L'uomo di casa/Impianto elettrico/Lampadine

La lampadina è un dispositivo elettrico specificamente progettato per produrre luce.

Incandescenza

La lampada ad incandescenza è una sorgente luminosa in cui la luce viene prodotta dal riscaldamento (fino a circa 2700° K) di un filamento di tungsteno attraverso cui passa la corrente elettrica. Durante il funzionamento il tungsteno evapora, e il filamente diventa sempre più sottile, fino a spezzarsi dopo circa 1000 ore di funzionamento. Oltre che in calore l'energia viene convertita in luce in una misura compresa tra il 5 e il 10%.

Nelle lampadine moderne il bulbo di vetro non è vuoto ma contiene un gas inerte a bassa pressione, di solito Argon, più raramente Kripton. Questo riduce i rischi di implosione e prolunga la vita del filamento. Inoltre la presenza del gas Argon impedisce l'annerimento del bulbo dovuto al deposito del tungsteno che evapora.

Al momento dell’accensione della lampada, poiché il filamento è freddo e la sua resistenza è bassa, si determina un picco della durata di pochi decimi di secondo e del valore di 10-12 volte la corrente a regime.

Alogena

La lampadina alogena è una particolare lampada ad incandescenza, ma ci sono alcune fondamentali caratteristiche che differenziano i due prodotti.

Al gas contenuto nel bulbo viene aggiunto iodio, kripton, e, a volte, xeno per permettere il riscaldamento del filamento fino a oltre 3000 K, in modo da aumentare l'efficienza luminosa e spostare verso l'alto la temperatura di colore.

Nelle alogene il tungsteno che evapora a causa della temperatura elevata reagisce con il gas formando un alogenuro di tungsteno. Successivamente il composto, entrando in contatto con il filamento incandescente si decompone e rideposita il tungsteno sul filamento stesso realizzando un ciclo, il ciclo del tungsteno. In questo modo la durata di vita di una lampada alogena può essere doppia di una lampadina ad incandescenza normale, sebbene il filamento sia molto più caldo.

Poiché il bulbo, per permettere la reazione chimica tra iodio e tungsteno, deve avere una temperatura non inferiore a 250 °C, viene utilizzato un vetro speciale (quarzo) ad alta resistenza.

A scarica

La lampada a scarica è un tipo di lampadina basata sull'emissione di radiazione elettromagnetica da parte di un plasma di gas ionizzato. La ionizzazione del gas è ottenuta per mezzo di una scarica elettrica (da cui il nome) attraverso il gas stesso.

È costituita da una ampolla o un tubo di vetro o quarzo contenente il gas e almeno due elettrodi tra cui avviene la scarica. Possono essere presenti elettrodi supplementari per l'innesco. Solitamente le lampade a bassa pressione sono a forma di tubo diritto o curvato ad U, mentre le lampade ad alta pressione sono costituite da una piccola ampolla di quarzo (adatto a resistere a temperature più elevate). La lampada può essere contenuta in un involucro in vetro con la funzione di schermare i raggi ultravioletti, ospitare eventuali elementi accessori e proteggere il tubo.

L'emissione luminosa è monocromatica o limitata alle righe di emissione spettrale del gas contenuto, se questo è a bassa pressione. Il gas può anche essere il vapore di un elemento solido o liquido, per esempio mercurio o sodio. In questo caso però la lampada non è subito efficiente, poiché è necessario che il materiale evapori o sublimi per effetto del calore prodotto dalla scarica nel gas accessorio. Possono essere necessari diversi minuti perché la lampada inizi a produrre una luce accettabile, e in molti casi questo è un grave limite.

Al neon

La lampada al neon è un tipo di lampada a scarica costituita da un bulbo di vetro trasparente contenente gas neon a bassa pressione. Nel linguaggio comune vengono chiamate erroneamente lampade al neon le lampade fluorescenti usate per l'illuminazione di uffici ed abitazioni. A differenza di queste però le lampade al neon propriamente dette emettono una luce arancione di debole intensità e sono impiegate più per funzioni di segnalazione che di illuminazione. Versioni a forma di lungo tubo sono impiegate nelle insegne luminose. Utilizzando gas diversi dal neon o miscele si possono ottenere luci di colore differente. Le lampade al neon, come tutte le lampade a scarica richiedono di essere alimentate in limitazione di corrente, per questo nei modelli di piccola potenza si pone in serie ad essa una resistenza. La tensione di innesco è di 60-80 volt in corrente continua o alternata. Alimentando in continua, si produce luce solamente in prossimità dell'elettrodo negativo. In alternata entrambi gli elettrodi sembrano emettere luce a causa della continua inversione. Questo permette di scoprire il tipo di elettricità ed eventualmente la polarità.