Lamparas Incandescentes

Introducción

Desde el principio de la humanidad, lo único que proporcionaba luz y calor al hombre era el Sol. Al descubrir el fuego éste fue utilizado como fuente de luz artificial y de calor por mucho tiempo.

Durante el siglo XIX, los físicos se esforzaron en encontrarle aplicación útil a la corriente eléctrica poniendo todo su conocimiento y experimentación en desarrollar un aparato que emitiera luz artificial.

A continuación desarrolla la historia, aspectos fundamentales y funcionamiento de las lámparas incandescentes, así como sus ventajas y desventajas.

Desde que fueron creadas las lámparas incandescentes no han experimentado prácticamente cambio en su concepto original. Probablemente este el dispositivo eléctrico más sencillo y antiguo que existe y el que más aporte ha brindado también al desarrollo de la humanidad.

Objetivo General

 Conocer los aspectos básicos de las lámparas incandescentes.

Objetivos Específicos

 Citar los antecedentes históricos de las lámparas incandescentes.

 Explicar los principios de funcionamiento de las lámparas incandescentes.

 Identificar las ventajas y desventajas de las lámparas incandescentes.

Historia de las Lámparas Incandescentes

El invento de la lámpara es atribuido habitualmente a Thomas Alva Edison, pero su diseño no fue una idea completamente original. De hecho, el principio de la iluminación eléctrica incandescente (que hace que un alambre brille intensamente enviando electricidad a través del mismo) era conocido desde por lo menos 1802, cuando el inglés Humphry Davy lo demostró. Varios diseños de lámparas habían sido desarrollados en condiciones de laboratorio por otros inventores, incluyendo a Joseph Swan, Henry Woodward, Mathew Evans, James Bowman Lindsay, William Sawyer y Heinrich Goebel. El problema era que la luz emitida por estos dispositivos duraba muy poco, ya que las altas temperaturas que provocaban la incandescencia fundían los filamentos y, finalmente, se quemaban al reaccionar con el oxígeno del aire.

En 1820 otro inventor inglés, Warren De la Rue, utilizó un filamento de platino dentro de un bulbo de cristal al que le practicó el vacío. Su lámpara funcionó bien debido al elevado punto de fusión del platino, pero el costo de este material era y es muy elevado para ser utilizado masivamente en el alumbrado.

Heinrich Goebel, un relojero alemán, construyó en 1854 lo que muchos consideran la primer bombita introduciendo un filamento de bambú carbonizado dentro de una botella a la que le practicó el vacío para evitar la oxidación.

No solicitó una patente inmediatamente, pero en 1893 (el mismo año de su fallecimiento) fue admitido su invento como anterior al de Edison.

El aporte de Edison

Sellar el cristal alrededor de los alambres que proveen la electricidad al filamento y encontrar un buen material para este último, eran problemas importantes que varios investigadores trataban de superar.

Edison, después de probar con diversos materiales –vegetales, minerales, animales y hasta un pelo de la barba de uno de sus asistentes – consiguió un filamento basado en el carbono que alcanzó la incandescencia sin fundirse. Así, el 21 de octubre de 1879 logró que su bombita resplandeciera durante 48 horas ininterrumpidas. Un año antes Sir Joseph Swan patentó una lamparita similar en Inglaterra, lo que condujo a una disputa legal con Edison por la paternidad del invento. El filamento de carbón del estadounidense dio a su sistema de iluminación un bulbo barato que funcionaba bien con 110 voltios, un voltaje que Edison consideraba económico y seguro para la distribución de la electricidad. En los bulbos originales de Edison y Swan, el filamento se obtenía carbonizando hilos de algodón. Sin embargo, el filamento que resultaba era frágil, así que Edison intentó con bambú quemado (al igual que Goebel). El empleo de este material y el uso de una bomba de vacío mejorada para extraer más aire fuera de los bulbos, dio a sus lámparas una vida útil de aproximadamente 1200 horas, contra solamente 14 para las de filamento de algodón. Finalmente, en 1880 obtuvo la patente por su desarrollo. Claramente, ningún inventor merece el crédito absoluto por la bombita. Lo genial del trabajo de Edison es que él llevó la idea del laboratorio a la comercialización, considerando no sólo problemas técnicos sino también aspectos económicos y de producción de las lámparas.

Lámparas incandescentes

Las lámparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la energía eléctrica. Desde que fueran inventadas, la tecnología ha cambiado mucho produciéndose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida, el consumo y la duración de las lámparas. Su principio de funcionamiento es simple, se pasa una corriente eléctrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que emite radiaciones visibles por el ojo humano.

La incandescencia

Todos los cuerpos calientes emiten energía en forma de radiación electromagnética. Mientras más alta sea su temperatura mayor será la energía emitida y la porción del espectro electromagnético ocupado por las radiaciones emitidas. Si el cuerpo pasa la temperatura de incandescencia una buena parte de estas radiaciones caerán en la zona visible del espectro y obtendremos luz.

Espectro electromagnético

La incandescencia se puede obtener de dos maneras. La primera es por combustión de alguna sustancia, ya sea sólida como una antorcha de madera, líquida como en una lámpara de aceite o gaseosa como en las lámparas de gas. La segunda es pasando una corriente eléctrica a través de un hilo conductor muy delgado como ocurre en las bombillas corrientes. Tanto de una forma como de otra, obtenemos luz y calor (ya sea calentando las moléculas de aire o por radiaciones infrarrojas). En general los rendimientos de este tipo de lámparas son bajos debido a que la mayor parte de la energía consumida se convierte en calor.

Rendimiento de una lámpara incandescente

La producción de luz mediante la incandescencia tiene una ventaja adicional, y es que la luz emitida contiene todas las longitudes de onda que forman la luz visible o dicho de otra manera, su espectro de emisiones es continuo. De esta manera se garantiza una buena reproducción de

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