LUMINOTECNIA
ING. VANESSA PLATERO AVENDAÑO
UNIVERSIDAD
ALAS PERUANAS
ESCUELA PROFESIONAL DE
INGENIERÍA CIVIL
INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
LUMINOTECNIA
Es la ciencia que estudia las principales formas de producción
de la luz, así como su control y aplicaciones. Utilizando como
energía primaria la luz.
LUMINOTECNIA
1.LA LUZ
Es una de las múltiples formas
de manifestarse la energía y
la podemos definir como la
energía producida por una
gama de radiaciones
electromagnéticas que la
hacen perceptible al ojo
humano.
1.1CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA LUZ
La luz aparece como un fenómeno complejo por lo que será
necesario conocer algunos conceptos fundamentales:
Longitud de onda:
Se define como la distancia recorrida por la onda en un
periodo. Por similitud con la corriente alterna diremos que un
periodo es la distancia comprendida entre dos máximos
consecutivos, como indica la sgte. Figura.
 Se representa por la letra λ (lambda) y
se mide en metros (m), esta unidad
resulta muy grande, por lo que se
emplea un submúltiplo llamado
nanómetro, que equivale a la
millonésima parte de un milímetro o
sea 10^-9 metros.
 Se define por la siguiente formula:
λ= (v).(T)
Donde:
λ= Longitud de onda en metros(m).
v = Velocidad en metros por segundo (m/s).
T= Tiempo en realizar un ciclo o periodo en segundos (s).
Frecuencia:
La frecuencia de una onda electromagnética es el numero de
periodos que se producen en la unidad de tiempo (t), o sea en
un segundo.
La frecuencia se representa con la letra con la letra f y su
unidad es el ciclo/ segundo o herzio.
f = 1/ T y λ = v / f
Donde:
f = Frecuencia en ciclos por segundo o herzios (Hz).
T= Tiempo en realizar un ciclo o periodo o periodo en
segundos (s).
λ = Longitud de onda en metros (m).
v = Velocidad en metros por segundo (m/s).
1.2 NATURALEZA, PRODUCCIÓN Y TRANSMISIÓN
Naturaleza de la Luz
A simple vista, parece que la luz que recibimos durante el día
es blanca y que esta compuesta por una única radiación
electromagnética. Nada mas erróneo y lejos de la realidad,
pues un rayo de luz blanca esta formado por un conjunto de
radiaciones de frecuencias diferentes, que abarcan toda la
franja de colores del arco iris, desde el rojo al violeta.
Producción
 Desde tiempos remotos el ser humano ha buscado
elementos que produjeran luz artificial, con la idea de
poder realizar actividades tras la puesta del sol. Fruto de
esta búsqueda, se han encontrado diversas fuentes de luz,
que van desde el descubrimiento del fuego hasta las
actuales lámparas eléctricas.
 La luz se puede producir de formas diferentes, las mas
usuales son por piroluminiscencia, incandescencia,
luminiscencia y por tecnología LED.
a)Piroluminiscencia: Recibe esta denominación la
producción de luz mediante la combustión de
determinadas sustancias. Son ejemplos de
piroluminiscencia las antorchas, cerillas, velas, mecheros,
lámparas de gas, etc.
b)Incandescencia; El termino incandescencia se aplica a los
tipos de radiación asociados con la temperatura. La luz se
produce por calentamiento de cuerpos solidos al alcanzar
su incandescencia. Estos cuerpos tienen la propiedad de
emitir energía en forma de radiaciones electromagnéticas
al elevarse su temperatura.
A simple vista se puede
valorarse la radiación y por
lo tanto la temperatura de
un cuerpo por el color que
este adquiere a medida
que se va calentando, esto
se indica en la tabla
adjunta.
c)Luminiscencia;
La luz se produce a causa de la descarga eléctrica entre
dos placas o electrodos situados en el seno de un gas o
vapor metálico.
Entre ellas tenemos las lámparas de descarga, siendo las
mas usuales los tubos fluorescentes, las de vapor de
mercurio, las de vapor de sodio y las de inducción.
d)Tecnologia LED (Diodo emisor de Luz);
Se basa en la luz emitida por un diodo semiconductor al ser
recorrido por una corriente eléctrica , en lugar de un gas,
como ocurre con las lámparas de descarga. Actualmente
están en pleno desarrollo tecnológico y ampliando sus
aplicaciones en el sector de la iluminación.
Transmisión
Se entiende por transmisión, el paso de un haz luminoso a través
de un medio, sin que cambie la frecuencia de las radiaciones
monocromáticas que la componen. Este fenómeno es
característico de ciertos tipos de vidrios, cristales, plásticos, aire,
agua y otros líquidos.
Existen 3 tipos de transmisión según la naturaleza del medio:
regular, difusa y mixta.
2. MAGNITUDES LUMINOSAS FUNDAMENTALES
2.1. Flujo luminoso o potencia luminosa
Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la
radiación luminosa. Se define como la cantidad de luz
perceptible por el ojo humano, emitida por una fuente luminosa
en todas direcciones, durante un segundo.
El flujo luminoso se simboliza con la letra fi ( Ø), y su unidad es el
Lumen (lm).
Ø = Ǫ / t
Donde:
Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm).
Ǫ= Energía luminosa o cantidad de luz emitida en lúmenes por segundo(lm*s)
t = Tiempo en segundos(s).
A continuación el valor de flujo luminoso de algunas de las
fuentes de luz mas utilizadas:
Fuente de luz Flujo (lm)
Incandescencia 1.380
Fluorescencia 3.200
Mercurio de Alta Presion 23.000
Halogenas 28.000
Sodio de baja presion 31.500
Sodio de alta presion 48.000
Magnesio 450.000
Valores de Flujo Luminoso (Ø)
2.2. Eficacia o rendimiento luminoso
Se define como la relación entre el flujo luminoso emitido por una
fuente de luz y la potencia eléctrica necesaria para producirlo
(absorvida).
El rendimiento luminoso se representa por la letra griega eta (ƞ),
no tiene una unidad especifica, se expresa en lúmenes/ vatio
(lm/W) y su valor se obtiene por la expresión:
ƞ = Ø / P
Donde:
ƞ = Rendimiento en lúmenes/ vatio (lm/W).
Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm).
P = Potencia eléctrica en vatios (W).
Ejemplo 1
¿Cuál será el rendimiento luminoso de una lámpara de 100 W de
potencia si emite un flujo luminoso de 8.500 lúmenes?
ƞ = Ø / P = (8,500 lm) / (100 W) = 85 lm/W
2.3. Energía luminosa o cantidad de luz
La cantidad de luz se define como la cantidad de flujo luminoso
emitido por una fuente de luz, en un determinado espacio de
tiempo.
Se representa por la letra Q y su unidad es el lumen * segundo.
Ǫ = Ø * t
Donde:
Ǫ= Energía luminosa o cantidad de luz emitida en lúmenes por segundo
(lm*s)
Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm).
t = Tiempo en segundos(s).
Ejemplo 2
¿Qué cantidad de luz emitirá una lámpara cuyo flujo luminoso es de
1,380 lúmenes si funciona durante 10 días a razón de 5 horas diarias?
t = 10 días * 5 h / día * 3,600 s/ h = 180,000 s
Ǫ = Ø * t = 1,380 lm * 180,000 s = 2,484 * 10^5 lm*s
2.4. Intensidad luminosa
La intensidad luminosa de una
fuente de luz, se define como
la cantidad de flujo luminoso
emitido en una dirección por
unidad de Angulo solido en
esa dirección concreta. Da
una idea de concentración
de luz en una determinada
dirección.
La intensidad luminosa se simboliza con la letra I y su unidad es la
candela (cd).
Ejemplo 3
¿Cuánto vale la intensidad luminosa de un foco si emite un flujo
luminoso según la tabla de 31,500 lúmenes en un Angulo de 6
estereorradianes?
= 31,500 lm = 5,250 cd
6sr
2.5. Iluminancia o nivel de iluminación
De esta experiencia podemos deducir que la iluminancia, o nivel de
iluminación de una superficie, es la relación que existe entre el flujo
luminoso que recibe y su superficie.
Se deduce que cuanto mayor sea el flujo luminoso que incide sobre
una superficie, mayor será la iluminancia; y que para un mismo flujo
luminoso, la iluminancia aumentara en la medida en que disminuya
la superficie.
Ejemplo 4
Si el foco del ejemplo 3 ilumina una superficie de 5 m2, ¿Cuánto vale
la iluminancia?
= 31,500 lm = 6,300 lux
5m2
La iluminancia esta regida por dos leyes fundamentales que son: Ley
de la inversa del cuadrado de la distancia y la ley del coseno.
 Ley de la inversa del cuadrado de la distancia
El nivel de iluminación de la superficie es menor según se aleja del
foco luminoso, de forma que el nivel de iluminación en dicha
superficie es directamente proporcional al cuadrado de la
distancia que lo separa de este.
Ejemplo 5
¿Qué iluminancia o nivel de iluminación produce una fuente, cuya
intensidad luminosa uniforme es de 54 candelas, sobre una superficie
perpendicular a la dirección de la radiación, si la situamos a unas
distancias de 1,2 y 3 metros respectivamente? La fuente emite luz en
un Angulo solido ω siempre constante.
En la superficie S1 para d1= 1m → E1= I / (d1^2) = 54cd/ (1m)^2=54 lx
En la superficie S2 para d2= 2m → E2= I / (d2^2) = 54cd/ (2m)^2=13.5
lx
En la superficie S3 para d3= 3m → E3= I / (d3^2) = 54cd/ (3m)^2= 6 lx
 Ley del coseno
Cuando la superficie a iluminar no es perpendicular a las
radiaciones luminosas, la expresión anterior hay que multiplicarla
por el coseno del Angulo ∞, que forma el plano iluminado con la
dirección de las radiaciones luminosas. Por lo tanto, queda como
sigue:
A la componente horizontal de la iluminancia Eh se le conoce
como Ley del coseno.
Donde:
d : distancia del foco a la superficie horizontal.
∞ :Angulo que forma el plano iluminado con la dirección de las
radiaciones luminosas.
Si no se conoce la distancia d , desde el foco de luz al punto
considerado, sino su altura h, la formula para su calculo se
transforma en:
𝐸ℎ =
𝐼
𝑑2
∗ 𝑐𝑜𝑠∞
𝐸ℎ =
𝐼
ℎ2
∗ 𝑐𝑜𝑠3∞
Ejemplo 6
Tenemos dos manantiales luminosos F y F’ con igual intensidad
luminosa y a la misma distancia d del punto P, como se muestra en la
figura. Calcular la iluminancia en el punto P para cada uno de los
manantiales luminosos F y F’. Analiza los resultados obtenidos.
El foco F con un Angulo de incidencia ∞ igual a cero grados, cuyo
coseno es igual a uno ( ), producirá una iluminación en el
punto P de valor:
cos 00
= 1
𝐸𝑝 =
𝐼
𝑑2*cos 00 =
𝐼
𝑑2* 1 = Ep
El foco F’ con un Angulo de incidencia ∞ igual a 60 grados, cuyo
coseno vale 0.5( ), producirá en el punto P una
iluminancia de valor:
cos 600
= 0.5
𝐸′𝑝 =
𝐼
𝑑2*cos 600
=
𝐼
𝑑2* 0.5 = 0.5*Ep
Es decir , que para obtener la misma iluminancia en el punto P, la
intensidad luminosa del foco F’ debe ser doble de la del manantial
F.
Ejemplo 7
Deseamos iluminar un objeto mediante una fuente de luz situada a
5 metros de altura y formando un Angulo de 15° con la vertical. Si la
intensidad luminosa de la fuente es de 150 cd, ¿Cuál será el nivel de
iluminación en dicho objeto?
𝐸ℎ =
𝐼
ℎ2 ∗ 𝑐𝑜𝑠3
∞ =
150 𝑐𝑑
5𝑚 2 * 𝑐𝑜𝑠3
150
= 5.4 𝑙𝑥
2.6. Luminancia
Todas las magnitudes estudiadas se refieren a las fuentes
luminosas, o la luz que llega a una superficie. Ahora trataremos
de la luz que llega al ojo y que por lo tanto vemos, sin importar su
procedencia. La magnitud que nos indica este parámetro es la
luminancia.
Luminancia: efecto de luminosidad que produce una superficie
en la retina del ojo, tanto si procede de una fuente primaria que
produce luz como si procede de una fuente secundaria o
superficie que refleja luz.
La luminancia se simboliza con la letra L y su unidad es la
candela/metro cuadrado( ). La figura nos ayuda a deducir
la formula.
𝑐𝑑 𝑚2
cos ∝=
𝑆𝐴
𝑆𝐿
→ SA = SL * cos ∝ ; L =
𝐼
𝑆𝐿∗ cos ∝
Donde:
I = Intensidad luminosa en candelas (cd).
SA= Superficie vista o aparente en
SL = Superficie luminosa o real en
= Angulo de la radiación luminosa en grados (°).
𝑚2
∝
𝑚2
Ejemplo 8
El foco del ejemplo 3 que tiene una intensidad luminosa de 5,250
candelas esta orientado hacia una pared de 20 con un ángulo
de 60° ¿Cuánto vale la luminancia?
𝑚2
L=
𝐼
𝑆𝐿 ∗ cos∝
=
5,250 𝑐𝑑
20𝑚2 ∗ cos 60°
=
5,250𝑐𝑑
20𝑚2∗0.5
= 525
𝑐𝑑
𝑚2
2.7. Otras Características de las fuentes de luz
Además de las diferentes magnitudes, existen otras
características tales como: la duración o vida de las lámparas,
la depreciación de su flujo luminoso, la temperatura de color, el
índice de reproducción cromática y la clasificación energética
de las lámparas que será necesario tener en cuenta a la hora
de elegir la fuente de luz mas adecuada.
 Duración o vida de una lámpara. Se pueden utilizar dos
criterios:
 Vida promedio: Es el tiempo transcurrido hasta que falla
el 50% de las lámparas de un lote.
 Vida útil: Es el mas utilizado. Se trata del numero de horas
estimado luego del cual resulta mas rentable proceder a
la sustitución de una lámpara que mantenerla
funcionando.
Tipo de lampara Vida util (h)
Incandescencia 1,000
Fluorescente 12,500
Mercurio 25,000
Halogenuros 11,000
Sodio a alta presion 23,000
Sodio a baja presion 23,000
Duracion de los diferentes tipos de lamparas
 Depreciación del flujo: Se refiere a la disminución del flujo
luminoso con el tiempo emitido por una lámpara.
 Temperatura de color (Tc). Se utiliza para indicar el color de la luz
que emite una fuente luminosa (medida en grados kelvin).
Cuanto mas baja es la temperatura del filamento mas cálida o
dorada nos parece la luz, mientras que al aumentar la
temperatura, la luz nos resulta mas fría o azulada.
 Índice de reproducción cromática (IRC)
Indica la capacidad de reproducción de los colores de los objetos
iluminados con una fuente luminosa. El IRC indica la capacidad
de la fuente luminosa para reproducir colores normalizados, en
comparación con la reproducción proporcionada por una luz
patrón de referencia (luz natural). El valor máximo es de 100,
significa que reproduce todos los colores perfectamente. A
medida que disminuye, la reproducción de los colores es de peor
calidad.
Apariencia de color Temperatura de color (K)
Blanco calido 3,300 > Tc
Blanco neutro 3,300 ≤ Tc ≤ 5,300
Blanco frio 5,300 < Tc
Temperatura de color (Tc)
Ra Calidad IRC
90 ≤ Ra Excelente
80 ≤ Ra < 90 Muy bueno
60 ≤ Ra < 80 Bueno
Ra < 60 Pobre
Indice de reproduccion cromatica (IRC)
 Clasificación energética de las lámparas:
Se realiza en función de la potencia consumida y el flujo luminoso
emitido. Se clasifican en siete categorías (A,B,C,D,E,F y G), siendo A
la mas eficiente y G la menos. Es obligatorio incorporar esta
información en los embalajes de las lámparas de incandescencia y
fluorescencia destinadas al uso domestico.
3. FUENTES DE LUZ INCANDESCENTE
Las fuentes de luz incandescente son aquellas que producen luz a
partir de la incandescencia de cuerpos solidos, al ser atravesados
por una corriente eléctrica.
Entre las principales tenemos: las lámparas de incandescencia y las
lámparas halógenas.
3.1. Lámparas de incandescencia
Del conjunto de lámparas existentes en la actualidad, la de
incandescencia fue la primera forma de generar luz
partiendo de la energía eléctrica
Principio de funcionamiento: Esta basado en la emisión de
radiaciones visibles al ojo humano, debido al aumento de
temperatura que experimenta un hilo conductor muy fino y de
resistencia elevada, cuando es atravesado por una corriente
eléctrica.
Componentes de la lámpara de incandescencia:
 Ampolla o bulbo: Es una
cubierta de vidrio que da
forma a la lámpara y
protege el filamento de
la atmosfera exterior
evitando su destrucción y
permitiendo la
evacuación del calor
emitido.
 Filamento: Lo constituye un conductor de pequeño diámetro de
wolframio o tungsteno que posee un valor alto de resistividad
eléctrica y muy alta temperatura de fusión, superior a 3,000 C°.
 Sujeción del filamento: El filamento se fija en el interior de la lámpara
mediante un vástago de vidrio hueco, dos hilos conductores y una
varilla de soporte.
 Vástago de vidrio: Constituye un excelente aislante eléctrico para
los conductores que alimentan el filamento. Cavidad interior se
utiliza para hacer el vacío de la ampolla y para llenarla de gas en
algunos casos.
 Los hilos conductores: transportan la electricidad desde el
casquillo hasta los soportes del filamento.
 Las varillas de soporte: del filamento son de molibdeno, material
que soporta bien las altas temperaturas y no reacciona
químicamente con el material del filamento.
 Gas de relleno: Actualmente la ampolla se rellena con un gas inerte,
especialmente el argón y el nitrógeno, pues con ello se consigue
reducir la evaporación del material del filamento y así prolongar la
vida de la lámpara y mejorar su flujo luminoso.
 Casquillo: Cumple básicamente dos funciones: la sujeción de la
lámpara y la conexión del filamento a la corriente eléctrica. Por este
motivo están fabricados con materiales conductores como el latón,
el aluminio o el níquel.
Características de las lámparas incandescentes
 La energía consumida por una lámpara de
incandescencia se transforma en su mayor
parte en calor, por lo que su rendimiento
luminoso es muy bajo. De hecho es la mas baja
de todas las lámparas y es de orden de 8 a 10
lm/W para lámparas de pequeña potencia y
de unos 20 lm/W para las de gran potencia. Su
duración también es reducida, alrededor de
las 1,000 horas.
 Sin embargo hay que destacar la
extraordinaria calidad de la luz que emite, ya
que su espectro de emisiones es continuo.
También es destacable su facilidad de
instalación y reposición, así como su
versatilidad, pues no necesita ningún equipo
auxiliar para su funcionamiento. Estas
características la convierten en la lámpara con
mayor tipo de aplicaciones, especialmente en
el alumbrado del hogar.
Tipos de lámparas incandescentes que no utilizan gases halógenos:
3.1. Lámparas halógenas
Son lámparas incandescentes con filamento, generalmente de
wolframio, que en su interior contienen una atmosfera gaseosa
formada, además de gas inerte, por un halógeno o un halogenuro
metálico como el yodo, el cloro o el bromo. De esta manera se
consigue:
 Alcanzar temperaturas mas elevadas con dimensiones mas
pequeñas.
 Aumentar la eficacia luminosa.
 Prolongar la vida media de la lámpara.
concepto Lámpara de vacio Lámpara con gas Lampara halógena
Temperatura del filamento 2,100°C 2,500°C > 2,500°C
Eficacia luminosa 7,5÷ 11 lm/W 10÷ 20 lm /W ≥ 22 lm/W
Vida media 1,000 h 1,000 h 2,000 h
Perdida del calor Radiacion Radiacion /Convencion Radiacion/convencion
valores comparativos entre lamparas de incandescencia
Las lámparas halógenas tipo dicroicas, se fabrican para una tensión
de 12V y se necesita un transformador reductor de 230/12 V para su
conexión a la red.
Tipos de lámparas halógenas:
 Podemos distinguir entre dos tipos: Las lámparas de casquillos
cerámicos y las de doble envoltura.
 Lámparas halógenas de casquillos cerámicos; están formadas
por una ampolla cilíndrica de cuarzo en cuyo interior se
encuentra el filamento de tungsteno envuelto en una mezcla
inerte y un halógeno.
 En las lámparas de doble envoltura, el tubo de cuarzo esta
situado en el interior de un segundo tubo de vidrio normal, que
tiene la función de protegerle y proporcionarle el equilibrio
térmico que necesita.
 Otra característica de este tipo de lámpara, respecto a las
incandescentes convencionales, es que al ser tan pequeñas se
pueden utilizar con luminarias mas pequeñas y que permiten una
luz mas blanca y brillante. Todo ello las convierte en idóneas para
interiores de viviendas, comercios, decoración, etc.
4. FUENTES DE LUZ LUMINISCENTES.
(LAS LÁMPARAS DE DESCARGA)
Las fuentes de luz luminiscentes son aquellas en que la luz
producida se obtiene por excitación de un gas sometido a
descargas eléctricas entre dos electrodos.
4.1 Principio de funcionamiento
La luz mediante luminiscencia, se consigue al establecer una
corriente eléctrica entre dos electrodos, situados ene le interior
de un tubo lleno de gas o vapor ionizado, como se muestra
en la figura. La diferencia de potencial entre los dos
electrodos provoca un flujo de electrones en el interior del
tubo, que al chocar con los átomos del gas que contiene el
tubo o la ampolla desplazan de sus orbitas a los electrones del
gas ionizado absorbiendo energía. Pasados unos instantes, los
electrones desplazados vuelven a su posición inicial , liberando
la energía tomada con anterioridad en forma de radiaciones,
principalmente ultravioleta.
4.2 Componentes de una lámpara de descarga
La ampolla exterior: Esta presente en
todas las lámparas excepto en las
fluorescentes básicamente se trata de
un elemento de protección relleno
con gas inerte o al vacío.
El tubo de descarga: se trata de un
cilindro hueco, donde se producen las
descargas eléctricas entre los
electrodos. Esta relleno de gas.
Los electrodos: Son aquellos
elementos situados en el interior del
tubo entre los cuales se producen las
descargas eléctricas.
El gas; el tubo de descarga se llena
con una mezcla de vapor de sodio o
mercurio y gas inerte.
El casquillo: tiene las mismas funciones
que en otros tipos de lámparas.
Además necesitan dos elementos
auxiliares: el cebador y el balasto.
4.3 Clasificación de las lámparas de descarga
Según el gas utilizado y la presión de la ampolla, se tienen:
 Lámparas de vapor de mercurio:
 Baja presión:
Lámparas fluorescentes.
 Alta presión:
Lámparas de vapor de mercurio.
Lámparas de luz mezcla.
Lámparas con halogenuros metálicos.
 Lámparas de vapor de sodio:
Lámparas de vapor de sodio a baja presión.
Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
Lámparas fluorescentes
Estas lámparas no disponen de ampolla exterior y se presentan como
un tubo cilíndrico de vidrio, de diámetro normalizado y longitud
variable según la potencia. El tubo esta relleno de gas inerte, para
facilitar el encendido y el control de la descarga de electrones, y de
vapor de mercurio a baja presión.
Componentes de una lámpara fluorescente:
Características de lámparas fluorescentes
 Eficacia luminosa elevada y una gran duración y están especialmente
indicadas para aquellos lugares donde se necesite una iluminación de
calidad como son oficinas, salas, escuelas, talleres, comercios,
industrias, etc.
 Los colores de luz que emiten las lámparas fluorescentes son el blanco
de luz diurna, el blanco cálido, el blanco frio y el blanco universal.
 Actualmente los modelos mas utilizados tienen potencias de 18 W, 36W
y 58W, con una longitud variable con la potencia y un diámetro de 26
mm.
 La eficacia de estas lámparas depende de muchas variables, las mas
importantes son las siguientes:
 La potencia de la lámpara.
 El tipo y presión del gas de relleno.
 Las propiedades de la sustancia fluorescente que recubre el tubo.
 La temperatura, debido a la enorme influencia que esta tiene sobre la
producción de rayos ultravioleta.
 La humedad que puede variar la carga electrostática de la superficie
del tubo.
Lámparas fluorescentes compactas
 Este tipo de lámparas tienen similares
características y el mismo principio de
funcionamiento que las lámparas fluorescentes
convencionales, pero su tamaño es mas pequeño
y el cebador va incorporado a la lámpara.
 Se fabrican en cuatro potencias: 5W, 7W, 9W y
11W, y comparten las mismas propiedades que
sus hermanas mayores, especialmente una
elevada eficacia luminosa, del orden de 45 a 79
lm/W y su vida media es de aproximadamente
6,000 horas.
 Con estas características, estas lámparas se
muestran como eficaces sustitutas de las
lámparas incandescencia en aquellos lugares de
elevada utilización, como hoteles, restaurantes,
locales de venta, etc. Aunque tienen de que el
nivel de iluminación nominal no se alcanza hasta
después de transcurridos unos tres minutos.
Lámparas de vapor de
mercurio a alta presión
 En estas lámparas la descarga
se produce en un tubo de
descarga que contiene una
pequeña cantidad de mercurio
y un relleno de gas inerte para
asistir al encendido.
 Es necesario añadir sustancias
fluorescentes que mejoran las
características cromáticas de las
lámparas. Sin embargo, su uso
se reserva para lugares donde la
exigencia cromática no sea
primordial, como naves
industriales, calles, etc.
Lámparas de luz mezcla
 Se trata de un tipo de lámpara
de descarga de vapor de
mercurio a alta presión con
algunas características de una
lámpara de incandescencia.
 Como resultado de la
combinación entre la lámpara
de mercurio y la lámpara de
incandescencia, la lámpara de
luz mezcla tiene una eficacia
luminosa entre 20 y 60 lm/W y un
buen rendimiento en la
reproducción del color.
 Su duración promedio es de
6,000 horas.
 Sus características la convierten
en idóneas para espacios
donde se necesite un mayor
flujo luminoso, como plazas,
garajes, etc.
Lámparas con halogenuros
metálicos
 Se puede considerar como un
tipo de lámpara de descarga
de mercurio a alta presión,
pero en este caso, el tubo de
descarga contiene, además
del mercurio, una cantidad
de halogenuros metálicos
como el sodio, litio, etc.
 Adecuadas para la
iluminación de instalaciones
deportivas, retransmisiones de
TV, estudios de cine,
proyectores, etc.
 Requiere de un periodo de
encendido de diez minutos,
tiempo que tarda en
estabilizarse la descarga.
Lámparas de vapor de sodio a baja presión
 Al ser una lámpara de descarga de baja presión, la luz se produce
especialmente a través de los polvos fluorescentes activados por la
energía ultravioleta de la descarga, en este caso de sodio. A igual que
las anteriores transcurren diez minutos hasta que empieza a emitir luz.
 La radiación que produce tiene un color amarillo, siendo esta
característica monocromática su principal inconveniente; así pues,
desde la perspectiva de la reproducción del color, este tipo de
lámparas será el menos valorado.
 Sin embargo, la gran ventaja de estas lámparas es su eficacia luminosa
elevada, del orden de los 160 a 180 lm/W y su duración (su vida media
es de 15000 horas). Estas características convierten a estas lámparas en
apropiadas para su uso en alumbrados públicos y decorativos.
Lámparas de vapor de sodio a alta presión
 Con este tipo de lámparas se consigue un excelente equilibrio
entre calidad en la reproducción del color y la eficacia luminosa.
 Por lo que respecta al espectro emiten, debido al exceso de
sodio en el tubo de descarga, proporcionan una luz mucho mas
agradable que la producida por las lámparas de baja presión.
 A pesar de ello se mantienen las ventajas que estas aportan: la
eficacia luminosa de 100 a 130 lm/W y su duración alrededor de
las 20,000 de vida media.
 Estas características las convierten útiles para la iluminación tanto
de los interiores como de los exteriores y también en decoración.
 La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada, ya
que necesita un impulso entre 1,5 y 5 Kv.
4.4 Características de las lámparas de descarga
A continuación se muestra las características mas importantes de
los diferentes tipos de lámparas de descarga: Flujo luminoso,
eficacia luminosa, y vida promedio(no confundir con vida útil).
Tipo de lamparas
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia luminosa
(lm/W)
Vida promedio
(h)
Fluorescentes 3,200 40 ÷ 90 12,500
Luz mezcla 23,000 20 ÷ 60 9,000
Mercurio alta presion 28,000 40 ÷ 60 25,000
Halogenuros metalicos 31,500 80 ÷ 100 11,000
sodio a baja presion 48,000 160 ÷ 180 23,000
Sodio a alta presion 450,000 100 ÷ 130 20,000
Caracteristicas de las lamparas de descarga
5. FUENTES DE LUZ LED
Son las ultimas fuentes de luz en aparecer en el mercado. Se basan
en la luz emitida por un objeto solido, en lugar de un gas, como
ocurre con las lámparas de descarga. Las siglas LED vienen del Ingles
Lighting Emiting Diode (Diodo Emisor De Luz). El LED es un diodo
semiconductor que al ser atravesado por una corriente eléctrica
emite una luz monocromática. La longitud de onda de la luz emitida
y por lo tanto el color depende básicamente de la composición
química del material semiconductor utilizado.
 Cuando la corriente atraviesa el diodo se libera energía en forma
de fotón y la luz emitida puede ser visible, infrarroja o casi
ultravioleta. El color que se desea, se obtiene añadiendo al diodo
diferentes tipos de fósforos, como el utilizado en el recubrimiento
interior de los tubos fluorescentes.
 Las principales ventajas de esta tecnología que esta en pleno
desarrollo son su larga vida útil de 50,000 horas, la reducción de
los costes de mantenimiento, que no contienen mercurio y mayor
eficacia luminosa que las lámparas de incandescencia y
halógenas.
Ventajas de la iluminación LED.
Desventajas de la tecnología LED
 La luz LED no está libre de deficiencias negativas. El gran coste
a la hora de cambiar a luz LED es una desventaja.
 Además destaca una desventaja Las bombillas normales dan
su luz en un radio de 360 grados. En cambio la luz emitida por
las LED se centran en un radio pequeño y limitado, Esto es
favorable en los focos LED porque emiten la luz de manera
enfocada.
 Un gran beneficio de Ia técnica LED es la larga vida que tiene,
pero esto requiere algunas condiciones. Especificaciones
como 50.000 horas de Iuz dependen siempre de la manera de
uso. Temperaturas elevadas disminuyen Ia vida LED
notablemente. Siempre deberíamos pensar donde se emplea
Ia Iuz LED.
 Por eso los LED modernos, Llamados power LED siempre vienen
construidas con rejillas de enfriamiento u otros métodos de
calefacción para reducir al máximo el "calor propio" de las
bombillas.
4 luminotecnia
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  • 1.
    LUMINOTECNIA ING. VANESSA PLATEROAVENDAÑO UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL INSTALACIONES ELÉCTRICAS
  • 2.
    LUMINOTECNIA Es la cienciaque estudia las principales formas de producción de la luz, así como su control y aplicaciones. Utilizando como energía primaria la luz. LUMINOTECNIA 1.LA LUZ Es una de las múltiples formas de manifestarse la energía y la podemos definir como la energía producida por una gama de radiaciones electromagnéticas que la hacen perceptible al ojo humano.
  • 3.
    1.1CONCEPTOS RELACIONADOS CONLA LUZ La luz aparece como un fenómeno complejo por lo que será necesario conocer algunos conceptos fundamentales:
  • 4.
    Longitud de onda: Sedefine como la distancia recorrida por la onda en un periodo. Por similitud con la corriente alterna diremos que un periodo es la distancia comprendida entre dos máximos consecutivos, como indica la sgte. Figura.  Se representa por la letra λ (lambda) y se mide en metros (m), esta unidad resulta muy grande, por lo que se emplea un submúltiplo llamado nanómetro, que equivale a la millonésima parte de un milímetro o sea 10^-9 metros.  Se define por la siguiente formula: λ= (v).(T) Donde: λ= Longitud de onda en metros(m). v = Velocidad en metros por segundo (m/s). T= Tiempo en realizar un ciclo o periodo en segundos (s).
  • 5.
    Frecuencia: La frecuencia deuna onda electromagnética es el numero de periodos que se producen en la unidad de tiempo (t), o sea en un segundo. La frecuencia se representa con la letra con la letra f y su unidad es el ciclo/ segundo o herzio. f = 1/ T y λ = v / f Donde: f = Frecuencia en ciclos por segundo o herzios (Hz). T= Tiempo en realizar un ciclo o periodo o periodo en segundos (s). λ = Longitud de onda en metros (m). v = Velocidad en metros por segundo (m/s).
  • 6.
    1.2 NATURALEZA, PRODUCCIÓNY TRANSMISIÓN Naturaleza de la Luz A simple vista, parece que la luz que recibimos durante el día es blanca y que esta compuesta por una única radiación electromagnética. Nada mas erróneo y lejos de la realidad, pues un rayo de luz blanca esta formado por un conjunto de radiaciones de frecuencias diferentes, que abarcan toda la franja de colores del arco iris, desde el rojo al violeta.
  • 7.
    Producción  Desde tiemposremotos el ser humano ha buscado elementos que produjeran luz artificial, con la idea de poder realizar actividades tras la puesta del sol. Fruto de esta búsqueda, se han encontrado diversas fuentes de luz, que van desde el descubrimiento del fuego hasta las actuales lámparas eléctricas.  La luz se puede producir de formas diferentes, las mas usuales son por piroluminiscencia, incandescencia, luminiscencia y por tecnología LED. a)Piroluminiscencia: Recibe esta denominación la producción de luz mediante la combustión de determinadas sustancias. Son ejemplos de piroluminiscencia las antorchas, cerillas, velas, mecheros, lámparas de gas, etc.
  • 8.
    b)Incandescencia; El terminoincandescencia se aplica a los tipos de radiación asociados con la temperatura. La luz se produce por calentamiento de cuerpos solidos al alcanzar su incandescencia. Estos cuerpos tienen la propiedad de emitir energía en forma de radiaciones electromagnéticas al elevarse su temperatura. A simple vista se puede valorarse la radiación y por lo tanto la temperatura de un cuerpo por el color que este adquiere a medida que se va calentando, esto se indica en la tabla adjunta.
  • 9.
    c)Luminiscencia; La luz seproduce a causa de la descarga eléctrica entre dos placas o electrodos situados en el seno de un gas o vapor metálico. Entre ellas tenemos las lámparas de descarga, siendo las mas usuales los tubos fluorescentes, las de vapor de mercurio, las de vapor de sodio y las de inducción. d)Tecnologia LED (Diodo emisor de Luz); Se basa en la luz emitida por un diodo semiconductor al ser recorrido por una corriente eléctrica , en lugar de un gas, como ocurre con las lámparas de descarga. Actualmente están en pleno desarrollo tecnológico y ampliando sus aplicaciones en el sector de la iluminación.
  • 10.
    Transmisión Se entiende portransmisión, el paso de un haz luminoso a través de un medio, sin que cambie la frecuencia de las radiaciones monocromáticas que la componen. Este fenómeno es característico de ciertos tipos de vidrios, cristales, plásticos, aire, agua y otros líquidos. Existen 3 tipos de transmisión según la naturaleza del medio: regular, difusa y mixta.
  • 11.
    2. MAGNITUDES LUMINOSASFUNDAMENTALES 2.1. Flujo luminoso o potencia luminosa Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa. Se define como la cantidad de luz perceptible por el ojo humano, emitida por una fuente luminosa en todas direcciones, durante un segundo. El flujo luminoso se simboliza con la letra fi ( Ø), y su unidad es el Lumen (lm). Ø = Ǫ / t Donde: Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm). Ǫ= Energía luminosa o cantidad de luz emitida en lúmenes por segundo(lm*s) t = Tiempo en segundos(s).
  • 12.
    A continuación elvalor de flujo luminoso de algunas de las fuentes de luz mas utilizadas: Fuente de luz Flujo (lm) Incandescencia 1.380 Fluorescencia 3.200 Mercurio de Alta Presion 23.000 Halogenas 28.000 Sodio de baja presion 31.500 Sodio de alta presion 48.000 Magnesio 450.000 Valores de Flujo Luminoso (Ø) 2.2. Eficacia o rendimiento luminoso Se define como la relación entre el flujo luminoso emitido por una fuente de luz y la potencia eléctrica necesaria para producirlo (absorvida).
  • 13.
    El rendimiento luminosose representa por la letra griega eta (ƞ), no tiene una unidad especifica, se expresa en lúmenes/ vatio (lm/W) y su valor se obtiene por la expresión: ƞ = Ø / P Donde: ƞ = Rendimiento en lúmenes/ vatio (lm/W). Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm). P = Potencia eléctrica en vatios (W).
  • 14.
    Ejemplo 1 ¿Cuál seráel rendimiento luminoso de una lámpara de 100 W de potencia si emite un flujo luminoso de 8.500 lúmenes? ƞ = Ø / P = (8,500 lm) / (100 W) = 85 lm/W 2.3. Energía luminosa o cantidad de luz La cantidad de luz se define como la cantidad de flujo luminoso emitido por una fuente de luz, en un determinado espacio de tiempo. Se representa por la letra Q y su unidad es el lumen * segundo. Ǫ = Ø * t Donde: Ǫ= Energía luminosa o cantidad de luz emitida en lúmenes por segundo (lm*s) Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm). t = Tiempo en segundos(s).
  • 15.
    Ejemplo 2 ¿Qué cantidadde luz emitirá una lámpara cuyo flujo luminoso es de 1,380 lúmenes si funciona durante 10 días a razón de 5 horas diarias? t = 10 días * 5 h / día * 3,600 s/ h = 180,000 s Ǫ = Ø * t = 1,380 lm * 180,000 s = 2,484 * 10^5 lm*s 2.4. Intensidad luminosa La intensidad luminosa de una fuente de luz, se define como la cantidad de flujo luminoso emitido en una dirección por unidad de Angulo solido en esa dirección concreta. Da una idea de concentración de luz en una determinada dirección.
  • 16.
    La intensidad luminosase simboliza con la letra I y su unidad es la candela (cd). Ejemplo 3 ¿Cuánto vale la intensidad luminosa de un foco si emite un flujo luminoso según la tabla de 31,500 lúmenes en un Angulo de 6 estereorradianes? = 31,500 lm = 5,250 cd 6sr
  • 17.
    2.5. Iluminancia onivel de iluminación De esta experiencia podemos deducir que la iluminancia, o nivel de iluminación de una superficie, es la relación que existe entre el flujo luminoso que recibe y su superficie. Se deduce que cuanto mayor sea el flujo luminoso que incide sobre una superficie, mayor será la iluminancia; y que para un mismo flujo luminoso, la iluminancia aumentara en la medida en que disminuya la superficie.
  • 18.
    Ejemplo 4 Si elfoco del ejemplo 3 ilumina una superficie de 5 m2, ¿Cuánto vale la iluminancia? = 31,500 lm = 6,300 lux 5m2 La iluminancia esta regida por dos leyes fundamentales que son: Ley de la inversa del cuadrado de la distancia y la ley del coseno.  Ley de la inversa del cuadrado de la distancia El nivel de iluminación de la superficie es menor según se aleja del foco luminoso, de forma que el nivel de iluminación en dicha superficie es directamente proporcional al cuadrado de la distancia que lo separa de este.
  • 20.
    Ejemplo 5 ¿Qué iluminanciao nivel de iluminación produce una fuente, cuya intensidad luminosa uniforme es de 54 candelas, sobre una superficie perpendicular a la dirección de la radiación, si la situamos a unas distancias de 1,2 y 3 metros respectivamente? La fuente emite luz en un Angulo solido ω siempre constante. En la superficie S1 para d1= 1m → E1= I / (d1^2) = 54cd/ (1m)^2=54 lx En la superficie S2 para d2= 2m → E2= I / (d2^2) = 54cd/ (2m)^2=13.5 lx En la superficie S3 para d3= 3m → E3= I / (d3^2) = 54cd/ (3m)^2= 6 lx
  • 21.
     Ley delcoseno Cuando la superficie a iluminar no es perpendicular a las radiaciones luminosas, la expresión anterior hay que multiplicarla por el coseno del Angulo ∞, que forma el plano iluminado con la dirección de las radiaciones luminosas. Por lo tanto, queda como sigue: A la componente horizontal de la iluminancia Eh se le conoce como Ley del coseno. Donde: d : distancia del foco a la superficie horizontal. ∞ :Angulo que forma el plano iluminado con la dirección de las radiaciones luminosas. Si no se conoce la distancia d , desde el foco de luz al punto considerado, sino su altura h, la formula para su calculo se transforma en: 𝐸ℎ = 𝐼 𝑑2 ∗ 𝑐𝑜𝑠∞ 𝐸ℎ = 𝐼 ℎ2 ∗ 𝑐𝑜𝑠3∞
  • 23.
    Ejemplo 6 Tenemos dosmanantiales luminosos F y F’ con igual intensidad luminosa y a la misma distancia d del punto P, como se muestra en la figura. Calcular la iluminancia en el punto P para cada uno de los manantiales luminosos F y F’. Analiza los resultados obtenidos.
  • 24.
    El foco Fcon un Angulo de incidencia ∞ igual a cero grados, cuyo coseno es igual a uno ( ), producirá una iluminación en el punto P de valor: cos 00 = 1 𝐸𝑝 = 𝐼 𝑑2*cos 00 = 𝐼 𝑑2* 1 = Ep El foco F’ con un Angulo de incidencia ∞ igual a 60 grados, cuyo coseno vale 0.5( ), producirá en el punto P una iluminancia de valor: cos 600 = 0.5 𝐸′𝑝 = 𝐼 𝑑2*cos 600 = 𝐼 𝑑2* 0.5 = 0.5*Ep Es decir , que para obtener la misma iluminancia en el punto P, la intensidad luminosa del foco F’ debe ser doble de la del manantial F.
  • 25.
    Ejemplo 7 Deseamos iluminarun objeto mediante una fuente de luz situada a 5 metros de altura y formando un Angulo de 15° con la vertical. Si la intensidad luminosa de la fuente es de 150 cd, ¿Cuál será el nivel de iluminación en dicho objeto? 𝐸ℎ = 𝐼 ℎ2 ∗ 𝑐𝑜𝑠3 ∞ = 150 𝑐𝑑 5𝑚 2 * 𝑐𝑜𝑠3 150 = 5.4 𝑙𝑥
  • 26.
    2.6. Luminancia Todas lasmagnitudes estudiadas se refieren a las fuentes luminosas, o la luz que llega a una superficie. Ahora trataremos de la luz que llega al ojo y que por lo tanto vemos, sin importar su procedencia. La magnitud que nos indica este parámetro es la luminancia. Luminancia: efecto de luminosidad que produce una superficie en la retina del ojo, tanto si procede de una fuente primaria que produce luz como si procede de una fuente secundaria o superficie que refleja luz.
  • 27.
    La luminancia sesimboliza con la letra L y su unidad es la candela/metro cuadrado( ). La figura nos ayuda a deducir la formula. 𝑐𝑑 𝑚2 cos ∝= 𝑆𝐴 𝑆𝐿 → SA = SL * cos ∝ ; L = 𝐼 𝑆𝐿∗ cos ∝ Donde: I = Intensidad luminosa en candelas (cd). SA= Superficie vista o aparente en SL = Superficie luminosa o real en = Angulo de la radiación luminosa en grados (°). 𝑚2 ∝ 𝑚2 Ejemplo 8 El foco del ejemplo 3 que tiene una intensidad luminosa de 5,250 candelas esta orientado hacia una pared de 20 con un ángulo de 60° ¿Cuánto vale la luminancia? 𝑚2 L= 𝐼 𝑆𝐿 ∗ cos∝ = 5,250 𝑐𝑑 20𝑚2 ∗ cos 60° = 5,250𝑐𝑑 20𝑚2∗0.5 = 525 𝑐𝑑 𝑚2
  • 28.
    2.7. Otras Característicasde las fuentes de luz Además de las diferentes magnitudes, existen otras características tales como: la duración o vida de las lámparas, la depreciación de su flujo luminoso, la temperatura de color, el índice de reproducción cromática y la clasificación energética de las lámparas que será necesario tener en cuenta a la hora de elegir la fuente de luz mas adecuada.  Duración o vida de una lámpara. Se pueden utilizar dos criterios:  Vida promedio: Es el tiempo transcurrido hasta que falla el 50% de las lámparas de un lote.  Vida útil: Es el mas utilizado. Se trata del numero de horas estimado luego del cual resulta mas rentable proceder a la sustitución de una lámpara que mantenerla funcionando.
  • 29.
    Tipo de lamparaVida util (h) Incandescencia 1,000 Fluorescente 12,500 Mercurio 25,000 Halogenuros 11,000 Sodio a alta presion 23,000 Sodio a baja presion 23,000 Duracion de los diferentes tipos de lamparas  Depreciación del flujo: Se refiere a la disminución del flujo luminoso con el tiempo emitido por una lámpara.  Temperatura de color (Tc). Se utiliza para indicar el color de la luz que emite una fuente luminosa (medida en grados kelvin). Cuanto mas baja es la temperatura del filamento mas cálida o dorada nos parece la luz, mientras que al aumentar la temperatura, la luz nos resulta mas fría o azulada.
  • 30.
     Índice dereproducción cromática (IRC) Indica la capacidad de reproducción de los colores de los objetos iluminados con una fuente luminosa. El IRC indica la capacidad de la fuente luminosa para reproducir colores normalizados, en comparación con la reproducción proporcionada por una luz patrón de referencia (luz natural). El valor máximo es de 100, significa que reproduce todos los colores perfectamente. A medida que disminuye, la reproducción de los colores es de peor calidad. Apariencia de color Temperatura de color (K) Blanco calido 3,300 > Tc Blanco neutro 3,300 ≤ Tc ≤ 5,300 Blanco frio 5,300 < Tc Temperatura de color (Tc) Ra Calidad IRC 90 ≤ Ra Excelente 80 ≤ Ra < 90 Muy bueno 60 ≤ Ra < 80 Bueno Ra < 60 Pobre Indice de reproduccion cromatica (IRC)
  • 31.
     Clasificación energéticade las lámparas: Se realiza en función de la potencia consumida y el flujo luminoso emitido. Se clasifican en siete categorías (A,B,C,D,E,F y G), siendo A la mas eficiente y G la menos. Es obligatorio incorporar esta información en los embalajes de las lámparas de incandescencia y fluorescencia destinadas al uso domestico. 3. FUENTES DE LUZ INCANDESCENTE Las fuentes de luz incandescente son aquellas que producen luz a partir de la incandescencia de cuerpos solidos, al ser atravesados por una corriente eléctrica. Entre las principales tenemos: las lámparas de incandescencia y las lámparas halógenas. 3.1. Lámparas de incandescencia Del conjunto de lámparas existentes en la actualidad, la de incandescencia fue la primera forma de generar luz partiendo de la energía eléctrica
  • 32.
    Principio de funcionamiento:Esta basado en la emisión de radiaciones visibles al ojo humano, debido al aumento de temperatura que experimenta un hilo conductor muy fino y de resistencia elevada, cuando es atravesado por una corriente eléctrica. Componentes de la lámpara de incandescencia:  Ampolla o bulbo: Es una cubierta de vidrio que da forma a la lámpara y protege el filamento de la atmosfera exterior evitando su destrucción y permitiendo la evacuación del calor emitido.
  • 33.
     Filamento: Loconstituye un conductor de pequeño diámetro de wolframio o tungsteno que posee un valor alto de resistividad eléctrica y muy alta temperatura de fusión, superior a 3,000 C°.  Sujeción del filamento: El filamento se fija en el interior de la lámpara mediante un vástago de vidrio hueco, dos hilos conductores y una varilla de soporte.  Vástago de vidrio: Constituye un excelente aislante eléctrico para los conductores que alimentan el filamento. Cavidad interior se utiliza para hacer el vacío de la ampolla y para llenarla de gas en algunos casos.  Los hilos conductores: transportan la electricidad desde el casquillo hasta los soportes del filamento.  Las varillas de soporte: del filamento son de molibdeno, material que soporta bien las altas temperaturas y no reacciona químicamente con el material del filamento.  Gas de relleno: Actualmente la ampolla se rellena con un gas inerte, especialmente el argón y el nitrógeno, pues con ello se consigue reducir la evaporación del material del filamento y así prolongar la vida de la lámpara y mejorar su flujo luminoso.
  • 34.
     Casquillo: Cumplebásicamente dos funciones: la sujeción de la lámpara y la conexión del filamento a la corriente eléctrica. Por este motivo están fabricados con materiales conductores como el latón, el aluminio o el níquel. Características de las lámparas incandescentes  La energía consumida por una lámpara de incandescencia se transforma en su mayor parte en calor, por lo que su rendimiento luminoso es muy bajo. De hecho es la mas baja de todas las lámparas y es de orden de 8 a 10 lm/W para lámparas de pequeña potencia y de unos 20 lm/W para las de gran potencia. Su duración también es reducida, alrededor de las 1,000 horas.  Sin embargo hay que destacar la extraordinaria calidad de la luz que emite, ya que su espectro de emisiones es continuo. También es destacable su facilidad de instalación y reposición, así como su versatilidad, pues no necesita ningún equipo auxiliar para su funcionamiento. Estas características la convierten en la lámpara con mayor tipo de aplicaciones, especialmente en el alumbrado del hogar.
  • 35.
    Tipos de lámparasincandescentes que no utilizan gases halógenos:
  • 37.
    3.1. Lámparas halógenas Sonlámparas incandescentes con filamento, generalmente de wolframio, que en su interior contienen una atmosfera gaseosa formada, además de gas inerte, por un halógeno o un halogenuro metálico como el yodo, el cloro o el bromo. De esta manera se consigue:  Alcanzar temperaturas mas elevadas con dimensiones mas pequeñas.  Aumentar la eficacia luminosa.  Prolongar la vida media de la lámpara. concepto Lámpara de vacio Lámpara con gas Lampara halógena Temperatura del filamento 2,100°C 2,500°C > 2,500°C Eficacia luminosa 7,5÷ 11 lm/W 10÷ 20 lm /W ≥ 22 lm/W Vida media 1,000 h 1,000 h 2,000 h Perdida del calor Radiacion Radiacion /Convencion Radiacion/convencion valores comparativos entre lamparas de incandescencia Las lámparas halógenas tipo dicroicas, se fabrican para una tensión de 12V y se necesita un transformador reductor de 230/12 V para su conexión a la red.
  • 38.
    Tipos de lámparashalógenas:
  • 41.
     Podemos distinguirentre dos tipos: Las lámparas de casquillos cerámicos y las de doble envoltura.  Lámparas halógenas de casquillos cerámicos; están formadas por una ampolla cilíndrica de cuarzo en cuyo interior se encuentra el filamento de tungsteno envuelto en una mezcla inerte y un halógeno.  En las lámparas de doble envoltura, el tubo de cuarzo esta situado en el interior de un segundo tubo de vidrio normal, que tiene la función de protegerle y proporcionarle el equilibrio térmico que necesita.  Otra característica de este tipo de lámpara, respecto a las incandescentes convencionales, es que al ser tan pequeñas se pueden utilizar con luminarias mas pequeñas y que permiten una luz mas blanca y brillante. Todo ello las convierte en idóneas para interiores de viviendas, comercios, decoración, etc.
  • 42.
    4. FUENTES DELUZ LUMINISCENTES. (LAS LÁMPARAS DE DESCARGA) Las fuentes de luz luminiscentes son aquellas en que la luz producida se obtiene por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. 4.1 Principio de funcionamiento La luz mediante luminiscencia, se consigue al establecer una corriente eléctrica entre dos electrodos, situados ene le interior de un tubo lleno de gas o vapor ionizado, como se muestra en la figura. La diferencia de potencial entre los dos electrodos provoca un flujo de electrones en el interior del tubo, que al chocar con los átomos del gas que contiene el tubo o la ampolla desplazan de sus orbitas a los electrones del gas ionizado absorbiendo energía. Pasados unos instantes, los electrones desplazados vuelven a su posición inicial , liberando la energía tomada con anterioridad en forma de radiaciones, principalmente ultravioleta.
  • 44.
    4.2 Componentes deuna lámpara de descarga La ampolla exterior: Esta presente en todas las lámparas excepto en las fluorescentes básicamente se trata de un elemento de protección relleno con gas inerte o al vacío. El tubo de descarga: se trata de un cilindro hueco, donde se producen las descargas eléctricas entre los electrodos. Esta relleno de gas. Los electrodos: Son aquellos elementos situados en el interior del tubo entre los cuales se producen las descargas eléctricas. El gas; el tubo de descarga se llena con una mezcla de vapor de sodio o mercurio y gas inerte. El casquillo: tiene las mismas funciones que en otros tipos de lámparas. Además necesitan dos elementos auxiliares: el cebador y el balasto.
  • 45.
    4.3 Clasificación delas lámparas de descarga Según el gas utilizado y la presión de la ampolla, se tienen:  Lámparas de vapor de mercurio:  Baja presión: Lámparas fluorescentes.  Alta presión: Lámparas de vapor de mercurio. Lámparas de luz mezcla. Lámparas con halogenuros metálicos.  Lámparas de vapor de sodio: Lámparas de vapor de sodio a baja presión. Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
  • 46.
    Lámparas fluorescentes Estas lámparasno disponen de ampolla exterior y se presentan como un tubo cilíndrico de vidrio, de diámetro normalizado y longitud variable según la potencia. El tubo esta relleno de gas inerte, para facilitar el encendido y el control de la descarga de electrones, y de vapor de mercurio a baja presión. Componentes de una lámpara fluorescente:
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    Características de lámparasfluorescentes  Eficacia luminosa elevada y una gran duración y están especialmente indicadas para aquellos lugares donde se necesite una iluminación de calidad como son oficinas, salas, escuelas, talleres, comercios, industrias, etc.  Los colores de luz que emiten las lámparas fluorescentes son el blanco de luz diurna, el blanco cálido, el blanco frio y el blanco universal.  Actualmente los modelos mas utilizados tienen potencias de 18 W, 36W y 58W, con una longitud variable con la potencia y un diámetro de 26 mm.  La eficacia de estas lámparas depende de muchas variables, las mas importantes son las siguientes:  La potencia de la lámpara.  El tipo y presión del gas de relleno.  Las propiedades de la sustancia fluorescente que recubre el tubo.  La temperatura, debido a la enorme influencia que esta tiene sobre la producción de rayos ultravioleta.  La humedad que puede variar la carga electrostática de la superficie del tubo.
  • 48.
    Lámparas fluorescentes compactas Este tipo de lámparas tienen similares características y el mismo principio de funcionamiento que las lámparas fluorescentes convencionales, pero su tamaño es mas pequeño y el cebador va incorporado a la lámpara.  Se fabrican en cuatro potencias: 5W, 7W, 9W y 11W, y comparten las mismas propiedades que sus hermanas mayores, especialmente una elevada eficacia luminosa, del orden de 45 a 79 lm/W y su vida media es de aproximadamente 6,000 horas.  Con estas características, estas lámparas se muestran como eficaces sustitutas de las lámparas incandescencia en aquellos lugares de elevada utilización, como hoteles, restaurantes, locales de venta, etc. Aunque tienen de que el nivel de iluminación nominal no se alcanza hasta después de transcurridos unos tres minutos.
  • 49.
    Lámparas de vaporde mercurio a alta presión  En estas lámparas la descarga se produce en un tubo de descarga que contiene una pequeña cantidad de mercurio y un relleno de gas inerte para asistir al encendido.  Es necesario añadir sustancias fluorescentes que mejoran las características cromáticas de las lámparas. Sin embargo, su uso se reserva para lugares donde la exigencia cromática no sea primordial, como naves industriales, calles, etc.
  • 50.
    Lámparas de luzmezcla  Se trata de un tipo de lámpara de descarga de vapor de mercurio a alta presión con algunas características de una lámpara de incandescencia.  Como resultado de la combinación entre la lámpara de mercurio y la lámpara de incandescencia, la lámpara de luz mezcla tiene una eficacia luminosa entre 20 y 60 lm/W y un buen rendimiento en la reproducción del color.  Su duración promedio es de 6,000 horas.  Sus características la convierten en idóneas para espacios donde se necesite un mayor flujo luminoso, como plazas, garajes, etc.
  • 51.
    Lámparas con halogenuros metálicos Se puede considerar como un tipo de lámpara de descarga de mercurio a alta presión, pero en este caso, el tubo de descarga contiene, además del mercurio, una cantidad de halogenuros metálicos como el sodio, litio, etc.  Adecuadas para la iluminación de instalaciones deportivas, retransmisiones de TV, estudios de cine, proyectores, etc.  Requiere de un periodo de encendido de diez minutos, tiempo que tarda en estabilizarse la descarga.
  • 52.
    Lámparas de vaporde sodio a baja presión  Al ser una lámpara de descarga de baja presión, la luz se produce especialmente a través de los polvos fluorescentes activados por la energía ultravioleta de la descarga, en este caso de sodio. A igual que las anteriores transcurren diez minutos hasta que empieza a emitir luz.  La radiación que produce tiene un color amarillo, siendo esta característica monocromática su principal inconveniente; así pues, desde la perspectiva de la reproducción del color, este tipo de lámparas será el menos valorado.  Sin embargo, la gran ventaja de estas lámparas es su eficacia luminosa elevada, del orden de los 160 a 180 lm/W y su duración (su vida media es de 15000 horas). Estas características convierten a estas lámparas en apropiadas para su uso en alumbrados públicos y decorativos.
  • 53.
    Lámparas de vaporde sodio a alta presión  Con este tipo de lámparas se consigue un excelente equilibrio entre calidad en la reproducción del color y la eficacia luminosa.  Por lo que respecta al espectro emiten, debido al exceso de sodio en el tubo de descarga, proporcionan una luz mucho mas agradable que la producida por las lámparas de baja presión.  A pesar de ello se mantienen las ventajas que estas aportan: la eficacia luminosa de 100 a 130 lm/W y su duración alrededor de las 20,000 de vida media.  Estas características las convierten útiles para la iluminación tanto de los interiores como de los exteriores y también en decoración.  La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada, ya que necesita un impulso entre 1,5 y 5 Kv.
  • 54.
    4.4 Características delas lámparas de descarga A continuación se muestra las características mas importantes de los diferentes tipos de lámparas de descarga: Flujo luminoso, eficacia luminosa, y vida promedio(no confundir con vida útil). Tipo de lamparas Flujo luminoso (lm) Eficacia luminosa (lm/W) Vida promedio (h) Fluorescentes 3,200 40 ÷ 90 12,500 Luz mezcla 23,000 20 ÷ 60 9,000 Mercurio alta presion 28,000 40 ÷ 60 25,000 Halogenuros metalicos 31,500 80 ÷ 100 11,000 sodio a baja presion 48,000 160 ÷ 180 23,000 Sodio a alta presion 450,000 100 ÷ 130 20,000 Caracteristicas de las lamparas de descarga
  • 55.
    5. FUENTES DELUZ LED Son las ultimas fuentes de luz en aparecer en el mercado. Se basan en la luz emitida por un objeto solido, en lugar de un gas, como ocurre con las lámparas de descarga. Las siglas LED vienen del Ingles Lighting Emiting Diode (Diodo Emisor De Luz). El LED es un diodo semiconductor que al ser atravesado por una corriente eléctrica emite una luz monocromática. La longitud de onda de la luz emitida y por lo tanto el color depende básicamente de la composición química del material semiconductor utilizado.
  • 56.
     Cuando lacorriente atraviesa el diodo se libera energía en forma de fotón y la luz emitida puede ser visible, infrarroja o casi ultravioleta. El color que se desea, se obtiene añadiendo al diodo diferentes tipos de fósforos, como el utilizado en el recubrimiento interior de los tubos fluorescentes.  Las principales ventajas de esta tecnología que esta en pleno desarrollo son su larga vida útil de 50,000 horas, la reducción de los costes de mantenimiento, que no contienen mercurio y mayor eficacia luminosa que las lámparas de incandescencia y halógenas.
  • 57.
    Ventajas de lailuminación LED.
  • 58.
    Desventajas de latecnología LED  La luz LED no está libre de deficiencias negativas. El gran coste a la hora de cambiar a luz LED es una desventaja.  Además destaca una desventaja Las bombillas normales dan su luz en un radio de 360 grados. En cambio la luz emitida por las LED se centran en un radio pequeño y limitado, Esto es favorable en los focos LED porque emiten la luz de manera enfocada.  Un gran beneficio de Ia técnica LED es la larga vida que tiene, pero esto requiere algunas condiciones. Especificaciones como 50.000 horas de Iuz dependen siempre de la manera de uso. Temperaturas elevadas disminuyen Ia vida LED notablemente. Siempre deberíamos pensar donde se emplea Ia Iuz LED.  Por eso los LED modernos, Llamados power LED siempre vienen construidas con rejillas de enfriamiento u otros métodos de calefacción para reducir al máximo el "calor propio" de las bombillas.