1.INTRODUCCIÓN A LAS LÁMPARAS DE DESCARGA

1.1. FUNCIONAMIENTO BÁSICO
 
   
 
 
 

En las lámparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eléctrica entre dos electrodos situados en un tubo lleno con un gas o vapor ionizado. En el interior del tubo, se producen descargas eléctricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodos. Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas. Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los átomos les transmite energía y entonces surgen dos posibilidades.

La primera posibilidad es que la energía transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electrón de su orbital. Este, puede a su vez, chocar con los electrones de otros átomos repitiendo el proceso. Si este proceso no se limita, se puede provocar la destrucción de la lámpara por un exceso de corriente.

La otra posibilidad es que el electrón no reciba suficiente energía para ser arrancado. En este caso, el electrón pasa a ocupar otro orbital de mayor energía. Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y rápidamente se vuelve a la situación inicial. Al hacerlo, el electrón libera la energía extra en forma de radiación electromagnética, principalmente en forma de ultravioleta, aunque no únicamente.

Un electrón no puede tener un estado energético cualquiera, sino que sólo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura del átomo. Como la longitud de onda de la radiación emitida es proporcional a la diferencia de energía entre los estados inicial y final del electrón y los estados posibles no son infinitos, es fácil comprender por que el espectro de estas lámparas es discontinuo. La consecuencia de esto es que la luz emitida por la lámpara no es blanca. Por ejemplo, en las lámparas de sodio a baja presión la luz es amarillenta.

La capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es, en general, peor que en el caso de las lámparas incandescentes que tienen un espectro continuo. Es posible sin embargo, recubrir el tubo con sustancias fluorescentes , como en el caso de las lámparas de descarga de baja presión -los "fluorescentes" convencionales- y mejorar de esta manera la reproducción de los colores y convertir las emisiones ultravioletas en luz visible.

Hay dos aspectos que influyen determinantemente en la configuración del espectro de estas lámparas. El primero es la presión del gas. Si se aumenta la presión del gas se consigue aumentar la anchura de las líneas del espectro de manera que formen bandas anchas y más próximas entre si. El segundo aspecto viene determinado por si el gas tiene sustancias sólidas o no, y de que tipo. Estas substancias al vaporizarse emitirán longitudes de onda complementarias. Un buen ejemplo son las lámparas de vapor de mercurio.

Para que las lámparas de descarga funcionen correctamente es necesario, en la mayoría de los casos, la presencia de unos elementos auxiliares: los cebadores y los balastos. Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensión entre los electrodos del tubo, necesario para iniciar la descarga y vencer así la resistencia inicial del gas a la corriente eléctrica. Tras el encendido, continúa un periodo transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal. Los balastos, por contra, son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la lámpara y evitar así un exceso de electrones circulando por el gas que aumentaría el valor de la corriente hasta producir la destrucción de la lámpara .