La luz

Manuel Ibañez

DEFINICIÓN DE LUZ: La parte del espectro de radiaciones electromagnéticas, que el ojo humano es capaz de percibir.

CARACTERÍSTICAS DE LAS RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS:

Velocidad de propagación en el vacío es de 300.000 km/s.

Frecuencia es el número de ciclos efectuados por la radiación en un segundo.


Periodo es el tiempo que tarda una radiación en recorrer un ciclo completo.


Longitud de onda es el espacio entre dos puntos de una onda que se encuentran en fase.

MAGNITUDES FUNDAMENTALES:

Flujo luminoso es la cantidad total de luz radiada o emitida por una fuente luminosa en todas las direcciones, durante un segundo.

Se representa por la letra griega fi (φ). Su unidad es el Lumen (lm).


Rendimiento luminoso es el flujo que emite una fuente luminosa por cada unidad de potencia eléctrica consumida.

Se representa por la letra griega eta (η). Su unidad es el Lumen/vatio (lm/w).

Tipo de Lámpara Potencia (W) Rendimiento (lm/W)

Incandescente 100 13,8

Fluorescente de luz día 36 98

Fluorescente de blanco cálido 36 93

Mercurio a alta presión 250 52

Mercurio a alta presión 400 58

Luz Mezcla 250 22

Sodio a baja presión 35 137

Sodio a alta presión 250 100

Sodio a alta presión 400 118

Halogenuros metálicos 250 68

Halogenuros metálicos 400 78


Intensidad luminosa es la cantidad de luz emitida o radiada por una fuente luminosadurante un segundo, en una dirección dada y para un ángulo sólido de valor unestereorradián.

Su unidad es la candela (Cd)


Nivel de iluminación o iluminancia es la cantidad de luz que incide sobre la unidad desuperficie. Equivale a la iluminación de una superficie de 1 m² cuando incide sobre ellaun flujo luminoso uniforme de 1 lumen.

Se representa por la letra E, su unidad es el lux(lx)

Luxómetro


Ley Inversa del cuadrado de la distancia . Cuando tenemos una superficie perpendiculara la dirección del haz luminoso, el nivel de iluminación de la superficie es menor si sealeja del foco, siendo directamente proporcional a la intensidad luminosa einversamente proporcional al cuadrado de la distancia que la separa de este.


Ley del coseno. Cuando tenemos una superficie no perpendicular a la dirección del hazluminoso, el nivel de iluminación de la superficie es menor según se aleja del foco,siendo directamente proporcional a la intensidad luminosa e inversamenteproporcional al cuadrado de la distancia que la separa de este. Dicha relación semultiplica por el coseno del ángulo que forma con la superficie.


Luminancia. Es la intensidad luminosa (el brillo) por unidad de superficie aparente deuna fuente de luz primaria o secundaria (la que emite la luz o la que la refleja).

Fuente de luz Luminancia (cd/cm²)

Sol 150.000

Lámpara de sodio de alta presión

500

Papel blanco iluminado con 1.000 lux

250

Lámpara incandescente clara 100 a 200

Lámpara incandescente mate 5 a 50

Lámpara incandescente opal 1 a 5

Lámpara halogenuros metálicos

78

Lámpara vapor mercurio 11

Lámpara fluorescente 0,75

Luna 0,25

Cielo despejado (estrellas) 0,3 a 0,5


Color. Es la interpretación que hace el cerebro cuando los cuerpos reflejan, transmiten oabsorben parte o todas las radiaciones electromagnéticas.

Temperatura de color. comparando su color dentro del espectro luminoso con el de laluz que emitiría un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada.


Índice de reproducción cromática. Es la capacidad que presenta una fuente luminosa depermitir una buena apreciación de los colores sobre el objeto iluminado.

Se representa por (Ra).

Grado Índice (Ra) Nivel de reproducción

1A 90 a 100 Excelente

1B 80 a 89 Muy bueno

2A 70 a 79 Bueno

2B 60 a 69 Moderado

3 40 a 59 Regular

4 Inferior a 40 Bajo

SISTEMAS DE GENERACIÓN DE LUZ:

Termorradiación: Radiación de luz y calor por parte de un cuerpo caliente(Alumbrado Incandescente).

Luminiscencia: Descarga eléctrica en un recinto cerrado en el que se encuentra ungas y en el que se produce una radiación (Alumbrado fluorescente y de descarga).

RECEPTORES DE ALUMBRADO: Son los que utilizamos en la instalación paratransformar la energía eléctrica en energía luminosa.

LÁMPARA INCANDESCENTE: Ampolla cerrada a la que se le ha realizado el vacío, o serellena con gas inerte. Tiene en su interior un filamento de wolframio o tungsteno,que al paso de la corriente se pone incandescente, emitiendo radiaciones caloríficas yluminosas.

Ventajas: Bajo precio, sencillo funcionamiento, amplia gama de potencias,reproducción del color excelente.

Inconvenientes: Baja eficacia luminosa, corta duración (1000 horas), y excesivaproducción de calor.

Estándar Esférica De vela Reflectora

LÁMPARA INCANDESCENTE HALÓGENA: Ampolla cerrada a la que se ha rellenado congas (normalmente yodo). Tiene en su interior un filamento de wolframio o tungsteno,que al paso de la corriente se pone incandescente, emitiendo radiaciones caloríficas yluminosas.

Ventajas: Bajo precio, sencillo funcionamiento, amplia gama de potencias, mejora suduración (2000 a 3500 horas), mejora su rendimiento luminoso (30 lm/W).

Inconvenientes: Excesiva producción de calor.

HALÓGENAS DE DOBLE CASQUILLO O LINEALES HALÓGENA DICROICA

CASQUILLOS HABITUALES EN LÁMPARAS INCANDESCENTES:

CARACTERÍSTICAS DE LAS LÁMPARAS INCANDESCENTES:

Incandescentes

•Rendimiento luminoso: entre 10 y 20 Lm/W•Temperatura de color: 2700 ºK•Índice de reproducción cromática: 100%; Ra=90 a 100•Vida media: entre 1000 y 2000 horas•Se fabrican desde 25 a 300 W•Periodo de encendido: instantáneo

Halógenas

•Rendimiento luminoso: 30 Lm/W•Temperatura de color: 3000 ºK•Índice de reproducción cromática: 100%; Ra=90 a 100•Vida media: 4000 horas•Se fabrican desde 25 a 2000 W•Periodo de encendido: instantáneo

LÁMPARAS DE DESCARGA: Se basan en el fenómeno de la luminiscencia, mediante laaceleración de electrones por medio de un campo eléctrico, en el interior de un tuboque contiene un gas, y en su recorrido los electrones chocan con los átomos del gasproduciendo luz.

Las principales lámparas de descarga son:

•Fluorescente (Vapor mercurio a baja presión)

•De vapor de mercurio a alta presión.

•De luz mezcla

•De halogenuros metálicos

•De vapor sodio de baja presión

•De vapor sodio de alta presión

LÁMPARAS FLUORESCENTES: Lámparas de descarga en atmósfera de vapor demercurio a baja presión y un gas inerte (argón o neón), dentro de un tubo de cristal ocuarzo recubierto de polvo fluorescente.

Diámetros normales: 16, 26 y 38 mm.

Longitudes más comunes: 590, 1200 y 1500 mm, que se corresponden con 20, 40 y65W en tubos de Ø38 mm, y de 18, 36 y 58 W para los de Ø26 mm.

EQUIPO COMPLEMENTARIO DE UNA LÁMPARA FLUORESCENTE:

Reactancia: Balasto electromagnético que tiene como finalidad:

1. Suministrar una tensión superior a la de línea para el encendido de la lámpara.

2. Limitar la intensidad del arco a un valor adecuado a la lámpara.


Cebador: Dispositivo para el encendido o cebado de lámparas fluorescentes,mediante el cierre y apertura brusca de una lámina bimetálica, provocando unpequeño arco, lo que induce una sobretensión en la reactancia, lo que determina unacorriente en el interior del tubo y la consiguiente emisión de radiaciones luminosas.


Portatubos y Portacebador: Elementos que se utilizan para sujetar el tubofluorescente y el cebador, además de facilitar la conexión de los conductoreseléctricos.

LÁMPARAS FLUORESCENTES COMPACTAS: Constituidas por uno o variosfluorescentes miniatura, y que llevan integrada una reactancia electrónica. Estándiseñadas para sustituir directamente a las lámparas incandescentes.

Tienen un bajo consumo eléctrico.

•Rendimiento luminoso: entre 40 y 100 Lm/W•Temperatura de color: entre 3000 y 5000 ºK•Índice de reproducción cromática: desde Ra= 40 a 59, hasta Ra=90 a 100•Vida media: 7000 horas•Se fabrican desde 18 a 65 W•Periodo de encendido: casi instantáneo

Características de lámparas fluorescentes:

LÁMPARA DE VAPOR DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN: Lámpara de descarga en untubo de cuarzo, relleno de gas inerte (argón) y una determinada dosis de mercurio. Lalámpara contiene dos electrodos de tungsteno, así como un electrodo auxiliar,generalmente una varilla de molibdeno.

•Rendimiento luminoso: entre 40 y 65 Lm/W•Temperatura de color: entre 3300 y 6000 ºK•Índice de reproducción cromática: 40%; Ra=40 a 59•Vida media: entre 12000 y 24000 horas•Se fabrican hasta de 1000 W•Periodo de encendido: aprox. 4 minutos

LÁMPARA DE LUZ MEZCLA: Esta lámpara lleva su balasto incorporado (un filamentode wolframio conectado en serie con el tubo de descarga. La luz de descarga demercurio se combina con la producida por el filamento, dando una luz mezcla deambas, lo que le da su nombre.

•Rendimiento luminoso: entre 20 y 32 Lm/W•Temperatura de color: 3600 ºK•Índice de reproducción cromática: 60%; Ra=60 a 79•Vida media: entre 3000 y 9000 horas•Se fabrican hasta de500W•Periodo de encendido: aprox. 1,5 minutos

LÁMPARAS DE HALOGENURO METÁLICO: La principal diferencia de esta lámpara, esque para mejorar su rendimiento en color, se introducen en el tubo de descarga loshalogenuros metálicos, como flúor, cloro, bromo y yodo. La constitución yfuncionamiento es similar a la de vapor de mercurio de alta presión.

•Rendimiento luminoso: 95Lm/W•Temperatura de color: entre 3000 y 6000ºK•Índice de reproducción cromática: 100%; Ra=80 a 100•Vida media: 11000 horas•Se fabrican hasta de 2000W•Periodo de encendido: aprox. 3 a 8 minutos•Necesitan arrancador

LÁMPARA DE VAPOR DE SODIO A BAJA PRESIÓN: La radiación visible se produce porla descarga del sodio. Emite una radiación monocromática y el sodio ataca al vidriotradicional y al cuarzo, por lo que su tubo de descarga es de vidrio de borato. El tubo sellena de gas inerte, 99% de neón y 1% de argón.

•Rendimiento luminoso: 185Lm/W•Temperatura de color: 1700ºk•Índice de reproducción cromática: muy bajo; Ra inferior a 40•Vida media: aprox. 23000 horas•Se fabrican hasta de 180W•Periodo de encendido: aprox. 15minutos•Necesitan autotransformador

LÁMPARA DE VAPOR DE SODIO A ALTA PRESIÓN: Mejora la reproducción cromáticapero pierde rendimiento luminoso. Incorporan una pequeña cantidad de mercurioque mezclado con el sodio vaporizado consigue una luz blanca dorada. Su tubo dedescarga está hecho de alúmina policristalina sinterizada. Como gas de arranqueutiliza el xenón.

•Rendimiento luminoso: entre 80 y 150Lm/W•Temperatura de color: 2100ºK•Índice de reproducción cromática: entre 23 y 65%•Vida media: 23000 horas•Se fabrican hasta de 1000W•Periodo de encendido: varios minutos•Necesitan arrancador

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