INTRODUÇÃO luminotecnica

5/24/2018 INTRODU O luminotecnica

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INTRODUO

Comparando a poca que a luz artificial comeou a ser utilizada com osdias atuais, constata-se que foi grande o passo dado pela indstria dailuminao no sculo XX. Desde a lmpada criada por Thomas Edison at osprodutos disponveis hoje, houve um avano espantoso.

Ao contrrio do que normalmente se divulga, a lmpada de Edison nofoi a primeira a utilizar a eletricidade, pois no final do sculo XIX, j havia umsistema para iluminao pblica, composto por dois eletrodos de carvo muitoprximos, por onde passava uma descarga eltrica. Essa lmpada eraconhecida como lmpada de arco, pois ela produzia uma luz intensa, muitobranca e era utilizada, tambm, em faris de navegao e outras aplicaesespecficas. O maior problema dessa lmpada estava justamente na grandequantidade de luz produzida, o que impedia sua utilizao em ambientescomerciais ou residenciais.

A primeira lmpada disponvel para uso residencial foi a de Edison, poristo considerada como a primeira lmpada comercial. A lmpada de Edison era

construda de um fio de linha carbonizado em um cadinho hermeticamentefechado, produzindo uma luz amarelada e fraca como a de uma vela eapresentando um rendimento de 1,41 lumens por watt .De incio, o inventoenfrentou grandes barreiras sua utilizao, principalmente por ser umatecnologia que necessitava de novas instalaes. A energia eltrica era umluxo pouco disponvel na poca, sendo o prprio invento, uma ferramenta para

tornar a energia eltrica mais difundida, pois era quase unnime a ideia de queo gs e o vapor seriam suficientes para o desenvolvimento do mundo. Ficou

marcada uma frase de Thomas Edison, ressaltando a diferena entre a visofuturista e a imediatista, ao ser questionado em relao ao preo de sualmpada comparada ao de uma vela: - No futuro, somente os ricos queimarovelas.

As novas tecnologias sempre causam esse tipo de conflito, da vantagemtecnolgica contra o custo de investimento. O problema enfrentado por Edisontambm ocorre hoje em dia, com as novas tecnologias. Nos ltimos anos,houve um avano na utilizao de sistemas mais eficientes, certamentemotivado pelo aumento nos custos da energia eltrica nos pasesdesenvolvidos principalmente nos EUA, onde a energia gerada


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principalmente em usinas nucleares. O investimento necessrio para construirusinas e sistemas de transmisso tamanho que os governos adotamprogramas intensivos para promover a utilizao de equipamentos de utilizaoenergeticamente mais eficientes.

Recentemente foi decretada uma nova lei nos EUA para regulamentar ailuminao sob seu aspecto energtico. Foi simplesmente proibido o uso desistemas de iluminao com baixa eficincia, incluindo lmpadas bastanteutilizadas no Brasil, como as incandescentes, as fluorescentes tradicionais, asde vapor de mercrio e as mistas. Em alguns produtos do EUA, comolmpadas comuns e equipamentos auxiliares, encontra-se a inscrio proibidaa venda no territrio americano, ou somente para exportao. A mesma lei

d prazo para que as instalaes antigas sejam reformadas e, para motivar apopulao, prev financiamento destinado troca de sistemas, alm da

aplicao de pesadas multas.

O motivo pelo qual essa resoluo foi tomada lgico: minimizar oconsumo de energia eltrica. Os governos pretendem reduzir ao mximo osinvestimentos em eletricidade, que, alm dos custos financeiros, geram custosambientais significativos. A estratgia para atingir esses objetivos reside nodesenvolvimento de novas fontes de luz, equipamentos auxiliares, sensores eluminrias mais econmicas.

A luz uma modalidade da energia radiante verificada pela sensao

visual de claridade. A faixa de radiaes das ondas eletromagnticasdetectada pelo olho humano e situa entre 380 nm e 780 nm. ( 1 nanmetros =10-9 m ).

Grandezas e Unidades

Fluxo Radiante

{ Quantidade de energia transportada por uma radiao

{ Watt-hora [Wh], quilowatt-hora [kWh], Joule [J]

Fluxo Luminoso

{ Grandeza caracterstica de um fluxo energtico, exprimindo sua

aptido de produzir uma sensao luminosa no ser humano atravs do

estmulo da retina ocular, avaliada segundo os valores da eficcia

luminosa relativa admitidos pela Comisso Internacional C.I.E.


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[ABNT]

{ Radiao total da fonte luminosa entre os limites de comprimento de

onda de 380 a 780nm.

RADIAES INFRAVERMELHAS

So radiaes invisveis ao olho humano e seu comprimento de onda sesitua entre 760 nm a 10.000 nm. Caracterizam-se por se forte efeito calorficoe so radiaes produzidas normalmente atravs de resistores aquecidos oupor lmpadas incandescentes especiais cujo filamento trabalha em

temperatura mais reduzida (lmpadas infravermelhas).

As radiaes infravermelhas so usadas na Medicina no tratamento deluxaes , ativamento da circulao, na indstria na secagem de tintas e lacas, na secagem de enrolamentos de motores e transformadores, na secagem degros, como trigo e caf, etc.

RADIAS ULTRAVIOLETAS

Caracterizam-se por sua elevada ao qumica e pela excitao dafluorescncia de diversas substncias.

Normalmente dividem-se em 3 grupos:

- UV-A: Ultravioleta prximo ou luz negra (315 a 400 nm)

- UV-B: Ultravioleta intermedirio ( 280 a 315 nm)

- UV-C: Ultravioleta remoto ou germicida (100 a 280 nm).

O UV-A compreende as radiaes ultravioletas da luz solar, podendo sergerado artificialmente atravs de uma descarga eltrica no vapor de mercrioem alta presso. Essas radiaes no afetam perniciosamente a visohumana, no possuem atividades pigmentrias e eritemticas sobre a pelehumana, e atravessam praticamente todos os tipos de vidros comuns.Possuem grande atividade sobre material fotogrfico, de reproduo eheliogrfico ( 380 nm)

O UV-B tem elevada atividade pigmentria e eritemtica. Produz a vitamina D,que possui ao antirraqutica. Esses raios so utilizados unicamente para fins


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teraputicos. So tambm gerados artificialmente por uma descarga eltrica novapor de mercrio em alta presso. O UV-C afeta a viso humana, produzindoirritao dos olhos. Essas radiaes so absorvidas quase integralmente pelovidro comum, que funciona como filtro, motivo pelo qual as lmpadasgermicidas possuem bulbos de quartzo.

Exemplos de Aplicaes:

MEDICINA: atuao sobre os tecidos vivos e pigmentao da pele(UV-B);efeito germicida (UV-C);

INDSTRIA: identificao de substncias pela fluorescncia (A); combate aomofo e fungos(C), produo de ozona (C).

BANCOS: identificao e verificao de papel moeda (A).

NO LAR: desodorizao de ambientes, devido a produo de ozona ( C).

Fluxo Luminoso

Smbolo:

Unidade: lmen (lm)

Fluxo Luminoso a radiao total da fonte luminosa, entre os limites decomprimento de onda de luz visvel (380 e 780m). O fluxo luminoso aquantidade de luz emitida por uma fonte, medida em lumens, na tensonominal de funcionamento.

Intensidade Luminosa

Smbolo: I

Unidade: candela (cd)

Se a fonte luminosa irradiasse a luz uniformemente em todas as direes, oFluxo Luminoso se distribuiria na forma de uma esfera. Tal fato, porm, quase impossvel de acontecer, razo pela qual necessrio medir o valor doslumens emitidos em cada direo. Essa direo representada por vetores,cujo comprimento indica a Intensidade Luminosa. Portanto o Fluxo Luminoso

irradiado na direo de um determinado ponto.


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Iluminncia (Iluminamento)

Smbolo: E

Unidade: lux (lx)

A luz que uma lmpada irradia, relacionada superfcie a qual incide, defineuma nova grandeza luminotcnica, denominada de Iluminamento ouIluminncia. Expressa em lux (lx), indica o fluxo luminoso de uma fonte de luzque incide sobre uma superfcie situada a uma certa distncia desta fonte. Emoutras palavras a equao que expressa esta grandeza :

E = /a

Iluminncia

Smbolo: L

Unidade: cd/m2

Das grandezas mencionadas, nenhuma visvel, isto , os raios de luz

no so vistos, a menos que sejam refletidos em uma superfcie e atransmitam a sensao de claridade aos olhos. Essa sensao de claridade chamada de Luminncia. Em outras palavras, a Intensidade Luminosa queemana de uma superfcie, pela sua superfcie aparente.

A equao que permite sua determinao :

L=1/A. cos

onde:

L = Luminncia , em cd/m

I = Intensidade Luminosa, em cd

A = rea projetada, em m

a = ngulo considerado, em graus

Como difcil medir-se a Intensidade Luminosa que provm de um corpo no

radiante (atravs de reflexo).


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Lmpadas Incandescentes

Funcionam atravs da passagem da corrente eltrica por um filamento de

tungstnio, que com o aquecimento, gera a luz.- Eficincia: extremamente baixa

- Vida til: 800 horas

- ndice de Reproduo de cores (IRC): 100%

- Uso: geral, residencial, plafons, arandelas, abajures, luminrias de p

-Tenso de rede: 110 ou 220v

-Podem ser dimmeriz Lmpadas Incandescentes

Funcionam atravs da passagem da corrente eltrica por um filamento detungstnio, que com o

aquecimento, gera a luz.

o Eficincia: extremamente baixa

o Vida til: 800 horas

o ndice de Reproduo de cores (IRC): 100%

o Uso: geral, residencial, plafons, arandelas, abajures, luminrias de p

o Tenso de rede: 110 ou 220v

o Podem ser dimmerizadas

Lmpadas Halgenas

Funcionam em tenso de rede (110v/220v ou baixa tenso, possuem filamentode tungstnio e

trabalham em conjunto com o gs halognio).

o Eficincia: alta eficincia (baixa tenso de rede)


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o IRC: 100%

o Vida til: 2.500 horas

o Tenso de rede: 110v/220v e 12v

o Uso: residencial decorativo e comercial

o Lmpadas de baixa tenso (12v) tem o controle de abertura de faixo(dicricas e AR) e potncia. o Podem ser dimmerizadas, aumentam a vida til,reduz o consumo, reduz fluxo luminoso e a luz fica mais amarela.

Lmpadas Fluorescentes

Funcionam a base de gases, trifsforos (combinao de fsforos e terrasraras) para possibilitar

alta eficincia, boa aparncia e baixo consumo. Reatores so necessrios.Quatro grupos:

tubulares (comuns e alta resoluo), eletrnicas (reatores integrados),

circulares e compactas.Lmpadas (18W/36W/58).

o Eficincia: alta eficincia

o IRC: 85%

o Vida til: de 7.500 10.000 horas

o Tenso de rede: 110/220v

o Uso: residencial e comercial

o Podem ser dimmerizadas com reatores especficos

Lmpada Fluorescente tubular T5 / Lmpada Fluorescentes CompactaIntegrada / Lmpada

Fluorescente Espiral / Lmpada Fluorescente Circular


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Lmpadas de Descarga

Uma descarga (alta presso) eltrica entre os eletrodos leva os componentesinternos (gases

sdio, xenon, mercrio) do tubo de descarga a produzirem luz, levam reatorese ignitores em sua

composio. Necessitam de 2 a 15 min. para seu acendimento completo.

Seus tipos so:

o Multivapores Metlicos: so lmpadas que combinam iodetos metlicos, comaltssima

eficincia energtica, excelente IRC, longa durabilidade e baixa carga trmica.Sua

luz muito branca e brilhante.

o Vapor de Sdio: com eficincia energtica de at 130 lm/W,de longadurabilidade, a

mais econmica fonte de luz. Com formatos tubulares e elipsoidais, emitem luzbranca e

dourada, baixo IRC, usadas em portos, estradas, estacionamentos, ferrovias,etc.

o Vapor de Sdio Branca: emisso de luz branca, decorrente da combinaodos vapores

de sdio e xenon, resultando numa luz brilhante como as halgenas eaparncia de cor

das incandescentes. Excelente IRC,usadas em hotis, edifcios histricos,teatros, stands,

etc.


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o Vapor Mercrio: aparncia branca azulada, eficincia de at 55lm/W, usadasem vias

pblicas e indstrias.

o Lmpadas Mistas: composta por filamento e um tubo de descarga, funcionamem 220v,

sem uso de reator. Alternativa para a substituio das lmpadasincandescentes.

LEDs

Lighting Emitted Diodes. Leds so dispositivos semicondutores que convertemenergia eltrica

diretamente em energia luminosa, atravs de chips de minscula dimenso.

Aquecidos, estes materiais condutores so constitudos de cristais de silcio e encapsulado por

uma resina de epxi transparente para direcionar a emisso da luz e proteger oelemento

semicondutor.

A composio para Leds coloridos (vermelho, azul, verde, laranja e mbar) sefaz dos elementos qumicos (glio, arsnio, fsforo, alumnio e nitrognio). Acor branca foi a mais recente a ser desenvolvida. De baixo consumo, vida tilextremamente longa, os leds esto cada vez mais eficientes superando aeficincia das lmpadas incandescentes. Os leds so monocromticos,emitem luz somente numa faixa do espectro da luz, por isso no se aplica IRC,nem temperatura de cor.

Lmpada Dicrica Bipino | 18leds

o Potncia: 0,1W 0,5W

o Vida til: 100.000 horas

o Tenso de rede: 10v ou 24v (necessita de fonte alimentadora)


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o Uso: iluminao de destaque, residencial, comercial e pblico. Sinalizadoresde trnsito,

fachadas de prdios, balizadores, iluminao de casas noturnas, etc.

Fibra tica

um filamento de vidro ou de elementos polimricos utilizado para transmitirpulsos de luz.

No pode ser dimmerizada.

o Eficincia: baixao Vida til: 3.000 horas

o Tenso de rede: 110/220v

o Uso: em iluminao de destaque, comercial e residencial.

Caractersticas das lmpadas e acessrios

Sero apresentadas a seguir caractersticas que diferenciam aslmpadas entre si, bem como

algumas caractersticas dos acessrios utilizados com cada sistema.

Eficincia Energtica

Smbolo: hw (ou K, conforme IES)

Unidade: lm / W (lmen / watt)

As lmpadas se diferenciam entre si no s pelos diferentes FluxosLuminosos que elas irradiam, mas tambm pelas diferentes potncias queconsomem. Para poder compar-las, necessrio que se saiba quantoslmens so gerados por watt absorvido. A essa grandeza d-se o nome deEficincia Energtica (antigo Rendimento Luminoso).


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Bibliografia

http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/Livros/Luminotecnica.pdf

http://www.ufjf.br/ramoieee/files/2010/08/Manual-Luminotecnica.pdf
http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/Livros/Luminotecnica.pdfhttp://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/Livros/Luminotecnica.pdf


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UNIO EDUCACIONAL DO PLANALTO CENTRAL

FACULDADES INTEGRADAS DA UNIO EDUCACIONAL DO PLANALTO CENTRAL

Aprovadas pela Portaria SESu/MEC N 368/2008 de 19/05/2008 (DOU 20/05/2008)

Curso de Sistemas de Telecomunicaes

Autorizado pela Portaria Ministerial n28 MEC/SETEC de 09/02/2010 DOU de 10/02/10

LUMINOTCNICA

Aluno: RICARDO LEMOS DE SOUSA

Professor: Mario Serqueira

Gama

junho de 2014

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