iluminação-3: lâmpadas fluorescentes

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10-04-2023 Por : Luís Timóteo 1

LÂMPADAS DE DESCARGA

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As lâmpadas de descarga constituem uma forma alternativa de produzir luz de una maneira mais eficiente e económica que as lâmpadas incandescentes. Por isso, o seu uso está tão difundido hoje em dia. A luz emitida consegue-se por excitação de um gás submetido a descargas eléctricas entre dois eléctrodos. Conforme o gás contido na lâmpada e a pressão a que está submetido, teremos diferentes tipos de lâmpadas, cada uma delas com as suas próprias características luminosas.

Lâmpadas de Descarga: Conceitos

Funcionamento

No interior do tubo, produzem-se descargas eléctricas como consequência da diferença de potencial entre os eléctrodos. Estas descargas provocam um fluxo de electrões que atravessa o gás.

Quando uns deles chocam com os electrões das camadas externas dos átomos do gás transmitem-lhes energia e podem suceder duas coisas:

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Funcionamento (cont.) A primeira possibilidade é que a energia transmitida

no choque seja suficientemente elevada para poder arrancar o electrão do seu átomo. Este, pode por sua vez, chocar com os electrões de outros átomos repetindo o processo.

Se este processo não se limita, pode-se provocar a destruição da lâmpada por excesso de corrente.

A outra possibilidade é que o electrão não receba suficiente energia para ser arrancado. Neste caso, o electrão passa a ocupar outro orbital de maior energia. Este novo estado costuma ser instável e rapidamente o electrão volta á situação inicial.

Ao faze-lo, o electrão liberta a energia extra em forma de radiação ultravioleta (UV) ou visível. Como a longitude da onda da radiação emitida é proporcional á diferença de energia entre os orbitais inicial e final do electrão e os estados possíveis não são infinitos, é fácil compreender que o espectro de estas lâmpadas seja descontinuo.

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Funcionamento (Cont.)

A consequência deste facto é que a luz emitida pela lâmpada não é branca (por exemplo nas lâmpadas de sódio a baixa pressão é amarelada). Portanto, a capacidade de reproduzir as cores destas fontes de luz é, em geral, pior que no caso das lâmpadas incandescentes que têm um espectro contínuo. É possível, revestindo o tubo com substâncias fluorescentes, melhorar a reprodução das colores e aumentar a eficácia das lâmpadas convertendo as nocivas emissões ultravioletas em luz visível.

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Lâmpadas de Descarga: ConceitosElementos auxiliares

Para que as lâmpadas de descarga funcionem correctamente é necessário, na maioria dos casos, a presença de uns elementos auxiliares: arrancadores e balastros.

Os arrancadores ou ignitores são dispositivos que fornecem um breve pico de tensão entre os eléctrodos do tubo, necessário para iniciar a descarga e vencer assim a resistência inicial do gás á corrente eléctrica. Depois de ligar, há um período transitório durante o qual o gás se estabiliza e que se caracteriza por um consumo de potência superior ao nominal.

Os balastros, ao contrário, são dispositivos que servem para limitar a corrente que atravessa a lâmpada e evitar assim um excesso de electrões circulando pelo gás que aumentaria o valor da corrente até produzir a destruição da lâmpada.

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Eficácia Ao estabelecer a eficácia deste tipo de lâmpadas há que diferenciar entre a

eficácia da fonte de luz e a dos elementos auxiliares necessário para seu funcionamento, que depende do fabricante. Nas lâmpadas, as perdas se centrai em dois aspectos: as perdas por calor e as perdas por radiações não visíveis (ultravioleta e infravermelho).A percentagem de cada tipo dependerá da clame de lâmpada com que trabalhemos.

A eficácia das lâmpadas de descarga oscila entre os 19-28 lm/W das lâmpadas de luz mista e os 100-183 lm/W das de sódio a baixa pressão.

Tipo de lâmpada Eficácia (lm/W)

Fluorescentes 38-91

De Luz de mista 19-28

Mercúrio a alta pressão 40-63

Halogéneos metálicos 75-95

Sódio a baixa pressão 100-183

Sódio a alta pressão 70-130

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Lâmpadas de Descarga: ConceitosEficácia

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Tipo de lâmpada Longevidade (h)

Fluorescente standard 12500

Luz de mista 9000

Mercúrio a alta pressão 25000

Halogéneos metálicos 11000

Sódio a baixa pressão 23000

Sódio a alta pressão 23000

Durabilidade

Duração de vida média: indicada pelo fabricante, indica o número de horas após as quais 50% de um lote significativo de lâmpadas acesas deixa de emitir fluxo luminoso.

A duração de vida média varia entre as 1.000 horas, nas lâmpadas de incandescência, até às cerca de 60 000 horas, no caso das lâmpadas de indução. Se considerarmos os LED, de luz branca, na classificação dos tipos de lâmpadas, os quais têm sido cada vez mais aperfeiçoados no sentido de substituir as lâmpadas de incandescência, podemos atingir uma duração de vida média de cerca de 100.000 horas.

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Factores externos que influenciam o funcionamento

As lâmpadas de descarga são, em geral, sensíveis ás temperaturas exteriores. Dependendo das suas características de construção (tubo, ampola exterior...) se verão mais ou menos afectadas em diferente medida.

As lâmpadas a alta pressão, por exemplo, são sensíveis ás baixas temperaturas em que têm problemas de arranque. Por outro lado, a temperatura de trabalho estará limitada pelas características térmicas dos componentes (200º C para o casquilho e entre 350º e 520º C para a ampola, conforme o material e tipo de lâmpada).

A influência do número de acendimentos é muito importante para estabelecer a duração de uma lâmpada de descarga já que a deterioração da substância emissora dos eléctrodos depende em grande medida de este factor.

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Lâmpadas de Descarga: ConceitosPartes de uma lâmpada de Descarga

As formas das lâmpadas de descarga variam segundo a classe de lâmpada com que tratemos. De todas as maneiras, todas têm uma serie de elementos em comuns como o tubo de descarga, os eléctrodos, a ampola exterior ou o casquilho.

Eléctrodos

Ampola de Vidro

Tubo de Descarga

Casquilho

Gás

Principais partes de uma lâmpada de descarga (Mercúrio)

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Classes de Lâmpadas de Descarga

A luz emitida é produzida pela passagem da corrente eléctrica em um gás ou vapor ionizado que, ao chocar-se com a pintura fluorescente ou com cristais de fósforos no interior do tubo, emite luz visível.

Apresentam eficiências bem superiores às lâmpadas incandescentes e oferecem muito mais luz sem potência extra.

É possível reduzir o consumo de energia e ainda assim ter mais luz.

Produzem, em média, até 10 vezes mais luz do que as incandescentes comuns, para cada watt consumido.

São classificadas em função da pressão interna do bolbo:

lâmpadas de descarga de baixa pressão; lâmpadas de descarga de alta pressão.

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Lâmpadas de Descarga de Baixa Pressão

Lâmpadas fluorescentes são as mais conhecidas e podem ser de vários tipos:

Lineares: utilizadas principalmente em ambientes de escritórios, comerciais e salas de aula;

Circulares: são utilizadas em ambientes comerciais, mas já possuem grande utilização doméstica, pois algumas podem até substituir as lâmpadas incandescentes comuns;

Compactas: aplicação doméstica, pois substituem as incandescentes comuns, já que possuem a rosca tipo Edison;

Coloridas e lâmpadas de néon;

Luz negra;

Lâmpadas Vapor de Sódio: possui sódio a baixa pressão no seu interior. Principalmente utilizada para iluminação externa e de estradas

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Lâmpadas de Descarga: ConceitosLâmpadas de Descarga de Alta Pressão

Lâmpadas de luz mista: combinam a eficiência das lâmpadas a vapor de mercúrio com as propriedades de cor das fontes de luz com filamento de tungsténio.

Lâmpadas a Vapor de Mercúrio: possui vapor de mercúrio em suspensão dentro do tubo de descarga.

Lâmpadas Multivapor Metálico: possui vapor de haletos metálicos na descarga de mercúrio no interior do tubo.

Esse tipo de lâmpada não precisa de balastros e arrancadores. São utilizadas para iluminar vias públicas, jardins, praças, estacionamentos, etc;

Também são utilizadas em vias públicas, jardins, praças, estacionamentos, etc;

São utilizadas para iluminação pública, interna comercial e industrial, postos de gasolina, etc;

Lâmpadas a Vapor Metálico e Multivapor Metálico: o tubo de descarga é preenchido com mercúrio de alta pressão e uma mistura de vapores de árgon e néon, e ainda com sódio e tálio.

São utilizadas principalmente para iluminação de interiores e, principalmente, para iluminação de monumentos, outdoors, etc;

Lâmpadas a Vapor de Sódio: utilizada para iluminação exterior.

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Lâmpadas de Vapores de Mercúrio

Baixa Pressão

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LÂMPADAS FLUORESCENTES

Casquilho

CasquilhoRevestimento Fluorescente

Fluxo de Electrões

Tubo de Descarga

São formadas por um tubo de diâmetro normalizado, normalmente cilíndrico, fechado em cada extremo com um casquilho de dois contactos onde se alojam os eléctrodos. O tubo de descarga está cheio com vapor de mercúrio a baixa pressão e uma pequena quantidade de um gás inerte que serve para facilitar o acendimento e controlar a descarga de electrões.

A parede interna do Tubo é revestida com fósforo fluorescente.

Quando a voltagem correcta é aplicada, um arco é produzido pela corrente que flui entre os eléctrodos através do vapor de mercúrio.

A luz é produzida predominantemente pelo fósforo fluorescente activado pela energia ultravioleta gerada pelo arco de mercúrio.

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As lâmpadas fluorescentes são lâmpadas de vapor de mercúrio a baixa pressão (0.8 Pa). Nestas condições, no espectro de emissão do mercúrio predominam as radiações ultravioletas na banda de 253.7 nm. Para que estas radiações sejam úteis, reveste-se as paredes interiores do tubo com poses fluorescentes que convertem os raios ultravioletas em radiações visíveis. Da composição destas substâncias dependerão a quantidade e a qualidade da luz, e as qualidades cromáticas da lâmpada. Na actualidade usam-se dois tipos de pós: os que produzem um espectro contínuo e os trifósforos que emitem um espectro de três bandas com as cores primárias. Da combinação destas três cores obtém-se uma luz branca que oferece um bom rendimento de cor sem penalizar a eficiência, como ocorre no caso do espectro contínuo.


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Gás Árgon e Vapor de Mercúrio

Revestimento de Fósforo

Mercúrio

Irradiação UV

Luz Visível

Luz Visível

Corrente de Electrões

Filamentos

Casquilho Base


Principio de Funcionamento das Lâmpadas Fluorescentes

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Princípio de Funcionamento:

1. Os electrões livres (E), são introduzidos no tubo ionizando o gás (A).

2. A corrente eléctrica passa através do gás ionizado; electrões e iões movem-se rapidamente duma extremidade à outra do tubo.

3. A energia da corrente eléctrica, transforma o Mercúrio de líquido no gás (M).

1. As colisões entre partículas em movimento (electrões e iões), excitam os átomos do gás de mercúrio.

2. Num átomo de Mercúrio excitado, um electrão salta para um nível de energia mais elevado.

3. Quando o electrão regressa ao seu nível de energia original, o átomo liberta esta energia extra sob a forma de um fotão ultra violeta.

1. Os fotões ultravioletas libertados pelo Mercúrio, excitam os átomos do fósforo do revestimento do tubo.

2. Os fotões ultravioletas excitam um electrão em cada átomo de fósforo, para um nível de energia mais elevado.

3. Quando o electrão do fósforo regressa ao seu nível de energia original, o átomo liberta um fotão de luz visível.

Núcleo do

Átomo de

Mercúrio

Partículas

Electrão

Fotão Ultravioleta

Núcleo

do Átomo Fósforo

Fotões Ultravioleta

Electrão

Fotão de luz Visível


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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

LÂMPADA FLUORESCENTE

Radiação UV

Revestimento de fósforos

CasquilhoEléctrodo ou filamento

Vapor de Mercúrio

Mercúrio

Excitação

Ionização

Ampola tubular

com gás árgon

Luz Visível

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Eléctrodos

Eléctrodos desgastados

Átomos dos Eléctrodos

Sputtering

Evaporação

Átomos do Vapor

Revestimento de fósforo

Tubo preenchido por vapores de

Mercúrio

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO


Enfeito do click de ligar nos filamentos…

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Lâmpada FluorescentePRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

lampf.avihttp://www.youtube.com/watch?v=dEwRG9EpWzY

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220V AC

Filamentos

MercúrioRevestimento

de FósforoGás Árgon

Pinos

Lâmpada Fluorescente:

Tubular (linear)

Circuito

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O arrancador consiste numa pequena ampola de vidro cheia de gás árgon a baixa pressão e em cujo interior se encontram dois eléctrodos, um deles fixo, e o outro constituído por uma lâmina bimetálica, constituída por dois metais com diferente coeficiente de dilatação, que pela acção do calor se pode dobrar ligeiramente.


LÂMPADAS COM ARRANCADOR

O papel do arrancador é o seguinte:

-Fechar o circuito de pré-aquecimento quando a tensão lhe é aplicada e em seguida:

-Abrir o circuito, quando o pré-aquecimento é suficiente;

Ampola de Vidro

Condensador Antiparasitas

Base isolante

Suporte de Vidro

Lâmina Bimetálica Aberta (fria)

Eléctrodo de contacto (aberto)

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LÂMPADAS COM ARRANCADOR

Quando os dois eléctrodos se tocam, a descarga cessa e portanto eles voltam a afastar-se e a abrir o circuito. Como no circuito existe um indutância correspondente ao balastro, a abertura deste circuito indutivo produz uma sobretensão, que permite efectuar o arranque da lâmpada.

Em paralelo com estes dois eléctrodos encontra-se um condensador, cuja finalidade é a de evitar as possíveis interferências nas bandas de rádio e televisão, que este arrancador possa ocasionar.

Quando o arranque da lâmpada não se verifica, o que acontece por exemplo em lâmpadas usadas (eléctrodos desgastados), o arrancador funciona sucessivamente, produzindo-se a cintilação da lâmpada e a perfuração do condensador. É então necessário substituir simultaneamente o arrancador e a lâmpada.

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Ampola de Vidro

Condensador Antiparasitas

Pinos de contacto Base isolante

Suporte de Vidro

Lâmina Bimetálica Aberta (fria)

Eléctrodo de contacto (aberto)

Eléctrodo de contacto (fechado)

Lâmina Bimetálica fechada (quente)

Gás néon acendido

Elementos auxiliares (Arrancador)

ABERTO

FECHADO

O arrancador é um interruptor automático. Enquanto ele sente que a lâmpada está brilhando, permanece aberto. O arrancador se fecha sempre que se desliga o dispositivo.

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Lâmpadas Fluorescentes

TEMPO

REGIMEPERMANENTE

AQUECIMENTOAQUECIMENTODE FILAMENTOS

TENSÃODE IGNIÇÃO

A ALIMENTAÇÃO DE UMA LÂMPADA FLUORESCENTE DEVE SEGUIR 4 ETAPAS:


Acorrente inicial provoca um arco voltaico entre os eléctrodos que ioniza o gás do arrancador e fecha o circuito.

O calor resultante, dilata o contacto bimetálico, que fecha o contacto, o qual desliga a luz do arrancador, aplicando alta tensão aos terminais do tubo.

O contacto bimetálico arrefece e regressa á sua posição original. A corrente flúi agora normalmente pelo gás ionizado do tubo.

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PARA TER UMA VIDA ADEQUADA NOS FILAMENTOS É IMPORTANTE AQUECER OS FILAMENTOS ATÉ UNS 950º K

AQUECIMENTO DE FILAMENTOS

4COLD

HOT

R

R

UMA CONDIÇÃO QUE SE TRADUZ NA PRÁCTICA, EM QUE A RESISTÊNCIA NO MOMENTO DO ARRANQUE (RHOT) DEVE SER DA ORDEM DE 4 VEZES A RESISTÊNCIA DO FILAMENTO EM FRIO (RCOLD)

FILAMENTO

UMA CORRENTE/TENSÃO DE AQUECIMENTO DEVE SER APLICADA AOS FILAMENTOS DURANTE O TEMPO NECESSÁRIO (0.4 -3 S)

A APLICAÇÃO DA TENSÃO DE IGNIÇÃO ANTES DE QUE O FILAMENTO ESTEJA CORRECTAMENTE AQUECIDO PRODUZ "SPUTTERING" E O FILAMENTO SE DESGASTA RÁPIDAMENTE.

(ENEGRECIMENTO NAS EXTREMIDADES DO TUBO E REDUÇÃO DRÁSTICA DA VIDA DA LÂMPADA)

CORRENTES DE AQUECIMENTO DA ORDEM DE 200 - 300 mA

CIRCUITO DE ALIMENTAÇÃO PARA UMA LÂMPADA FLUORESCENTE

A ALIMENTAÇÃO DE UMA LÂMPADA FLUORESCENTE DEVE SEGUIR 4 ETAPAS:

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A intensidade que circula aquece os filamentos E, tornando-os emissores, facilitando o acendimento. A bobine L se carrega com a energia da rede, e o interruptor C (arrancador) se abre.

A Bobine L cria uma sobretensão que somada á AC da rede, aparece aos terminais do tubo T. Produz-se uma descarga no interior do tubo provocando a ionização, reduzindo a tensão aos seus terminais. Esta tensão não é suficiente para disparar C de novo, entrando o funcionamento na estabilidade.

(Fluorescente Tubular Linear)Funcionamento:

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Lâmpada de vapor de mercúrio de baixa pressão

Ao aplicar-se a tensão da rede a descarga dentro da ampola não é feita imediatamente. Entre as duas lâminas do arrancador (A) (que estão muito próximas) vai saltar um arco eléctrico que provoca o aquecimento das lâminas e a sua deformação, fechando-se por ele o circuito.

Com as lâminas do arrancador (A) em contacto e tendo desaparecido o arco eléctrico, as lâminas arrefecem e têm tendência a voltar à sua posição inicial ou seja, voltam a abrir. Quando isso acontece, a interrupção brusca da corrente provoca no balastro (B) o aparecimento de uma força-electromotriz induzida que, somada à tensão da rede, fica aplicada à ampola sendo suficiente para provocar a descarga no tubo. Nesta altura a corrente passa por dentro da lâmpada entre os dois filamentos (F) de tungsténio da lâmpada e o balastro (B) exerce a sua segunda função a de limitador da corrente.A ampola é revestida interiormente por pó fluorescente e tem no seu interior árgon e vapor de mercúrio a baixa pressão. As substâncias fluorescentes do tubo têm a função de transformar as radiações invisíveis (ultravioletas) emitidas, em radiações visíveis.

(Fluorescente Tubular Linear)Funcionamento:

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Funcionamento:

Lâmpada Fluorescente

fluorescent-lamp-rapid.swfhttp://home.howstuffworks.com/fluorescent-lamp5.htm

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Funcionamento:

A cor da luz produzida pela lâmpada depende da mistura de fósforos utilizada. As lâmpadas comuns usam três tipos de fósforos, com picos de emissão na faixa baixa, média e alta do espectro visível.


Os principais comprimentos de onda gerados são: 254, 313, 365, 405, 436, 546 e 578 nanometros. Os fósforos fluorescentes são geralmente seleccionados e misturados para responderem mais eficientemente a 254 nm.

Ao filamentos são em geral, de tungsténio trifilado coberto por óxidos terrosos para reforçar a emissão de electrões. Durante a operação da lâmpada atinge temperatura de 1100° C, ponto em que tem uma grande emissão.

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Funcionamento:


As lâmpadas comuns usam três tipos de fósforos, com picos de emissão na faixa baixa, média e alta do espectro visível.

A cor da luz produzida pela lâmpada depende da mistura de fósforos utilizada.

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As lâmpadas fluorescentes normais são tubulares, com diâmetro variável entre 6mm (0,25” T-2) e 54 mm (2,125” T-17).

T-8 indica formato tubular com 8/8 de polegada de diâmetro, ou seja, 26mm.

T-12 indica 12/8” ou 1,5” equivalente a 38mm. T-10 indica 10/8”, ou seja 33 mm. T-5 indica 5/8”, ou seja 16mm.

Além de tubos lineares, as lâmpadas podem ter tubos em forma de U, em forma circular, e mais recentemente pequenos diâmetros e compactas das formas mais variadas especialmente helicoidais.

LÂMPADAS FLUORESCENTESDimensões e Formas:

Uma letra indica a forma. O número, em sequência, indica o diâmetro máximo em oitavos de polegada.

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Sem um balastro as lâmpadas fluorescentes não funcionam. Além de um balastro magnético e do arrancador por vezes também requerem:

O uso de um condensador de compensação em paralelo, devido ao forte comportamento indutivo causado pelo o uso do balastro!...

Circuito Compensação


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POTÊNCIA DE ENTRADA100%

CALOR38%

DESCARGA60%

VISÍVEL22%

INFRAVERMELHO36%

CALOR42%

2% 20% 36% 4% 38%

PODE-SE OBTER UMA GRANDE VARIEDADE DE CORES E TEMPERATURAS DE COR JOGANDO COM OS FÓSFOROS DESDE 2600º k ATÉ 7000º k

AS LAMPADAS FLUORESCENTES TÊM UMA DURAÇÃO DE 20.000 HORAS (OS FILAMENTOS SÃO A PARTE MAIS DÉBIL DA LÂMPADA).

A EFICIÊNCIA LUMINOSA É DA ORDEM DOS 70 -100 lm/W (SÓ 22% DA POTÊNCIA É APROVEITADA PARA PRODUZIR LUZ).

Lâmpadas FluorescentesRendimento/Eficácia

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Circuito de Instalação


Um dispositivo fluorescente tem três componentes principais: a lâmpada, o balastro e o arrancador.

Balastro Lâmpada

Arrancador

Circuito de uma Lâmpada

Circuito de duas lâmpadas

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Publications International, Ltd., 2006

Um dispositivo fluorescente tem três componentes principais: a lâmpada, o balastro e o arrancador. Quando um desses componentes funciona mal, geralmente é necessário substituí-lo.

Lâmpada

Instalação / SubstituiçãoLÂMPADA FLUORESCENTE

Calha Balastro

Arrancador

Socket

Remova o tubo antigo girando-o para fora dos bocais do dispositivo. Instale o novo da mesma forma: insira os pinos do tubo no bocal e gire-o para prender no lugar.

Remova o arrancador antigo da mesma forma que você removeu o tubo antigo, girando-o para fora do bocal do dispositivo. Instale um novo inserindo-o no bocal e girando para trancá-lo no lugar.

A Substituição do Balastro já requer alguns conhecimentos técnicos e deve ser executada por pessoal técnico tendo em conta as suas especificações e esquema de ligações.

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Vantagens: • Menor consumo.• Vida mais longa.

CARACTERÍSTICAS:• Eficácia luminosa: 40-100 lm/W• Vida útil: 10000 horas.• Perdas de Fluxo: 16%.• Tª Cor: 2500-6500 ºK.• Acendimento: Instantâneo (quase).

FLUORESCENTE LINEAR Impedância negativa. No arranque a resistência diminui á medida que a

corrente aumenta Não podem ser ligadas directamente á rede de alimentação AC.

Inconvenientes:• Maior tamanho.• Maior peso, requer instalação de calha.• Maior custo em relação a outras opções...

Lâmpadas Compactas.


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Elementos auxiliares (Arrancadores Convencionais)

Os arrancadores das lâmpadas fluorescentes são classificados segundo sua potência em watts e é importante que você utilize o arrancador correcto para o tubo do seu dispositivo.

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Electrónico

CONVENCIONAL Diagrama Electrónico

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Elementos auxiliares (Arrancadores Electrónicos)

Os arrancadores electrónicos permitem uma ignição sem intermitências e com um arranque suave das lâmpadas fluorescentes. Os eléctrodos das lâmpadas são previamente aquecidos e arrancam a quente no espaço de 2 segundos.

Os arrancadores electrónicos eliminam o perigo de incêndio que pode ocorrer quando as lâmpadas intermitentes não arrancam durante um longo período de tempo.

A função de desligamento automático detecta lâmpadas com defeito ou fundidas, evitando assim o sobreaquecimento de arrancadores e balastros

As dimensões e a base de dos arrancadores electrónicos são universais. Substituem facilmente o arrancador de interruptor incandescente convencional.

Os arrancadores electrónicos são totalmente electrónicos em funcionamento e cumprem os requisitos da norma de segurança IEC/ EN 61347-1-2 e da norma de desempenho IEC/EN 60927.

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Elementos auxiliares (Arrancadores Electrónicos)

Power Strike – TransparenteTwin Strike – Verde

Mini Strike – CastanhaQuick Strike – AmarelaCool Strike – Azul…..

Os arrancadores electrónicos inflamam lâmpadas novas imediatamente após a substituição.

Os arrancadores electrónicos são fáceis de identificar pelas suas coberturas plásticas coloridas transparentes:

Aspecto

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São equipamentos auxiliares necessários para o acendimento das lâmpadas de descarga executando principalmente três funções:

http://www.silix.es

Elementos auxiliares (BALASTROS)

Executam o arranque da lâmpada.Elevam ou reduzem a tensão da rede aplicada á lâmpada consoante ao

requisitos desta.Garantem o funcionamento estável da lâmpada através do controlo da

corrente.

Os balastros são fabricados para trabalhar com tipos específicos de lâmpadas. Não se pode mudar indiscriminadamente a lâmpada sem ter atenção ao balastro, uma vez que este é especifico para uma potência e tensão própria.

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Há vários tipos de balastros magnéticos disponíveis: os mais usuais são apropriados para o funcionamento com arrancadores; menos vulgares são os destinados ao funcionamento com lâmpadas de arranque rápido, com eléctrodos pré-aquecidos e com circuito semi-ressonante e ainda, balastros electrónicos. Em relação às perdas os balastros magnéticos podem ser classificados em 3 Classes:


As especificações para os balastros de lâmpadas fluorescentes são as seguintes:Pré-aquecer os eléctrodos para provocar a emissão de electrões;Produzir a tensão de arranque para iniciar a descarga;Limitar a corrente de funcionamento a um valor correcto;

B (baixas perdas);C (standard);D (altas perdas) .

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Quais as lâmpadas que necessitam de Balastro?

Todas as lâmpadas fluorescentes e as lâmpadas de descarga de alta intensidade (HID).

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Boa regulação face a ás variações da tensão de alimentação.

Baixo aquecimento. Funcionamento sem ruído. Limitação das componentes harmónicas

nas correntes da rede e da lâmpada. Perdas próprias moderadas para alcançar

um bom rendimento do conjunto. Dimensões apropriadas. Garantir ao máximo a vida da lâmpada.

FUNÇÕES: Limita e regula a corrente da

lâmpada. Fornece a corrente e tensão

adequada de arranque.


A reactância ou balastro magnético deve garantir:

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São equipamentos auxiliares necessários para o acendimento das lâmpadas de descarga. Servem para limitar a corrente e adequar as tensões para o perfeito arranque e funcionamento das lâmpadas.

http://www.silix.es/reg10v.htm

Elementos auxiliares (BALASTROS ELECTROMAGNÉTICOS)

ElectromagnéticosElectrónicos.

Os tipos de balastros encontrados no mercado são :

Os balastros electromagnéticos são constituídos por um núcleo laminado de aço silício (com baixas perdas) e bobines de fio de cobre esmaltado.

Balastro Electromagnético comum

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Proporcionam o arranque;Limitam a corrente num valor adequado.Simples e robustos.

Elementos auxiliares (BALASTROS ELECTROMAGNÉTICOS)

Vantagens:

Pesados;Baixo rendimento;Efeito flicker;

Desvantagens:

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Elementos auxiliares (BALASTROS ELECTRÓNICOS)

Esquema bloco de um Balastro Electrónico Standard (A3), com circuito corrector de factor de potência.

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Balastro Electrónico A3

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≠

Elementos auxiliares (BALASTROS )

Classificação Europeia de Balastros:

Mais Eficiente

Menos Eficiente

21.05.2002

21.11.2005

Pretendia-se que a partir de Dezembro de 2005 não se fabricassem mais balastros magnéticos.

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Balastro Electrónico Alta frequência (50 KHz)

APROXIMAÇÃO SIMPLISTA EM REGIME PERMANENTE

Baixa frequência (50 Hz)Balastro Electromagnético

COMPORTAMENTO EM REGIME PERMANENTE


tensão

corrente

Equivalente BF

corrente

tensão Equivalente AF

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Balastro electrónico Unidade compacta que substitui todos oscomponentes associados a cada lâmpada.


Poupança de energia entre 20% e 30%;Ausência de cintilação durante o funcionamento, devido à alta frequência;Desliga automaticamente as lâmpadas em caso de anomalia;Religação automática das lâmpadas após correcção da anomalia;Baixo campo magnético;Alto factor de potência (> 0,95) ;Baixa temperatura de funcionamento;Fluxo constante independente da tensão de alimentação;Vida útil da lâmpada aumenta cerca de 50%;Funcionamento em DC;

Os balastros electrónicos oferecem um conjunto de vantagens em relação aos balastros convencionais, de entre os quais se podem citar os seguintes:

Resumindo…

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Trabalham em alta frequência (de 20 KHz a 50 KHz). Proporcionam maior fluxo luminoso com menor potência de consumo, transformando assim os balastros electrónicos em produtos economizadores de energia e com maior eficiência que os balastros electromagnéticos.


Os balastros electrónicos são constituídos por condensadores e bobinas para alta frequência, resistências, circuitos integrados e outros componentes electrónicos.

http://www.silix.es/reg10v.htm

Balastro electrónico:

Aquecer os filamentos.Encender a lâmpada.Estabilizar a corrente.Evitar interferências.

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Trabalham em alta frequência (de 20 KHz a 50 KHz). Proporcionam maior fluxo luminoso com menor potência de consumo, transformando assim os balastros electrónicos em produtos economizadores de energia e com maior eficiência que os balastros electromagnéticos.


Os balastros electrónicos são constituídos por condensadores e bobinas para alta frequência, resistências, circuitos integrados e outros componentes electrónicos.

Balastro electrónico:

Aquecer os filamentos.Encender a lâmpada.Estabilizar a corrente.Evitar interferências.

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O balastro electrónico permite igualmente assegurar a função de variação do fluxo luminoso. A variação da frequência permite com efeito fazer variar a amplitude da corrente no arco e portanto a intensidade luminosa.


O balastro electrónico é totalmente silencioso. No decurso do período de pré-aquecimento da lâmpada de descarga este balastro fornece à lâmpada uma tensão crescente, impondo uma corrente quase constante. Em regime permanente, ele regula a tensão aplicada à lâmpada independentemente das flutuações da tensão da rede.

Sendo o arco alimentado nas condições óptimas de tensão resulta uma economia de energia de 5 a 10% e um aumento da duração de vida da lâmpada. Por outro lado o rendimento de um balastro electrónico pode ultrapassar os 93%, enquanto que o rendimento médio de um balastro magnético anda à volta dos 85%.

O factor de potência é elevado (> 0,95) .

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A utilização de balastros electrónicos tem portanto uma série de vantagens:

Os balastros electrónicos estão disponíveis desde o início da década de 80. Melhorias nas performances destes balastros e o custo cada vez maior da energia resultaram num aumento da utilização dos mesmos a partir do início da década de 90.

Os balastros electrónicos melhoram o rendimento das lâmpadas convertendo a frequência standard de 50 Hz em alta frequência , geralmente em 25 kHz a 40 kHz. O funcionamento das lâmpadas a estes elevadas frequências produz a mesma quantidade de luz, com um consumo de 12 a 25 % mais baixo.

Aumento do Rendimento Luminoso: as lâmpadas podem produzir cerca de mais 10% de luz para a mesma potência absorvida; alternativamente a potência absorvida pode ser reduzida, para a mesma saída de luz;

Automação




Eliminação do Flicker (cintilação): numa lâmpada funcionando a 50 Hz a luz extingue-se duas vezes por ciclo na passagem da corrente por zero. Isto produz o flicker, o qual provoca cansaço visual. Produz também o efeito estroboscópico, com efeitos potencialmente perigosos no caso de existirem máquinas rotativas. Com o funcionamento da lâmpada a alta frequência a emissão de luz é contínua, eliminando-se portanto o flicker.

Eliminação do Ruído audível: como os balastros electrónicos funcionam acima da gama audível de frequências, o problema do ruído é eliminado. O familiar ruído dos balastros convencionais é provocado pelas vibrações mecânicas das chapas laminadas do seu núcleo, e possivelmente também pela bobine, vibrações estas que se propagam à armadura e à superfície na qual está fixada, ampliando ainda mais o ruído.

Menor Potência Absorvida: um balastro electrónico consome menos potência e portanto dissipa menos calor do que um balastro magnético convencional. Esta redução de potência é possível porque: a alta frequência, a lâmpada pode funcionar a uma potência mais baixa, com a mesma emissão de fluxo; as perdas num balastro electrónico são muito menores do que as perdas num balastro magnético. Podem conseguir-se reduções de custo da energia de 20 a 25%.

Automação




Aumenta a duração da Lâmpada: um balastro electrónico efectua um pré-aquecimento dos eléctrodos antes de aplicar um impulso controlado de tensão, diminuindo o desgaste do material emissor de electrões dos eléctrodos. Isto aumenta a duração de vida da lâmpada.

Controlo versátil do Fluxo Luminoso: existem balastros electrónicos que permitem a regulação do fluxo luminoso. Isto permite uma poupança considerável de energia nas situações em que a iluminação está ligada a um sistema de controlo automático, detectando níveis de iluminação e ajustando o fluxo da lâmpada, de forma a manter um nível constante. A iluminação pode também ser programada para uma diminuição do fluxo luminoso quando determinadas áreas não estão a ser usadas. Os balastros electrónicos podem incorporar feedback para detectar as condições de funcionamento das lâmpadas, de forma a que as lâmpadas sejam desligadas no caso de anomalias de funcionamento. O seu funcionamento pode ser em AC , quer em DC, no caso da iluminação de emergência.

Diminuição de Peso e Tamanho: devido à elevada frequência de funcionamento, os componentes magnéticos num balastro electrónico são compactos e leves (núcleos de ferrite) , em vez dos enrolamentos e núcleo de aço laminado dos balastros magnéticos.

Automação



A1 (Balastros Electrónicos com regulação (Dimable); A2 (Balastros Electrónicos com baixas perdas); A3 (Balastros Electrónicos standard) .

Os balastros electrónicos podem ser classificados nas seguintes classes:

Os balastros electrónicos com regulação possuem uma entrada específica para o sinal de regulação, o qual pode ser de dois tipos

Regulação analógica1-10 V; Regulação digital;

Sistema de Regulação Analógica de 1 – 10V

Neste sistema é aplicada uma tensão DC variável entre 1 V e 10 V, sendo o fluxo luminoso da lâmpada proporcional à tensão de regulação. Existem controladores específicos para este tipo de regulação, sendo os mais comuns os do tipo potenciómetro. O dispositivo a regular cria uma tensão contínua nos terminais de controlo, sendo ligado a esses terminais um potenciómetro. A variação de resistência do potenciómetro serve para ajustar o fluxo luminoso emitido pela lâmpada: 10 volt (máximo brilho; linha de controlo aberta); 1 volt (brilho mínimo; linha de controlo curto-circuitada).

Automação


Sistema de Regulação de 1 – 10V

Elementos auxiliares (BALASTROS ELECTRÓNICOS analógicos)

Um dispositivo de controlo pode controlar balastros ligados a uma lâmpada com Alteração do fluxo luminoso mesmo para lâmpadas fluorescentes, ou fluorescentes compactas não integradas…O interruptor pode ser substituído por um potenciómetro….

Automação




..Ou um mesmo dispositivo de controlo pode controlar balastros ligados a lâmpadas diferentes ou todas em simultâneo. No entanto existe limite no comprimento do cabo e no número de balastros.

Automação




… Embora se trate de um sistema considerado já antigo, pode usar a imaginação em aplicações variadas…

Automação


Sistema de Regulação Digital


A regulação é efectuada por um sinal digital produzido pelo sistema de controlo. A tecnologia digital abre novas opções desde a transmissão isenta de erros até ao endereçamento individual de componentes.

Para a transmissão isenta de erros usa-se o código Manchester: como o bus de dados tem 2 condutores (2 linhas de transmissão) , para cada bit enviado numa linha é também enviado o seu inverso na outra linha, sendo estes bits comparados no destino.

Como o sistema está constantemente a comparar os sinais das duas linhas (bus) quando detecta inconsistência a informação é ignorada e é enviado novo bit . Desta forma o sistema digital garante uma maior fiabilidade.

Automação


On/off On/offDimming

120/277v N

PWR

On/offDimmingStatusMin/MaxFade

Switch Switch + 0-10v Digital

T1 T2 8v1v

min

max

Brightnes

s

120/277v 100%

0 v100%

120/277v N N120/277v


120/277v N

PWR



T1 T2 8v1v

min

max

Brightnes

s

120/277v 100%

0 v100%

120/277v N N120/277v


120/277v N

PWR



T1 T2 8v1v

min

max

Brightness

120/277v 100%

0 v100%

120/277v N N120/277v

Métodos de Controlo


Automação


Sistema de Regulação Digital


- DSI: Digital Serial Interface;- DALI: Digital Adressable Lighting Interface; standard IEC 62386.

Há actualmente 2 standards no mercado que diferem ligeiramente no que diz respeito ao protocolo de transmissão:

Simples botões de pressão podem ser usados para comandar, regular e mesmo programar instalações. Com o conceito de sistema aberto e flexível não há limites:

Controlo por infravermelhos; Controlo por sensores de luz constante; Controlo por detectores de presença; Utilização com sistemas de gestão integrada (DALI , EIB, LONWORKS…);

Quando se der a utilização conjunta de balastros electrónicos, sensores de luz e detectores de presença podem ser atingidas reduções de 70% no consumo de energia.

Automação


Os comando de regulação consistem de palavras de 8-bits de informação, que correspondem a um valor preciso de regulação. Este código de 8-Bits é usado em vez da tecnologias analógica de 1-10V sendo ultrapassadas todas as desvantagens do sistema analógico.

DSI (Digital Serial Interface) é um protocolo/sistema de comunicação digital entre equipamento de controlo de iluminação. É preciso, e livre de interferências e é uma tecnologia já testada e comprovada. O sinal digital DSI, é usado para comunicação entre os módulos de controlo DSI e balastros de regulação digital.

Uma das grandes vantagens do sistema DSI é que pode controlar cerca de 200 dispositivos enquanto que o outro sistema o DALI, precisa de um controlador de BUS para cada grupo de 64 dispositivos. O sistema DSI é mais rentável em termos de qualidade preço, mas o sistema DALI pode ser facilmente integrado em sistemas de controlo global de edifícios.

Elementos auxiliares (BALASTROS ELECTRÓNICOS DIGITAIS)

Sistema de Regulação Digital -DSI

Automação




Balastro Electrónico Regulável

Controlo Remoto

Programador DSI

Photocell/PIR Motion Detector & Controller

Componentes típicos para um sistema inteligente de controlo digital usando Digital Serial Interface (DSI).

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Photocell/PIR Motion Detector &

Controller

Acenda a luz – somente quando a área está ocupada. Automaticamente controla a luz ambiente para um nível constante (ajustável de 100 a 1000 lux ), independentemente da hora ou claridade do dia ou da noite.

Luz natural suficiente, Ocupada- Luz “OFF”

Luz natural reduzida, Ocupada- Luz “Regulada”

Noite, Ocupada- Luz “Ligada”

Luz natural suficiente, desocupada- Luz “OFF”

Luz natural reduzida, desocupada- Luz “OFF”

Noite, Desocupada- Luz “OFF”

Automação



Sistema de Regulação Digital -DALI

DALI é um protocolo industrial standard, desenvolvido pelos principais fabricantes de balastros de modo unificarem processos e garantirem a compatibilidade. Consiste de DATA de 19 bits o que permite endereços individuais para 64 luminárias assim como informação do seu estado. Pode-se combinar com o sistema DSI ou integrar-se com outros sistemas inteligentes de controlo de Edifícios.

Automação


DA

LI B

alla

st

DA

LI B

alla

st

DA

LI B

alla

stDALI Relay

DALI Switch

DALI Switch

DALI POWERSUPPLY

Ligh

ting

Pan

el

PNGDD

Lighting Circuit

DALI Bus

Cada balastro, switch ou relé, é ligado da mesma maneira independentemente da sua localização no circuito.



Automação




Line

N

DADA

CABLAGEM

ImplementaçãoIntegração

Automação




Pode ser facilmente adaptável para Domótica e ITED (Sistema de casa Inteligente).

Automação




Automação




HID lamp

Um balastro electrónico de regulação 1-10V, controlado por um módulo com interface de protocolo DALI (Digital Adressable Light Interface), usando PLC (Power Line Comunicativos) e GSM (Global System for Mobile Communications), para monitorar/Controlar sistemas de Iluminação Pública.

Automação




Cablagem simples das linhas de comando (sem polaridade) ; Controlo individual de cada dispositivo ou circuito (endereçamento) ; Possibilidade de controlo simultâneo de todos os dispositivos; Protecção de interferências, por se tratar de um sinal digital; Controlo do estado dos equipamentos ( falha de lâmpada, etc.) ; Procura automática de todos os dispositivos; Regulação por curva logarítmica; Sistema inteligente (cada dispositivo guarda endereço individual, circuito, etc.) Custo mais baixo e mais funcionalidade quando comparado com sistemas

analógicos 1-10 Volt ;

Podemos enumerar as seguintes vantagens do sistema DALI :

Automação


LÂMPADAS Fluorescentes Compactas CFL’s

(Compact Fluorescent Lamp)

Automação


Outras com designs modulares, são apresentadas com mais uma ou duas partes. Quando avaria nos filamentos da lâmpada , substitui-se somente o tubo fluorescente reutilizando a parte mais cara , a parte electrónica, e neste caso estamos a falar de lâmpadas compactas não integradas.

Lâmpadas Fluorescentes Compactas (CFL´s)

As lâmpadas fluorescentes Compactas (Compact fluorescent lamps ou CFLs), funcionam da mesma maneira que as lâmpadas de tubos fluorescentes convencionais. Contudo não se tornaram de uso prático até á invenção dos aluminatos de fósforo na década de 70’s. Antes, os compostos de fósforo não suporta a proximidade do arco voltaico e desintegravam-se. As CFL’s também necessitavam de um circuito electrónico de pequenas dimensões, de modo a poder substituir directamente as lâmpadas fluorescentes, nas aplicações existentes.

Algumas CFL´s são uma peça única e são chamadas de lâmpadas integradas, e facilmente substituem as lâmpadas incandescentes mas, uma vez avariadas toda a lâmpada será substituída. Também se pode substituir facilmente uma destas lâmpadas pela ineficientes lâmpadas incandescentes.

Automação



Automação



Existem no mercado diversos tipos de CFL’s, sendo umas mais antigas dos que outras, mas podemos distinguir dois grupos:

Lâmpadas fluorescentes compactos integradas;

Lâmpadas fluorescentes compactas não integradas

CFL Integrada

CFL Não Integrada

CFL Não Integrada

As Lâmpadas Fluorescentes compactas Integradas são directamente compatíveis com as lâmpadas incandescentes.

Automação


Lâmpadas Fluorescentes Compactas (CFL´s)

CFL’s não Integradas (PL)

ArrancadorPinos de

encaixe/Contactos

Supressor de RF

Dobra do Tubo

Eléctrodos

Direcção da

descarga

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Lampadas_Fluorescentes.wmv

http://www.youtube.com/watch?v=kX7HY-T-kfY

Automação


Lâmpadas Fluorescentes Compactas (CFL´s)CFL’s não Integradas (PL)

Automação


Fraca eficiência.

Neste tipo de Lâmpadas fluorescentes, a eficiência depende fortemente da configuração, quando em configuração com balastros magnéticos, têm-se que assegurar uma determinada carga para o balastro, (comportamento de bobine) afim de se reduzir as perdas neste…

Eficiência limitada.

Lâmpadas Fluorescentes Compactas: Não integradas (PL)

Balastro 7/9/11→Lampada 5W

Balastro 7/9/11→Lampada 2x5W

Automação


Boa eficiência…

Eficiência excelente…

Lâmpadas Fluorescentes Compactas:

Neste tipo de Lâmpadas fluorescentes, a eficiência depende fortemente da configuração…

Balastro 7/9/11→Lampada 1x11W

Balastro 7/9/11Lâmpada 2x9W

Não integradas (PL)

Automação



Em vez de … Usar…

Aplicar…

Conhecida como “Tandem connection”.

: Não Integradas (PL)

Automação


Gráfico da Potência total – usando sempre o mesmo Balastro Magnético


0W

2W

4W

6W

8W

10W

12W

TC

-S 5

W

TC

-S 7

W

TC

-S 9

W

TC

-S 2

*5W

Tan

dem

TC

-S 1

1W

TC

-S 2

*7W

Tan

dem

TC

-S 2

*9W

Tan

dem

P

è

Lamp power (measured)

Ballast power loss

Não Integradas (PL)

Automação


Ampola exterior

Tubo de Descarga

Clipes de Retenção

Balastro Electrónico

Casquilho tipo Edison

Base em Policarbonato

Lâmpadas Fluorescentes Compactas Integradas (CFL’s)

Composição

Automação


Árgon/Vapor de Mercúrio


Filamento/EléctrodoRevestimento de Fósforo

Átomos de Mercúrio excitados

Fósforo fluorescente produz luz visível

Lâmpadas Fluorescentes Compactas Integradas:

Principio de Funcionamento idêntico ás outras lâmpadas fluorescentes só que com o balastro electrónico integrado no mesmo conjunto da lâmpada, ( no caso das integradas…)

Funcionamento

Automação


Lâmpadas Fluorescentes Compactas Integradas:

Composição

Automação


Ligação 230 VAC

Ligações do Tubo

Tubo Fluorescente em U

Ligações dos Filamentos

Base

Casquilho de Rosca


Tubo Fluorescente

Lâmpadas Fluorescentes Compactas Integradas: Composição

Automação


Balastro ElectrónicoAcendimento instantâneo com economia de energia

até 83%.

Componentes Electrónicos de alta Temperatura

Proporcionam maior duração e preparados para aplicações

industriais e comerciais

Espectro BalanceadoCombinação de qualidade dos

fósforos de revestimento melhoram o IRC, a luz, brilho e

vida da lâmpada.

Lâmpada compacta de qualidade

Lâmpadas Fluorescentes Compactas integradas

Automação


Lâmpada compacta de qualidade?!...


Podem até ser reguláveis (Dimmable)….mas sem correção de Factor de potência, há qualquer coisa que não soa bem!...

Automação


Aplicações de Baixa Tensão DC: 12V; 24V; 48V

Formatos DC CFL: 2U;3U e 4U.

Para projectos de iluminação a energia solar e outras aplicações OEM.

Especificações:Voltagem de Entrada: 12VDC (24 ou 48 vdc)Potência: 5W ~ 30WCasquilhos: E27/B22Temperatura de Cor: 6400ºK ou 2700ºKAplicações: Projectos a energia solar, automóvel, embarcações de

recreio, comboios, instalações a baterias…

Formato Globo

Balastro Electrónico a 12VDC de Alta eficiência

Para lâmpadas fluorescentes T4,T5,T8;T9,T10;T12 ou CFL’s de rede AC 4 ~ 40W

Lâmpadas Fluorescentes Compactas integradas: Aplicações DC

Automação


REDEELÉCTRICA

CONSUMO DE CORRENTE

Balastro electrónico

Aquecer os filamentos. Encender a lâmpada. Estabilizar a corrente. Evitar interferências.

Lâmpadas Fluorescentes Compactas integradas:

CFL IntegradaBalastros

Automação


BALASTROS ELETRÔNICOS PARA LÂMPADASDE BAIXA PRESSÃO:

Topologia auto-oscilante de alta frequência


Lâmpadas Fluorescentes Integradas

: Balastros

Automação


Sistema de Lâmpadas Fluorescentes: Resumo As lâmpadas incandescentes são uma coisa simples . Um bocado de fio que fica muito quente até ficar

incandescente e com o brilho produz luz. Em termos de rede de energia AC apresenta um carga resistiva pura.

Contrariamente, as lâmpadas fluorescente são muito mais complexas . Para que estas lâmpadas funcionem é necessário um comportamento electrónico conhecido como carga reactiva. É necessário um balastro para a sua operação o que pode alterar a forma da potência dissipada em termos de eficiência (Cos Φ<1).

Lâmpadas Fluorescentes Tubulares(Balastro separado):

Tubular T5, T8, T12; Double, Triple, Hex, BIAX.

Opções de Balastro: Factor de Pot.

Alto Factor de Pot = > 0.9 Factor Pot. Normal = 0.4 – 0.6

Opções e Balastro: Regulável (Dimmable) 1% to 100%; 5% to 100%; 10% to 100%; Multi-nível.

Vida da Lâmpada = 10.000 horas Vida do Balastro = + de 100.000 horas

Lâmpadas Fluorescentes de Rosca (CFL’s)

(Balastro integrado):

Tubulares; Helicoidais; Globulares.

Opções de Balastro: Factor Pot. = 0.4-0.95;

Opções de Balastro: Regulável Amplitude não definida.

Vida da Lâmpada = 5.000 horas.

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O que existe dentro das lâmpadas: Resumo

1. Vidro;2. Aço;3. Uma pequena quantidade de isolamento plástico de

alta temperatura;4. Solda (estanho);5. Metal inox (níquel);6. Fósforo; **7. mercúrio + mercúrio (vapor); **8. Silício (Em ICs, transístores, MOSFETs, diodos, etc.)9. Fibra de vidro e resina epoxy (PCB, semicondutores)10. Alumínio (Condensador electrolítico);11. Material plástico (estrutura, película dos

condensadores);12. Ferrites / cerâmicas (resistências, núcleo bobines);13. Cobre (bobines, PCB).

1. Vidro;2. Aço;3. Uma pequena quantidade de isolamento

plástico de alta temperatura;4. Solda (estanho);5. Metal inox (níquel);6. Tungsténio;7. Gás inerte.

** São tóxicos, ou tornam-se tóxicos quando combinados com outros químicos no processo de tratamento do lixo comum.

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CFL’s Vs Lâmpada Incandescente -Espectro luminoso pobre, efeito de cor pobre. (CRI = 90 - 40).

Excelente cor, fiável, alto índice de reprodução de cor (CRI = 100).

-Dificuldade de regulação de brilho sem alteração de cor. Necessita de um balastro electrónico especial para o efeito.

-Facilmente regulável sem equipamentos especializados.

-Longa duração desde que não haja interrupções. Interrupções diminuem durabilidade.

-Regulação de brilho aumenta a durabilidade e diminui o consumo.

-Alta eficiência luminosa (Lumens/Watt cerca de 5X+) e Cos 0,95.-Não pode substituir os milhares de tipos de lâmpadas incandescentes.

-Fraco rendimento luminoso (10%).

-Halogéneas Vs Incandescentes são 30% + eficientes aproximando-se da eficiência das CFL’s.

-Contem Mercúrio altamente tóxico. ( se forem banidas as lâmpadas incandescente, introduzir-se-á cerca de 25T de mercúrio como resíduos tóxicos no ambiente cada 7 a 10 anos.)

-Não tem impactos negativos no ambiente e é 100% reciclável.-Produz ruído electrónico (alta frequência) que pode a

complicar a rede eléctrica AC….

Automação



CFL’s Vs Lâmpada Incandescente

CFLs_incandescente.wmvhttp://videos.sapo.pt/Zoh8Zz6uQiEFNud8igzn

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Um dos cuidados a ter com estas lâmpadas fluorescentes, que podem substituir directamente as lâmpadas incandescentes, é que não devem funcionar em recipientes (Candeeiros ou Luminárias) fechados.

A razão é a temperatura. Por causa do circuito electrónico do balastro, todas as CFL´s devem ser usadas em locais com razoável ventilação, de modo a evitar o seu sobreaquecimento que pode danificar os seus componentes electrónicos.

O calor em excesso, digamos 100ºC não afecta em nada as lâmpadas incandescentes mas pode afectar as CFL´s….

Circuito Electrónico do Balastro da CFL. TalvezNão

Sim Não

Não Sim

Posições de funcionamento

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Rendimento Luminoso

As lâmpadas fluorescentes compactas integradas produzem entre 5, 6, ou mais vezes luz, que as lâmpadas incandescentes para a mesma potência.

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LÂMPADAS FLUORESCENTES COMPACTAS


CARACTERÍSTICAS: Eficácia luminosa: 50-90 lm/W Vida útil: 6000-9000 horas. Perdas de Fluxo: 15-17%. Tª Cor: 2500-6500 ºK. Acendimento: Instantâneo. Consumo até 6 vezes menor que as

incandescentes. Não necessita compensação eléctrica, cos

0.95.

Automação


CFL‘s poupam energia – Mas:

Com Lâmpada Incandescente 15 W

Com CFL 4 WAo fim de 3 s

Com CFL 4 WAo fim de 3 min

Nem todas as CFL‘s são compactas.

CFL‘s precisam de tempo de aquecimento.

CFL‘s têm funcionamento óptimo a uma temperatura específica.

CFL‘s desgastam com clicks frequentes.

Há poucas CFL‘s reguláveis.


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Lâmpadas Fluorescentes: Porquê o Mercúrio?

O mercúrio, o único metal no estado líquido à temperatura ambiente, está presente em diversas formas (Hg metálico, orgânico, inorgânico) e pode encontrar-se em três estados de oxidação (0, +1, +2), em geral facilmente interconvertíveis na natureza. Tanto os humanos, como os animais estão expostos a todas as formas através do ambiente .

O mercúrio metálico ou elementar, no estado de oxidação zero (Hg0) existe na forma líquida à temperatura ambiente, é volátil e liberta um gás monoatómico perigoso: o vapor de mercúrio. Este é estável, podendo permanecer na atmosfera por meses ou até anos.

Porque é que o Mercúrio está nas Lâmpadas?

O mercúrio, está presente em todos os tipos de lâmpadas de descarga designadamente nas lâmpadas fluorescentes, porque:

Contribui para eficiência luminosa; Mais energia é convertida em luz útil e

menos em calor; Aumenta a durabilidade das lâmpadas;

Infelizmente não há substituto para o mercúrio.

A quantidade de Mercúrio por lâmpada tem diminuído ao longo dos anos.;

Não há lâmpadas fluorescentes sem Mercúrio “mercury-free” .

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Lâmpadas Fluorescentes: Efeitos do Mercúrio?

Não há lâmpadas fluorescentes (ou HID) sem Mercúrio …“mercury-free”.

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Lâmpadas Fluorescentes: Efeitos do Mercúrio?

Os efeitos da exposição ao mercúrio, variam entre a morte e a dificuldade de aprender…

Efeitos do Mercúrio na saúde humana:

Efeito em adultos por exposição a doses elevadas:

Morte, Paralisia, Tremores, Dificuldades da Audição, da Visão, da Fala e no Sistema motor.

Efeito em bebés de mães expostas a doses elevadas:

Paralisia cerebral, atraso na fala/andar, e em doses menores, dificuldade de aprender/processar informação!...

Afecta essencialmente o sistema nervoso central, sistema cardiovascular, sistema motor e sistema reprodutor, é persistente e tóxico no meio ambiente e é mantido no ciclo da água daí que certas espécies de peixes em determinados lugares apresentam níveis elevados de Mercúrio, peixes esses que não devem ser usados na alimentação humana, (especialmente mulheres grávidas) ou animal…

Automação


Lâmpadas Fluorescentes:

A Mudança do uso de lâmpadas incandescentes para CFL’s na iluminação habitacional, efectivamente reduz a conta da electricidade para uns 25%.

A Mudança do uso de lâmpadas incandescentes para CFL’s na iluminação habitacional, reduz o consumo de electricidade, contribuindo para o bem do meio ambiente, pela redução dos gases de efeito de estufa produzidos pelos combustíveis fosseis que eram queimados para produzir essa energia extra.

As CFL’s contêm uma pequena quantidade de Mercúrio, cerca de 5 miligramas, tanto como a esfera do bico de uma esferográfica. Uma pilha de relógio contem 5 vezes mais mercúrio que uma CFL.

O mercúrio é inofensivo enquanto selado dentro das CFL’s e não é emitido quando estas estão em uso.

Não há no momento, substituto para o mercúrio nas CFL’s, no entanto os fabricantes têm estado a desenvolver esforços, e têm conseguido reduzir os níveis de mercúrio usado no seu fabrico.

Impactos ambientais do Mercúrio

Automação



O uso de CFL’s poupa energia, contribuindo significativamente para a preservação do meio ambiente, sendo os benefícios superiores ao possível impacto ambiental de contaminação de uma quantidade reduzida de mercúrio contida nas CFL’s

Impactos ambientais do Mercúrio

Automação



De acordo com a associação ambientalista Quercus, anualmente, são produzidas em Portugal cerca de 10 milhões de lâmpadas com mercúrio (ou fluorescentes), as quais, na sua grande maioria, são enviadas para aterro e incineração, e apenas uma pequena parte é exportada para reciclagem. A recolha inadequada deste tipo de resíduos, que aparecem misturados nos caixotes do lixo ou mesmo nos ecopontos, pode, segundo Rui Berkemeier, dirigente da Quercus, originar a quebra das lâmpadas e libertar o mercúrio, “provocando graves problemas de poluição “. …

O ambientalista alerta ainda para os “efeitos nocivos que o mercúrio tem na saúde pública”, pois trata-se de um pó pesado, muito tóxico, que pode originar danos permanentes nos rins, cérebro e até mesmo no desenvolvimento dos fetos. Apesar dos perigos já conhecidos, o facto é que, “as próprias empresas produtoras destes resíduos, não fazem a sua reciclagem, acabando por misturá-los com outros materiais”. Por seu lado, a tutela “também não pressiona as empresas”, e “não aplica qualquer tipo de coimas pelo incumprimento da lei”, refere Rui Berkemeier. (Decreto-Lei n.º 20/2002, de 30 de Janeiro)….

Os ambientalistas alertam para a “necessidade de se cumprir a lei”, pois, enquanto não for constituído um sistema de recolha e tratamento eficaz, as unidades de reciclagem, por si só, “não constituem a solução para o problema”.

Impactos ambientais do Mercúrio -Reciclagem?

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O processo de reciclagem que foi instalado no Parque Industrial da Mitrena, em Setúbal, tem capacidade para tratar até cinco milhões de lâmpadas com separação mecânica e destilação do mercúrio das lâmpadas.

Materiais a reciclar:Uma lâmpada fluorescente típica é composta por um tubo selado de vidro preenchido com

gás árgon a baixa pressão (2,5 Torr) e vapor de mercúrio, também a baixa pressão parcial. O interior do tubo é revestido com uma poeira fosforosa composta por vários elementos. A Tabela 1 relaciona a concentração desses elementos em mg/kg da poeira fosforosa.

Elemento Concentração Elemento Concentração Elemento Concentração

Alumínio 3.000 Chumbo 75 Manganés 4.400

Antimónio 2.300 Cobre 70 Mercúrio 4.700

Bário 610 Cromo 9 Níquel 130

Cádmio 1.000 Ferro 1.900 Sódio 1.700

Cálcio 170.000 Magnésio 1.000 Zinco 48

Fonte: Mercury Recovery Services, in TRUESDALE et al.

Tabela 1 - Composição da poeira fosforosa de uma lâmpada fluorescente.

Impactos ambientais do Mercúrio -Reciclagem?

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Todas as lâmpadas fluorescentes e de descarga, são consideradas resíduos perigosos, porque contêm Mercúrio e outros metais pesados. O tratamento indevido dos resíduos de lâmpadas fluorescentes, cria o risco do mercúrio entrar no ciclo da água, através de rios, lagos, ribeiras e outros cursos de água e através da água entrar na cadeia alimentar.

Quando o Mercúrio alcança um lago, rio, ribeiro ou mar, é convertido em mercúrio metílico por bactérias e outros processos naturais. Os peixes absorvem o mercúrio metílico directamente da água e da sua alimentação. Uma vez absorvido pelos peixes o mercúrio agrega-se ás proteínas nos tecidos do peixe e através destes entra na cadeia alimentar humana….

Há que Reciclar!...

Impactos ambientais do Mercúrio – Porquê reciclar?

Há que Reciclar!...

Automação



A Directiva 2002/96/CE de 27 de Janeiro de 2003 – previa que, até 13 de Janeiro de 2005, a criação de sistemas que permitam aos detentores finais e aos distribuidores entregar estes resíduos sem encargos, à semelhança do que acontece com os sistemas Ponto Verde para as embalagens ou Ecopilhas que gere as pilhas e acumuladores usados.

Este tipo de resíduos são também resíduos eléctricos e electrónicos. Nesta categoria encontram-se as lâmpadas fluorescentes clássicas e as compactas. Neste momento, ao que se sabe não existe nenhuma campanha por parte das autarquias, para sensibilização neste sentido para os consumidores domésticos pelo que possivelmente muitas lâmpadas fluorescentes serão despachadas como lixo comum e quebrando-se contaminam o ambiente.

É preciso Reciclar!...

Impactos ambientais do Mercúrio – É preciso reciclar!....

Automação



Usar avental, máscara, luvas e botas plásticas. Quando houver quebra acidental de uma lâmpada, o local deve ser bem limpo sem levantar pó, uma folha de papel ou cartão, fita gomada para recolher o s fragmento pequenos, e um pano húmido mas não usar aspirador. Arejar bem o local. Colocar todos os fragmentos recolhidos de modo e forma a não ferir quem os manipula, assim como todo o material usado na limpeza, em embalagem estanque, com possibilidade de ser lacrada, a fim de evitar a contínua evaporação do mercúrio para o ambiente, com destino final a reciclagem. Lavar bem as mãos!...

Também não se deve afundar os pinos de contacto eléctrico para dentro da lâmpada para identificar aquelas que estão queimadas, pois os orifícios resultantes nos soquetes das extremidades da lâmpada permitem o esvaziamento do mercúrio para o ambiente.

Em nenhuma hipótese as lâmpadas devem ser quebradas para serem armazenadas, pois essa operação é de risco para o operador e acarreta a contaminação do local.

Ao entrar em contacto com lâmpadas quebradas deve:

Impactos ambientais do Mercúrio – Lâmpada quebrada?..

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Fluorescent Lamp_AtoZ.wmv

Impactos ambientais do Mercúrio – Reciclagem (USA)

http://www.youtube.com/watch?v=Z_457-lXAhw

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http://www.electricasas.com/

http://es.wikipedia.org/

http://www.kaldra.com/

http://www.iki.rssi.ru/

www.greenpeace.org/

http://www.voltimum.es/

http://www2.electronicproducts.com/

www.ee.pucrs.br/

Bibliografia

iluminação-3: lâmpadas fluorescentes

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