Upload
guille1019
View
221
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Conocimiento de las lámparas (Fuentes electricas)
Citation preview
Ingeniera Elctrica Laboratorio de iluminacin PRCTICA 4.- Conocimiento de las lmparas (Fuentes
electricas)
Grupo: 8EV1 Nombre: calificacin:
1) MUIZ MENDOZA BENJAMIN R. ___________
PROFESORES:
ING. VILLAR YEPEZ JOSE ARNULFO ING. CABALLERO HERNANDEZ OSCAR
Fecha de entrega: 25/05/15
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 2
INDICE
1. OBJETIVO ------------------------------------------- 3
2. CONSIDERACIONES TEORICAS --------------- 3
3. PDESARROLLO DE LA PRCTICA------------ 5
4. Formulario ----------------------------------------6
5. RESULTADOS OBTENIDOS----------------------7
6. Graficas--------------------------------------------- 11
7. Conclusin -----------------------------------------14
8. Bibliografa----------------------------------------14
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 3
1. .- OBJETIVOS *El alumno conocer los diferentes tipos de lmparas utilizadas en la instalacin elctrica. *Se analizara de forma ptica y matemtica los diferentes tipos de intensidades luminosas a diferentes tipos de tensiones. Caractersticas de duracin La duracin de una lmpara viene determinada bsicamente por la temperatura de trabajo del filamento. Mientras ms alta sea esta, mayor ser el flujo luminoso pero tambin la velocidad de evaporacin del material que forma el filamento. Las partculas evaporadas, cuando entren en contacto con las paredes se depositarn sobre estas, ennegreciendo la ampolla. De esta manera se ver reducido el flujo luminoso por ensuciamiento de la ampolla. Pero, adems, el filamento se habr vuelto ms delgado por la evaporacin del tungsteno que lo forma y se reducir, en consecuencia, la corriente elctrica que pasa por l, la temperatura de trabajo y el flujo luminoso. Esto seguir ocurriendo hasta que finalmente se rompa el filamento. A este proceso se le conoce como depreciacin luminosa. Para determinar la vida de una lmpara disponemos de diferentes parmetros segn las condiciones de uso definidas. La vida individual es el tiempo transcurrido en horas hasta que una lmpara se estropea, trabajando en unas condiciones determinadas. La vida promedio es el tiempo transcurrido hasta que se produce el fallo de la mitad de las lmparas de un lote representativo de una instalacin, trabajando en unas condiciones determinadas. La vida til es el tiempo estimado en horas tras el cual es preferible sustituir un conjunto de lmparas de una instalacin a mantenerlas. Esto se hace por motivos econmicos y para evitar una disminucin excesiva en los niveles de iluminacin en la instalacin debido a la depreciacin que sufre el flujo luminoso con el tiempo. Este valor sirve para establecer los periodos de reposicin de las lmparas de una instalacin. La vida media es el tiempo medio que resulta tras el anlisis y ensayo de un lote de lmparas trabajando en unas condiciones determinadas. La duracin de las lmparas incandescentes est normalizada; siendo de unas 1000 horas para las normales, para las halgenas es de 2000 horas para aplicaciones generales y de 4000 horas para las especiales. Lmpara LED Tubo LED de 17 vatios = tubo fluorescente de 45W Lmparas LED E27 = lmparas incandescentes
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 4
Una halufa de led 1 es una lmpara de estado slido que usa ledes 2 (Light-Emitting Diode, Diodos Emisores de Luz) como fuente luminosa. Debido a que la luz capaz de emitir un led no es muy intensa, para alcanzar la intensidad luminosa similar a las otras lmparas existentes como las incandescentes o las fluorescentes compactas las lmparas LED estn compuestas por agrupaciones de ledes, en mayor o menor nmero, segn la intensidad luminosa deseada. Actualmente las lmparas de led se pueden usar para cualquier aplicacin comercial, desde el alumbrado decorativo hasta el de viales y jardines, presentado ciertas ventajas, entre las que destacan su considerable ahorro energtico, arranque instantneo, aguante a los encendidos y apagados continuos y su mayor vida til, pero tambin con ciertos inconvenientes como su elevado costo inicial. Los diodos funcionan con energa elctrica de corriente continua (CC), de modo que las lmparas de led deben incluir circuitos internos para operar desde el voltaje CA estndar. Los ledes se daan a altas temperaturas, por lo que las lmparas de led tienen elementos de gestin del calor, tales como disipadores y aletas de refrigeracin. Las lmparas de led tienen una vida til larga y una gran eficiencia energtica, pero los costos iniciales son ms altos que los de las lmparas fluorescentes.
2. Consideraciones tericas
Las lmparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la energa
elctrica. Desde que fueran inventadas, la tecnologa ha cambiado mucho producindose
sustanciosos avances en la cantidad de luz producida, el consumo y la duracin de las
lmparas. Su principio de funcionamiento es simple, se pasa una corriente elctrica por un
filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que emite radiaciones visibles por
el ojo humano.
La incandescencia
Todos los cuerpos calientes emiten energa en forma de radiacin electromagntica.
Mientras ms alta sea su temperatura mayor ser la energa emitida y la porcin del
espectro electromagntico ocupado por las radiaciones emitidas. Si el cuerpo pasa la
temperatura de incandescencia una buena parte de estas radiaciones caern en la zona
visible del espectro y obtendremos luz.
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 5
La incandescencia se puede obtener de dos maneras. La primera es por combustin de
alguna sustancia, ya sea slida como una antorcha de madera, lquida como en una lmpara
de aceite o gaseosa como en las lmparas de gas. La segunda es pasando una corriente
elctrica a travs de un hilo conductor muy delgado como ocurre en las bombillas
corrientes. Tanto de una forma como de otra, obtenemos luz y calor (ya sea calentando las
molculas de aire o por radiaciones infrarrojas). En general los rendimientos de este tipo de
lmparas son bajos debido a que la mayor parte de la energa consumida se convierte en
calor.
Luminaria fluorescente
Se conoce por luminaria fluorescente, al conjunto que forman una lmpara, denominada
tubo fluorescente, y una armadura, que contiene los accesorios necesarios para el
funcionamiento. En ciertos lugares se conoce como luminaria solamente a la lmpara. La
lmpara es de descarga de vapor de mercurio a baja presin y se utiliza normalmente para
la iluminacin domstica o industrial. Su ventaja frente a otro tipo de lmparas, como las
incandescentes, es su eficiencia energtica.
La lmpara consiste en un tubo de vidrio fino revestido interiormente con diversas
sustancias qumicas compuestas llamadas fsforos, aunque generalmente no contienen el
elemento qumico fsforo y no deben confundirse con l. Esos compuestos qumicos
emiten luz visible al recibir una radiacin ultravioleta. El tubo contiene adems una
pequea cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte, habitualmente argn o nen, a una
presin ms baja que la presin atmosfrica. En cada extremo del tubo se encuentra un
filamento hecho de tungsteno, que al calentarse al rojo contribuye a la ionizacin de los
gases.
Lmpara de vapor de sodio
La lmpara de vapor de sodio es un tipo de lmpara de descarga de gas que usa vapor de
sodio para producir luz. Son una de las fuentes de iluminacin ms eficientes, ya que
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 6
proporcionan gran cantidad de lmenes por vatio. El color de la luz que producen es
amarillo brillante.
Tipos
Se divide en dos tipos:
Vapor de sodio a baja presin (SBP): la lmpara de vapor de sodio a baja presin es la
ms eficiente, ya que genera ms de 140 lum/W. Por contra la reproduccin cromtica es
muy pobre.
Vapor de sodio a alta presin (SAP): la lmpara de vapor de sodio a alta presin es una
de las ms utilizadas en el alumbrado pblico ya que proporciona una reproduccin de los
colores considerablemente mejor que la anterior, aunque no tanto como para iluminar algo
que requiera excelente reproduccin cromtica. Por el contrario, su rendimiento, es algo
menor que la de SBP, por encima de los 100 lum/W
Caractersticas
Una lmpara SBP de 35W encendida
El foco de vapor de sodio est compuesto de un tubo de descarga de cermica translcida,
esto con el fin de soportar la alta corrosin del sodio y las altas temperaturas que se
generan; en los extremos tiene dos electrodos que suministran la tensin elctrica necesaria
para que el vapor de sodio encienda.
Para operar estas lmparas se requiere de un balasto y uno o dos condensadores para el
arranque.
Para su encendido requiere alrededor de 9-10 minutos y para el reencendido de 4-5
minutos.
El tiempo de vida de estas lmparas es muy largo ya que ronda las 24000 horas y su
rendimiento est entre 80 y 115 lum/W las de SAP y entre 135 y 175 lum/W las SBP.
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 7
3. DESARROLLO DE LA PRCTICA Al inicio de la prctica el profesor nos dio la informacin terica para realizar la prueba a
diferentes lmparas, obtener ciertos datos para determinar el comportamiento de estas.
Posteriormente entramos al laboratorio de pruebas, en el cual se realiz el siguiente
experimento: colocar una lmpara a 1 metro de distancia e ir girando a una escala de 10 en
10 grados hasta un ngulo mximo de 180.Con esto obtuvimos el valor de los luxes de
cada uno y ya con este dato calculamos con la siguiente formula los dems parmetros
elctricos de los diferentes focos:
=(1 + 2)
2
F= Constante de zona* I
Constante de zona=2(Cos - Cos)
El primer foco del cual se tom lectura fue un foco incandescente de 100 W, del cual se obtuvo los siguientes valores:
Tabla 1Valores obtenidos para el foco incandescente de 100 W
Foco incandescente 100 w
Angulo Lecturas(I) w I F
0 52.5 0.0955 57.7 5.51035
10 62.9 0.2835 76.1 21.57435
20 89.3 0.4629 96.75 44.785575
30 104.2 0.6282 106.9 67.15458
40 109.6 0.7744 112.95 87.46848
50 116.3 0.8972 115.85 103.94062
60 115.4 0.9926 116 115.1416
70 116.6 1.0579 114.7 121.34113
80 112.8 1.0911 114 124.3854
90 115.2 1.0911 113.9 124.27629
100 112.6 1.0579 112.05 118.537695
110 111.5 0.9926 110.2 109.38452
120 108.9 0.8972 104.65 93.89198
130 100.4 0.7744 97.55 75.54272
140 94.7 0.6282 82.1 51.57522
150 69.5 0.4629 60.45 27.982305
160 51.4 0.2835 32.75 9.284625
170 14.1 0.0955 13.05 1.246275
180 12 6
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 8
Al graficar estos datos se obtuvo el comportamiento siguiente:
Figura 1 Comportamiento de la iluminacin de un foco incandescente de
El siguiente foco fue el de espiral del cual se obtuvieron los siguientes valores:
0
20
40
60
80
100
120
140
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
10
0
11
0
12
0
13
0
14
0
15
0
16
0
17
0
18
0
Lecturas(I)
w
I
F
Foco espiral fluorescente 26 w
Angulo Lecturas(I) W I F
0 98.3 0.0955 99.5 9.50225
10 100.7 0.2835 108.45 30.745575
20 116.2 0.4629 122.85 56.867265
30 129.5 0.6282 131.85 82.82817
40 134.2 0.7744 131.55 101.87232
50 128.9 0.8972 127.25 114.1687
60 125.6 0.9926 121.1 120.20386
70 116.6 1.0579 110.7 117.10953
80 104.8 1.0911 104.95 114.510945
90 105.1 1.0911 104.1 113.58351
100 103.1 1.0579 103.9 109.91581
110 104.7 0.9926 101.9 101.14594
120 99.1 0.8972 92.5 82.991
130 85.9 0.7744 74.75 57.8864
140 63.6 0.6282 56.15 35.27343
150 48.7 0.4629 42.45 19.650105
160 36.2 0.2835 28.2 7.9947
170 20.2 0.0955 10.1 0.96455
180 16 0.0955
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 9
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
10
0
11
0
12
0
13
0
14
0
15
0
16
0
17
0
18
0
Lecturas(I)
w
I
F
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 10
Foco Led 5 W Marca CREE
Angulo Lecturas (I) W I F
0 34.2 0.0955 36.7 3.50485
10 39.2 0.2835 43.5 12.33225
20 47.8 0.4629 51.2 23.70048
30 54.6 0.6282 56.7 35.61894
40 58.8 0.7744 61.1 47.31584
50 63.4 0.8972 65.25 58.5423
60 67.1 0.9926 68.5 67.9931
70 69.9 1.0579 69.25 73.259575
80 68.6 1.0911 68.9 75.17679
90 69.2 1.0911 69.65 75.995115
100 70.1 1.0579 68.25 72.201675
110 66.4 0.9926 64.35 63.87381
120 62.3 0.8972 58.95 52.88994
130 55.6 0.7744 53.1 41.12064
140 50.6 0.6282 45.95 28.86579
150 41.3 0.4629 37.75 17.474475
160 34.2 0.2835 31.4 8.9019
170 28.6 0.0955 22.95 2.191725
180 17.3 0.0955
Luz mixta-250 W (Vapor de mercurio (Alta presin)
Angulo Lecturas (I) w I F
0 26.4 0.0955 27.6 2.6358
10 28.8 0.2835 31.15 8.831025
20 33.5 0.4629 36.2 16.75698
30 38.9 0.6282 41.75 26.22735
40 44.6 0.7744 47.25 36.5904
50 49.9 0.8972 51.7 46.38524
60 53.5 0.9926 53.3 52.90558
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 11
Lmpara Vapor de sodio 250 W
Angulo Lecturas(I) W I F
0 174 0.0955 217.5 20.77125
10 261 0.2835 432 122.472
20 603 0.4629 761 352.2669
30 919 0.6282 1044.5 656.1549
40 1170 0.7744 1105 855.712
50 1040 0.8972 1105 991.406
60 1170 0.9926 1224 1214.9424
70 1278 1.0579 1306.5 1382.14635
80 1335 1.0911 1350 1472.985
90 1365 1.0911 1360 1483.896
100 1355 1.0579 1436.5 1519.67335
110 1518 0.9926 1386 1375.7436
120 1254 0.8972 1186.5 1064.5278
130 1119 0.7744 1009.5 781.7568
140 900 0.6282 774.5 486.5409
70 53.1 1.0579 52.5 55.53975
80 51.9 1.0911 50.1 54.66411
90 48.3 1.0911 47.9 52.26369
100 47.5 1.0579 46.85 49.562615
110 46.2 0.9926 43.9 43.57514
120 41.6 0.8972 38.15 34.22818
130 34.7 0.7744 31.9 24.70336
140 29.1 0.6282 26.1 16.39602
150 23.1 0.4629 21.05 9.744045
160 19 0.2835 15.8 4.4793
170 12.6 0.0955
180 8.29 0.0955
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 12
150 649 0.4629 513.5 237.69915
160 378 0.2835 241 68.3235
170 104 0.0955 78.5 7.49675
180 53 0.0955
Lmpara Aditivos metlicos
Angulo Lecturas(I) W I F
0 280 0.0955 276 26.358
10 272 0.2835 275 77.9625
20 278 0.4629 334.5 154.84005
30 391 0.6282 393.5 247.1967
40 396 0.7744 472 365.5168
50 548 0.8972 565 506.918
60 582 0.9926 597.5 593.0785
70 613 1.0579 628 664.3612
80 643 1.0911 669 729.9459
90 695 1.0911 732 798.6852
100 769 1.0579 776.5 821.45935
110 784 0.9926 799.5 793.5837
120 815 0.8972 816 732.1152
130 817 0.7744 851.5 659.4016
140 886 0.6282 871.5 547.4763
150 857 0.4629 833.5 385.82715
160 810 0.2835 775 219.7125
170 740 0.0955 652 62.266
180 564 0.0955
6.- Graficas
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 13
Foco espiral fluorescente 26 w
Foco Led 5 W Marca CREE
Luz mixta-250 W (Vapor de mercurio (Alta presin)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
Lecturas (I)
w
I
F
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 14
Lmpara Vapor de sodio 250 W
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
Lecturas (I)
w
I
F
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180
Lecturas(I)
w
I
F
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 15
Lmpara Aditivos metlicos
7.- CONCLUSION MUIZ MENDOZA BENJAMN RAHID
Esta prctica resulto muy sencilla pero muy ilustrativa, debido a que a base de clculos y
prctica, comprob que el flujo luminoso, al calcular la intensidad luminosa de acuerdo con la
constante de zona de cada ngulo es mayor cuando la posicin del foco es es de manera
vertical que horizontal.
Debido a este tenemos mayor flujo luminoso en la posicin vertical.
Me percate que hay diversos tipos de focos que se pueden aplicar dependiendo la funcin, el
nivel de iluminacin, flujo luminoso a las necesidades que se requieran.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180
Lecturas(I)
w
I
F
Laboratorio de anlisis de iluminacin Pgina 16
8.- BIBLIOGRAFA
Manual de instalaciones elctricas en sistemas de baja tensin de Condumex
http://www.conocimientosweb.net/dcmt/ficha4351.html