24 01 13 - Fundamentos Da Luminotecnica (1)

Eletrotcnica Geral

Fundamentos da Luminotcnica

Rondonpolis, Mato Grosso

24 de janeiro de 2013.


Luz a faixa de radiaes eletromagnticas capazes de serem

percebidas pelo olho humano. O comprimento das radiaes

eletromagnticas definido atravs da seguinte frmula:

=

o comprimento de onda em metro;

c a velocidade da luz em m/s;

f a frequncia em ciclo/s.


Espectro Eletromagntico


Espectro Eletromagntico Faixa das radiaes eletromagnticas capazes de serem

percebidas pelo olho humano:

= 3800 7800 ()

1 = 11010


Cor O espectro eletromagntico visvel pode ser dividido em um certo

nmero de faixas de comprimento de onda, cada uma causando

uma impresso de cor.


Intensidade Luminosa (cd)

Considerando uma fonte luminosa que irradie luz uniformemente

em todas as direes, o fluxo luminoso se distribuiria na forma de

uma esfera. A intensidade luminosa medida como o valor do

fluxo luminoso emitido em cada direo. Essa direo

representada por vetores cujo o comprimento indica a intensidade

luminosa. Em outras palavras a potncia da radiao luminosa

em uma dada direo. A sua unidade de medida chamada de

candela (cd).


Curva de Distribuio Luminosa

fornecida pelos fabricantes de luminrias e tem como objetivo

representar a distribuio da intensidade luminosa em diferentes

direes. apresentada em diagrama polar, em que a luminria

reduzida a um ponto no centro deste diagrama, onde as

intensidades so medidas e registradas. As curvas de distribuio

luminosa so feitas, normalmente, para 1000 lumens.


Curva de Distribuio Luminosa


Fluxo Luminoso (lm)

definido como a quantidade total de luz emitida por segundo

por uma fonte luminosa, sendo medido em lumens (lm).

Um lmen a energia luminosa irradiada por uma candela sobre

uma superfcie esfrica de 1m e cujo o raio de 1m.


Iluminncia (lx)

a relao entre o fluxo luminoso incidente numa superfcie e a

rea da superfcie sobre a qual este incide. medida em lux (lx),

observando-se que 1 lx a iluminncia de uma superfcie de 1 m

sobre a qual incide um fluxo luminoso de 1 lm.

A iluminncia de um ambientes de trabalho costuma ser definida

em termos de iluminncia mdia no plano de trabalho (Em), sendo

este um plano horizontal imaginrio acima do piso.


Eficincia Luminosa (lm/W)

Trata-se de um conceito que utilizado para comparar os

diferentes tipos de lmpadas existem em relao a gerao de

luminosidade por watt absorvido, ou seja, determinada atravs

da razo entre o fluxo luminoso total emitido e a potncia eltrica

total solicitada pela lmpada.

A eficincia luminosa um indicador da eficincia do processo

de emisso de luz utilizada sob o ponto de vista da gerao de

luminosidade.


Fonte: Manual Luminotcnico Prtico Osram


Lmpadas Incandescentes

Resulta do aquecimento de um fio, pela passagem de corrente

eltrica, at a incandescncia. As lmpadas incandescentes

comuns so compostas de um bulbo de vidro incolor ou leitoso,

uma base de cobre e outras ligas, e um conjunto de peas que

contm o filamento. Os filamentos so compostos de tungstnio,

que tem um ponto de fuso de aproximadamente 3400C,

entretanto a temperatura mxima de funcionamento deste tipo de

lmpada aproximadamente 2700C.


Lmpadas Incandescentes

Fundamentos de Luminotcnica

Lmpadas Halgenas (Dicroicas)

constituda por um tubo de quartzo, dentro do qual existem

filamentos de tungstnio e partculas de iodo, flor e bromo que,

proporciona o ciclo do iodo ou ciclo do bromo fazendo um

processo regenerativo do filamento de tungstnio o que confere a

este tipo de lmpada uma maior vida til.

Como desvantagem apresenta um maior aquecimento em relao

as demais lmpadas incandescentes, e trabalham pressurizadas,

podendo estilhaar inesperadamente, o que faz necessrio o uso

em luminrias que tenham proteo.


Lmpadas Halgenas (Dicroicas)


Lmpadas Fluorescentes

Este tipo de lmpada utiliza descarga eltrica atravs de um gs

para produzir energia luminosa. Consiste em um bulbo cilndrico

de vidro, tendo em suas extremidades eletrodos metlicos de

tungstnio, por onde circula corrente eltrica. Em seu interior

existe vapor de mercrio ou argnio a baixa presso, e as paredes

internas do tubo so pintadas do tubo so pintadas de material

fluorescentes, conhecidos por cristais de fsforo.


Equipamentos Auxiliares Reator Eletromagntico

As lmpadas fluorescentes so operadas juntamente com um

reator, cuja a principal funo limitar a corrente na lmpada. Os

reatores eletromagnticos so constitudos por um ncleo de ao

silcio associado a uma bobina de fio de cobre esmaltado.

Os reatores para lmpadas fluorescentes so fornecidos para

ligao de uma nica lmpada, reatores simples, ou para ligao

de duas lmpadas, reatores duplos.


Equipamentos Auxiliares Reator Eletrnico

So constitudos de componentes eletrnicos como capacitores,

indutores, resistores, transistores, diodos e outros. Operam em

alta frequncia, de 20 kHz a 50 kHz. Possui vrias vantagens em

relao ao eletromagntico como menor consumo de energia,

devido ao fato de possui menor carga trmica, menor peso,

aumentam a vida til da lmpada, alm de apresentarem um

maior fator de potncia quando comparados aos reatores

eletromagnticos.


Lmpada de Vapor de Mercrio

Esta lmpada tambm utiliza o princpio da descarga eltrica

atravs de gases, de forma semelhante luz fluorescentes.

Basicamente, consta de um bulbo de vidro que encerra em seu

interior em um tubo de arco, onde se produzir o efeito luminoso.

Alm de um reator, no h necessidade de dispositivos de

controle especiais. A ignio desta lmpada obtida atravs de

eletrodo auxiliar montado ao lado de um eletrodo principal,

porm, ligado ao outro eletrodo por meio de um resistor.


Lmpada de Vapor de Mercrio


Lmpada de Vapor de Sdio de Alta Presso

Este tipo de lmpada adequada para aplicao em ambientes

internos de grande altura do p direito e ambientes externos.

composta de um tubo de descarga de xido de alumnio

encapsulado por um bulbo de vidro, recoberto internamente por

uma camada de p difusor. Possui uma alta eficincia luminosa,

vida til longa, baixa depreciao do fluxo luminoso e operao

estvel.


Lmpadas de Multivapor Metlico

Operam segundo os mesmos princpios de todas as lmpadas de

descarga, sendo a radiao proporcionada por iodeto de ndio,

tlio e sdio em adio ao mercrio. A proporo de compostos

no tubo de descarga resulta em uma reproduo de cores de muito

boa qualidade. Essas lmpadas possuem alta eficincia, baixa

depreciao, vida til longa e alta confiabilidade.


Lmpada de Luz Mista

So lmpadas que no necessitam de equipamentos auxiliares para o seu funcionamento. Combinam a alta eficincia das lmpadas a vapor de mercrio com as favorveis propriedades de cor das fontes de luz com filamento de tungstnio.

A lmpada composta de um tubo de descarga a vapor de mercrio, conectado em srie com um filamento de tungstnio, ambos encapsulados por um bulbo ovoide recoberto internamente com uma camada de fosfato de trio vanadato. O filamento atua como fonte de luz de cor quente e como limitador de corrente em lugar do reator.


Lmpada de Luz Mista


Lmpadas de Estado Slido LED

Um LED um diodo semicondutor, que emite luz por

eletroluminescncia. normalmente uma fonte de luz com uma

pequena rea. A cor da luz emitida depende do tipo do elemento

qumico utilizado na dopagem de impurezas, e pode ser

infravermelha, visvel ou ultravioleta.

A vida til de um LED de aproximadamente 100.000 horas, isso

porque eles no produzem luz atravs do aquecimento de um

filamento ou atravs de descargas eltricas, o que reduz

drasticamente as possibilidades de queima.


Aplicaes das Lmpadas

Lmpadas Incandescentes Aplicao

Interno Externo

Faixa

Potncia

Residen.

Comercial Industrial

reas

Comuns

Vias

Pblicas Estacion. Jardins

Comuns Uso Geral 15-100 W X

Comuns Decorativa 15-60 W X

Comuns Dirigida 40-100 W X

Comuns Especfica 60-200 W X X X X X

Halgenas Geral 300-2000 W X X X X X

Halgenas decorativa 15-60 W X

Halgenas dirigida 20-150 W X X

Halgenas especfica 40-250 W X X X X X X

Dicroicas 50 W X


Aplicaes das Lmpadas

Lmpadas Fluorescentes Aplicao

Interno Externo

Faixa

Potncia

Residen.

Comercial Industrial

reas

Comuns

Vias

Pblicas Estacion. Jardins

Fluorescente 15-110 W X

PL 5-23 W X

Vapor de Mercrio 80-1000 W X X X X X

Luz Mista 125-500 W X X X X X

Vapor Sdio 70-1000 W X X X


Valores Tpicos de Fluxos Luminosos

Incandescente Fluorescente Vapor de Mercrio

Potncia

(watts)

Fluxo Luminoso

(lumens)

Potncia

(watts)

Fluxo Luminoso

(lumens)

Potncia

(watts)

Fluxo Luminoso

(lumens)

25 230 20 1100 80 3600

40 450 32 2950* 125 6300

60 800 40 3500* 250 12700

100 1500 110 7800 400 22000


Vida til e Rendimento das Lmpadas

Tipo da Lmpada Vida til (horas) Rendimento (lm/W)

Incandescente 1.000 a 6.000 10 a 20

Fluorescente 7.500 a 12.000 43 a 84

Vapor de Mercrio 12.000 a 24.000 44 a 63

Multivapor Metlico 10.000 a 20.000 69 a 115

Luz Mista 6.000 a 8.000 17 a 25

Vapor de Sdio 12.000 a 16.000 75 a 105

Sdio de Alta Presso Acima de 24.000 68 a 140

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