Eletrotcnica Geral
Fundamentos da Luminotcnica
Rondonpolis, Mato Grosso
24 de janeiro de 2013.
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
Espectro Eletromagntico
Fundamentos da Luminotcnica
Espectro Eletromagntico Faixa das radiaes eletromagnticas capazes de serem
percebidas pelo olho humano:
= 3800 7800 ()
1 = 11010
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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).
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
Curva de Distribuio Luminosa
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
Fonte: Manual Luminotcnico Prtico Osram
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos de Luminotcnica
Lmpadas Halgenas (Dicroicas)
Fundamentos de Luminotcnica
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.
Fundamentos de Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
Lmpada de Vapor de Mercrio
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
Lmpada de Luz Mista
Fundamentos da Luminotcnica
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.
Fundamentos da Luminotcnica
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
Fundamentos da Luminotcnica
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
Fundamentos da Luminotcnica
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
Fundamentos da Luminotcnica
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