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
{FUNDAMENTOS SOBRE LÂMPADAS DE INCANDESCÊNCIA} SÉTIMA PARTE
Apesar de não ser a fonte luminosa de maior eficiência energética, a lâmpada incandescente ainda é muito utilizada na iluminação de interior, sobretudo em iluminação doméstica. Por esta razão, justifica se prestar lhe alguma atenção. 1› INTRODUÇÃO A lâmpada incandescente é um equipamento radiador, cujo corpo luminoso é constituído por um fio condutor eléctrico, através do qual se faz passar uma corrente que elevará a temperatura daquele até atingir um valor tal que emita radiações na zona do espectro visível. Para se conseguir uma radiação luminosa de composição espectral semelhante à da luz branca, com um bom rendimento, será necessário aumentar a temperatura que atinge o filamento o mais possível, até um determinado limite. Assim, o filamento deve apresentar as seguintes características: › O material constituinte deverá possuir elevada resistividade eléctrica. › A forma do filamento deverá ser alongada e com uma secção recta muito pequena, para se obter uma resistência de valor elevado. › O ponto de fusão do material terá de ser muito elevado, para que possa funcionar a temperaturas muito elevadas. › A ductilidade do material tem de ser muito elevada, para se poder obter filamentos compridos e muito finos. › O preço do material tem de ser baixo, para não encarecer muito o preço da lâmpada. Dadas as características enunciadas, não
existem muitos materiais capazes de as satisfazer. Ficamos limitados ao carvão em filamento e a alguns, poucos, metais. Do ponto de vista do ponto de fusão, os materiais que apresentam melhores condições são o carvão e o tungsténio, sendo o carvão o mais económico. No entanto, as lâmpadas com filamento de carvão apresentam uma duração muito curta, pelo que actualmente os filamentos são quase exclusivamente de tungsténio. Por esta razão será a esses filamentos que será prestada maior atenção neste trabalho, embora, a título de curiosidade, também se dedique alguma atenção aos filamentos de carvão.
temperaturas necessárias ao funcionamento da lâmpada. Nessa época, o metal mais apropriado que estava disponível era a platina, sendo, por isso, caro e pouco eficiente.
2› LÂMPADA DE FILAMENTO DE CARVÃO
Posteriormente, conseguiu-se uma evolução importante no fabrico de filamentos, utilizando pastas formadas por carbono puro, pulverizado e aglutinado, obtendo se filamentos de carbono puro, bem calibrados. O filamento assim obtido era montado sobre dois condutores apoiados num suporte de vidro que atravessavam para se ligarem electricamente aos condutores de alimentação da lâmpada. Por sua vez, o suporte de vidro era soldado a uma ampola de vidro, no interior da qual, com a ajuda de bombas especiais, era feito o vazio para evitar que o filamento se oxidasse rapidamente pela acção do oxigénio do ar, quando aquecia
Actualmente as lâmpadas com filamento de carvão já não são utilizadas. A razão de as incluir neste trabalho prende-se com o interesse histórico e, sobretudo, porque muitos dos seus elementos constituintes fazem também parte das modernas lâmpadas de incandescência. Quando, no século XIX, foram construídas as primeiras lâmpadas de incandescência não se dispunha de elementos metálicos com um ponto de fusão suficientemente elevado para se construir um filamento resistente às altas
Assim, os inventores da lâmpada de incandescência começaram por utilizar o carvão, que é muito mais barato e possui um ponto de fusão ainda mais alto, isto apesar dos inconvenientes que de imediato se verificaram no fabrico de um filamento adequado. A título de curiosidade podemos referir que Thomas Edison, nos Estados Unidos, utilizou as fibras de bambu carbonizadas, depois de ter ensaiado muitos outros elementos. Por sua vez, Swan, na Inglaterra, utilizou fio de algodão tratado antes de ser carbonizado.