Lampade al sodio e ioduri metallici
Indice
SCHEDA IN MANUTENZIONE ! Principio generale di funzionamento SCHEDA IN MANUTENZIONE !
La lampada è costituita da un tubo di varie dimensioni e conformazioni, generalmente di vetro o di quarzo, al cui interno è presente una miscela di gas rarefatti. Alle estremità del tubo sono presenti due elettrodi, l'anodo (positivo) ed il catodo (negativo), che corrispondono ai due poli di alimentazione. In una massa di gas rarefatto sono sempre presenti elettroni liberi e ioni positivi. Quando si applica tra i due elettrodi una adeguata differenza di potenziale elettrico, gli ioni positivi migrano verso il catodo e gli elettroni verso l'anodo (cariche elettriche di segno opposto si attraggono, mentre cariche di segno uguale si respingono).
Durante l'alimentazione dei due poli si possono verificare all'interno del tubo di scarica una serie di urti tra particelle in movimento (ioni ed elettroni) e gli atomi del gas secondo le seguenti modalità:
- A bassa velocità urto elastico con deviazione della
particella d'urto che cede parte della sua energia cinetica all'atomo di gas che si riscalda.
- Ad alta velocità l'urto delle particelle provoca l'eccitazione degli atomi di
gas, conseguentemente la migrazione d'orbita di uno degli elettroni esterni da un livello energetico basso passa ad un livello energetico più elevato. Dopo un tempo molto breve di 8-10 secondi l'atomo ritorna nella sua configurazione stabile, emettendo energia sotto forma di fotone. Se i gas presenti nel tubo di scarica sono vapori di mercurio o di sodio, una parte della radiazione è emessa in corrispondenza di particolari lunghezze d'onda comprese nel campo del visibile.
- Ad altissima velocità: la velocità delle particelle d'urto è così
elevata da strappare un elettrone dal sistema atomico, si originano così uno ione positivo ed un elettrone libero che, urtandosi a loro volta con altri atomi del gas, mantengono
attivo il processo.
La luce emessa da una lampada a scarica di gas dipende sia dal tipo di vapore utilizzato, sia dalla pressione dello stesso all'interno del tubo di scarica.
Scarica di gas a bassa pressione dell'ordine di alcuni Pa (il PA è l'unità di misura della pressione è espresso in pascal):
- temperatura del gas all'interno del tubo di scarica relativamente bassa;
- radiazione luminosa quasi interamente nel campo del visibile e dell'ultravioletto con emissione nell'infrarosso molto bassa, efficienza luminosa molto elevata.
- diagramma spettrale a picchi con bassa quantità di fotoni al di fuori dei picchi spettrali, luce ristretta in poche lunghezze d'onda, resa cromatica molto bassa.
Accensione
La tensione della rete elettrica domestica non è sufficiente per produrre una scarica adeguata, è necessario quindi dotarsi di opportuni componenti che provochino una prima ionizzazione del gas (reattore, ballast). Altre lampade sono dotate di un terzo elettrodo posto in prossimità degli elettrodi principali, con la normale tensione della rete lettrica domestica questo viene brevemente alimentato, in maniera sufficiente ad innescare la scarica, il riscaldamento e l'emissione di ioni e radiazioni provoca l'accensione del gas totale, mantendosi ionizzato continuamente.
reattore elettromagnetico http://it.rs-online.com
ballast elettronico http://www.hemporium.it
Sodio a bassa pressione (LPS)
La scarica elettrica prodotta dagli elettrodi ionizza i gas (Ar+Ne) causando il rapido riscaldamento della lampada fino al punto di fusione del sodio, il quale vaporizza e viene a sua volta ionizzato dalla scarica, l'emissione monocromatica del sodio è gialla. Richiede un tempo di circa 6 minuti per arrivare al picco di emissione luminosa e non necessita di raffreddamento in caso di black-out, nel periodo di riscaldamento produce luce rosata, tipica del neon che è all'interno. Queste lampade necessitano di accenzione (a freddo) sa parte di un ballast o reattori elettromagnetici.
Sodio ad alta pressione (HPS)
Grazie alla alta pressione dei gas i vapori di sodio aumentano lo spettro di emissione, la luce prodotta è tendente al giallo (2500K circa) con una potente efficenza luminosa (115 lumen/W). La vita media della lampada è di circa 16000 ore, se dotata di alimentatore non necessita di ciclo di raffreddamento in caso di black-out, a fine vita queste lampade si destabilizzano, accendendosi e spegnendosi continuamente. Queste lampade necessitano di accenzione (a freddo) di ballast o reattori elettromagnetici.
Ioduri metallici (HM)
Trattasi di lampade ai vapori di mercurio (fluorescenti) o di sodio ad alta pressione, con aggiunta di ioduri metallici (iodio, tallio, indio, disprosio, olmio, cesio, tulio) che ne aumenta la resa cromatica (luce bianca) 5600K, necessitano di circa 5/10 minuti per raqggiungere il picco massimo di emissione e fino a 5 minuti per il raffreddamento in caso di black-out, la vita media è di circa 12000 ore, con una efficenza luminosa di circa 90 Lumen/Watt. Queste lampade necessitano di accenzione (a freddo) di ballast o reattori elettromagnetici. A fine vita, se utilizzate 24h su 24h, queste lampade rischiano l'esplosione.
Voci correlate
autore: Sonia Ibelli (Sonia-80-pi)
fonte img: http://auralight.it / http://www.ecat.lighting.philips.com / http://it.rs-online.com / http://www.hemporium.it
