Conceptos Esenciales de Iluminación y Tipos de Lámparas Modernas

Conceptos Fundamentales de Iluminación y Tipos de Lámparas

Conceptos Fundamentales de Iluminación

Lámparas: Transforman energía eléctrica en energía luminosa, generando calor. Cuanto más se calientan, mayor es su intensidad luminosa. Se caracterizan por:

• Intensidad Luminosa (cd)
• Flujo Luminoso (lm)
• Iluminancia (lx)

Flujo Luminoso (Ø): Potencia total emitida por una fuente luminosa. Cantidad total de luz irradiada de una fuente luminosa en todas direcciones. Unidad: Lumen (lm).

Intensidad Luminosa (I): Porción de flujo luminoso en una dirección concreta. Unidad: Candela (cd). 1 cd emite 12,57 lm.

Iluminancia (E): Relación entre el flujo luminoso incidente y la superficie iluminada.

• Si incide perpendicular: E = I / d²
• Si no es perpendicular: E = (I * cos β) / d²

Siendo:

• d: distancia entre foco y superficie
• β: ángulo de incidencia

Unidad: Lux (lx). 1 lux = 1 lm / 1 m².

Luminancia (L): Impresión de claridad sobre una superficie iluminada. Unidad: Nit (cd/m²).

Cantidad de Luz: Radiación emitida de forma constante en el tiempo por una fuente luminosa. Unidad: Lm * s.

Rendimiento Luminoso (µ): Cantidad de flujo luminoso por unidad de potencia. Eficacia con la que se transforma la potencia eléctrica consumida por una fuente luminosa en luz. Unidad: Lm/W.

Temperatura de Color: A mayor temperatura de color, mayor porcentaje de azul y menor porcentaje de rojo en el espectro cromático. Mayor parecido a la luz natural (6000 ºK).

Tipos de Bombillas y Lámparas

Existen diversos tipos de lámparas, cada una con características y aplicaciones específicas:

• Lámparas de Incandescencia (de vacío)
• Lámparas Halógenas
• Lámparas de Descarga de Gas (Xenón)
• Lámparas LED

Lámparas de Incandescencia

Mediante energía eléctrica, calientan el filamento generando energía luminosa (pierden hasta el 90% de potencia en forma de calor). La luz es más intensa cuanto mayor sea la temperatura alcanzada. Componentes principales: ampolla de la lámpara, filamento, casquillo y conexión eléctrica.

El filamento es de wolframio o tungsteno. El gas de relleno suele ser argón. Con el tiempo, se vaporizan partículas de wolframio y se ennegrece la ampolla, reduciéndose los valores de iluminación. Se clasifican en distintos grupos según casquillo, potencia y tensión de funcionamiento.

Lámparas Halógenas

El cristal de la ampolla es de cuarzo. El filamento es de wolframio o tungsteno. Poseen una vida útil más larga debido a que el filamento se regenera mediante un ciclo halógeno:

1. La energía eléctrica lleva a la incandescencia al filamento y provoca que se evapore el metal del filamento.
2. El wolframio vaporizado se combina con el gas del relleno junto a la pared de la ampolla, formando un gas translúcido.
3. Cuando el gas se acerca de nuevo al filamento, se descompone debido a la alta temperatura de este. El wolframio vuelve al filamento; el yodo libre vuelve al ciclo.

La durabilidad depende de la tensión de alimentación del vehículo. Existen dos tipos de lámparas halógenas:

• Con 1 filamento: H1, H3, H5, H7, H9, HB3.
• Con 2 filamentos: H4.

Componentes: ampolla de la lámpara, filamento incandescente para luz de cruce, filamento incandescente para luz de carretera, casquillo, conexión eléctrica.

Lámparas de Xenón

Generan luz por descarga eléctrica. La corriente eléctrica se transmite entre dos electrodos. El arco eléctrico produce luz. Al saltar los electrones de un electrodo a otro, golpean el receptor que se calienta (hasta 3500ºC) y emiten luz por incandescencia. Los electrones se propagan también por el aire e intensifican la luminosidad del arco hasta producir un plasma luminoso. Encerrados en una ampolla, estos vapores de sodio o hidrógeno también se ionizan con el arco y aumenta la emisión de luz.

Componentes: ampolla, conducción eléctrica, cámara de descarga, electrodos, casquillo, conexión eléctrica. El arco en las lámparas de xenón solo se puede obtener con tensión alterna elevada (20 KV) y por ello llevan un transformador que asegura 20 KV en calentamiento y 85 V en fase de funcionamiento.

Seguridad con Lámparas de Xenón

• El cable de conexión entre el faro y la unidad de control está sometido a alta tensión.
• Antes de cambiar la lámpara, desconecte siempre el faro.
• No tocar el interior del enchufe de la lámpara.
• La unidad de control no deberá funcionar nunca sin la lámpara.
• Utilice gafas y guantes de seguridad.
• La lámpara se encuentra bajo presión.
• No tocar el cristal de la lámpara directamente con los dedos.
• Una vez cambiada la lámpara, compruebe el reglaje de faros.

Lámparas LED

Un diodo luminiscente (LED) transforma la energía eléctrica en luz. Componentes:

• Chip LED
• Depósito del reflector (con contacto al cátodo)
• Alambre de oro (contacto al ánodo)
• Lente de plástico

Tipos de Diodos LED

• Diodos luminosos de alambre: Sirven principalmente para funciones de control.
• SuperFlux: Más potentes que los sencillos de alambre y disponen de hasta cuatro chips. Poseen un gran ángulo de irradiación y se utilizan principalmente en el ámbito de la iluminación de superficies.
• SMD: Se componen en general de tres o cuatro chips. En combinación con otros diodos luminosos SMD, se utilizan en los tubos fluorescentes LED.
• High Power: Diodos luminosos muy potentes y resistentes.
• COB: Diodo luminoso más desarrollado de todos. El contacto al polo contrario se realiza a través de un alambre de oro o de aluminio.

Si se aplica corriente a un diodo luminoso, su resistencia se reduce a cero. No pueden estar expuestos directamente a una fuente de corriente; solo con resistencia en serie. Dado que necesitan poca corriente, iluminan incluso cuando solo reciben unos pocos mA de la corriente permitida. Son fuentes de luz fría que emiten luz, pero no radiación. La luz es fría y no calienta los objetos iluminados.

Ventajas de las Lámparas LED

• Mínimo consumo de energía
• Larga vida útil
• Extraordinaria emisión luminosa
• Formas muy diversas
• Color de la luz regulable
• Bajos costes de fabricación
• Muy pocas fallas
• No emite radiación UV ni IR
• Bajo consumo de potencia