Diferencia entre revisiones de «Lámpara fluorescente»

{{+}}<div style="float:right;"><hovergallery widths=260px heights=420px mode=nolines perrow=1>Fluorescent light bulbs 09.JPG|{{AltC|Bulbos fluorescentes en paralelo}}</hovergallery></div> 

Está formada por un tubo o bulbo fino de vidrio revestido interiormente con una sustancia que contiene [[fósforo (elemento)|fósforo]] y otros elementos que emiten [[luz]] al recibir una radiación ultravioleta de onda corta. El tubo contiene una pequeña cantidad de vapor de Mercurio y un gas inerte, habitualmente argón o neón, sometidos a una presión ligeramente inferior a la presión atmosférica. Asimismo, en los extremos del tubo existen dos filamentos hechos de tungsteno.

El más antiguo antecedente de la iluminación fluorescente posiblemente sea un dispositivo construido por el físico alemán Heinrich Geissler en 1856, mediante el cual obtuvo una luz de brillo azulado a partir de un gas noble (como argón o neón) encerrado en un tubo excitado con una bobina de inducción. Debido a su forma, este dispositivo pasó a llamarse "Tubo de Geissler". En la Feria Mundial de 1893, fueron mostrados dispositivos fluorescentes desarrollados por Nikola Tesla.

En 1891, el inventor estadounidense Daniel McFarlane Moore comenzó a realizar experimentos con tubos de descarga gaseosa, creando así en 1894 la ''Lámpara Moore'', que era una lámpara comercial que competía con las bombillas de luz incandescentes creadas por su antiguo jefe Thomas Alva Edison. Estas lámparas que contenían Nitrógeno y dióxido de carbono emitían luz blanca y rosada, respectivamente y tuvieron un éxito moderado. Sería en 1904, cuando las primeras de estas lámparas fueron instaladas en unos almacenes de la ciudad estadounidense de Newark. Como las labores de instalación, mantenimiento y reparación de estas lámparas eran dificultosas, no tuvieron éxito.

En 1926, Edmund Germer, Friedrich Meyer y Hans Spanner propusieron incrementar la presión del gas dentro del tubo y recubrirlo internamente con un polvo fluorescente que convirtiera la radiación ultravioleta emitida por un gas en estado de [[Plasma (estado de la materia)|plasma]] en una luz blanca más uniforme. La idea fue patentada al año siguiente y posteriormente la patente fue adquirida por la empresa estadounidense General Electric y bajo la dirección de George E. Inman la hizo disponible para el uso comercial en 1938. Los conocidos tubos rectos y de encendido por precalentamiento, se mostraron por primera vez al público en la Feria Mundial de New York, en el año 1939. Desde entonces, los principios de funcionamiento se han mantenido inalterables, salvo las tecnologías de manufactura y materias primas usadas, lo que ha redundado en la disminución de precios y ha contribuido a popularizar estas lámparas en todo el mundo.

En esta figura se distinguen, aparte de la propia lámpara, dos elementos fundamentales: el cebador (también llamado "partidor" o starter)  y la Reactancia inductiva.  

El cebador (partidor) está formado por una pequeña ampolla de cristal rellena de gas neón a baja presión y en cuyo interior se halla un contacto formado por láminas bimetálicas. En paralelo con este contacto se halla un [[Condensador (eléctrico)|condensador]] destinado a actuar de chupador de chispa o apagachispas. La presencia de este condensador no es imprescindible para el funcionamiento del tubo fluorescente pero si ayuda bastante a aumentar la vida útil del par bimetálico cuando es sometido a trabajar como interruptor de altos voltajes. Por esta razón se recomienda usar la iluminación fluorescente en regímenes contínuos y no como iluminación intermitente.

El elemento de reactancia inductiva está constituido por una bobina enrollada sobre un núcleo de chapas de acero, el cual recibe el nombre de ''balastro'' o ''balasto'' o "ballast". El penúltimo término, no debe ser confundido con el material usado en la construcción de vías de ferrocarril.

Al aplicar la tensión de alimentación, el Gas contenido en la ampolla del cebador se ioniza con lo que aumenta su temperatura lo suficiente para que la Lámina bimetálica se deforme cerrando el circuito, lo que hará que los filamentos de los extremos del tubo se enciendan. Al cerrarse el contacto el cebador se apaga y el gas vuelve a enfriarse, con lo que los contactos se abren nuevamente, esta apertura trae como consecuencia que el campo magnético creado en la reactancia inductiva se "desmorone" o desaparezca produciendo una variación brusca del campo magnético lo que trae como consecuencia, de acuerdo a la ley de inducción de Faraday, la generación de un alto voltaje capaz de producir una descarga dentro del tubo fluorescente y por lo tanto una corriente de electrones que van a interactuar con los átomos de Hg y Ar, emitiendo luz en el rango ultravioleta principalmente.

El voltaje aplicado a los filamentos es pulsatorio porque la energía eléctrica que alimenta el circuito es de corriente alterna (50&nbsp;Hz en España y 60&nbsp;Hz en USA)   

La función del condensador, contenido en el cebador, es absorber los picos de tensión que se producen al abrir y cerrar el contacto, evitando su deterioro por las chispas que, en otro caso, se producirían.   

Los filamentos, al calentarse, desprenden electrones que ionizan el gas argón que llena el tubo, formando un [[Plasma (estado de la materia)|plasma]] que conduce la electricidad. Este plasma excita los átomos del vapor de mercurio que, como consecuencia, emiten luz visible y ultravioleta.

Las lámparas fluorescentes son dispositivos con pendiente negativa de la Resistencia eléctrica respecto de la tensión eléctrica. Esto significa que cuanto mayor sea la corriente que las atraviesa, mayor es el grado de ionización del gas y, por tanto, menor la resistencia que opone al paso de dicha corriente. Así, si se conecta la lámpara a una fuente de tensión prácticamente constante, como la suministrada por la red eléctrica, la lámpara se destruiría en pocos segundos. Para evitar esto, siempre se conectan a través de un elemento limitador de corriente para mantenerla dentro de límites tolerables. Este elemento limitador, en el caso de la instalación de la Figura 1, es la reactancia inductiva.

El conjunto tubo fluorescente-balasto-cebador posee elementos reactivos (bobina y condensadores) que consumen y ceden potencia reactiva respectivamente (la bobina la consume los condensadores la ceden). A menudo se intercala entre los terminales de entrada un condensador que tiene la finalidad de permitir que el Factor de potencia del dispositivo sea cercano a 1. A este tipo de compensación se le denomina ''compensación en paralelo'' debido a este arreglo.

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<math>C=\frac{P*(tan{\varphi_i} - tan{\varphi_f})}{2*\pi*f*V^2}</math><br />

<math>C</math> es la capacitancia del condensador.<br />

<math>P</math> es la potencia activa absorbida por el conjunto.<br />

<math>\varphi_i</math> es el ángulo cuyo Coseno es el factor de potencia inicial, antes de la compensación.<br />

<math>\varphi_f</math> es el ángulo cuyo coseno es el factor de potencia final, después de la compensación.<br />

<math>V</math> es la tensión de entrada.<br />

<math>f</math> es la frecuencia en Hertz de la tensión de entrada.<br />

Ejemplo: Si un tubo es de 18 W, con f = 50&nbsp;Hz, V = 230 VCA y con factores de potencia final de 0,85 e inicial de 0,226, el condensador a usar debe ser de 4 μF (microfaradios).

Este parpadeo puede causar el Efecto estroboscópico, de forma que un objeto que gire a cierta velocidad podría verse estático bajo una luz fluorescente. Por tanto, en algunos lugares (como talleres con maquinaria) puede no ser recomendable esta luz.

También causa problemas con las cámaras de vídeo, ya que la frecuencia a la que lee la imagen del sensor puede coincidir con las fluctuaciones en intensidad de la lámpara fluorescente.

Una solución para evitar estos inconvenientes, es la introducción de los balastos electrónicos a mediados de la década de los [[Años 1980|80]], y que tomaron gran importancia a partir de mediados de los [[Años 1990|90]]. En estos sistemas se intenta hacer funcionar al tubo de la misma manera que en la forma tradicional pero esta vez en una frecuencia de más de 10&nbsp;kHz con lo que se evita mucho el efecto estroboscópico, produce que el parpadeo sea invisible para el ojo humano, las cámaras de vídeo difícilmente lo tomen y como una ventaja extra el rendimiento del tubo es 10% más efectivo.

De hecho, casi se considera que su Vida útil se puede medir en número de encendidos. Por ejemplo, una lámpara que tenga una vida útil de 3000 H en un uso de 8 h diarias ininterrumpidas, puede tener una vida útil de 6000 h con un uso de 16 h diarias ininterrumpidas.

[[Carpeta:Lámparas|Lampara fluorescente]]