Diversas son las maneras según las cuales podemos utilizar lámparas de los tres tipos indicados, ya sea, para simple iluminación, ya sea para obtener efectos especiales o decorativos.
En la utilización de los diversos sistemas de datos, siempre debemos tener en cuenta no sólo la finalidad, sino también la potencia y la seguridad, dada por la colocación de los hilos y el respeto a la capacidad de la instalación.
Comenzamos por el circuito más simple de iluminación que utiliza sólo una lámpara y un interruptor, y que se muestra en la figura 1.
En este circuito el interruptor único controla la lámpara, debiendo ser embutido en lugar accesible en la pared.
Observe que uno de los hilos de la red principal va directo a la lámpara, mientras que el otro va al interruptor. Del interruptor tenemos otro hilo que va hasta la lámpara. No es necesario apagar los dos hilos para interrumpir la corriente. Basta que la cadena se interrumpe en un punto del circuito, antes o después de la lámpara, para que deje de circular. En realidad, para un circuito de corriente alterna como es el alimentado por la red local, no tiene mucho sentido hablar antes o después de la lámpara.
El interruptor tiene dos polos y se especifica en función de la corriente máxima y la tensión máxima que soporta.
Para determinar la corriente de una lámpara, basta con dividir su potencia por la tensión de su red. Por ejemplo, una lámpara de 60 W en la red de 110 V, requiere una corriente de:
60/110 = 0,54 A
Para una sola lámpara de hasta 100 W de potencia el hilo utilizado en esta instalación puede ser delgado, 16 o 18.
En la figura 2, tenemos un segundo tipo de conexión, en el que un interruptor se utiliza para controlar dos o más lámparas.
De uno de los puntos de alimentación de la red de energía, sacamos un conductor que va a todas las lámparas que deben ser alimentadas. Este conductor es el polo común a todas las lámparas.
Del otro punto de la alimentación, sacamos un hilo que debe ir al interruptor usado para el control. Del otro polo del interruptor sale un tercer hilo que va a los polos de las lámparas controladas, cerrando el circuito.
La cantidad de lámparas que se pueden controlar de esta manera depende del tipo de interruptor utilizado. Calcule la corriente de cada una de las lámparas y colóquelas para obtener la corriente total del circuito. Vea si el interruptor que se utiliza puede soportarlo.
Si no puede utilizar un interruptor mayor, es decir, uno que tiene mayor capacidad de corriente. El principal problema causado por el exceso de corriente es la quema de los contactos del interruptor que puede culminar con su derretimiento, si su exterior es de plástico.
En este tipo de instalación, las lámparas pueden o no tener las mismas potencias. El ahorro de energía es importante en muchos casos. Es conveniente que en un sistema de muchas lámparas pueda haber la operación con dos niveles de iluminación.
El medio que a primera vista puede parecer más lógico para obtener dos niveles de iluminación hace uso de dos lámparas de potencias diferentes que ser controladas por dos interruptores. Cuando una lámpara está encendida tenemos un nivel, y cuando la otra lámpara está encendida tenemos otro nivel, como muestra la figura 3.
En realidad, este sistema tiene tres niveles de iluminación, pues podemos accionar una lámpara, la otra lámpara y en una tercera opción las dos, cuando entonces tendremos la potencia máxima. Pero, este sistema presenta algunas desventajas. La principal está en el hecho de que necesitamos dos lámparas alimentadas por circuitos diferentes.
Un medio de conseguir dos niveles de iluminación, de manera económica, y haciendo uso de diodos semiconductores. Un diodo semiconductor es un componente electrónico que conduce la corriente en un solo sentido.
La corriente de la red de alimentación, es alternada lo que quiere decir que circula en dos sentidos, cambiando en una razón de 60 veces por segundo esta característica. La colocación de un diodo en un circuito de corriente alterna, como muestra la figura 4, hace que la mitad de los semiciclos de la cadena sean cortados y cualquier aparato alimentado / Reciba sólo la mitad de la potencia.
Al conectar un diodo en serie con una lámpara, podemos entonces "cortar" la mitad de su potencia haciéndola brillar con menor intensidad y también gastar menos energía. Una aplicación interesante de un circuito que hace uso de un diodo es en su sala de estar, donde sólo tenemos una lámpara de 60 W o 100 W en el techo.
En la posición de conexión directa, la lámpara recibe potencia total y tenemos el máximo de luz, cuando el lector está leyendo o escribiendo, por ejemplo. En la posición en que el diodo se incorpora al circuito, la lámpara brilla con aproximadamente la mitad de su intensidad y tenemos "media luz" ideal para una conversación, para ver la televisión, sin cansarse o forzar la vista.
Para lámparas de hasta 100 W el lector puede usar en la red de 110 V los diodos BY126, 1N4004, BY127 O 1N4007. Para lámparas de hasta 100 W en la red de 220 V los diodos usados ??pueden ser los BY127 o 1N4007.
En la figura 5 mostramos el "circuito" de esta aplicación doméstica y la manera de conectar los diodos.
Un diodo sólo se utiliza conectado a uno de los interruptores. El conjunto de dos interruptores y un diodo sustituye un interruptor común en su pared, convirtiendo cualquier lámpara común en una lámpara de dos intensidades.
El diodo común es polarizado, es decir, conduce la corriente según su posición, pero en esta aplicación este factor no tendrá que ser tenido en cuenta, pues cualquiera que sea el semiciclo conducido, la potencia será la misma. Para un sistema de iluminación de un pasillo, con varias lámparas, un medio de ahorrar energía es hacer el control por sectores. Así, en la figura 6 tenemos el control de cuatro lámparas dos a dos, alternativamente.
En una condición de menor consumo solamente dos se mantienen encendidas. Se utilizan dos interruptores que conectan cada uno dos lámparas de este pasillo. Es claro que este razonamiento puede ser ampliado para el caso de mayor número de lámparas.
Recordamos que el electrotécnico, aficionado o profesional, debe tratar de interpretar los diagramas a partir de sus símbolos y también acostumbrarse a la presencia de componentes electrónicos. En realidad, la electrotécnica moderna no puede dispensar de modo alguno los recursos electrónicos, como de los diodos citados arriba y otros que permiten obtener efectos que de otro modo serían imposibles de conseguir.
Las lámparas incandescentes comunes también se pueden utilizar en la decoración de vitrinas. Para este propósito podemos contar con las lámparas tipo "spot" que poseen reflectores y que también pueden ser instaladas en sistemas especiales, como muestra la figura 7.
Un conjunto de lámparas de este tipo puede ser utilizado para concentrar la luz en un objeto que se desea realzar en una vitrina y con ello llamar más la atención del público, como sugiere la figura 8.
También en este tipo de lámpara se puede utilizar el sistema de dos niveles, siempre que su potencia sea como máximo de 100 W. Debemos recordar que en una vitrina existe el problema del calor generado por el sistema de iluminación que puede poner en juego hasta la integridad de los productos expuesta.
El instalador debe prever un buen sistema de ventilación, si utiliza potencias elevadas de iluminación, principalmente en el caso de lámparas incandescentes comunes, en las que la mayor parte de la potencia, como vimos, se convierte en calor.
Para la decoración el electricista también puede contar con diversos tipos de lámparas incandescentes coloreadas, como muestra la figura 9.
Estas lámparas poseen potencias que van de 5 W a 40 W y pueden ser usadas para iluminar a color, una vitrina o sólo enmarque un artículo que debe ser resaltado.
En el caso en que las lámparas enmarque el artículo solamente, o hacen una decoración de fondo, los tipos de pequeña potencia son preferidos, pues pueden ser usados en mayor cantidad y no "apagar" el producto en sí. Si las lámparas se utilizan para iluminar el producto, entonces deben utilizarse los tipos de mayor potencia.
Ver que en una instalación decorativa de este tipo, la potencia total consumida por el sistema debe ser prevista y estar de acuerdo con las limitaciones de su instalación. Un sistema propio de protección es la mejor garantía de que en caso de cualquier problema la energía sea apagada, evitando el peligro de incendios.
Para una instalación comercial pequeña, y también por motivos de ahorro de energía, sugerimos que la potencia total de las lámparas alimentadas en recinto cerrado (vitrina) no supere los 200 W.
Con esta potencia se pueden alimentar 40 lámparas de 5 W, 8 de 25 W o 5 lámparas de 40W, lo que sin duda permite obtener juegos de luz interesantes.
En la figura 10 damos el circuito recomendado con dos llaves de control para juegos de luces de colores diferentes, de modo que el propietario de la tienda pueda "variar" los efectos alternando los colores de un día a otro.
Las lámparas fluorescentes también se pueden utilizar en la decoración de vitrinas, con dos ventajas adicionales con respecto a las lámparas incandescentes comunes. La primera ventaja está en el hecho de que podemos obtener más luz con menor potencia, lo que significa un buen ahorro de energía.
La segunda está en el hecho de que la luz de las lámparas fluorescentes es más "blanca" realzando mejor ciertos productos que se deben demostrar. No hablamos todavía de un tercer punto importante del uso de fluorescentes que es el menor calentamiento, por lo que es necesario prever un buen sistema de ventilación.
En la figura 11, damos un circuito típico de lámparas fluorescentes para vitrinas.
Recordamos que las lámparas fluorescentes también se pueden conseguir en diversos colores, posibilitando así efectos visuales en las vitrinas.
Volviendo a la iluminación doméstica, hay también la posibilidad de usar diversos puntos de luz en una sola sala. Una sugerencia consiste en un punto de luz más fuerte, en posición central, y dos o más puntos de luz por medio de arandelas en las paredes. Es posible controlar estos diversos puntos de luz por un juego de llaves interruptoras, como muestra el circuito de la figura 12.
En este circuito los niveles de iluminación obtenidos por la combinación de los encendimientos pueden ser multiplicados por dos si hacemos uso de los diodos reductores o de media luz como ya vimos.
La luz central puede ser de mayor potencia como por ejemplo 75 o 100 W y las lámparas laterales de las arandelas, de menor potencia como por ejemplo 25 o 40 W.
Los tipos de lámparas incandescentes:
Debemos observar que los formatos de las lámparas y los tipos de vidrios usados pueden variar, y la elección de cada tipo depende de la aplicación. En la figura 13, tenemos algunos tipos comunes de lámparas domésticas.
La lámpara común de cristal transparente proporciona una luz de fuente puntual, lo que quiere decir que las sombras de los objetos se definen y no se recomiendan para la iluminación directa. Estas lámparas se utilizan con globos o arañas de materiales translúcidos (lechosos).
El otro tipo de lámpara y la que tiene vidrio lechoso, es decir, translúcido que difunde mejor la luz, pudiendo ser usada sin ningún otro recurso adicional, como, por ejemplo, globos o arandelas.
Muy importante al diseñar un sistema de iluminación es tener en cuenta el problema de las sombras. En las oficinas, aulas o incluso gabinetes de trabajo, las lámparas deben estar dispuestas de tal manera para minimizar las sombras y distribuir la luz.
Tenemos finalmente las lámparas con reflectores internos tipo "spot" que se pueden instalar en esquinas o incluso en el techo con el fin de dirigir y luz en una determinada dirección. Estas lámparas también se pueden utilizar en la iluminación de carteles, como se muestra en la figura 14.
Todos los sistemas que hemos visto tienen muchas aplicaciones en iluminación doméstica o incluso comercial, pero son estáticos. Es decir, los efectos que producen no son variados pero sí constantes.
Para obtener movimientos en los sistemas se pueden utilizar diversos recursos, principalmente basados en la electrónica. Así, antes de hablar de estos recursos propiamente dichos, será conveniente suministrar al electrotécnico algunas nociones de electrónica para ser aplicada a su rama de trabajo.