HISTORIA DE LAS LAMPARAS DE DESCARGA

Un gran adelanto en la técnica de las lámparas de descarga se logró al hacerlas aptas para tensiones normales de red, es decir, al crearse las lámparas de descarga de baja tensión. Para ello es esencial facilitar y aumentar la emisión electrónica del cátodo y disminuir la caída de tensión catódica, de la cual depende en gran parte la tensión total de descarga. Al efecto, en lugar del cátodo frío de hierro, se emplea el cátodo incandescente (cátodo Wehnelt), de oxido de bario, rico en electrones activos, que en estado incandescente constituye un manantial abundante de electrones, con un trabajo de emisión electrónica muy reducido.

La primera lámpara fabrica según este principio, que fue empleado con éxito en la practica, fue la lámpara de vapor de sodio.

LAMPARAS DE SODIO

FUNCIONAMIENTO DE LA LAMPARA DE VAPOR DE SODIO

Es un tubo que contiene una pequeña cantidad de sodio metálico, dosificado con exactitud, que a la temperatura ambiente es sólido y no da vapor alguno. A la temperatura de trabajo, de 250ºc. El vapor de sodio que se forma tiene una presión de algunos milímetros de mercurio: lámparas de baja presión. La descarga se verifica al principio a través de un gas auxiliar, como el neón; por esto, el tubo contiene un Gas noble que sirve de base.

El cátodo incandescente (W) esta constituido por un filamento de volframio recubierto de oxido de bario, que se lleva al rojo mediante un pequeño transformador de caldeo (T). El tiempo de cebado, de algunos minutos, no es un inconveniente para los casos típicos de empleo de las lamparas de sodio. Como en general, trabajan con corriente alterna, van provistas de electrodos iguales; suele ser suficiente el precalentamiento en un solo electrodo. Como la tensión no es lo bastante elevada (220v)para iniciar la descarga a través de toda la longitud del tubo, se coloca un filamento de encendido (Z) de un material de elevada resistencia, que va desde las proximidades de un electrodo hasta cerca del otro. De este modo aparecen pequeños tramos luminiscentes de encendido, en los cuales se produce una descarga previa en el gas de base, que por ionización crea portadores de cargas que provocan la descarga principal. Al mismo tiempo, por el calentamiento progresivo se forma vapor de sodio, y la descarga puede hacerse a través de esté, con lo cual el plasma luminiscente llena todo el volumen del tubo. Aunque la tensión de encendido es de 220 v, la tensión de trabajo baja a 50 o 60 (v) y la tensión sobrante es recogida por la bobina de la reactancia (D) con muy poca perdida. Al mismo tiempo la bobina es un órgano muy importante para limitar la corriente (1 a 2 A) y “estabilizar” la característica descendente de la descarga. Cuando la tensión del tubo decrece a 50 v, el transformador de calefacción, que esta calculado para una tensión del primario de 200v queda prácticamente desconectado; la descarga principal una ves iniciada mantiene por sí misma la calefacción de los electrodos incandescentes.

En las lamparas de sodio más modernas se ha podido prescindir desde un principio del calentamiento previo; el calentamiento producido por la descarga previa en el gas de base es suficiente para excitar el proceso principal. A fin de disminuir las perdidas térmicas, se encierra el tubo de descarga propiamente dicho dentro de un segundo tubo, creándose entre ellos un vacío aislante del calor(V). Los tubos sin calefacción previa que solo necesitan los bornes de conexión pueden ser doblados en “U” e ir provistos en un portalámparas simple de rosca como las lamparas de incandescencia.

TIPO DE LUZ EMITIDA POR LAS LAMPARAS DE VAPOR DE SODIO

La luz producida por este tipo de lamparas es monocromática consiste en dos líneas en la zona amarilla del espectro, de 5890 y 5896 Angstrom, lo que hace que la iluminación producida por estas tenga muy mala característica de reproducción de colores.

Su tiempo de encendido varia entre 7 y 15 minutos, in embargo, su reencendido es inmediato cuando se producen interrupciones momentáneas de la alimentación. Su eficiencia alcanza hasta los 170 Lm/W. Sin considerar el consumo de los ballast.

Su rendimiento luminico es aproximadamente 3 a 4 veces mejor que la lampara incandescente, tienen un brillo de unos 12 sb, o sea mucho menos deslumbrador que las de incandescencia.

FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL EQUIPO

Un equipo de iluminación consta principalmente (sin contar los elementos necesarios para las conexiones) de: una lámpara, un reactor (balasto), un arrancador (si las lámparas son de sodio) y un condensador para corregir el factor de potencia (ver figura).

Sabiendo que la corriente de lámpara deberá pasar a través de un bulbo con dos electrodos conteniendo cierta clase de gases, este bulbo presentará una característica de tensión - corriente de tipo inverso, es decir, que si la corriente es baja o nula, la tensión de trabajo para mantener esa corriente deberá ser alta y al contrario, si la corriente es alta, la tensión de trabajo para mantener esa corriente deberá ser baja. Teniendo esta clase de circunstancia, al no circular corriente por la lámpara será necesario aplicar un pulso de tensión mucho mayor que la tensión de alimentación del equipo para poder establecer una circulación de corriente. Esta tensión es suministrada por el arrancador. Una vez que circula corriente a través del bulbo, es necesario limitarla debido a la característica inversa antes mencionada lo cual haría que ella aumentara indefinidamente. Esta limitación la proporciona una reactancia de tipo inductiva (reactor o balasto) conectada en serie al camino de la corriente.

CAMPO DE APLICACIÓN

Debido a su muy mala característica de reproducción de colores se deduce que este tipo de lamparas, en general no pueden utilizarse para fines de alumbrado. Sin embargo, existen otros campos de aplicación, donde su empleo ofrece grandes ventajas.

Para el alumbrado de autopistas y carreteras de mucho tránsito están muy indicadas las lamparas de sodio, pues en ellas no es factor importante el color de la luz, sino la buena visibilidad. Cuando el coche circula con los faros encendidos, no pueden reconocerse prácticamente los colores y a gran distancia no se reconocen en absoluto. Como es natural, la visión es mucho más clara cuando la pista está iluminada de modo continuo que de los focos del coche que circula. Además la luz monocromática amarilla tiene un poder de penetración de niebla y de la bruma mucho mayor. Este alumbrado de carreteras ha tenido gran éxito en algunos países, e irá imponiéndose cada vez más a medida que aumente la circulación.

La luz monocromática tiene además otra ventaja óptica, por cuanto no ocasiona aberración cromática en el ojo, y hace que la visión sea más nítida. Siempre que se desea una gran agudeza visual, por ejemplo, para el reconocimiento de taras en los vidrios, en el examen de superficies y pulidos, en la industria textil, en el retoque fotográfico, etc., es ventajoso utilizar luz de sodio.

Las lamparas de sodio también pueden utilizarse en almacenes, muelles, vías de maniobra, salas de calderas, etc., lugares en los que el reconocimiento de los colores

Carece de importancia.