Funcionamento das lâmpadas

Estrutura

Primeiramente o autor,Tom Harris do site Howstuffworks, descreve a estrutura das lâmpadas que é a seguinte: Na base de metal, existem dois contatos de metal também que são conectados a dois fios rígidos,os quais são ligados a um filamento de um teal muito fino. Esse filamento fica protegido por uma cápsula de vidro no meio da lâmpada, que é preenchida com um gás inerte, como por exemplo o argônio. 

Abaixo segue um esquema de uma lâmpada:

Estrutura de uma lâmpada comum

Funcionamento

Quando a lâmpada é ligada a um sistema de energia, uma corrente elétrica se forma e passa de um contato para o outro através dos fios e dos filamentos. O fluxo de elétrons ocorre através de um condutor sólido de uma área negativa para uma área positivamente carregada.

Como os elétrons se movem muito rápido pelo filamento, eles entram em atrito com os átomos que formam o filamento muito facilmente assim gerando uma vibração dos átomos,que por sua vez se aquecem com a corrente elétrica

Os elétrons dos átomos que vibram podem ser impulsionados para um nível mais alto de energia,quando eles voltam ao seu nível normal, os elétrons liberam energia extra na forma luz.Geralmente os átomos de metais liberam uma luz infravermelha, que é invisível a olho nu, mas quando aquecido a mais de 2200 ºC a luz se torna visível, e em quantidade consideravelmente alta.

Vìdeo explicativo sobre o funcionamento das lâmpadas

Materiais ideiais

Segundo o autor,em uma lâmpada comum de 60 watts,o filamento da lâmpada que é feito de um fino fio de tungstênio,que é muito resistente ao calor e mede aproximadamente 2 metros de comprimento.O material é posto em uma bobina dupla,para que caiba em um espaço pequeno,pois o filamento é enrolado para se fazer uma bobina que posteriormente será recoberta pór uma bobina maior.

De acordo com o estudo mencionado no texto,o tungstênio é utilizado em quase todas as lâmpadas pois é o material ideal para o filamento.No caso do filamento de uma lâmpada que é colocado em uma câmera livre de oxigênio para evitar que haja a combustão,sendo que nas primeiras lâmpadas ,todo o ar era sugado para fora para criar um semi vácuo,evitando a combustão.

Lâmpadas antigas x Lâmpadas modernas

O problema das lâmpadas mais antigas, onde o semi vácuo era criado,era a evaporação dos átomos de tungstênio. Em altas temperaturas os átomos vibram o suficiente para se liberarem e ficarem livres pelo ar,o que a medida que o filamento evaporava o vidro ficava escuro, o que reduzia consideravelmente a vida útil das lâmpadas.

Em uma lâmpada moderna, esse tipo de problema não ocorre pois a presença dos gases inertes nas lâmpadas reduzem muito a perda de tungstênio

Em uma lâmpada moderna, os gases inertes, geralmente argônio, reduzem muito essa perda do tungstênio. Quando um átomo de tungstênio evapora, as chances de colidir com um átomo de argônio são muito prováveis,o que faz com que ele volte para o filamento, onde se juntará novamente à estrutura sólida. Como os gases inertes normalmente não reagem com outros elementos, não há chance de combustão.

Lâmpadas incandescentes liberam a maior parte de sua energia sob a forma de fótons de luz infravermelha carregados de calor. Apenas cerca de 10% da luz produzida é visível. Isso desperdiça muita eletricidade.

Fontes de luz fria, como lâmpadas fluorescentes e LEDs, não gastam tanta energia gerando calor e liberam muito mais luz visível. Por esta razão, elas estão lentamente substituindo a antiga e confiável lâmpada incandescente.

Lâmpada incadescente

lâmpada fluorescente

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Bibliografia

http://casa.hsw.uol.com.br/lampadas.htm