Cosa determina principalmente la potenza di una lampadina ad incandescenza?
doc-7867
Le lampade ad incandescenza sono carichi resistivi quasi puri con un fattore di potenza pari a 1. Ciò significa che la potenza effettivamente consumata (in watt) e la potenza apparente (in volt) sono uguali. Le lampadine a incandescenza sono di solito commercializzate in base all' energia elettrica consumata. Ciò si misura in watt e dipende principalmente dalla resistenza del filamento, che a sua volta dipende principalmente dalla lunghezza, dallo spessore e dal materiale del filamento. Per due lampadine della stessa tensione, tipo, colore e chiarezza, la lampadina di potenza superiore dà più luce.
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doc-9216
Comunemente chiamato' lampadine', le lampade sono la parte rimovibile e sostituibile di un apparecchio luminoso, che converte l' energia elettrica in radiazione elettromagnetica. Mentre le lampade sono state tradizionalmente classificate e commercializzate principalmente in termini di consumo energetico, espresso in watt, la proliferazione della tecnologia di illuminazione al di là della lampadina a incandescenza ha eliminato la corrispondenza della potenza watt alla quantità di luce prodotta. Ad esempio, una lampadina ad incandescenza da 60 W produce circa la stessa quantità di luce di una lampada fluorescente compatta da 13 Watt. Ognuna di queste tecnologie ha una diversa efficacia nel convertire l' energia elettrica in luce visibile. La luce visibile viene tipicamente misurata in lumen. Questa unità quantifica solo la radiazione visibile ed esclude i raggi infrarossi e ultravioletti invisibili. Una candela in cera produce nell' ordine di 13 lumen, una lampada incandescente da 60 watt produce circa 700 lumen e una lampada fluorescente compatta da 15 watt produce circa 800 lumen, ma la potenza effettiva varia in base al design specifico. La valutazione e l' enfasi sul marketing si sta spostando dal wattaggio alla produzione di lumen, per dare all' acquirente una base direttamente applicabile su cui selezionare una lampada.
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doc-7865
La lampada alogena riduce l' evaporazione irregolare del filamento ed elimina l' oscuramento dell' involucro riempiendo la lampada con un gas alogeno a bassa pressione, piuttosto che con un gas inerte. Il ciclo alogeno aumenta la durata di vita della lampadina e ne previene l' oscuramento riposizionando il tungsteno dall' interno della lampadina sul filamento. La lampada alogena può far funzionare il suo filamento ad una temperatura superiore a quella di una lampada standard a gas di potenza simile senza perdita di vita operativa. Tali lampadine sono molto più piccole delle normali lampadine ad incandescenza, e sono ampiamente utilizzati dove l' illuminazione intensa è necessaria in uno spazio limitato. Lampade a fibra ottica per microscopia ottica è una tipica applicazione.
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doc-7837
Le lampadine ad incandescenza sono molto meno efficienti della maggior parte degli altri tipi di illuminazione elettrica; le lampadine ad incandescenza trasformano meno del 5% dell' energia che utilizzano in luce visibile, con lampadine standard mediamente intorno al 2,2%. L' energia rimanente viene convertita in calore. L' efficacia luminosa di una tipica lampadina ad incandescenza è di 16 lumen per watt, rispetto a 60 lm/W per una lampadina fluorescente compatta o a 150 lm/W per alcune lampade LED bianche. Alcune applicazioni della lampadina ad incandescenza utilizzano deliberatamente il calore generato dal filamento. Tali applicazioni includono incubatrici, box per cova del pollame, luci di calore per vasche di rettile, riscaldamento a infrarossi per processi industriali di riscaldamento ed essiccazione, lampade lava e il giocattolo Easy-Bake Oven. Le lampadine ad incandescenza in genere hanno una durata di vita breve rispetto ad altri tipi di illuminazione: circa 1.000 ore per le lampadine domestiche contro le 10.000 ore per le lampade fluorescenti compatte e 30.000 ore per i LED di illuminazione.
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doc-7836
Una lampadina a incandescenza, una lampada ad incandescenza o un globo di luce ad incandescenza è una luce elettrica con un filamento di filo riscaldato ad una temperatura elevata, facendo passare una corrente elettrica attraverso di essa, fino a quando si illumina con luce visibile (incandescenza). Il filamento caldo è protetto dall' ossidazione con una lampadina al vetro o al quarzo riempita di gas inerte o evacuata. In una lampada alogena, l' evaporazione del filamento è impedita da un processo chimico che trasferisce il vapore metallico sul filamento, prolungandone la vita. La lampadina viene alimentata con corrente elettrica tramite morsetti passanti o fili incassati nel vetro. La maggior parte delle lampadine sono utilizzati in una presa che fornisce supporto meccanico e connessioni elettriche.
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doc-9182
I LED ad alta potenza (HP-LED) o i LED ad alta potenza (HO-LED) possono essere pilotati a correnti da centinaia di mA a più di un ampere, rispetto alle decine di mA per gli altri LED. Alcuni possono emettere oltre un migliaio di lumen. Sono state raggiunte densità di potenza LED fino a 300 W/cm2. Poiché il surriscaldamento è distruttivo, i LED HP-LED devono essere montati su un dissipatore di calore per consentire la dissipazione del calore. Se il calore di un LED HP-LED non viene rimosso, il dispositivo si guasta in pochi secondi. Un LED HP-LED può spesso sostituire una lampadina ad incandescenza in una torcia o essere impostato in un array per formare una potente lampada LED.
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doc-7852
Le lampadine a incandescenza sono costituite da un involucro di vetro stagno all' aria (l' involucro, o lampadina) con un filamento di filo di tungsteno all' interno della lampadina, attraverso il quale passa una corrente elettrica. I fili di contatto e una base con due (o più) conduttori forniscono collegamenti elettrici al filamento. Le lampadine a incandescenza contengono di solito un supporto in stelo o in vetro ancorato alla base della lampadina che permette ai contatti elettrici di scorrere attraverso l' involucro senza perdite di aria o gas. Piccoli fili incorporati nello stelo sostengono a loro volta il filamento e i suoi fili conduttori.
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doc-7863
In una lampada convenzionale, il tungsteno evaporato alla fine condensa sulla superficie interna dell' involucro di vetro, scurendola. Per i bulbi che contengono un vuoto, l' oscuramento è uniforme su tutta la superficie dell' involucro. Quando si utilizza un riempimento di gas inerte, il tungsteno evaporato viene trasportato nelle correnti di convezione termica del gas, depositando preferibilmente sulla parte superiore dell' involucro e annerendo solo quella parte dell' involucro. Una lampada ad incandescenza che fornisce il 93% o meno della sua potenza luminosa iniziale al 75% della sua vita nominale è considerata insoddisfacente se testata secondo la pubblicazione IEC 60064. La perdita di luce è dovuta all' evaporazione del filamento e all' annerimento della lampadina. Lo studio del problema dell' annerimento delle lampadine ha portato alla scoperta dell' effetto Edison, emissione termoionica e invenzione del tubo a vuoto.
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doc-9239
Le lampade LED sono state considerate come il metodo di illuminazione ambientale più recente e migliore. Secondo l' Energy Saving Trust, le lampade LED consumano solo il 10% di potenza rispetto a una lampadina ad incandescenza standard, dove le lampade fluorescenti compatte utilizzano il 20% e le lampade alogene a risparmio energetico il 70%. La durata di vita è anche molto più lunga - fino a 50.000 ore. Un aspetto negativo è ancora il costo iniziale, che è superiore a quello delle lampade fluorescenti compatte.
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doc-7849
Il costo iniziale di una lampadina a incandescenza è ridotto rispetto al costo dell' energia che utilizza per tutta la sua durata di vita. Le lampadine ad incandescenza hanno una vita più breve rispetto alla maggior parte delle altre lampade, un fattore importante se la sostituzione è scomoda o costosa. Alcuni tipi di lampade, tra cui quelle ad incandescenza e fluorescenti, emettono meno luce con l' invecchiamento; questo può essere un inconveniente, o può ridurre la vita utile effettiva a causa della sostituzione della lampada prima di un guasto totale. Un confronto dei costi di funzionamento della lampada ad incandescenza con altre sorgenti luminose deve includere i requisiti di illuminazione, il costo della lampada e il costo del lavoro per la sostituzione delle lampade (tenendo conto della vita utile effettiva della lampada), il costo dell' elettricità utilizzata, l' effetto del funzionamento della lampada sui sistemi di riscaldamento e condizionamento dell' aria. Quando viene utilizzato per l' illuminazione di case ed edifici commerciali, l' energia persa per il riscaldamento può aumentare significativamente l' energia richiesta dall' impianto di climatizzazione di un edificio. Durante la stagione di riscaldamento il calore prodotto dalle lampadine non viene sprecato, anche se nella maggior parte dei casi è più economico ottenere calore dal sistema di riscaldamento. Indipendentemente da ciò, nel corso di un anno un sistema di illuminazione più efficiente consente di risparmiare energia in quasi tutti i climi.
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doc-7838
Le lampadine ad incandescenza sono state sostituite in molte applicazioni da altri tipi di luce elettrica, come lampade fluorescenti, lampade fluorescenti compatte fluorescenti (CFL), lampade fluorescenti a catodo freddo (CCFL), lampade a scarica ad alta intensità e lampade a diodi emettitori di luce (LED). Alcune giurisdizioni, come l' Unione europea, la Cina, il Canada e gli Stati Uniti, stanno per eliminare gradualmente l' uso delle lampadine a incandescenza, mentre altre, tra cui Colombia, Messico, Cuba, Argentina, Brasile e Australia, le hanno già proibite.
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