Algo Sobre Iluminación

Tema en 'Diálogos Técnicos' comenzado por Reef Man, 21 Agosto 2009.

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  1. Reef Man

    Reef Man Rey Tiburón

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    Algunas cosas básicas sobre Iluminacion HID (High Intensity Discharge - Descarga de Alta Intensidad) ...

    Como todos los que empezamos en este hermoso hobby alguna vez llega el momento de escoger luces y aca entramos en una de las grandes controversias del hobby, la iluminación.

    Aunque en este punto hay muchos claro oscuros uno de los claros es que los MH y los HQI son superiores en cuanto a calidad e intensidad de luz, pero todos en algún momento nos preguntamos y como funcionan estas lámparas y que es lo que las hace tan superiores en calidad de iluminacio y precios también y si se justifica su uso y consumo de electricidad. Bueno he estado investigando un poco y decidí escribir este post para aclarar un poco algunas de estas dudas y hacer la desicion más fácil o por lo menos saber que diablos estamos instalando y pagando.

    Bueno empecemos por lo básico:

    Este post trata sobre High Intensity Discharge Lighting que traducido al castellano es iluminación de descarga de alta intensidad, a este grupo de iluminación pertenecen los focos MH HQI que usamos en el hobby las lámparas de vapor de sodio, vapor de mercurio y los tan de moda hid de xenón para los autos.

    El principio básico del funcionamiento de estas lámparas es el siguiente:

    Estas lámparas funciona de manera similar a las lámparas fluorescentes un arco es establecido entre dos electrodos en un tubo lleno con gas el que causa que el un vapor metálico produzca energía radiante. La principal diferencia es que las lámparas HID pueden producir luz visible sin fósforo alguno, además los electrodos están separados solo unos cuantos centímetros y los gases del tubo están altamente presurizados. El arco adquiere una temperatura extremadamente alta, causando que los elementos metálicos junto con la atmósfera gaseosa se vaporicen liberan cantidades masivas de energía radiante.


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    En detalle:

    Un foco hid (de ahora en adelante nos referiremos con este termino a los focos MH, HQI) esta compuesto por un tubo de descarga o quemador y un tubo exterior envoltura, el tubo de descarga puede ser de cerámica o de cuarzo y contiene un gas iniciador (usualmente argon), mercurio y sales MH.

    Las lámparas hid arrancan cuando el balastro provee un alto voltaje de inicio más alto que el que normalmente es proveído a los electrodos de la lámpara a través de una mezcla de gas en el tubo de descarga. El gas en el foco hid debe ser ionizado antes que la corriente pueda fluir e iniciar la lámpara. Además de proveer el voltaje correcto de inicio, la balasta también regula la corriente de inicio y la corriente operacional.

    La envoltura exterior le proporciona al tubo de quemado un ambiente de temperatura estable y como esta lleno de algún gas inerte le disminuye la corrección a los elementos eléctricos que se podrían presentar debido a las altas temperaturas.

    Existen dos tipos de focos los probe-start and pulse-start

    La diferencia es que en las de probe Start existe un tercer electrodo que ayuda a hacer que salte un arco entre los electrodo de operación al hacer que salte una chispa entre el tercer electrodo y uno de los operacionales para calentar y vencer la resistencia que impide que se establezca el arco entre los dos electrodos de trabajo normal, una vez establecido este el tercer electrodo se desconecta ya que al calentarse un bimetal (como el de los termostatos) desconecta este tercer electrodo y una vez establecido el arco entre los dos electrodos la corriente que suministra el balastro es únicamente las de mantenimiento del arco. En los focos pulse Stara. El inicio se lleva a cabo usando pulsos de altísimos voltajes tanto como 3 kv o 5kv los cuales rompen la resistencia inicial y logran la temperatura de inicio, una ves arrancadas únicamente se mantiene la corriente de trabajo las balastras para este tipo de lámparas

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    Las lámparas de pulsos fueron desarrolladas porque el tiempo de inicio suele ser menor y al haber menos electrodos se ensucian menos el tubo de quemado pues cuando se encienden los electrodos de prueba el tungsteno de los electrodos puede ennegrecer el tubo al irse quemando disminuyendo la luz disponible, también duran mas que las de tipo probe Start.

    Los focos hid no pueden encender instantaneamenta después de haber sido apagados debido a que los electrodos necesitan enfriarse después de haber estado sometidos a altas temperaturas. Este tiempo va desde 2 hasta 15 minutos dependiendo de la potencia y el tipo de balastra usada.


    Ahora veamos las diferentes tipos de balastras que hay y que hacen:

    Los hid tipo probe Stara usan balastras tipo:
    high-reactance autotransformer (HX-HPF), constant-wattage autotransformer (CWA), constant-wattage isolated transformer (CWI), and regulated lag (magneticamente reguladas)
    las lamparas hid Pulse-start requieren un tipo diferente de balastras:
    super constant-wattage autotransformer (SCWA), linear reactor, and regulated-lag ballasts.


    High-reactance autotransformer (HX-HPF ):
    Estas balastras son similares en desempeño a las balastras tipo reactor(examinadas mas abajo), pero sus bobinas adicionales les permiten iniciar las lámparas desde suministros de voltaje que son mas bajos que aquellos necesarios para iniciar las lámparas. Como resultado estas balastras son grandes pesadas y menos eficientes que las balastras de reactor , usualmente vienen con capacidad de multitap lo que les permite iniciar diferentes tipos de lámparas. Un factor típico de pico(current crest factor (CCF)*) para estas balastras es de 1.4 o 1.6, la mayoría de estas balastras puede manejar variaciones de voltaje del 5 % que influye en una variación de poder del 9 al 12 % en la lámpara.
    * El current crest factor (CCF) esta definido como el pico de corriente dividido por el root mean square (rms) actual de la lámpara. los rangos del current crest factor va de 1 al infinito el estándar ANSI requiere que el factor sea igual o menor que 1.7 muchos fabricantes de lámparas no garantizan sus productos si este factor es mayor a 1.7.

    Constant-wattage autotransformer (CWA):
    También conocidas como balastras de aleación las balastras cwa son balastras comúnmente usadas con lámparas MH de 175w o mayores, estos tipo de balastras tienen un diseño diferente que las high-reactance autotransformer (HX-HPF). Las balastras CWA ofrecen mejor poder de regulación de la lámpara pero son mas pesadas grandes menos eficientes y mas caras que las de reactor o tipo HX-HPF. Estas tienden as ser un rango CCF mas alto tipicamente en el rango de 1.6 o 1.8 y un alto factor de poder .9 debido a un capacitor. Están clasificadas para manejar variaciones de voltaje del 10% o mayores.
    Constant-wattage isolated transformer (CWI):
    Estas son similares en diseño a los CWA, pero tienen aislamiento eléctrico entre los embobinados primario y secundarios , usuales en ele mercado canadiense, son grandes y pesadas y menos eficientes que las de estilo CWA.

    Super constant-wattage autotransformer (SCWA):
    Estas son sistemas de balastras de doble bobina es usada comúnmente para operar pulse-start MH lamps. Un factor de alto poder es logrado usando un capacitor en serie junto con la lámpara. estas balastras tienes una buena regulación de la lámpara y pueden manejar variaciones de mas del 45% en el voltaje.
    Linear reactor pulse Start: (como las usadas para los hqi)
    Son balastras reactor de núcleo simple ,iniciador(genera pulsos para arrancar la lámpara) y capacitor son usados para operar pulse-start MH lamp. Están disponibles solo en 227 volts y son sistemas muy eficientes porque el diseño de núcleo simple reduce ambos wataje de entrada de la lámpara en un 8% y una perdida de de poder en mas del 50% cuando se comparan con balastras SCWA.
    Regulated lag (magnetically regulated):
    Este diseño de balastra es el mas sofisticado y provee la mas alta regulación para la lámpara. Esto provee la regulación del voltaje y la forma de onda que es más benéfica para la vida de la lámpara y el mantenimiento de la potencia de iluminación. Estas balastras son mas grandes y menos eficientes que otros tipos pero deben ser usadas cuando grandes variaciones de voltaje se esperan. Un típico rango d CCF para las balastras magnéticamente reguladas es de 1.4 a 1.6 . Que esta rankeado para manejar variaciones de voltajes de suministro del 10% o mayores, que resultan en menos de un 5 % de variación en el Voltaje de la lámpara, en regiones de voltaje con variaciones mayores a 10% estas pueden no operar eficientemente.


    Muchos fabricantes ofrecen balastras electrónicas que proveen mayor desempeño que las convencionales y con las siguientes ventajas:

    Más ligeras
    Menos calor
    Varían menos del 3 % su salida de voltaje
    Como usan una frecuencia mayor de corriente disminuyen el ennegrecimiento del tubo del arco.
    Permiten regular la salida de luz hasta un 33 %
    Tienen mayor estabilidad en el color.

    Sin embargo su alto costo hacen que aun sean mas usadas las balastras magnéticas.

    bueno esto es un poco de lo qeu podemos saber de los hid y pronto les publicare un estudio comparativo de las cantidades de luces que emiten los diferentes tipos de focos que existen.

    saludos a todos y les dejo los links de donde saque la mayoria de la informacion que he compilado por si quieren ahondar mas.


    http://www.lrc.rpi.edu/programs/nlpip/lightingAnswers/mwmhl/differenceProbePulse.asp
    http://www.goodmart.com/facts/light_bulbs/hid_diagram.aspx
    http://www.plantedtank.net/forums/lighting/21052-comparison-lighting-types-lumens-watts.html [​IMG]

    Author:
    LordRiper
     

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