ARTIGO TÉCNICO
revista técnico-profissional
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o electricista
Custódio Dias Departamento de Engenharia Electrotécnica (DEE) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP)
luminotecnia
{LÂMPADAS DE VAPOR DE MERCÚRIO}
DÉCIMA PARTE
As lâmpadas baseadas na descarga eléctrica no seio de vapor de mercúrio são muito utilizadas, tanto em iluminação interior como em iluminação exterior, porque associam uma boa eficiência energética a boas características luminotécnicas. 1› INTRODUÇÃO As lâmpadas de vapor de mercúrio pertencem à classe das lâmpadas de descarga luminescente. Elas utilizam directamente a luminescência produzida pela descarga eléctrica que se estabelece no interior de um gás ou vapor metálico. Habitualmente a atmosfera onde se produz a descarga é formada por uma mistura de vapor de mercúrio e de um gás inerte (o árgon é o mais usado). As propriedades eléctricas e luminosas da descarga no vapor de mercúrio dependem da intensidade da corrente da descarga e, sobretudo, da pressão do vapor existente no interior da lâmpada. A título de exemplo, podemos referir que com uma baixa pressão de vapor (0,1 mm) pode conseguir-se um rendimento de vinte lúmen por Watt. Aumentando a pressão até 3 mm o rendimento baixa e continuando a aumentar a pressão verifica-se que o rendimento volta a aumentar, atingindo-se valores de sessenta lúmen por watt para pressões de vapor muito elevadas. Um outro aspecto que está relacionado com a pressão a que se encontra o vapor de mercúrio é a frequência das radiações emitidas. A baixas pressões as radiações emitidas situam-se quase exclusivamente nas frequências ultravioletas, não perceptíveis pelo olho humano. Aumentando a pressão do vapor o comprimento de onda das radiações emitidas aumenta, passando a existir
radiações compreendidas dentro do espectro visível. De salientar que as pressões elevadas, utilizadas nas lâmpadas actuais, conseguem-se através do aumento da temperatura do arco eléctrico de descarga, em que a corrente eléctrica também é maior, o que tem como consequência que o tubo da lâmpada tem de ter um ponto de fusão muito elevado, pelo que terá de ser feito de quartzo.
2› CONSTITUIÇÃO DE UMA LÂMPADA A figura 1 representa esquematicamente a constituição de uma lâmpada de vapor de mercúrio actual. Basicamente, consta de um tubo de cristal de quartzo, cujo diâmetro se situa entre 8 e 40 mm e cujo comprimento está entre 3 e 20 cm, de acordo com a potência da lâmpada. Os dois eléctrodos principais, no caso de lâmpadas de corrente alternada, são constituídos por pequenas massas de tungsténio, com cavidades que contêm um material emissor de electrões, como, por exemplo, tório, óxido de bário, etc. Na vizinhança de cada um dos eléctrodos principais está situado um eléctrodo auxiliar, denominado eléctrodo de arranque ou de acendimento, constituído por um metal com elevado ponto de fusão, que está ligado electricamente ao eléctrodo principal oposto através de uma resistência de valor elevado.
O tubo de quartzo está contido no interior de uma ampola, em geral, de forma ovóide, com diâmetro compreendido entre 5 e 20 cm, dependendo da potência da lâmpada, em cujo interior se situam as resistências que se encontram ligadas aos eléctrodos auxiliares. O espaço compreendido entre o tubo de quartzo e ampola exterior é ocupado por um gás neutro, por exemplo, azoto, com uma pressão inferior à atmosférica, para evitar a formação de um arco eléctrico entre as partes metálicas que existem no interior da ampola. Finalmente, a lâmpada possui um casquilho que estabelece a ligação eléctrica entre a alimentação e os eléctrodos principais, através de bandas condutoras de molibdénio que asseguram o fecho hermético do tubo de quartzo.
Figura 1 . Constituição de uma lâmpada