Fontes domésticas de luz elétrica

Fontes domésticas de luz elétrica

Esta animação mostra as características das fontes domésticas de luz, desde as lâmpadas tradicionais até às luzes LED.

Tecnologia

Palavras-chave

fonte de luz, iluminação, candeeiro, lâmpada tradicional, lâmpada de halogéna, lâmpada fluorescente compacta, LED, lâmpada elétrica, duração, filamento, lâmpadas LED, chip do LED, tomada, revestimento fluorescente, eletrônica, corrente elétrica, elétrodo, luz, Edison, Thomas Edison, radiação de calor, eletromagnético, luz visível, condução de calor, interruptor, órbita atómica, resistência, física de partículas, física nuclear, técnica, física

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Cenas

Fontes de luz elétrica

  • lâmpada incandescente - À passagem da corrente elétrica, o filamento de tungsténio brilha e emite luz. A sua vida útil é de cerca de 1.000 horas.
  • candeeiro de halogéneo - O seu princípio de funcionamento é o mesmo que o das lâmpadas incandescentes tradicionais, embora tenha uma vida útil mais longa. Isso ocorre porque a lâmpada contém átomos de halogéneo, que permitem devolver ao filamento os átomos de tungsténio evaporados. A sua vida útil situa-se entre as 1.500 e as 5.000 horas.
  • tubo fluorescente compacto - O tubo está cheio de gases nobres e átomos de mercúrio. Os átomos de mercúrio emitem fotões UV que são absorvidos pelo revestimento fluorescente do tubo, o qual por sua vez emite fotões visíveis. A vida útil é de cerca de 10.000 horas (10 vezes superior à vida útil de uma lâmpada incandescente tradicional).
  • LED - Os díodos emissores de luz são muito económicos e têm uma longa vida útil de cerca de 100 mil horas (100 vezes superior à vida útil das tradicionais lâmpadas incandescentes).

Lâmpada incandescente

Nas lâmpadas incandescentes tradicionais, um filamento de tungsténio brilha e emite luz quando atravessado pela corrente elétrica. A corrente elétrica faz com que os átomos de tungsténio vibrem, libertando parte da própria energia vibracional por meio da emissão de fotões.
A lâmpada de vidro encontra-se repleta de gás inerte (gases nobres ou gás nitrogénio), uma vez que, se exposto ao oxigénio presente no ar, o filamento de tungsténio haveria de arder quase instantaneamente depois de ligada a luz.

As lâmpadas incandescentes têm uma baixa eficiência de energia, sendo apenas cerca de 2% da energia consumida emitida como luz visível. A sua vida útil é de cerca de 1.000 horas.

Candeeiro de halogéneo

O princípio de funcionamento de um candeeiro de halogéneo é o mesmo que o das lâmpadas incandescentes tradicionais: um filamento de tungsténio brilha à passagem da corrente, emitindo assim luz. A sua vida útil é mais longa que a das lâmpadas incandescentes, uma vez que os gases nobres que enchem a lâmpada contêm átomos de halogéneo. Os átomos de tungsténio evaporados pelo calor ligam-se aos átomos de halogéneo. Os halogenetos de tungsténio resultantes, próximos do filamento, quebram-se por causa do calor, depositando assim o tungsténio no filamento.

Isso retarda o desgaste do filamento e aumenta a vida útil da lâmpada. A temperatura do filamento pode ser aumentada, o que resulta numa maior eficiência energética.

Tubo fluorescente compacto

Nas lâmpadas fluorescentes compactas, os elétrodos emitem eletrões. O tubo encontra-se cheio de gases nobres e átomos de mercúrio. Estes são excitados pelos eletrões e emitem fotões invisíveis UV de onda curta. A parede interna do tubo é coberta com um revestimento fluorescente que absorve os fotões UV e liberta fotões visíveis.

Os átomos de mercúrio emitem fotões porque são excitados pelos eletrões. Isso faz com que sejam elevados a um nível de energia superior para em seguida, quando "voltam a cair", libertarem parte da própria energia em forma de luz UV. Esta é então convertida em luz visível através do revestimento fluorescente do tubo interior.

Comparadas com as tradicionais lâmpadas incandescentes, os tubos fluorescentes compactos têm uma reduzida perda de calor, pelo que são mais eficientes do ponto de vista energético: uma lâmpada de 20 watts emite tanta luz quanto uma lâmpada tradicional de 100 watts. A sua vida útil é de cerca de 10 mil horas, 10 vezes superior à vida útil das lâmpadas incandescentes.

LED

  • LED
  • lâmpada LED
  • chip LED - Díodo emissor de luz, em que a fonte de luz é um semicondutor. Emite luz à passagem da corrente elétrica.
  • invólucro
  • +
  • -
  • tomada
  • estabilizador
  • lâmpada - A sua parede interna è coberta com um revestimento fluorescente. A luz emitida pelo díodo tem um comprimento de onda curto, sendo por isso colorida. A luz é absorvida pelo revestimento fluorescente, o qual emite luz branca em seu lugar. Nos tipos de lâmpadas LED mais antigos, eram usados díodos vermelhos, verdes e azuis, sendo que a mistura das três cores dava luz branca.
  • chip LED - Para aumentar o brilho, vários chips LED são colocados nas lâmpadas LED. O díodo é um emissor de luz que tem como fonte um semicondutor. Emite luz a partir da corrente elétrica.
  • chip LED
  • camada de semicondutor do tipo n
  • camada de semicondutor do tipo p
  • 'entrada' carregada positivamente
  • eletrão

Nas lâmpadas LED, a luz é emitida por chips LED. As lâmpadas LED utilizadas para a iluminação de interiores contêm vários chips LED para atingir uma suficiente quantidade de brilho. Um LED consiste de duas camadas de semicondutores que contêm portadores de carga movendo-se livremente.
Na camada n estes são eletrões, enquanto que na camada p são entradas carregadas positivamente. A corrente elétrica faz com que os portadores de carga se movam. Quando os eletrões encontram "entradas", libertam energia sob a forma de fotões.

Os díodos emissores de luz têm uma vida útil de cerca de 100 mil horas, 100 vezes superior à vida útil das lâmpadas tradicionais. A sua eficiência energética é muito boa, já que uma lâmpada LED de 4 watts emite tanta luz quanto uma lâmpada incandescente de 100 watts. As lâmpadas LED proporcionam o tipo de iluminação mais económico e amigo do ambiente.

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