DISPOSITIVI CHE UTILIZZANO L'ENERGIA ELETTRICA

1. LAMPADE A FILAMENTO (O A INCANDESCENZA)

L'emissione luminosa è prodotta da un filamento metallico reso incandescente dal passaggio della corrente elettrica. Il filamento è protetto dall'aria mediante un'ampolla di vetro svuotata d'aria oppure riempita di gas inerte.

Categorie:

a)    L. a filamento di carbone (Edison, 1880). Funzionavano a 1900 °C fornendo 4 lumen per watt.

b)   L. a filamento metallico di tungsteno, che nel 1905, consentì temperature più elevate (2100-2200 °C), cioè luce più bianca, e maggiore efficienza (8 lumen per watt). Nel 1914, per ridurre la sublimazione del filamento (e ridurre così anche l'annerimento del bulbo) e aumentarne la temperatura vennero introdotte le l. a filamento di tungsteno in gas inerte (azoto, argon). Il filamento di tungsteno, anziché diritto, è avvolto a elica. In questo modo si riduce il suo ingombro. L. a filamento di tungsteno per usi speciali sono: le piccole lampade; le l. per fotografia e cinematografia; le l. per ripresa; le l. per proiezione.

c)    L. a lampo di luce o lampade lampo (flash) sono molto usate in fotografia nei lampeggiatori. Il bulbo, riempito con ossigeno puro, contiene, oltre al filamento, un batuffolo di fogli o di fili sottilissimi di una lega alluminio-magnesio. Premendo un pulsante si chiude sul filamento il circuito di una batteria tascabile che lo rende incandescente provocando la combustione dei fili di alluminio. Si ottiene un lampo di luce vivissima della durata di circa 1/50 di secondo. Un solo lampo rende la l. inservibile.

2. LAMPADE DI TIPO MISTO, A INCANDESCENZA E AD ARCO

Oltre al normale filamento di tungsteno contengono due elettrodi in derivazione tra i quali si innesca immediatamente un arco a vapori di mercurio che a lampada spenta si condensano. La luce emessa è ricca di raggi ultravioletti.

3. LAMPADE A CONDUZIONE GASSOSA

Sono costituite da un'ampolla contenente agli estremi due elettrodi in atmosfera di gas rarefatto; una conveniente differenza di potenziale applicata agli elettrodi provoca una scarica elettrica luminosa.

Categorie:

a)    L. Moore. In queste lampade, se il gas di riempimento è aria, la luce che si ottiene è colore porpora, con azoto si ha luce rosa, con anidride carbonica luce bianca, con elio giallo-bianca.

b)   L. al neon danno luce colore rosso-arancio; funzionano in corrente alternata, sono tuttora diffuse anche se largamente sostituite con le l. fluorescenti. A causa dell'alimentazione con corrente alternata non si avvertono più zone luminose oscure, ma la luce appare uniforme lungo tutto lo sviluppo del tubo, sebbene con leggero tremolio. La durata dei tubi al neon può giungere alle 10.000 ore, a seconda della pressione del gas e dall'estensione degli elettrodi. La tensione deve essere tanto maggiore quanto più lungo è il tubo.

c)    L. a bagliore negativo sfruttano solo la luce negativa. Si adoperano spesso per segnalazione di circuiti elettrici, hanno un consumo minimo ed entrano in funzione istantaneamente.

d)   L. a gas raro (neon, argo, cripto, xeno) sono ormai abbandonate per il loro basso rendimento e per la difficoltà di avere una sufficiente varietà di colori, in particolare sul bianco.

e)      Tubi in gas con vapore luminescente: se si riscalda a 900 °C il catodo, foggiato a spiralina di tungsteno e rivestito di ossidi metallici adatti, l'emissione catodica di elettroni è più intensa e il tubo può funzionare. Se in esso, oltre al neon, o all'argon, si trova del sodio metallico o del mercurio, questo vaporizza rapidamente con l'effetto di far aumentare la corrente e diminuire la tensione a valori tali che il neon cessa di esser luminoso, mentre lo diventa il vapore di sodio o di mercurio che brillano con la loro luce caratteristica. Si hanno così: l. a vapori di sodio; l. a vapori di mercurio a bassa pressione, ad alta pressione (Fig. in fondo alla pagina) e a media pressione.

Il sistema "Xeradex" permetterà di costruire l. a fluorescenza che raggiungono la giusta lucentezza non appena vengono accese e soprattutto l. piatte, ideali per l'illuminazione dei monitor a cristalli liquidi e che dureranno più di 50.000 ore.

f)    L. fluorescenti o tubi fluorescenti, costituiscono il tipo più recente e più diffuso. Contengono, oltre a un gas raro e vapori di mercurio, fosfòri, apposite sostanze che divengono luminose per fluorescenza, e le loro radiazioni, da sole o in aggiunta a quelle del vapore di mercurio, producono una luce più o meno rassomigliante a quella solare. Si dividono in: 1. Quelle in cui la scarica nel vapore di mercurio è luminosa; 2. Quelle in cui la scarica nel vapore di mercurio è oscura.

LAMPADE AD ARCO

Costituiscono sorgenti di luce praticamente puntiformi di fortissima brillanza. In corrente continua gli elettrodi della l. ad arco sono di diametro diverso, maggiore per quello che funge da anodo; in corrente alternata il consumo e la luminosità sono diversi. La l. elettrica ad arco ha un'efficienza di 25 lumen per watt. Oggi il suo impiego è limitato ad illuminazioni pubbliche molto intense, ai proiettori in generale e alle lanterne da proiezione cinematografica.

5. LED (diodo ad emissione luminosa)

Questi dispositivi sono già presenti nei pannelli di controllo dei computer, degli impianti stereofonici e nei display di informazione. I Led sono costituiti da "briciole" di semiconduttori che, quando vengono attraversati da corrente elettrica, emettono luce visibile.