos de manutenção.
A introdução de sistemas inteligentes permite controlar o estado da iluminação, medir e analisar dados sobre o consumo de energia das lâmpadas.
Fontes de luz industriais seguras
A utilização de dispositivos baseados na tecnologia de indução é uma solução econômica para a modernização dos sistemas de iluminação de empresas industriais.
As lâmpadas de indução são de alta qualidade de construção e não requerem manutenção regular. Reduzem significativamente o consumo de eletricidade e ajudam a melhorar a rentabilidade da produção.
Os dispositivos de iluminação industrial possuem classe de proteção IP54, o que permite operação mesmo em condições de sujeira e alta umidade. Podem ser instalados em áreas não aquecidas e mal ventiladas.
O vidro temperado combinado com isolamento de silicone protege a caixa de maneira confiável contra impurezas estranhas e entrada de água.
Um revestimento de polímero antiestático é aplicado ao corpo das lâmpadas de indução à prova de explosão.
Graças a esta composição, os dispositivos de iluminação são caracterizados pela resistência ao impacto e à resistência a temperaturas abaixo de zero.
O revestimento especial à prova de faíscas não se deteriora mesmo em ambientes alcalinos e ácidos e pode reter as suas propriedades durante 30 anos.
Iluminação em estufas e conservatórios
O espectro de uma lâmpada de indução corresponde a 75% da radiação fotossinteticamente ativa necessária para o crescimento ativo e o florescimento das plantas a longo prazo.
É por isso que as lâmpadas sem eletrodo são utilizadas como fontes adicionais em estufas e estufas, para iluminação de caixas de cultivo padrão e compactas, iluminação direta, lateral e entre fileiras de plantas.
O uso dessas lâmpadas em caixas de cultivo permite reduzir significativamente o custo do resfriamento dos tanques.
A utilização de IL também permite pré-projetar e instalar separadamente a iluminação para cada zona da estufa.
Para corrigir e direcionar o máximo de luz para o setor desejado, são utilizadas superfícies ópticas - telas. Eles concentram a radiação em uma área específica.
E com a ajuda de refletores especiais, a luz artificial é distribuída uniformemente por toda a altura dos espaços verdes.
Regras de seleção de IL
Ao escolher dispositivos de iluminação por indução, é importante levar em consideração suas características de design, características de desempenho, bem como o grau de segurança.
Somente se esta abordagem for seguida a IL poderá ser considerada uma aquisição que vale a pena.
Hoje em lojas especializadas é fácil encontrar lâmpadas de indução sem eletrodo com potência de 15 W a 500 W. Mas também existem outros mais potentes, projetados para diversas necessidades de produção.
As lâmpadas com lâmpada oval estão disponíveis para luminárias com soquetes padrão E14, E27 e E40.
Existem também tipos especiais de dispositivos de iluminação por indução retangulares e em anel que podem operar com energia CA e CC.
Todas as lâmpadas de indução e lâmpadas sem eletrodo passam por certificação obrigatória.
Portanto, podemos falar com confiança sobre a sua segurança. O amálgama encontra-se em frasco lacrado e, observadas as regras básicas de funcionamento, seu vazamento está excluído.
No entanto, é preciso entender que, assim como as lâmpadas fluorescentes padrão, as lâmpadas de indução requerem descarte adequado devido à presença de compostos de mercúrio e componentes eletrônicos.
O amálgama sólido, uma liga de mercúrio com outros metais, pode ser reutilizado. O vidro da lâmpada também é reciclado, mas separadamente do fósforo.
As lâmpadas com tecnologia de indução não são tipos de iluminação ecologicamente corretos e são muito inferiores aos LEDs neste critério.
Deve-se acrescentar que uma lâmpada do tipo indução não atinge imediatamente seu fluxo luminoso estável. No início, produz cerca de 80% da radiação total.
Para que este indicador atinja o máximo, uma lâmpada sem eletrodo precisa de 2 a 3 minutos. Durante este tempo, o amálgama aquece suficientemente e a quantidade necessária de mercúrio evapora.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
As lâmpadas de indução são uma nova geração de lâmpadas de descarga de gás. O princípio de funcionamento deste tipo de iluminação:
O que são as lâmpadas de indução, características das lâmpadas deste tipo e âmbito de aplicação:
Vantagens de usar fontes modernas de luz de indução em empresas industriais:
A instalação correta de lâmpadas de indução em conformidade com todas as normas e regulamentos permite o uso eficaz da tecnologia de economia de energia. Hoje, essas fontes de luz são uma alternativa razoável às abordagens tradicionais de organização da iluminação.
Você tem experiência com lâmpadas de indução? Ou ficou com alguma dúvida depois de estudar o material? Você pode perguntar a eles no bloco de comentários abaixo do artigo. Lá você pode compartilhar sua experiência ou dar conselhos valiosos aos visitantes do nosso site.
Recentemente instalei fitolampos de indução para plantas em estufa. Escolhi dispositivos no espectro azul para que a fotossíntese ocorresse normalmente. Também levei em consideração que a lâmpada não esquentava muito e distribuía a luz de maneira uniforme. Também procurei ter certeza de que funcionaria no inverno e funcionaria normalmente em temperaturas mais baixas. No final as lâmpadas foram escolhidas, instaladas, as plantas se beneficiam delas, tudo funciona.
Boa tarde, Máximo. As condições ideais para a fotossíntese são criadas pela luz natural. Corresponde especificamente às lâmpadas incandescentes. O professor A. Famintsyn estudou a influência na fotossíntese de flores individuais no século XIX. O resultado do estudo é que a clorofila, absorvendo as partes extremas do espectro, não reage ao amarelo, ao verde e ao azul. Em outras palavras, você criou condições não naturais para as plantas.
Eu ficaria feliz em comprar esses dispositivos de iluminação para minha casa, já que, por algum motivo, os dispositivos fluorescentes comuns que economizam energia queimam rapidamente para mim. Os LEDs são confiáveis, mas a luz deles é muito forte, sem vida, simplesmente não consigo me acostumar com isso. Com um filamento acaba sendo muito caro. Mas o preço atual, que é superior a 1.000 rublos. para uma lâmpada de indução, acaba com a possibilidade de utilizá-la no dia a dia.
Compre em grandes redes de lojas que oferecem garantia para lâmpadas. Já vi lâmpadas de indução com garantia de cinco anos. Gastar 1.000 rublos a cada cinco anos não é nada caro.