ARTIGO ARTIGO TÉCNICO TÉCNICO
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20 20
o electricista o electricista
Custódio Custódio DiasDias Departamento Departamento de Engenharia de Engenharia Electrotécnica Electrotécnica (DEE) (DEE) do Instituto do Instituto Superior Superior de Engenharia de Engenharia do Porto do Porto (ISEP) (ISEP)
luminotecnia luminotecnia
{DESCARGA {DESCARGAELÉCTRICA ELÉCTRICAEM EMGASES GASESEEVAPORES VAPORESMETÁLICOS} METÁLICOS} NONA NONA PARTE PARTE
Famosas Famosaspelo peloseu seubom bomrendimento rendimentoe ecaracterísticas característicaslumiluminosas, nosas,asasfontes fontesluminosas luminosasdenominadas denominadasdedelâmpadas lâmpadasdede descarga, descarga,taltalcomo comoo onome nomeindica, indica,têm têmnanabase basedodoseu seu funcionamento funcionamentoa adescarga descargaeléctrica eléctricanonoseio seiodedeum umgás gásouou vapor vapormetálico. metálico. © Osram © Osram
1› 1INTRODUÇÃO › INTRODUÇÃO
2› 2DESCARGA › DESCARGA ELÉCTRICA ELÉCTRICA NOS NOS GASES GASES permitem permitem o estabelecimento o estabelecimento dede uma uma corcor-
Falar Falardadadescarga descargaeléctrica eléctricaememgases gasese e vapores vaporesmetálicos metálicosimplica implicareferir referirfenófenómenos menosfísicos físicoscomo comoa luminescência, a luminescência,que que não nãosãosãofáceis fáceisdedeexplicar explicaremempoucas poucas palavras, palavras, nem nem dede entender entender porpor quem quem não não tem temumumbom bomconhecimento conhecimentodadafísica físicadosdos átomos. átomos. PorPor isso, isso, vou vou aqui aqui evitar evitar abordar abordar os os aspectos aspectos relacionados relacionados com com a física a física dodo fenófenómeno meno dada luminescência. luminescência. Fiquemos Fiquemos apenas apenas com com a indicação a indicação dede que que este este fenómeno fenómeno tem tem duas duas vertentes, vertentes, a da a da electroluminescência electroluminescência e e a da a da fotoluminescência. fotoluminescência. DeDe uma uma forma forma simplista simplista pode pode dizer-se dizer-se que que a electroluminescência, a electroluminescência,consiste consistenanaemisemissãosão dede radiação radiação (visível (visível ouou não) não) provocada provocada pela peladiminuição diminuiçãodadaenergia energiadosdoselectrões electrões que que existem existem nosnos átomos átomos dede determinados determinados gases gases e vapores e vapores metálicos. metálicos.
UmUm gásgás livre livre dede influências influências exteriores exteriores não não contém contémcargas cargaseléctricas eléctricaslivres, livres,porque porque todos todos os os seus seus átomos átomos estão estão emem estado estado neuneutro.tro.NoNoentanto, entanto,háhádiversas diversasformas formasdede tornar tornar umum gásgás condutor. condutor. NoNo caso caso dasdas lâmlâmpadas padas dede descarga descarga o processo o processo é oé seguinte: o seguinte: o gás o gás é encerrado é encerrado nono interior interior dede umum tubo tubo dede vidro vidrocompletamente completamenteestanque, estanque,com comuma uma pressão pressãoadequada. adequada.Nas Nasextremidades extremidadesdodo tubo tubo existem existem peças peças metálicas, metálicas, denominadas denominadas dedeeléctrodos, eléctrodos,que queestão estãoelectricamente electricamente acessíveis acessíveisa apartir partirdodoexterior exteriordadaampola ampola através através dede condutores condutores eléctricos. eléctricos. SeSe entre entre os os extremos extremos dodo tubo tubo dede vidro vidro se se aplicar aplicar uma uma tensão tensão contínua, contínua, incluindo incluindo nono circuito circuito uma uma resistência resistência variável, variável, R, R, taltal como como está está representado representado nana figura figura 1, onde 1, onde o cátodo o cátodo representa representao oterminal terminaldadaampola ampolaa que a queé é aplicado aplicado o pólo o pólo negativo negativo dada fonte fonte dede tensão tensão e oe oânodo ânodorepresenta representao oterminal terminala que a queé é aplicado aplicado o pólo o pólo positivo. positivo. O facto O facto dada resistênresistênciacia R ser R ser variável variável permite permite regular regular o valor o valor dada tensão tensão queque é aplicada é aplicada aosaos eléctrodos. eléctrodos.
PorPor suasua vez, vez, podemos podemos descrever descrever a fotolumia fotoluminescência nescência como como umum fenómeno fenómeno dede emissão emissão dederadiação radiaçãovisível visível(luz), (luz),que quese seproduz produz quando quando determinadas determinadas substâncias substâncias minerais minerais sólidas sólidas sãosão atingidas atingidas porpor radiações radiações geradas geradas porpor electroluminescência. electroluminescência. Utilizando Utilizando o circuito o circuito apresentado, apresentado, aplicando aplicando uma uma tensão tensão dede valor valor adequado adequado consegue-se consegue-se OsOsfenómenos fenómenosreferidos referidosnosnosparágrafos parágrafos queque alguns alguns dosdos átomos átomos contidos contidos nana ampola ampola anteriores anteriores estão estão nana base base dodo funcionamento funcionamento dede vidro vidro se se ionizem, ionizem, ouou seja, seja, queque neles neles haja haja dasdas lâmpadas lâmpadas dede descarga, descarga, queque actualmente actualmente libertação libertaçãodedeelectrões electrõese, e,com comisso, isso,se se se se utilizam utilizam dede uma uma forma forma generalizada generalizada porpor formem formem pares pares dede portadores portadores dede carga, carga, queque o electrão o electrão libertado libertado (carga (carga negativa) negativa) e oe o constituírem constituíremfontes fontesluminosas luminosasbem bemmais mais sãosão átomo queque o perdeu, o perdeu, queque ficou ficou com com carga carga eficientes eficientesdodoquequeas asquequese sebaseiam baseiamnana átomo positiva. positiva.Estes Estespares paresportadores portadoresdedecarga carga incandescência incandescência dede umum filamento. filamento.
rente renteeléctrica, eléctrica,dado dadoque queos oselectrões electrõesse se dirigirão dirigirão para para o ânodo o ânodo dada ampola ampola e os e os iões iões positivos positivos (átomos (átomos que que perderam perderam o electrão) o electrão) se sedirigirão dirigirãopara parao ocátodo. cátodo.Esta Estacorrente corrente eléctrica eléctrica que que se se estabelece estabelece nono seio seio dodo gásgás recebe recebe o nome o nome dede descarga. descarga.
. Alimentação Figura Figura 1 . 1Alimentação de de uma uma lâmpada lâmpada de de descarga descarga
3› 3DESCARGA › DESCARGANÃO NÃO LUMINESCENTE LUMINESCENTE AsAs características características dada descarga descarga eléctrica eléctrica que que se se estabelece estabelece num num gásgás dependem dependem dede variados variados factores, factores, nomeadamente, nomeadamente, dodo valor valor dada tensão tensão aplicada aplicada aosaos eléctrodos, eléctrodos, dada constituição constituição e e forma formadosdosmesmos, mesmos,dadadistância distânciaentre entreo o ânodo ânodoe oe ocátodo, cátodo,dadapressão pressãododogásgásnono interior interiordodotubo tubodedevidro, vidro,etc.etc.Assim, Assim,ficafica muito muito difícil difícil fazer fazer umum estudo estudo detalhado detalhado dede