Lámparas de descarga de gas: tipos, diseño, cómo elegir las mejores
¿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.
El contenido del artículo:
Diseño y características de las lámparas de descarga.
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.
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 una alta eficiencia luminosa. modelos de neón. 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:
- dispositivos fluorescentes;
- variedades de luz de gas;
- opciones de inducción.
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.
Dependiendo del llenado dispositivos de descarga de arco dividido en mercurio, sodio, xenón, lámparas de halogenuros metálicos y otros. Según la presión dentro del matraz, se produce una mayor separación.
A partir de un valor de presión de 3x104 y hasta 106 Se clasifican como lámparas de alta presión. Los dispositivos entran en la categoría baja con un valor de parámetro de 0,15 a 104 Pensilvania. Mas de 106 Pa - extra alta.
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.
La lámpara está conectada a la red en serie con acelerador utilizando 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 del 14%, el visible es del 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.
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.
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 “C" Las lámparas fluorescentes proporcionan a las habitaciones una luz uniforme y suave.
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 Temperatura colorida 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 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:
- Entre los electrodos pasa alto voltaje.
- El vapor de mercurio se enciende.
- 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.
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 de punto frío máximo alta: 470 K. Una más baja no podrá 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 pagable.
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.
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.
Cuéntenos cómo eligió una bombilla de descarga de gas para instalarla en una lámpara de calle o en el hogar. Comparta cuál fue el factor decisivo de compra para usted personalmente. Deje comentarios en el bloque a continuación, haga preguntas y publique fotografías sobre el tema del artículo.
En nuestro pueblo de vacaciones tenemos un problema con el voltaje: a veces baja a 160V. ¿Funcionarán normalmente las lámparas de descarga de gas en este caso? Voy a iluminar la propia zona y parte del camino.
Buenas tardes, Máximo. Antes de planificar la iluminación, solicite al presidente del centro de vacaciones que busque la causa de la caída de tensión. Los síntomas que usted citó son típicos de los desequilibrios de fase. Aquí, la puesta a tierra del cero del transformador y la presencia de puestas a tierra repetidas en los soportes ejercerán una influencia adicional.
Una vez que se restablezca el funcionamiento normal de la red, pregunte al presidente si puede aumentar la potencia de iluminación en el área. Creo que tu carga es limitada.