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ASÍ FUNCIONA LA LÁMPARA INCANDESCENTE
Texto e ilustraciones José Antonio E. García Álvarez
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FUNCIONAMIENTO DE LA LÁMPARA INCANDESCENTE
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En la mayoría de los casos junto con la luz se genera también
calor, siendo esa la forma más común de excitar los átomos de un
filamento para que emita fotones y alcance el estado de incandescencia.
Normalmente cuando la corriente fluye por un cable en un circuito eléctrico cerrado, disipa siempre energía en forma de calor debido a la fricción o choque
que se produce entre los electrones en movimiento. Si la temperatura del metal que
compone un cable se eleva excesivamente, el forro que lo protege se derrite, los alambres de cobre se unen por la pérdida del aislamiento y se produce un corto circuito. Para evitar que eso ocurra los ingenieros y técnicos electricistas calculan el grosor o área transversal de los cables y el tipo de forro aislante que deben
tener, de forma tal que puedan soportar perfectamente la intensidad máxima de corriente en ampere que debe fluir por un circuito eléctrico.
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Cuando un cable posee el grosor adecuado las cargas
eléctricas fluyen normalmente y la energía que liberan los electrones en
forma de calor es despreciable. Sin embargo, todo lo contrario ocurre
cuando esas mismas cargas eléctricas o electrones fluyen a través de un
alambre de metal extremadamente fino, como es el caso del filamento que
emplean las lámparas incandescentes. Al ser ese alambre más fino y
ofrecer, por tanto, más resistencia al paso de la corriente, las cargas
eléctricas encuentran mayor obstáculo para moverse, incrementándose la fricción.
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A.– Las cargas eléctricas o electrones fluyen normalmente por el
conductor desprendiendo poco calor. B.– Cuando un metal ofrece resistencia al
flujo de la corriente, la fricción de las cargas eléctricas. chocando unas
contra otras provocan que su temperatura se eleve. En esas condiciones las
moléculas. del metal se excitan, alcanzan el
estado de incandescencia y los electrones pueden llegar
a emitir. fotones de luz.
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Cuando las cargas eléctricas atraviesan atropelladamente el metal del
filamento de una lámpara incandescente, provocan que la temperatura del alambre se eleve a 2 500 ºC (4 500 ºF) aproximadamente. A esa temperatura tan alta
los electrones que fluyen por el metal de tungsteno comienzan a emitir fotones de luz
blanca visible, produciéndose el fenómeno físico de la incandescencia.
La gran excitación que produce la fricción en los átomos del
tungsteno o wolframio (W), metal del que está compuesto el filamento, provoca que algunos electrones salgan despedidos de su órbita propia y pasen a ocupar una órbita más externa o nivel superior de energía dentro del propio átomo. Pero la gran atracción que ejerce constantemente el núcleo del átomo sobre sus electrones para impedir que abandonen sus correspondientes órbitas, hace que regresen
de inmediato a ocuparlas de nuevo. Al reincorporarse los electrones al lugar de
procedencia, emiten fotones de luz visible para liberar la energía extra que adquirieron al ocupar momentáneamente una órbita superior.
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Por otra parte la fricción que producen las cargas eléctricas
al atravesar el filamento es también la responsable del excesivo calentamiento
que experimentan las lámparas incandescentes cuando se encuentran encendidas.
En general este tipo de lámpara es poco eficiente, pues junto con las
radiaciones de luz visible emiten también radiaciones infrarrojas en forma de
calor, que incrementan el consumo eléctrico. Sólo el 10% de la energía
eléctrica consumida por una lámpara incandescente se convierte en luz visible,
ya que el 90% restante se disipa al medio ambiente en forma de calor.
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