Evolucion de las fuentes luminosas

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y COMUNICACIONES


Autor: DANIEL QUIÑALIZA
PABLO RIVADENEIRA

Tutor: Ing. HUGO VILLACIS





QUITO – ECUADOR

EVOLUCIÓN DE LAS FUENTES LUMINOSAS

Las primeras fuentes luminosas empleadas por el hombre estuvieron basadas en alguna forma de combustión: el fuego, lasantorchas, las velas, etc. Las lámparas más antiguas de que se tienen noticias aparecieron en el antiguo Egipto hacia el año 3000 a.C. y consistían en piedras ahuecadas rellenas de aceite, con fibras vegetales como mechas. Ya en la Edad Media, se fabricaban velas empleando sebo de origen animal. Más tarde, se reemplazó el sebo por cera de abejas o parafina. Las velas modernas pueden considerarse como laevolución de estas lámparas de grasa, pero su uso actual es casi por completo decorativo y ceremonial

Los griegos y romanos fabricaron lámparas de bronce o arcilla, con aceite de oliva u otros aceites vegetales como combustible. La evolución del diseño de estas lámparas condujo al agregado de elementos reflectores para mejorar el aprovechamiento de la luz producida. Con el correr del tiempo, seintrodujeron muchas mejoras en el diseño y la fabricación de estas lámparas, aunque sin lograr que produjeran luz de manera razonablemente eficiente hasta 1874, cuando el químico suizo Argand inventó una lámpara que usaba una mecha hueca para permitir que el aire alcanzara la llama, obteniendo así una luz más intensa.

Luego, a la lámpara de Argand se le agregaría un cilindro de vidrio paraproteger la llama y permitirle arder mejor. Con el advenimiento de la industria del petróleo, el kerosén se transformaría en el combustible más utilizado en este tipo de lámparas.

Alrededor del año 1800, se hizo muy común resolver el alumbrado de calles con lámparas de gas, que funcionaban prescindiendo de la mecha. Estas lámparas producían luz mediante una llama abierta caracterizada por unparpadeo considerable. Hacia el final del siglo XIX y principio del XX se inició el reemplazo de las lámparas de gas por la lámpara eléctrica.

La primera lámpara eléctrica fue la lámpara de arco de carbón, presentada en 1801 por Humphrey Davy, aunque la luz eléctrica sólo se impondría a partir del desarrollo de la lámpara incandescente por Joseph Swan (Inglaterra) y Tomás A. Edison (EE.UU.)trabajando independientemente. Edison patentó su invención en 1879, transformándola posteriormente en el éxito comercial que aún perdura. La Figura 1 ilustra la evolución de las diferentes fuentes luminosas.


Formas de producción de la radiación luminosa

Todas las fuentes de luz artificial implican la conversión de alguna forma de energía en radiación electromagnética. Considerada esta conversióncomo un proceso físico a nivel atómico, la excitación y subsiguiente des excitación de átomos o moléculas es el proceso más empleado para la generación de luz en las fuentes artificiales. La Figura 2 muestra una representación muy simplificada de este proceso: la parte (a) muestra un átomo consistente en un núcleo con un electrón girando alrededor de él en una órbita estable; el átomo es“excitado”, por ejemplo mediante el choque con alguna otra partícula, de modo que el electrón se mueve a otra órbita con un nivel de energía mayor, como se muestra en (b); luego, el electrón en estado “excitado” caerá “espontáneamente” a su órbita estable original, como en la parte (c) de la figura, devolviendo en esta “des excitación” el exceso de energía en forma de un fotón o unidad de luz. Este fenómenose conoce como emisión de radiación. La frecuencia de la radiación emitida, correspondiente a una línea espectral, está dada por la relación de Planck:

Q = h ν = h c / λ

Donde Q es la diferencia de energía entre los dos estados, ν es la frecuencia, λ es la longitud de onda, c es la velocidad de la luz en el vacío (c = 2.998 × 108 m/s) y h es la constante de Planck (h = 6.626 × 10-34 J...