Universidade de Fortaleza – UNIFOR

Centro de Ciências e Tecnologia – CCT

Curso: Engenharia Civil

Disciplina: Instalações Elétricas - Laboratório

Prof.: Fernando Moura

Aluno: Diego Tibério de Q. Martins Matrícula: 1514606

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS COM

EMPREGO DE LÂMPADAS DE DESCARGAS

FLUORESCENTES DE BAIXO E ELEVADO

CONSUMO COM DIMERIZAÇÃO E

LÂMPADAS LED

Fortaleza/Ceará

Setembro/2015

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SUMÁRIO

Introdução ...................................................................................................................... 3

Fundamentação teórica .................................................................................................... 3

Lâmpadas Fluorescentes .................................................................................... 3

Lâmpadas de LED ........................................................................................... 8

Luxímetro ....................................................................................................... 11

Conclusão ...................................................................................................................... 12

Referências bibliográficas ............................................................................................. 12

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INTRODUÇÃO

Com a modernização e novas tecnologias, o homem foi capaz de empregar novas

formas de converter energia elétrica em luz. O relatório presente vem comentar como

ocorre o funcionamento das lâmpadas fluorescentes e LEDs em instalações elétricas,

seus rendimentos, especificações, consumos e vantagens.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Vamos nos deter ao estudo individual de cada uma das lâmpadas, começando com as

lâmpadas fluorescentes e depois analisando os conceitos e características das lâmpadas

LEDs. familiarizar tais conceitos.

LÂMPADAS FLUORESCENTES:

A lâmpada fluorescente foi criada por Nikola Tesla, introduzida no mercado

consumidor a partir de 1938. Ao contrário das lâmpadas de incandescentes, possui

grande eficiência na emissão de energia eletromagnética em forma de luz do que calor.

As lâmpadas fluorescentes funcionam como tubos de descarga de gás néon, possuem

um par de elétrodos em cada extremo. O tubo de vidro é coberto com um material de

fósforo. Este, quando excitado com radiação ultravioleta gerada pela ionização dos

gases, produz luz visível. Internamente são carregadas com gases a baixa pressão, as

mais comuns utilizam o Árgon. Sua função é pré-aquecer seu interior para reduzir a

tensão elétrica necessária à ionização dos gases, dando a partida no processo de

bombardeamento por íons positivos dos gases no interior do tubo.

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Os átomos bombardeados

pelos elétrons da corrente

emitem luz (fótons)

Uma lâmpada fluorescente, para funcionar, precisa de dois acessórios extra: Um Reator

(Ballast) e um Starter.

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O que é um reator?

O reator é um equipamento auxiliar utilizado em conjunto com

as lâmpadas de descarga (lâmpadas fluorescentes, vapor

mercúrio, vapor de sódio e vapor metálico) que tem como

objetivo limitar a corrente na lâmpada e fornecer as

características elétricas adequadas. Os tipos de reatores

encontrados no mercado são: eletromagnéticos e eletrônicos.

A correta aplicação dos reatores faz com que ocorra um melhor desempenho para os

projetos elétrico, contribuindo diretamente para a manutenção do fluxo luminoso e a

vida útil da lâmpada.

O que é um Starter?

É simplesmente uma chave temporizada que permite que a corrente

passe pelos filamentos nas extremidades do tubo. Onde a corrente faz

com que os contatos do starter se aqueçam e abram, interrompendo o

fluxo e fazendo com que o tubo se acenda. Uma vez que o tubo esteja

aceso haverá uma baixa resistência e o reator funcionará como

limitador de corrente.

Quando se acende uma lâmpada fluorescente, o starter é uma chave

fechada. Os filamentos nas extremidades da lâmpada são aquecidos pela passagem de

corrente elétrica e criam, internamente, uma nuvem de elétrons. O starter assume, então,

o papel de uma chave temporizada que abre após um ou dois segundos. Ao abrir, a

tensão sobre o tubo permite que os elétrons fluam pelo tubo e ionizem o vapor de

mercúrio.

Sem o starter, um fluxo constante de elétrons nunca seria criado entre os dois filamentos

e a iluminação piscaria. Sem o reator, haveria um curto-circuito entre os filamentos,

drenando uma elevada corrente. Esta corrente poderia evaporizar os filamentos ou até

provocar a explosão da lâmpada.

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Fator de potência de uma lâmpada fluorescente

O Fator de potência indica o grau de defasagem entre a tensão e a corrente

proporcionada pelo reator no circuito (também conhecido como reatância). Esse valor é

fornecido pelo fabricante do reator e consta em catálogos e na etiqueta do produto.

De acordo com a portaria do DNAEE-1569/93, o fator de potência é considerado alto

quando for maior do que 0,92 indutivo ou capacitivo.

Este valor revela com qual eficiência uma instalação está utilizando a energia elétrica.

Consiste na relação entre a potência consumida (kW) e a potência fornecida pela

Concessionária (kVA).

Aparelhos elétricos, inclusive os reatores, consomem uma energia chamada reativa. A

Concessionária fornece a energia conhecida como potência aparente e o consumo das

instalações é medido pela potência ativa.

No gráfico abaixo podemos observar o cálculo do Fator de potência.

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Características e aplicações das Lâmpadas Fluorescentes

Eficiência: alta.

IRC (índice de reprodução de cores): 85%

Vida útil: cerca de 7.500 horas, enquanto as incandescentes duram apenas 1.000.

Tensão de rede: 127/220V

Sustentabilidade: são ecologicamente corretas por reduzir a exploração dos recursos

naturais. Elas consomem menos energia, diminuindo a necessidade da construção de

novas usinas para produzí-las. A indústria tem investido em modelos com partes

totalmente recicláveis e teor de mercúrio bastante reduzido.

Uso: residencial, comercial e industrial. Iluminação geral em spots, luminárias de

sobrepor ou de embutir, plafons, arandelas, abajures, lustres, etc.

Eficiência luminosa: é cinco vezes maior que a das incandescentes: superam os 70

lumen/ Watt.

Lâmpada fluorescente compacta

Têm a mesma tecnologia das lâmpadas fluorescentes

comuns. Como podem ter temperatura de cor, tamanho

semelhante às lâmpadas de incandescência e casquilho E27,

são as suas substitutas naturais, especialmente devido à

economia de energia proporcionada que pode ir até 80% e

uma duração que pode ser 15 vezes maior.

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LÂMPADAS DE LED:

Cada vez mais os LEDs vêm sendo utilizados para substituir sistemas completos de

iluminação. Diferente de lâmpadas comuns, as lâmpadas de LED não utilizam

filamentos metálicos que se queimam, radiação utravioleta, descarga de gases dentre

outros e, além disso, consomem muito menos energia.

Basicamente o LED – do inglês Light Emitting Diode (Diodo Emissor de Luz) – é um

semicondutor que emite luz quando percorrido por uma corrente elétrica. A cor da luz

emitida pode ser branca, branco comercial, amarela ou qualquer cor do espectro de

cores. Em termos de capacidade e qualidade de iluminação, as luzes de LED são

similares às incandescentes. Porém, utilizam 10 vezes menos energia para isso. Com a

sua utilização, a economia na conta pode chegar a 90%.

As lâmpadas de LED também se destacam por sua durabilidade. Sua vida útil média é

de 40.000 horas. Isso significa que uma lâmpada LED pode ficar mais de 4 anos e meio

acesa de forma ininterrupta!

Contudo o sistema de iluminação com LEDs necessita de um circuito para a sua

alimentação. O circuito de acionamento dos LEDs deve ser projetado para ter uma vida

útil elevada e um baixo consumo de energia. Este tipo de circuito, conhecido como

“driver”, deve utilizar poucos componentes para obter um baixo custo. Em um sistema

de iluminação com LEDs o circuito de acionamento é considerado a parte mais fraca do

sistema e as falhas são geralmente causadas em função das altas temperaturas

(TARASHIOON et al., 2011).

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Lâmpadas LED e incandescentes são duas tecnologias completamente diferentes. Por

isso, uma lâmpada LED de 10W ilumina o mesmo que uma incandescente de 60W. É

preciso entender que Watt é uma unidade de medida de consumo de energia e

desempenho e não diz nada a respeito de luminosidade, ok? Assim, as lâmpadas LED

consomem um sexto de energia para produzir a mesma luminosidade de uma

incandescente.

No quadro abaixo podemos um comparativo entre as lâmpadas que estão no mercado.

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Fator de potência de uma lâmpada LED

As lâmpadas LED apresentam um alto fator de potência, com isso a Potência Reativa

consumida tende a diminuir. Assim sendo, diminui as chances de se enquadrar fora do

fator de potência permitido, que é de no mínimo 0,92.

Como observado na tabela acima, a economia feita pela lâmpada de LED (potência

ativa medida em watts) em relação à fluorescente é em torno de 40%, mas o consumo

real mostra que sua economia chega na verdade a 67%.

Há outro comparativo importante entre as lâmpadas LEDs e as demais lâmpadas que

estão no mercado. É ter em conta a sua luminosidade, associando-a a Lumens.

Exemplo: Para obter a luminosidade de uma lâmpada tradicional de 60 watts necessita

de uma LED lâmpada de 800 Lumens.

Para o efeito de observação, a tabela abaixo podem nos ajudar a com esse comparativo,

sabendo que pode haver variam dependendo da marca e o fabricante.

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LUXÍMETRO

Para efeito didático, vamos falar um pouco do Luxímetro, aparelho

utilizado para medir o nível de luminosidade de um local, onde sua unidade

lux.

O funcionamento desse aparelho se baseia com o sensoriamento da área através de um

ldr (resistor dependente da luz), foto-diodo ou, nos mais sofisticados, um foto-diodo-

laser. A medição é dada pela comparação de tensão efetuada por um circuito que

transforma as leituras luminosas em tensão que, posteriormente, é mostrada em um

display na grandeza adequada ao medidor.

Lumens X Lux:

Muitos se confundem com o conceito de Lumens, fornecidos pelo fabricante das

lâmpadas luminosas e Lux, unidade de medida de um Luxímetro. Então falar conceituar

sobre essa duas medições.

Lumens: mede a capacidade de uma fonte de luz em emitir luz em todas as direções.

Por exemplo: a luz de uma vela acesa emite 12,6 lumens. Não importa a distância que se

está da vela, ela sempre emitirá a mesma quantidade luz. Só que, é claro, quanto mais

distante estiver o observador, mais fraca parecerá a luz emitida pela vela.

Lux: não se avalia diretamente a potência da fonte de luz, mas quantidade de luz que

chega a determinado ponto. E essa quantidade de luz percebida se reduz à medida que

se afasta do ponto emissor de luz. ou seja, 1 lux é a quantidade de luz percebida pelo

observador, ou por um luxímetro, a um metro de distância da chama de uma vela acesa.

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CONCLUSÃO:

O aumento da demanda por iluminação a LED leva ao natural aumento de concorrentes

e uma forte disputa pelo mercado, tornando os preços mais atraentes ao consumidor. Ou

seja, a tendência é que as lâmpadas LEDs ganhem mais destaque, proporcionando assim

uma melhor qualidade na utilização de energia. Porém, ainda falta muito para que o país

se conscientize da utilização da energia, como bem escasso. Esperamos que num futuro

próximo, aja mais investimentos do setor privado, assim como incentivos do setor

público, para que esse tecnologia seja acessível a toda a população.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA:

Portal Equipe de Obra. Título: Instalação de luminárias fluorescentes. Disponível em:

http://equipedeobra.pini.com.br/construcao-reforma/21/instalacao-de-luminarias-

fluorescentes-124371-1.aspx. Acesso em: 30 de set. de 2015.

Potal Wikipédia. Título: Lâmpadas fluorescentes. Disponível em:

https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%A2mpada_fluorescente. Acesso em: 30 de set. de

2015.

Portal Mundo físico. Título: Como funciona a lâmpada fluorescente. Disponível em:

http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?

idSecao=2&idSubSecao=&idTexto=8. Acesso em: 30 de set. de 2015.

Portal Philips. Título: Reatores Philips. Disponível:

http://www.lighting.philips.com.br/connect/support/faq_reatores.wpd. Acesso em: 30 de

set. de 2015.

Universidade Federal de Juiz de Fora. Título: avaliação do emprego de um pré-

regulador boost de Baixa frequência no acionamento de leds de Iluminação. Disponível:

http://www.ufjf.br/ppee/files/2012/02/Disserta%C3%A7%C3%A3o_Marcelo-Paschoal-

Dias.pdf. Acesso em: 30 de set. de 2015.

Portal Guia casa eficiente. Título: lumens vs watts. Disponível:

http://www.guiacasaeficiente.com/Iluminacao/Lumens.html. Acesso em: 30 de set. de

2015.

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