FUNCIONAMIENTO DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES

Las lámparas fluorescentes funcionan de la siguiente forma:

1. Cuando activamos el interruptor de una lámpara de luz fluorescente que se encuentra conectada a la red doméstica de corriente alterna, los electrones comienzan a fluir por todo el circuito eléctrico, incluyendo el circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador (estárter).

2. El flujo de electrones de la corriente eléctrica al llegar al cebador produce un arco o chispa entre los dos electrodos situados en su interior, lo que provoca que el gas neón (Ne) contenido también dentro de la cápsula de cristal se encienda. El calor que produce el gas neón encendido hace que la plaquita bimetálica que forma parte de uno de los dos electrodos del cebador se curve y cierre un contacto eléctrico dispuesto entre ambos electrodos.

3. Cuando el contacto del cebador está cerrado se establece el flujo de corriente eléctrica necesario para que los filamentos se enciendan, a la vez que se apaga el gas neón.

4. Los filamentos de tungsteno encendidos provocan la emisión de electrones por caldeo o calentamiento y la ionización del gas argón (Ar) contenido dentro del tubo. Esto crea las condiciones previas para que, posteriormente, se establezca un puente de plasma conductor de la corriente eléctrica por el interior del tubo, entre un filamento y otro.

5. La plaquita bimetálica del cebador, al dejar de recibir el calor que le proporcionaba el gas neón encendido, se enfría y abre el contacto dispuesto entre los dos electrodos. De esa forma el flujo de corriente a través del circuito en derivación se interrumpe, provocando dos acciones simultáneas:

a. Los filamentos de la lámpara se apagan cuando deja de pasar la corriente eléctrica por el circuito en derivación.

b. El campo electromagnético que crea en el enrollado del balasto la corriente eléctrica que también fluye por el circuito donde éste se encuentra conectado, se interrumpe bruscamente. Esto provoca que en el propio enrollado se genere una fuerza contra electromotriz, cuya energía se descarga dentro del tubo de la lámpara, en forma de arco eléctrico. Este arco salta desde un extremo a otro del tubo valiéndose de los filamentos, que una vez apagados se convierten en electrodos de la lámpara.

6. Bajo estas nuevas condiciones, la corriente de electrones, que en un inicio fluía a través del circuito en derivación de la lámpara donde se encuentra conectado el cebador, comienza hacerlo ahora atravesando interiormente el tubo de un extremo a otro, valiéndose de los dos

electrodos.7. La fuerte corriente que fluye por dentro del tubo provoca que los electrones comiencen a

chocar con los átomos del gas argón, aumentando la cantidad de iones y de electrones libres. Como resultado se crea un puente de plasma, es decir, un gas compuesto por una gran cantidad de iones y de electrones libres, que permite que estos se muevan de un extremo a otro del tubo.

8. Esos electrones libres comienzan a chocar con una parte de los átomos de mercurio (Hg) contenidos también dentro del tubo, que han pasado del estado líquido al gaseoso debido a la energía que liberan dichos electrones dentro del tubo. Los choques de los electrones libres contra los átomos de mercurio excitan a sus electrones haciendo que liberen fotones de luz ultravioleta.

9. Los fotones de luz ultravioleta, invisibles para el ojo humano, impactan a continuación contra la capa de fósforo (P) que recubre la pared interior del tubo fluorescente. El impacto excita los electrones de los átomos fósforo (P), los que emiten, a su vez, fotones de luz visible, que hacen que el tubo se ilumine con una luz fluorescente blanca.

10. El impacto de los electrones que se mueven por el puente de plasma contra los dos electrodos situados dentro del tubo, hace que estos se mantengan calientes (a pesar de que los filamentos se encuentran ya apagados). Mantener caliente esos dos electrodos se hace necesario para que la emisión de electrones continúe y el puente de plasma no se extinga. De esa forma, tanto el ciclo de excitación de los átomos de vapor de mercurio como el de los átomos de fósforo dentro del tubo continúa, hasta tanto activemos de nuevo el interruptor que apaga la lámpara y deje de circular la corriente eléctrica por el circuito.

Función del ignitor.

Un ignitor es un dispositivo que provee por sí mismo o en combinación con otros componentes del circuito, las condiciones eléctricas apropiadas necesarias para el arranque de lámparas de descarga gaseosa. Los ignitores para lámparas de alta presión se pueden dividir según el tipo de pulso que deben producir para el arranque en:

a) Los de pulso de menos de 1000 V, que están compuestos por un circuito electrónico mas un choque inductivo que en la práctica es el balasto.

b) Los de pulso de más de 1000 V, que están compuestos por un circuito electrónico más un transformador de pulsos que multiplica la tensión. Como el transformador está incluido en el balasto se deben utilizar circuitos electrónicos compatibles con dichos balastos.

Función de los balastros

Los balastros tienen solo algunas funciones clave en la iluminación. Según fuentes del Centro de Investigación de Iluminación, los balastros se emplean en los focos para controlar la corriente eléctrica consumida a partir de una fuente de alimentación. Otra función de los balastros es proporcionar voltaje de salida al foco al cual se conecta. Los focos de tecnología de descarga de gas no pueden regular la cantidad de electricidad que pasa a través de ellos sin los balastros

Factor de balasto. Se define como el grado de rendimiento luminoso entregado por el balasto a los tubos fluorescentes. Puede decirse que es equivalente al flujo luminoso real del tubo. El Factor de balasto, FB, es la potencia útil que el balasto entrega al tubo, dividida por la potencia nominal del tubo; o la cantidad de luz real que entrega el tubo dividido por la cantidad de luz nominal que debe entregar el tubo.

Las ventajas del balastro electrónicoLos balastros electrónicos son sistemas de iluminación fluorescente usados para producir diferentes efectos lumínicos. Los balastros electrónicos limitan el flujo de luz de manera aleatoria para producir efectos lumínicos hermosos. Son muy complejos en su estructura y diseño. Contienen una serie de resistores y capacitores.

Eficiencia

Los balastros electrónicos no producen tanto calor dentro de sus propios circuitos. Esto incrementa la eficiencia y la vida útil del sistema de balastros.

Mejor control y diseño

Los balastros electrónicos permiten una regulación más fina de los sistemas de luces para que se adecuen a diferentes necesidades. Estos sistemas se pueden programar fácilmente y de manera efectiva para obtener los resultados deseados en las lámparas.

Capacidad de activar muchas lámparas

Un sistema de balastro electrónico único se puede usar para hacer funcionar hasta cuatro lámparas a la vez. Esto reduce el desorden producido por la acumulación de cables. Además, como se requieren menos sistemas de balastros, el costo de funcionamiento se disminuye considerablemente.

Peso

Los sistemas de balastros electrónicos son fáciles de colocar y llevar y son mucho más simples. Esto se debe a que son mucho más livianos que los sistemas de balastros magnéticos.

Factor de ruido

Los sistemas de balastros electrónicos son realmente silenciosos al funcionar. No producen ningún ruido. Esto se contrasta con los componentes centrales y bobinas de los sistemas de balastros magnéticos.

Efecto estroboscópico. Es un efecto óptico que se produce al iluminar mediante destellos, un objeto que se mueve de forma rápida y periódica. Se llama así, al efecto visual a través del cual, nos parece ver un cuerpo que gira como detenido, cuando lo iluminamos con una fuente de luz de rápida acción y que se apaga y enciende a la misma frecuencia que la velocidad de giro del cuerpo.

Características

Cuando la frecuencia de los destellos se aproxima a la frecuencia de paso del objeto ante el observador, éste lo verá moverse lentamente, hacia adelante o hacia atrás según la frecuencia de los destellos sea, respectivamente, inferior o superior a la del objeto. Los destellos de iluminación son producidos normalmente mediante una lámpara de descarga gaseosa como, por ejemplo, una lámpara fluorescente.

El efecto estroboscópico es un riesgo que existe en las máquinas con elementos en movimiento. Si se utilizan lámparas tubulares con reactancias convencionales, al trabajar éstas a frecuencias de 50-60Hz, puede darse el caso de que el elemento gire a una velocidad similar. Esto va a hacer que, al ojo humano, el elemento esté parado.

Las reactancias electrónicas, al trabajar a una frecuencia mucho mayor, no tienen ningún riesgo de que se produzca el efecto estroboscópico. El circuito electrónico, como parte del proceso de cebado, caldea los filamentos brevemente antes del arranque, lo que permite el encendido de la lámpara a un nivel de tensión inferior.

¿Por qué se produce?

Es fácil comprender porque se produce este efecto, ya que si existe un sincronismo perfecto entre el momento en el cual el cuerpo en rotación se ilumina por un instante, y este instante coincide con la misma posición angular de la rotación, siempre verá la misma zona del cuerpo ubicada en el mismo lugar. El resto del movimiento angular no se percibe porque está a oscuras. Cuando la sincronización entre el instante en que se enciende la luz y la velocidad de rotación del cuerpo no es exacta, lo que se aprecia es un lento giro del cuerpo en una u otra dirección en dependencia de si la luz se adelanta o atrasa en sincronismo.

Cuando usamos en el hogar lámparas fluorescentes, que se encienden y apagan de manera casi instantánea al mismo ritmo de la frecuencia de la corriente de la línea, en muchas ocasiones se observa el efecto estroboscópico en las aspas de un ventilador, o en las paletas

de una mezcladora, cuando estas giran a velocidades próximas a la frecuencia de la línea, nos parece verlas como si giraran lentamente.