Tipos comuns de lâmpadas

Incandescentes

A lâmpada é um dispositivo eléctrico que transforma energia elétrica em energia luminosa e energia térmica.

Desde o início do século XIX, vários inventores tentaram construir fontes de luz à base de energia elétrica. Humphry Davy, em 1802, construiu a primeira fonte luminosa com um filamento de platina, utilizando-se do efeito Joule, observado quando um resistor é aquecido pela passagem de uma corrente elétrica a ponto de emitir luz visível. Outros vinte e um inventores construíram lâmpadas incandescentes antes de Thomas Alva Edison, que foi primeiro a construir a primeira lâmpada incandescente comercializável em 1879, utilizando uma haste de carvão (carbono) muito fina que, aquecida acima de aproximadamente 900K, passa a emitir luz, inicialmente bastante avermelhada e fraca, passando ao alaranjado e alcançando o amarelo, com uma intensidade luminosa bem maior, ao atingir sua temperatura final, próximo do ponto de fusão do carbono, que é de aproximadamente 3.800K.

A haste era inserida numa ampola de vidro onde havia sido formado alto vácuo. O sistema diferia da lâmpada a arco voltaico, pois o filamento de carvão saturado em fio de algodão ficava incandescente, ao invés do centelhamento ocasionado pela passagem de corrente das lâmpadas de arco.

Como o filamento de carvão tinha pouca durabilidade, Edison começou a fazer experiências com ligas metálicas, pois a durabilidade das lâmpadas de carvão não passava de algumas horas de uso.

A lâmpada de filamento de bambu carbonizado foi a que teve melhor rendimento e durabilidade, sendo em seguida substituída pela de celulose, e finalmente a conhecida até hoje com filamento de tungsténio cuja temperatura de trabalho chega a 3000°C.

Construção:

A maior dificuldade encontrada por Swan e Edison, quando tentavam fazer lâmpadas desse tipo, era encontrar um material apropriado para o filamento, que não devia se fundir ou queimar.

Hoje em dia os filamentos são, geralmente, feitos de tungstênio, metal que só funde quando submetido a temperatura altíssima (3422 °C).

Para evitar que os filamentos entrem em combustão e se queimem rapidamente, remove-se todo o ar da lâmpada, enchendo-a com a mistura de gases inertes, nitrogênio e argônio ou criptônio.

As lâmpadas incandescentes funcionam a baixas pressões, fazendo com que o gás rarefeito funcione com um isolante térmico, já que um gás quando recebe energia, tende a expandir antes de esquentar, e como ele está rarefeito ele expande ao invés de esquentar. Mas é claro que como a energia dada a esse gás (aproximadamente 2800 °C ~ 3000 °C) é muito grande ele expande ao máximo e depois começa a transmitir a energia a ele dada. Se não houvesse esse mecanismo, não conseguiríamos conter 3000 °C dentro de um globo de vidro sem fundi-lo e os outros materiais que compõem uma lâmpada.

Funcionamento:

Quando se aciona um interruptor, a corrente eléctrica passa pela lâmpada através de duas gotas de solda de prata que se encontram na parte inferior, e em seguida, ao longo de fios de cobre que se acham firmemente fixados dentro de uma coluna de vidro. Entre as duas extremidades dos fios de cobre estende-se um outro fio muito fino chamado filamento. Quando a corrente passa por este último, torna-o incandescente, produzindo luz.

Rendimento:
Apesar do requinte exclusivo, que proporciona uma luminosidade muito mais aconchegante em ambientes, e de ter ainda maior durabilidade onde se acende e apaga com frequência, o rendimento da lâmpada incandescente é minimo: apenas o equivalente a 5% da energia elétrica consumida é transformado em luz, os outros 95% são transformados em calor. Por causa deste desperdício, a União Européia decidiu abolir as lâmpadas incandescentes a partir de 2012. [2][3][4]. Lâmpadas incandescentes poderão ser abolidas no Brasil a partir de 2013, caso a indústria consiga oferecer algum tipo de lâmpada que proporcione luminosidade com as mesmas características das tradicionais.

Lâmpadas de halogêneo ou lâmpadas halógenas são lâmpadas incandescentes com filamento de tungstênio contido em um gás inerte e uma pequena quantidade de um halogêneo como iodo ou bromo.

Funcionamento:

Realiza-se no interior do bulbo o chamado "ciclo do iodo", ou "ciclo do bromo". O tungstênio evaporado combina-se (em temperaturas abaixo de 1.400°C) com o halogênio adicionado ao gás presente no bulbo. O composto formado (iodeto de tungstênio), fica circulando dentro do bulbo, devido às correntes de convecção aí presentes, até se aproximar novamente do filamento. A alta temperatura aí reinante decompõe o iodeto, e parte do tungstênio se deposita novamente no filamento regenerando-o . O halogêneo liberado começa o ciclo. Temos assim, uma reação cíclica que reconduz o tungstênio evaporado para o filamento. Com isso, o filamento pode trabalhar em temperaturas mais elevadas (aproximadamente 3.200K a 3.400K), obtendo-se maior eficiência luminosa, fluxo luminoso de maior temperatura de cor, ausência de depreciação do fluxo luminoso por enegrecimento do bulbo e dimensões reduzidas.

As lâmpadas halógenas possuem luz brilhante, que possibilita realçar as cores e objetos com eficiência energética maior do que a das lâmpadas incandescentes comuns. Por serem compactas, as lâmpadas halógenas são utilizadas nas mais diversas luminárias, desde pequenos spots até wallwashers, oferecendo liberdade para a criação de diversos ambientes. Em termos de economia, as lâmpadas halógenas oferecem mais luz com potência menor ou igual a das incandescentes comuns, além de possuírem vida útil mais longa, variando entre 2.000 e 4.000 horas.


Lâmpada de arco de xenônio (xenon) muitas vezes chamadas simplesmente de lâmpadas de xenônio, são lâmpadas acionadas por eletricidade, do tipo descarga, de alta pressão, pertencentes a um grupo de fontes de luz denominadas de HID (do inglês High Intensity Discharge). Dois eletrodos montados em um bulbo separados por poucos milímetros de distância, na qual forma-se um pequeno arco voltaico, o qual, apesar do pequeno tamanho, emite luz de extrema intensidade. O bulbo é preenchido com gás xenônio (muitas vezes acrescido de mercúrio (Hg)), tornando-se ionizado e atingindo elevada pressão.

São utilizadas em diversas aplicações, incluindo projeções de cinema e como fonte de radiação ultravioleta, como na microscopia de fluorescência, na espectrometria de absorção, tendo luminosidade as vezes muito próximas e similares à luz do Sol (luz solar), no que possuem aplicações inclusive na medicina.

As lâmpadas de arco de xenônio podem ser aproximadamente divididas em três categorias:

- Lâmpadas de arco curto de xenônio de emissão contínua.

- Lâmpadas de arco longo de xenônio de emissão contínua.

- Lâmpadas "flash" de xenônio (as quais são usualmente consideradas separadamente)

Cada uma delas consiste de um vidro de tubo de arco de quartzo fundido com eletrodos metálicos de tungstênio em cada extremidade. No tubo de vidro é primeiramente feito o vácuo e então repreenchido com gás xenônio. Para lâmpadas instantânes ("flash"), um terceiro eletrodo "disparador" normalmente cerca o tubo do arco.

 

Lâmpada photoflood é usada em iluminação fotográfica, é um tipo de lâmpada incandescente que produz um fluxo luminoso mais intenso e uma luz mais branca que as lâmpadas incandescentes comuns para se adequar à sensibilidade à luz dos filmes fotográficos de uso corrente e à sensibilidade às cores dos filmes do tipo Tungsten (para luz artificial), visando reproduzir os objetos com formas e cores equiparáveis à do mesmo objeto quando fotografado sob luz natural.

Uma lâmpada comum com mesma base roscada E27 de uma lâmpada photoflood

Sendo lâmpadas para uso fotográfico, as lâmpadas photoflood são mais potentes que as lâmpadas usadas na iluminação doméstica, têm tipicamente 250 e 500 W.[1] Além disso, são sobrevoltadas, isto é, trabalham em regime forçado quando ligadas à rede elétrica normal para gerar um fluxo luminoso mais intenso. Seu poder de iluminação é cerca de dez vezes maior que uma lâmpada incandescente comum.

As lâmpadas photoflood, pela sua natureza e tecnologia empregada, têm curta duração. Uma photoflood que irradia uma luz com temperatura de cor de 3400 K dura cerca de mil vezes menos que uma lâmpada doméstica.

A base das lâmpadas photoflood segue o mesmo padrão dos soquetes de luminárias caseiras (o Brasil segue o padrão E27 europeu), o que permite que as photofloods possam ser usadas em casa. Ao clarear uma sala de dimensões médias, uma única photoflood torna possível fotografar sem o uso de flashes.

Características:

As lâmpadas photoflood são fabricadas com uma potência nominal de 250 e 500 W com opção de temperatura de cor de 3200 K e 3400 K, mas às vezes (e antigamente) com opção de 2900 K.

São fabricadas também photofloods para serem usadas com filmes a cores próprias para luz diurna ou então para serem usadas em combinação com luz diurna. São as lâmpadas photofloods azuis, que têm sua temperatura de cor "esquentada" de 3400 K para 4800 K ou mais com a aplicação de uma camada de cor azul.

As lâmpadas photoflood, à sua época, não eram integralmente actínicas, como são as modernas lâmpadas halógenas que são usadas em lugar das photofloods, e as que são fabricadas hoje destinam-se a simples reposição, continuando a ser lâmpadas de curta duração.

A temperatura de cor da lâmpada photoflood é fixada em 3400K ou 3200 K para parear com a temperatura de cor dos filmes fotográficos tipo A e tipo B respectivamente. A correlação de temperatura de cor, no entanto, se afasta com o tempo de uso da lâmpada, sendo necessário recorrer a medições de cor e efetuar compensações com certa freqüência quando se está produzindo diapositivos.

O IRC (Índice de Reprodução de Cores) ou, em inglês, CRI (Color Rendering Index) das lâmpadas photofloods é brilhante. Numa escala de fidelidade de reprodução variando de 0 a 100, o IRC das photofloods é simplesmente 100.

Filmes negativos e sensores de imagem de câmeras digitais são menos sensíveis a variações de temperatura de cor (CCT - Correlated Color Temperature), os desvios podem ser compensados no laboratório ou corrigidos em editores eletrônicos em fase posterior.

Tipos:

Há basicamente dois tipos de lâmpadas photofloods no mercado de materiais fotográficos. O P1 de 3400 K e o P2 de 3200 K, isto porque havia opções de filmes tipo A e tipo B para equilibrar a estas temperaturas. Considera-se, no entanto, que um filme equilibrado para uma temperatura de cor de 3300 K pode usar tanto uma photoflood como outra sem uso de filtros de compensação por implicar um desvio tolerável.

Em geral, as lâmpadas photoflood para fotografias de estúdio são apresentadas em forma de lâmpadas comuns para montagem dentro de equipamentos projetores, refletores ou difusores de luz. Para uso em estúdios de cinema e TV, as lâmpadas são freqüentemente do tipo spot, com refletor interno espelhado.

Lâmpadas substitutivas:

As lâmpadas photoflood estão em franco desuso, e muitas das lâmpadas photoflood oferecidas no mercado fotográfico são lâmpadas remanescentes, foram adquiridas há anos, só interessando àqueles que usam iluminação de alta qualidade fotográfica esporadicamente.

- Halógenas

As photofloods estão sendo substituídas por lâmpadas halógenas actínicas as quais, além de terem um melhor rendimento luminoso, costumam ter uma longevidade maior. As lâmpadas halógenas oferecem ainda opções de maior potência luminosa.

- Fluorescentes

O IRC (Índice de Reprodução de Cores) alcançado pelas lâmpadas fluorescentes já é da ordem de 90% e, mais recentemente, lâmpadas fluorescentes têm sido empregadas em fotografia. Caixas para análise de fotos coloridas estão sendo preenchidas com luz de fluorescentes fotográficas.

A aplicação das fluorescentes na iluminação de estúdio é limitada pela baixa potência destas lâmpadas, mas mesas de fotografia já podem tirar proveito dessas lâmpadas. Há softboxes de tamanho médio usando uma bateria de lâmpadas fluorescentes.

Luz artificial e câmeras digitais:

Atualmente o meio fotográfico entende por photoflood a iluminação para filmes tipo A equilibrada em 3400 K. A maioria das câmeras digitais de vídeo e de fotografia oferece um "pré-set" para Tungsten, ou Incandescent, ou ainda Halogen, equivalente a filmes tipo B equilibradas para 3200 K.

Câmeras de custo mais elevado permitem uma compensação de temperatura de cor manualmente. Isto torna boa parte das lâmpadas incandescentes, tanto as ordinárias como as photofloods tipo B, adequadas para obter fotografias com fidelidade de cores satisfatória, sem necessidade de recorrer a filtros de compensação ou a tratamentos de imagens pós-produção.

Lâmpada fluorescente é um tipo de lâmpada criada por Nikola Tesla, introduzida no mercado consumidor em 1938. Ao contrário das lâmpadas de filamento, possui grande eficiência por emitir mais energia eletromagnética em forma de luz do que calor.

As lâmpadas fluorescentes funcionam de modo semelhante aos tubos de descarga de gás néon, possuem um par de elétrodos em cada extremo. O tubo de vidro é coberto com um material à base de fósforo. Este, quando excitado com radiação ultravioleta gerada pela ionização dos gases, produz luz visível. Internamente são carregadas com gases inertes a baixa pressão, as mais comuns utilizam o árgon. Além da cobertura de fósforo, existem elétrodos em forma de filamentos nas suas extremidades. Sua função é pré-aquecer seu interior para reduzir a tensão elétrica necessária à ionização, dando a partida no processo de bombardeamento por íons positivos dos gases no interior do tubo.

Quando a composição interna for à base de vapor de mercúrio, portanto não condutiva, deve ser aplicado um gradiente de tensão de algumas centenas de volts ao mesmo tempo que as extremidades são aquecidas. Acontecendo a descarga iónica, portanto a emissão de luz U.V. e esta excitando o fósforo da parede do tubo de vidro, não há mais necessidade de alta tensão entre os extremos do tubo, sendo reduzida para menos de 100 V, no caso de lâmpadas de baixa potência e no máximo 175 V em caso de lâmpadas de alta potência.

A intensidade de corrente elétrica que passa através dos gases de baixa pressão emite grande quantidade de radiação U.V. no comprimento de onda de emissão do vapor de mercúrio. Esta é convertida em luz visível pela camada de fósforo que, dependendo da mistura aplicada, dará a tonalidade da coloração emitida.

Uma lâmpada fluorescente, para funcionar, precisa de dois acessórios extra: O Arrancador (português europeu) ou Starter (português brasileiro) (que não é mais do que um relé térmico biestável) e o balastro (que é uma bobina para gerar a alta tensão necessária ao arranque e controlar a corrente consumida pela lâmpada).

O arrancador só funciona no ato da ignição da lâmpada, ficando todo o resto do tempo desligado. Até pode ser retirado do circuito, que a lâmpada permanece acesa.

Aplicação:

As aplicações de lâmpadas fluorescentes vão desde o uso doméstico, passando pelo industrial, chegando ao uso laboratorial. Neste caso são largamente utilizadas sem cobertura de fósforo para equipamentos de esterilização por radiação ultravioleta (U.V.). Lembrando que após sua vida útil, as lâmpadas não podem ser utilizadas para outros fins, pois os gases armazenados no seu interior são muito prejudiciais ao meio ambiente. Quando quebrada o vapor de mercúrio pode contaminar e causar danos a atmosfera.

Eficiência e durabilidade:

Além de serem de duas a quatro vezes mais eficientes em relação às lâmpadas incandescentes, as fluorescentes chegam a ter vida útil acima de dez mil horas de uso, chegando normalmente à marca de vinte mil horas de uso, contra a durabilidade normal de mil horas das incandescentes. E também geram uma econômia de 80% (lâmpada de 15 W fluorescente comparada a uma lâmpada incandescente de 60 W).


Poluição:

A lâmpada fluorescente não deve ser jogada no lixo comum, nem em aterros sanitários, porque possui mercúrio (elemento químico) e fósforo em sua composição. É classificada como contaminante químico. Caso tenha destino inadequado, a lâmpada fluorescente pode poluir o ar, solo, lençóis freáticos, rios, chuvas, animais e o homem, comprometendo a cadeia alimentar. Deve ser destinada a empresas de reciclagem.


Características:

Lâmpadas planas, finas como folhas de alumínio, que não precisam de suportes metálicos, super-leves, podendo se adaptar a qualquer ambiente e servindo inclusive para aplicações médicas. Essa é a novidade apresentada por pesquisadores da Universidade de Illinois, Estados Unidos. As novas lâmpadas são formadas por um sanduíche de duas folhas de alumínio separadas por uma finíssima camada isolante de óxido de alumínio (safira). O que faz essa estrutura emitir luz é uma série de pequenas cavidades cheias de gás, que penetram a folha de alumínio superior e a camada de safira. Essas cavidades, com o formato de um diamante, são depósitos de plasma, que emitem luz sob a ação de uma corrente elétrica. O princípio é o mesmo das lâmpadas fluorescentes, só que as lâmpadas de plasma dispensam refletores e suportes. Por cima da folha superior de alumínio vai uma camada de vidro de 0,5 milímetro de espessura, com o lado interno recoberto por uma película de fósforo de 10 micrômetros de espessura. Com isso, todo o painel de lâmpadas de plasma tem uma espessura total de 0,8 milímetros. Construídos de folhas de alumínio, safira e minúsculas quantidades de gás, os painéis são finos e podem ser pendurados na parede como se fossem quadros. No atual estágio da pesquisa as lâmpadas de plasma têm uma eficiência de 15 lúmens por watt. Os pesquisadores afirmam ser possível chegar aos 30 lumens por watt quando o projeto do painel e da geometria das microcavidades estiverem revisados. Uma lâmpada incandescente tradicional tem uma eficiência entre 10 e 17 lúmens por watt.Embora o painel de lâmpadas de plasma seja seis vezes mais fino do que um painel de LEDs, o consumo de energia ainda não é o ideal. O gasto de energia das lâmpadas de plasma fica muito acima dos LEDs, em um nível intermediário entre as lâmpadas fluorescentes e as lâmpadas incandescentes.

Lâmpadas fluorescentes compactas são lâmpadas fluorescentes que possuem um reator integrado com dimensões reduzidas para que possa substituir as lâmpadas incandescentes sem mudanças na instalação elétrica.

Não pode ser descartada no lixo comum, porque possui metais pesados contaminantes em sua composição, como o mercúrio. Deve ser encaminhada para empresas especializadas na sua reciclagem, ao final da utilização.

Lâmpada de vapor de sódio é a designação dada a um tipo de lâmpada de descarga em meio gasoso que utiliza um plasma de vapor de sódio para produzir luz. Existem duas variantes deste tipo de lâmpadas: de baixa pressão (em geral designadas LPS) e de alta pressão (HPS). Como as lâmpadas de vapor de sódio causam menos poluição luminosa que outras tecnologias utilizadas para iluminação pública, cidades próximas de observatórios astronómicos e localidades onde se pretende manter a visibilidade do céu nocturno, ou onde é necessário reduzir a iluminação para proteger a biodiversidade, usam esse tipo de lâmpada.

Características da luz:

As lâmpadas de vapor de sódio emitem uma luz quase perfeitamente monocromática, com um comprimento de onda médio de 589,3 nm (resultado de duas linhas espectrais dominantes nos 589,0 e 589,6 nm). O resultado deste monocromatismo é os objectos iluminados adquirirem uma luminosidade incomum e cores dificilmente distinguíveis, resultado da reflexão da pequena largura de banda de luz amarelada emitida pela lâmpada.

A monocromia das lâmpadas de vapor de sódio faz delas uma boa escolha para situações em que a poluição luminosa seja uma restrição. É por essa razão que este tipo de lâmpadas é utilizado nas imediações de observatórios astronómicos e em áreas onde se pretenda reduzir interferência da iluminação exterior com a fauna noturna.

Ainda assim, o seu uso em grandes áreas urbanas leva a que em noites nubladas a luz seja reflectida pelas nuvens, criando uma luminosidade amarelo-alaranjada difusa. O brilho das luzes refractado pela atmosfera pode em certas circunstâncias criar um brilho alaranjado na atmosfera visível mesmo quando a zona urbana se encontra abaixo do horizonte.

A eficiência de produção de luz das lâmpadas de vapor de sódio faz delas uma óptima escolha quando se pretende iluminar com um mínimo de consumo energético, mas a sua estreita banda de emissão apenas permite o seu uso para iluminação exterior e para iluminação de segurança em circunstâncias em que a distinção das cores não seja importante.

Apesar das lâmpadas de vapor de mercúrio emitirem luz com comprimento de onda centrado numa estreita banda em torno do comprimento de onda em que o olho humano é mais sensível, colocando aquelas lâmpadas entre as mais eficazes quando avaliadas do ponto de vista fotópico.

Contudo, é importante ter em conta que as técnicas de projecto luminotécnico baseadas apenas na consideração da visão fotópica são considerados obsoletos para a maior parte dos usos da iluminação, já que aquelas técnicas não consideram de forma adequada os efeitos sobre a percepção da cor pelos utentes.

A sensibilidade da visão humana altera-se com a intensidade da luz, com a cor de máxima sensibilidade a deslocar-se para o verde-azulado durante a noite e em condições de iluminação ambiente abaixo dos 50 lux. Este efeito, conhecido por efeito de Purkinje por ter sido descrito pela primeira vez por Jan Evangelista Purkinje em 1842, leva ao deslocamento do pico de sensibilidade dos 507 nm (azul/verde) para os 555 nm (verde/amarelo) à medida que se passa de condições escotópicas para condições fotópicas.

Muitos dos regulamentos técnicos de iluminação já requerem a utilização de cálculos de iluminação baseados em técnicas de base escotópica/fotópica (S/P) que levam a condições de iluminação mais condizente com a normal visão das cores, conhecidas por condições de iluminação mesópicas. Em resultado dessas considerações, para a maioria das aplicações a utilização de luminárias com fontes de luz branca é mais eficiente do que o uso de lâmpadas de espectro com banda estreita.

Novos padrões para cálculo da iluminação foram recentemente publicados pela CIE, a International Commission on Illumination.

Lâmpadas de baixa pressão:

Uma lâmpada de sódio de baixa pressão consiste num invólucro de vidro transparente, capaz de manter um vácuo interno, revestido interiormente por uma fina camada de material transparente para a luz visível mas reflector de infravermelhos (em geral um óxido de índio-estanho). Este invólucro permite manter a atmosfera extremamente rarefeita necessária à formação do plasma de vapor de sódio e permite a saída da luz visível mantendo a radiação infravermelha no seu interior.

No interior do invólucro existe um fino tubo de vidro borosilicatado, em forma de U, contendo sódio sólido e uma pequena quantidade de uma mistura gasosa de néon e de árgon denominada mistura de Penning.

A mistura de Penning é utilizada na fase de arranque: quando a lâmpada é ligada, a mistura gasosa ioniza-se, o que permite o início da descarga eléctrica através do tubo, emitindo uma ténue luz avermelhada. Esta radiação aquece o sódio metálico, vaporizando-o, o que permite que ao fim de alguns minutos a lâmpada emita a intensa radiação amarelada característica do plasma de vapor de sódio.

As lâmpadas de vapor de sódio de baixa pressão (LPS) constituem a forma mais eficaz de produção de luz por electricidade que se conhece quando medida em condições de iluminação fotópica, produzindo até 200 lm/W[2]. Esta eficiência resulta da emissão se fazer concentrada numa estreita banda em torno do comprimento de onda em que o olho humano é mais sensível.

As lâmpadas LPS são comercializadas com potências padronizadas que vão dos 10 W até aos 180 W; mas potências muito superiores podem ser facilmente produzidas para utilizações específicas.

As lâmpadas LPS apresentam uma maior semelhança com as lâmpadas fluorescentes do que com as lâmpadas de vapor de mercúrio de alta pressão: ambos os tipos partilham uma forma linear, baixa pressão interna e baixa intensidade de corrente eléctrica. Tal como nas fluorescentes, nas LPS não há formação de um arco de grande intensidade luminosa, antes emitindo um brilho suave, de que resulta um menor risco de encandeamento.

Outra característica que as diferencia das lâmpadas de alta pressão, que se apagam quando haja redução da voltagem, ainda que ligeira, é a sua resistência a flutuações de tensão da rede eléctrica, recuperando rapidamente o brilho quando haja reposição da tensão normal.

Outra importante característica das LPS é a sua capacidade de manter um fluxo luminoso constante durante toda a sua vida útil. Ao contrário das lâmpadas de alta pressão, que perdem luminosidade com o uso ao ponto de se tornarem ineficientes, mas mantendo o consumo de energia eléctrica constante, as LPS apesar de manterem a luminosidade vão aumentando ligeiramente o consumo (cerca de 10%) à medida que se aproxima do fim da sua vida útil, o que nas lâmpadas de boa qualidade em geral ocorre após cerca de 18.000 horas de uso. As LPS em fim de vida útil não entram em apagamento cíclico, isto é não sofrem os arranques sucessivos seguidos de quase imediato apagamento e reacendimento que caracteriza o fim de vida das lâmpadas de alta pressão.

Lâmpadas de alta pressão:

As lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão (conhecidas pelo acrónimo inglês HPS) são menores e contém elementos químicos adicionais, nomeadamente mercúrio. Em consequência produzem uma luminosidade rosada quando são acesas, evoluindo gradualmente para um luz suave de cor alaranjada quando aquecem. Alguns modelos de lâmpadas que usam esta tecnologia produzem no arranque uma luz azulada, resultante da emissão do mercúrio antes do sódio estar suficientemente aquecido e ionizado para formar um plasma.

Tal como na variante de baixa pressão, nestas lâmpadas a principal fonte de luz é a emissão espectral do sódio elementar com predomínio para a sua linha D. Contudo, ao contrário do que acontece com a emissão das lâmpadas de baixa pressão, a largura de banda da emissão é substancialmente alargada pela ressonância induzida pela alta pressão de vapor no interior da lâmpada e pelas emissões do mercúrio. Em consequência a luz perde o monocromatismo, permitindo uma boa distinção das cores dos objectos iluminados. Outros efeitos que contribuem para o alargamento espectral são a auto-reversão, devida à absorção de fotões na região externa mais fria do tubo, e o efeito da força de van der Waals dos átomos de mercúrio no arco, este último afectando essencialmente a região vermelha do espectro emitido.

Uma variante da tecnologia, com maior enriquecimento em mercúrio, geralmente denominada por lâmpadas SON, produz luz esbranquiçada com grande largura espectral, permitindo uma excelente discriminação das cores. Uma tipo de lâmpadas SON introduzido em 1986, com uma maior pressão interna, produz uma temperatura de cor próxima dos 2700 K, com um Índice de Reprodução de Cor (IRC) de 85; valores muito próximos dos obtidos com lâmpadas de incandescência[3]. Este tipo de lâmpadas, mais caras e menos eficientes, é utilizado para iluminação de grandes espaços interiores.

As lâmpadas HPS são utilizadas para iluminação de estufas e de câmaras de crescimento de algas e plantas dado que a sua emissão se centra em torno da região espectral de maior eficiência fotossintética, permitindo a produção de elevadas intensidades luminosas com um baixo custo energético.

As lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão são muito eficientes na transformação de energia eléctrica em luz, atingindo uma eficácia da ordem dos 100 lm/W quando medidas em condições de visão fotópica. Em consequência são frequentemente utilizadas para iluminação exterior, iluminação cénica e iluminação de segurança.

A elevada pressão e actividade química do arco de sódio requer particular resistência e estabilidade química no tubo de arco da lâmpada. Por essa razão a maioria das lâmpada é construída recorrendo a um tubo translúcido de alumina.

Tal como as lâmpadas de baixa pressão, as HPS requerem a presença de um gás ionizável na fase de arranque. Para tal recorre-se a xénon em muito baixa pressão, já que este gás apresenta a mais baixa condutividade térmica e o menor potencial de ionização de todos os gases nobres não radioactivos. Sendo um gás nobre, o xénon não interfere com as reacções químicas que ocorrem durante o funcionamento da lâmpada, a baixa condutividade térmica minimiza as perdas térmicas da lâmpada quando em operação e o seu baixo potencial de ionização permite um fácil arranque a frio, já que a voltagem de ruptura do gás é relativamente baixa à pressão e temperatura da lâmpada fria.

O funcionamento de uma lâmpada de vapor de sódio de alta pressão assenta na ionização de uma mistura de vapores de sódio e de mercúrio metálicos obtidos a partir da evaporação de uma pequena quantidade de amálgama de sódio mantida na parte mais arrefecida da lâmpada. Após o arranque promovido pela ionização do xénon, a temperatura da amálgama sobe rapidamente em função da potência dissipada pelo plasma formado pelo xénon. À medida que a temperatura da amálgama aumenta, aumentam as pressões parciais dos vapores metálicos no interior da lâmpada, o que por sua vez leva à diminuição da sua resistência eléctrica, com o consequente aumento da corrente e da dissipação de energia, até ser atingida a potência nominal da lâmpada. Para uma dada voltagem existem três modos de operação:

A lâmpada está apagada e nenhuma corrente eléctrica flui;

A lâmpada está acesa mantende amálgama líquida no tubo;

A lâmpada está acesa e toda a amálgama se evaporou.

Os primeiro e o último modos de operação (1 e 3) são inerentemente estáveis, dado que a resistência eléctrica da lâmpada apresenta uma fraca dependência em relação à voltagem aplicada. Pelo contrário, o segundo modo de operação (2) é instável e fortemente dependente da corrente, já que qualquer aumento da corrente causa necessariamente um aumento na potência dissipada, o que por sua vez leva a um aumento da temperatura da amálgama com o consequente aumento da evaporação dos metais e da pressão parcial dos seus vapores no interior da lâmpada. Como consequência, a resistência eléctrica do conjunto é reduzida, produzindo novo aumento da potência dissipada e da evaporação, num crescendo que apenas termina com a total evaporação da amálgama, ou seja quando seja atingido o último modo de operação (3). Como as lâmpadas existentes no mercado não foram projectadas para aceitar grandes dissipações de potência, tal aumento de corrente levaria à destruição da lâmpada. Por razões inversas, uma quebra na corrente levaria ao arrefecimento da amálgama e a uma redução tal da corrente que a lâmpada se extinguiria.

Assim, a operação da lâmpada faz-se sempre no segundo modo (2), mantendo-se um equilíbrio dinâmico entre a amálgama líquida e os vapores metálicos. Esse equilíbrio é conseguido através da manutenção de uma corrente constante através da lâmpada com recurso a um balastro indutivo ligado em série com a lâmpada. A utilização de corrente alternada permite a utilização do efeito indutivo em vez de soluções puramente resistivas, muito mais dissipadores de energia. Por outro lado, o balastro indutivo permite a criação de um pico de voltagem para o rearranque da lâmpada, já que na prática ela se apaga em cada ponto nulo do ciclo de corrente (50 vezes por segundo nas redes de corrente alternada a 50 Hz).

Devido à lenta perda de vapor através da formação de compostos estáveis e da adsorção e absorção de átomos dos metais, em particular do sódio, pelos materiais que constituem as paredes da lâmpada, a amálgama vai sendo progressivamente esgotada. Em geral, nas boas lâmpadas, o esgotamento da amálgama para um nível inferior ao necessário para a manutenção da estabilidade do plasma ocorre após cerca de 20 000 horas de funcionamento. Quando tal ocorre a lâmpada entre num processo de apagamento cíclico (cycling), de frequência progressivamente mais elevada à medida que a pressão parcial dos vapores metálicos decresce.

O apagamento cíclico resulta do seguinte efeito: a lâmpada acende com uma voltagem relativamente baixa, mas a subida da pressão do vapor de sódio não aumenta na proporção da corrente que atravessa o tubo, o que leva a que seja progressivamente necessária uma maior voltagem para manter a corrente; quando a voltagem excede o máximo permitido pelo balastro, a lâmpada apaga-se, mas ao arrefecer permite o rearranque, entrando assim num ciclo de constantes apagamentos e reacendimentos. Este efeito é evitado pela utilização de balastros capazes de detectar os repetidos reacendimentos, desligando a corrente quando tal acontece.

Lâmpada de néon é uma lâmpada de descarga em gás que contém sobretudo néon a baixa pressão. O termo é por vezes usado para dispositivos semelhantes que contêm outros gases nobres, habitualmente para produzir cores diferentes. A lâmpada de néon foi inventada pelo inventor norte-americano e engenheiro elétrico Daniel McFarlan Moore (1869 – Nova Jersey, 1933).

Uma corrente elétrica pequena, que pode ser corrente alterna (AC) ou corrente contínua (DC) é feita passar pelo tubo, fazendo com que um ou os dois eletrodos brilhem com cor vermelho - laranja. A fórmula exata do gás no seu interior é tipicamente a mistura de Penning, ou seja, 99,5% de néon e 0,5% de Árgon, que tem uma tensão de quebra|arranque inferior ao do néon puro. A tensão aplicada tem de atingir inicialmente o valor da tensão de arranque, antes que a lâmpada acenda. Depois de acesa, a tensão necessária para manter o seu funcionamento é significativamente (~30%) inferior. Quando alimentada por uma fonte de tensão contínua (DC), apenas o eletrodo carregado negativamente (Cátodo) irá brilhar. Quando alimentada por uma tensão alterna AC, ambos os eletrodos irão brilhar (cada um durante metade da duração de cada ciclo de tensão alternada). Estes atributos fazem as lâmpadas de néon (com resistência em série) muito convenientes para a sua utilização em dispositivos de teste/sinalização de baixo custo; são capazes de fornecer a informação se a tensão fornecida é contínua ou alterna e se for contínua, qual a polarização dos pontos a serem testados. As lâmpadas de néon funcionam usando uma descarga de baixa corrente. Dispositivos com maior potência, tais como as lâmpadas de vapor de mercúrio, ou as lâmpadas de halogéneo metálico, usam uma corrente de descarga muito mais elevada.

Uma vez acesa, uma lâmpada de néon tem uma curva de característica de resistência negativa: aumentando a corrente que passa através do dispositivo, aumenta o número de iões, diminuindo portanto a resistência da lâmpada, o que irá provocar um aumento da corrente(este comportamento ocorre entre os pontos A e B no gráfico de corrente versus tensão da lâmpada). Por causa desta característica, o circuito externo de alimentação à lâmpada tem de providenciar um meio de limitar a corrente, caso contrário, a corrente irá rapidamente aumentar, até provocar a destruição da lâmpada. No caso de luzes indicadoras, uma resistência é convencionalmente usada para limitar a corrente. Os letreiros de néon, por serem maiores, costumam usar um transformador ou balastro de alta tensão, construído especialmente para o efeito, que introduz uma grande quantidade de indutância reativa no enrolamento (o que alimenta ou está em série com a lâmpada, caso seja um transformador ou uma bobina/balastro, respectivamente).

Quando a corrente através da lâmpada for inferior à corrente necessária para atravessar o espaço maior entre eléctrodos, o brilho da descarga pode-se tornar instável e não cobrir toda a superfície dos eléctrodos. Isto pode ser um sinal de envelhecimento das lâmpadas indicadoras, mas é um efeito explorado nas lâmpadas de “chama cintilante”. Por outro lado, enquanto uma corrente fraca demais, provoca cintilação, uma corrente grande demais provoca um desgaste acelerado dos eléctrodos, ao estimular o fenómeno da pulverização catódica, o que irá cobrir a superfície interna da lâmpada com uma camada metálica, causando o seu escurecimento.

O efeito de cintilar é causado pelas diferenças no potencial de ionização do gás, que depende do espaçamento entre os eletrodos, temperatura, radiação ambiente e a pressão do gás. A diferença de potencial (d.d.p.-tensão elétrica) necessária para iniciar a descarga é mais elevada do que a necessária para manter a mesma. Quando não existir corrente suficiente para ionizar todo o volume do gás à volta dos eletrodos, apenas uma ionização parcial ocorre e o brilho forma-se sobre apenas parte da superfície dos eléctrodos. Correntes convectoras fazem com que as áreas que brilham se movam para cima, não como numa descarga numa Escada de Jacob. Um efeito de foto-ionização, pode também ser observado aqui, ao iluminar a superfície dos eléctrodos com luz externa, o que irá aumentar o tamanho da área coberta pelo brilho da descarga.

Em comparação com as lâmpadas de incandescência, as lâmpadas de néon têm uma eficiência luminosa muito superior. Isto é devido ao fato de a incandescência ser uma radiação luminosa causada pelo calor e por isso, grande parte da energia elétrica entregue a uma lâmpada de incandescência é convertida em calor.

Lâmpada de luz negra

A radiação ultravioleta (UV) é a radiação eletromagnética ou os raios ultravioleta com um comprimento de onda menor que a da luz visível e maior que a dos raios X, de 380 nm a 1 nm. O nome significa mais alta que (além do) violeta (do latim ultra), pelo fato de que o violeta é a cor visível com comprimento de onda mais curto e maior frequência.

A radiação UV pode ser subdividida em UV próximo (comprimento de onda de 380 até 200 nm - mais próximo da luz visível), UV distante (de 200 até 10 nm) e UV extremo (de 1 a 31 nm).

No que se refere aos efeitos à saúde humana e ao meio ambiente, classifica-se como UVA (400 – 320 nm, também chamada de "luz negra" ou onda longa), UVB (320–280 nm, também chamada de onda média) e UVC (280 - 100 nm, também chamada de UV curta ou "germicida"). A maior parte da radiação UV emitida pelo sol é absorvida pela atmosfera terrestre. A quase totalidade (99%) dos raios ultravioleta que efetivamente chegam a superfície da Terra são do tipo UV-A. A radiação UV-B é parcialmente absorvida pelo ozônio da atmosfera e sua parcela que chega à Terra é responsável por danos à pele. Já a radiação UV-C é totalmente absorvida pelo oxigênio e o ozônio da atmosfera.

As faixas de radiação não são exatas. Como exemplo, o UVA começa em torno de 410 nm e termina em 315 nm. O UVB começa em 330 nm e termina em 270 nm aproximadamente. Os picos das faixas estão em suas médias.

Seu efeito bactericida a torna utilizável em dispositivos que mantêm a assepsia de certos estabelecimentos.

Outro uso é a aceleração da polimerização de certos compostos. Também é utilizada para apagar dados escritos em uma memória eletrônica EPROM.

Muitas substâncias, quando expostas à radiação UV, se comportam de modo diferente de quando expostas à luz visível, tornando-se fluorescentes. Este fenômeno se dá pela excitação dos elétrons nos átomos e moléculas dessa substância ao absorver a energia da luz invisível. Ao retornar a seus níveis normais (níveis de energia), o excesso de energia é reemitido sob a forma de luz visível.

Existem certas lâmpadas ultravioleta que emitem comprimentos de onda próximos à luz visível entre 380 e 420 nm. Estas são chamadas de lâmpadas de "luz negra".

O UV destas lâmpadas é obtido principalmente através de uma lâmpada fluorescente sem a proteção do componente (fósforo) que a faz emitir luz visível.

Dentro da lâmpada há um vapor (mercúrio) que, na passagem de elétrons, emite radiação no comprimento de onda do ultravioleta. Esta radiação liberada "bate" na borda da lâmpada que é revestida internamente por um fósforo. O fósforo excitado com a energia recebida reemite a energia em comprimentos de onda do visível (branco).

A diferênça para a luz negra, é que esta não possui o revestimento de fósforo, deixando, assim, passar toda radiação ultravioleta.

Este tipo de luz é usada em aparelhos elétricos para atrair insetos e eletrocutá-los. Outros tipos de uso são para identificar dinheiro falso, decoração, boates e tuning.

Luz estrobo

Um estroboscópio consiste num dispositivo óptico que permite estudar e registar o movimento contínuo ou periódico de elevada velocidade de um corpo, com o objectivo de o fazer parecer estacionário. Obtém-se um conjunto de imagens discretas mas que são representativas do percurso que o corpo descreve. Esse efeito é conseguido através da alternância entre a iluminação com uma luz intensa e o bloqueamento dessa luz com um diafragma - lâmpada estroboscópica. Quando é utilizado com uma lâmpada estroboscópica permite determinar a frequência de rotação de corpos, pois fazendo coincidir a frequência da iluminação com a do movimento, cada feixe de luz ilumina a mesma fase do movimento, resultando numa aparente imobilidade do corpo em rotação. Se as frequências do estroboscópio e do processo de medição coincidirem, o processo parece estar parado. Se não se der a referida coincidência, então o processo avança ou retrocede lentamente a uma frequência maior.

Lâmpada LED, o diodo emissor de luz também é conhecido pela sigla em inglês LED (Light Emitting Diode). Sua funcionalidade básica é a emissão de luz em locais e instrumentos onde se torna mais conveniente a sua utilização no lugar de uma lâmpada. Especialmente utilizado em produtos de microeletrônica como sinalizador de avisos, também pode ser encontrado em tamanho maior, como em alguns modelos de semáforos. Também é muito utilizado em painéis de led, cortinas de led e pistas de led.

O LED é um diodo semicondutor (junção P-N) que quando é energizado emite luz visível por isso LED (Diodo Emissor de Luz). A luz não é monocromática (como em um laser), mas consiste de uma banda espectral relativamente estreita e é produzida pelas interações energéticas do electrão (português europeu)/elétron (português brasileiro). O processo de emissão de luz pela aplicação de uma fonte elétrica de energia é chamado eletroluminescência.

Em qualquer junção P-N polarizada diretamente, dentro da estrutura, próximo à junção, ocorrem recombinações de lacunas e elétrons. Essa recombinação exige que a energia possuída elétrons, que até então era livre, seja liberada, o que ocorre na forma de calor ou fótons de luz .

No silício e no germânio, que são os elementos básicos dos diodos e transistores, entre outros componentes electrônicos, a maior parte da energia é liberada na forma de calor, sendo insignificante a luz emitida (devido a opacidade do material), e os componentes que trabalham com maior capacidade de corrente chegam a precisar de irradiadores de calor (dissipadores) para ajudar na manutenção dessa temperatura em um patamar tolerável.

Já em outros materiais, como o arsenieto de gálio (GaAs) ou o fosfeto de gálio (GaP), o número de fotons de luz emitido é suficiente para constituir fontes de luz bastante eficientes.

A forma simplificada de uma junção P-N de um led demonstra seu processo de eletroluminescência. O material dopante de uma área do semicondutor contém átomos com um elétron a menos na banda de valência em relação ao material semicondutor. Na ligação, os íons desse material dopante (íons "aceitadores") removem elétrons de valência do semicondutor, deixando "lacunas" (ou buracos), portanto, o semicondutor torna-se do tipo P. Na outra área do semicondutor, o material dopante contém átomos com um elétron a mais do que o semicondutor puro em sua faixa de valência. Portanto, na ligação esse elétron fica disponível sob a forma de elétron livre, formando o semicondutor do tipo N.

Os semicondutores também podem ser do tipo compensados, isto é, possuem ambos os dopantes (P e N). Neste caso, o dopante em maior concentração determinará a que tipo pertence o semicondutor. Por exemplo, se existem mais dopantes que levariam ao P do que do tipo N, o semicondutor será do tipo P. Isso implicará, contudo, na redução da Mobilidade dos Portadores.

A Mobilidade dos Portadores é a facilidade com que cargas n e p (elétrons e buracos) atravessam a estrutura cristalina do material sem colidir com a vibração da estrutura. Quanto maior a mobilidade dos portadores, menor será a perda de energia, portanto mais baixa será a resistividade.

Na região de contato das áreas, elétrons e lacunas se recombinam, criando uma fina camada praticamente isenta de portadores de carga, a chamada barreira de potencial, onde temos apenas os íons "doadores" da região N e os íons "aceitadores" da região P, que por não apresentarem portadores de carga "isolam" as demais lacunas do material P dos outros elétrons livres do material N.

Um elétron livre ou uma lacuna só pode atravessar a barreira de potencial mediante a aplicação de energia externa (polarização direta da junção). Aqui é preciso ressaltar um fato físico do semicondutor: nesses materiais, os elétrons só podem assumir determinados níveis de energia (níveis discretos), sendo as bandas de valência e de condução as de maiores níveis energéticos para os elétrons ocuparem.

A região compreendida entre o topo da de valência e a parte inferior da de condução é a chamada "banda proibida". Se o material semicondutor for puro, não terá elétrons nessa banda (daí ser chamada "proibida"). A recombinação entre elétrons e lacunas, que ocorre depois de vencida a barreira de potencial, pode acontecer na banda de valência ou na proibida. A possibilidade dessa recombinação ocorrer na banda proibida se deve à criação de estados eletrônicos de energia nessa área pela introdução de outras impurezas no material.

Como a recombinação ocorre mais facilmente no nível de energia mais próximo da banda de condução, pode-se escolher adequadamente as impurezas para a confecção dos LEDs, de modo a exibirem bandas adequadas para a emissão da cor de luz desejada (comprimento de onda específico).

Funconamento:

A luz emitida não é monocromática, mas a banda colorida é relativamente estreita. A cor, portanto, dependente do cristal e da impureza de dopagem com que o componente é fabricado. O led que utiliza o arsenieto de gálio emite radiações infra-vermelhas. Dopando-se com fósforo, a emissão pode ser vermelha ou amarela, de acordo com a concentração. Utilizando-se fosfeto de gálio com dopagem de nitrogênio, a luz emitida pode ser verde ou amarela. Hoje em dia, com o uso de outros materiais, consegue-se fabricar leds que emitem luz azul, violeta e até ultra-violeta. Existem também os leds brancos, mas esses são geralmente leds emissores de cor azul, revestidos com uma camada de fósforo do mesmo tipo usado nas lâmpadas fluorescentes, que absorve a luz azul e emite a luz branca. Com o barateamento do preço, seu alto rendimento e sua grande durabilidade, esses leds tornam-se ótimos substitutos para as lâmpadas comuns, e devem substituí-las a médio ou longo prazo. Existem também os leds brancos chamados RGB (mais caros), e que são formados por três "chips", um vermelho (R de red), um verde (G de green) e um azul (B de blue). Uma variação dos leds RGB são leds com um microcontrolador integrado, o que permite que se obtenha um verdadeiro show de luzes utilizando apenas um led.

Encontra-se o aspecto físico de alguns leds e o seu símbolo elétrico.

Em geral, os leds operam com nível de tensão de 1,6 a 3,3V, sendo compatíveis com os circuitos de estado sólido. É interessante notar que a tensão é dependente do comprimento da onda emitida. Assim, os leds infravermelhos geralmente funcionam com menos de 1,5V, os vermelhos com 1,7V, os amarelos com 1,7V ou 2.0V, os verdes entre 2.0V e 3.0V, enquanto os leds azuis, violeta e ultra-violeta geralmente precisam de mais de 3V. A potência necessária está na faixa típica de 10 a 150 mW, com um tempo de vida útil de 100.000 ou mais horas.

Como o led é um dispositivo de junção P-N, sua característica de polarização direta é semelhante à de um diodo semicondutor.

Sendo polarizado, a maioria dos fabricantes adota um "código" de identificação para a determinação externa dos terminais A (anodo) e K (catodo) dos leds.

Nos leds redondos, duas codificações são comuns: identifica-se o terminal K como sendo aquele junto a um pequeno chanfro na lateral da base circular do seu invólucro ("corpo"), ou por ser o terminal mais curto dos dois. Existem fabricantes que adotam simultaneamente as duas formas de identificação.

Nos leds retangulares, alguns fabricantes marcam o terminal K com um pequeno "alargamento" do terminal junto à base do componente, ou então deixam esse terminal mais curto.

Mas, pode acontecer do componente não trazer qualquer referência externa de identificação dos terminais. Nesse caso, se o invólucro for semi-transparente, pode-se identificar o catodo (K) como sendo o terminal que contém o eletrodo interno mais largo do que o eletrodo do outro terminal (anodo). Além de mais largo, às vezes o catodo é mais baixo do que o anodo.

Os diodos emissores de luz são empregados também na construção dos displays alfa-numéricos.

Há também leds bi-colores, que são constituídos por duas junções de materiais diferentes em um mesmo invólucro, de modo que uma inversão na polarização muda a cor da luz emitida de verde para vermelho, e vice-versa. Existem ainda leds bicolores com três terminais, sendo um para acionar a junção dopada com material para produzir luz verde, outro para acionar a junção dopada com material para gerar a luz vermelha, e o terceiro comum às duas junções. O terminal comum pode corresponder à interligação dos anodos das junções (leds bicolores em anodo comum) ou dos seus catodos (leds bi-colores em catodo comum).

Embora normalmente seja tratado por led bicolor (vermelho+verde), esse tipo de led é na realidade um "tricolor", já que além das duas cores independentes, cada qual gerada em uma junção, essas duas junções podem ser simultaneamente polarizadas, resultando na emissão de luz alaranjada.

Geralmente, os leds são utilizados em substituição às lâmpadas de sinalização ou lâmpadas pilotos nos painéis dos instrumentos e aparelhos diversos. Para fixação nesses painéis, é comum o uso de suportes plásticos com rosca.

Como o diodo, o LED não pode receber tensão diretamente entre seus terminais, uma vez que a corrente deve ser limitada para que a junção não seja danificada. Assim, o uso de um resistor limitador em série com o Led é comum nos circuitos que o utilizam. Para calcular o valor do resistor usa-se a seguinte fórmula: R = (Vfonte-VLED)/ILED, onde Vfonte é a tensão disponível, VLED é a tensão correta para o LED em questão e ILED é a corrente que ele pode suportar com segurança.

Tipicamente, os LEDs grandes (de aproximadamente 5 mm de diâmetro, quando redondos) trabalham com correntes da ordem de 12 a 30 mA e os pequenos (com aproximadamente 3 mm de diâmetro) operam com a metade desse valor.

Assim:

Adotamos I1 = 15 mA e I2 = 8 mA, Vfonte = 12 V, VLED = 2 V:

R1 = (12 - 2)/0,015 = 10/0,015 = 680*

R2 = (12 - 2)/0,008 = 10/0,008 = 1K2*

Aproximamos os resultados para os valores comerciais mais próximos.

Os LEDs não suportam tensão reversa (Vr) de valor significativo, podendo-se danificá-los com apenas 5V de tensão nesse sentido. Por isso, quando alimentado por tensão C.A., o LED costuma ser acompanhado de um diodo retificador em antiparalelo (polaridade invertida em relação ao LED), com a finalidade de conduzir os semi-ciclos nos quais ele - o LED - fica no corte, limitando essa tensão reversa em torno de 0,7V (tensão direta máxima do diodo), um valor suficientemente baixo para que sua junção não se danifique. Pode-se adotar também uma ligação em série entre o diodo de proteção e o LED.

 



 

 

 

 

 

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