Lâmpadas de descargas

Neste tipo de lâmpada a emissão de luz se dá pela passagem de corrente elétrica em um gás ou vapor que depois de ionizado choca-se com a pintura fluorescente no interior do tubo, emitindo assim a luz visível.

Os principais tipos de lâmpadas de descargas são fluorescente, luz mista, vapor de mercúrio, vapor metálico e vapor de sódio.

 Fluorescentes

Esse tipo de lâmpada utiliza para produção de energia luminosa a descarga elétrica. São fabricadas em diversos formatos como linear, circular, compacta entre outros. A figura 2.11 mostra alguns modelos de lâmpadas fluorescentes.

Figura 2.11: Modelos de lâmpadas fluorescentes. Fonte: [10].

É importante ressaltar que, com exceção das lâmpadas de mercúrio de alta tensão, todas as lâmpadas de descarga necessitam de uma tensão

superior à da rede para a inicialização da descarga. E sendo assim há necessidade de se utilizar equipamentos auxiliares para a partida, caso do reator e/ou ignitor.

O reator é uma bobina com núcleo de ferro ligada em serie e tem dupla função: produzir a sobretensão e limitar a corrente [2].

Figura 2.12: Exemplo de um reator. Fonte: [14].

Para as lâmpadas fluorescentes existem três tipos de reatores: o eletromagnético para partida convencional, o eletromagnético para partida rápida e o eletrônico.

Quando usado o reator eletromagnético nas lâmpadas fluorescentes, é necessário também utilizar um acessório denominado starter. Este pode ser definido como um dispositivo constituído com um pequeno tubo de vidro dentro do qual são colocados dois eletrodos imersos em gás inerte, responsável pela formação inicial do arco a fim de iniciar a ignição da lâmpada.

Para os reatores eletromagnéticos com partida rápida não há a necessidade de se utilizar o starter, já os reatores eletrônicos tem como principal característica o fator de ser mais leves e compactos e por operarem em alta frequência, melhorando assim a eficiência do conjunto lâmpada-reator.

Dentre as lâmpadas fluorescentes, destacam-se pela eficiência luminosa e vida útil prolongada as lâmpadas fluorescentes compactas (LFC), também

chamadas de PL (figura 2.13), as quais chegam a economizar até 80% de energia em relação às incandescentes.

Figura 2.13: Exemplos de lâmpadas tipo PL. Fonte: [10].

 Luz Mista

Esse tipo de lâmpada é constituído através da combinação das lâmpadas de vapor de mercúrio com as lâmpadas incandescentes explorando assim as qualidades de cada tipo. Tem como característica principal o fato de ser ligada diretamente à rede, dispensando assim o uso dos equipamentos auxiliares (reator e ignitor). Possui um tempo de vida média aproximado em 6.000 horas.

A figura 2.14 mostra um tipo de lâmpada de luz mista que é utilizada principalmente em vias públicas, jardins, praças, e estacionamentos.

 Vapor de Mercúrio

É um tipo de lâmpada muito parecida com a luz mista, possuindo características bem semelhantes, porém difere na necessidade de se utilizar reator.

Possui um tempo de vida média superior as de luz mista com valor em torno de 20.000 horas, porém, com um tempo mais elevado para entrar em funcionamento, pois a partida dura alguns segundos e, uma vez que é apagada, precisa de um intervalo de tempo em torno de 3 a 10 minutos para que possa diminuir a temperatura do arco gerado e estar, novamente pronta para o uso.

A figura 2.15 mostra exemplos de lâmpadas de vapor de mercúrio, que é muito empregada em iluminação de vias públicas, praças e jardins, fábricas, parques e estacionamentos.

Figura 2.15: Exemplo de lâmpada vapor de mercúrio. Fonte: [15].

 Vapor Metálico

Possui semelhanças com a de vapor de mercúrio, mas conta com a adição de elementos (iodetos, brometos) em seu tubo de descarga fazendo assim que o arco elétrico ocorra um uma atmosférica com vários vapores metálicos misturados.

É um tipo de lâmpada que apresenta uma considerada quantidade de radiação ultravioleta, sendo necessária a absorção dessa radiação. Para isso estas lâmpadas devem ser utilizadas somente com luminárias fechadas.

A figura 2.16 ilustra uma lâmpada de vapor metálico que em relação às de vapor de mercúrio apresentam maior eficiência luminosa, e com índice de reprodução de cores bastante elevado, mas com a necessidade de reator e ignitor para seu funcionamento. São bastante utilizadas em iluminação esportiva, grandes estádios, iluminação de monumentos, em outdoor e etc..

Figura 2.16: Exemplo de lâmpada de vapor metálico. Fonte: [16].

 Vapor de Sódio

É constituída de um tubo de descarga de óxido de alumínio, encapsulado por um bulbo oval de vidro, possuindo uma luz monocromática amarela sem ofuscamento.

Tem como principal característica a grande eficiência luminosa, muito superior a qualquer outro tipo de fonte de luz policromática, além da longa vida média, desde que o acendimento seja prolongado e contínuo [6].

Exigem o uso de ignitor e reator para auxiliar na partida atingindo cerca de 80% do fluxo luminoso total após alguns minutos.

A figura 2.17 mostra um exemplo desta lâmpada, ressaltando que são muito utilizadas em vias públicas, túneis e áreas externas em geral.

Figura 2.17: Exemplo de lâmpada de vapor de sódio. Fonte: [10].

A figura 2.18 apresenta um comparativo da eficiência luminosa de diferentes tipos de lâmpadas.

Figura 2.18: Comparativo da eficiência luminosa das lâmpadas. Fonte: [9].

Cabe salientar que existem outros tipos de lâmpadas, além das apresentadas anteriormente. Dentre essas, destacam-se as lâmpadas com a tecnologia de estado sólido ou LED (figura 2.19). Estas não possuem filamentos, apresentando assim um baixo consumo de energia e vida útil longa, estima-se em mais de 50.000 horas. Tais lâmpadas provavelmente no futuro

substituirão os demais tipos de lâmpadas. Atualmente são muito utilizadas em equipamentos eletrônicos e em muitos semáforos.

Figura 2.19: Exemplo de lâmpada do tipo LED. Fonte: [17].

Por fim, como visto anteriormente, dependendo da lâmpada usada há ou não a necessidade de se utilizar reatores no auxilio do seu funcionamento. A utilização destes dispositivos introduz perdas elétricas, fazendo com que haja um aumento na potência consumida. A tabela 2.5 apresenta os valores típicos de perdas associadas com o tipo de reator e lâmpada utilizada.

Tabela 2.5: Valores típicos de perdas nos reatores

Reator Lâmpada ^{Potência da}

Lâmpada (W) Perdas no Reator (W) Eletromagnético Vapor de Sódio 50 12 120 26 250 27 1000 111 Vapor de Mercúrio 80 10,9 250 27,7 400 39,5 1000 75,2 Fluorescentes Tubulares 1x16 e 1x20 15 2x16 e 2x20 18 1x32 e 1x40 16 2x32 e 2x40 22 Eletrônico Fluorescentes Tubulares 1x16 7 2x16 10 1x32 6 2x32 6