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L’ illuminazioneè il risultato dell’illuminaremediante l’utilizzo diflussi luminosi, naturali (mediati da elementi architettonici) o emessi da sorgenti artificiali (apparecchiature generalmente elettriche) allo scopo di ottenere determinatilivelli di luce(illuminamenti) sull’oggetto (in senso lato) da illuminare. La relativa tecnica si chiamailluminotecnica.

Ulteriori scopi dell’illuminazione sono anche creare effetti scenografici, di accento e con le sue apparecchiature generatrici (lampade) di fare arredo.

Il termine illuminazione è anche usato come semplificazione e con significato di “impianto di illuminazione”.

Lampade ad Arco

Queste lampade sono state le prime ad essere inventate e il loro principio di funzionamento si basa sulla creazione di un arco elettrico, il quale genera un forte flusso luminoso con spettro simile a quello della luce solare. Originariamente per poter generare l’arco in atmosfera d’aria, necessitava un’elevata tensione ed elettrodi di grafite che, consumandosi per ossidazione e sublimazione, dovevano essere continuamente accostati da un dispositivo ad orologeria, per far sì che l’arco non si estinguesse.

Questa tecnologia venne quasi abbandonata a causa della sua farraginosità o rimase con applicazioni ridotte (tipicamente proiettori cinematografici), finché non venne reintrodotta grazie allo sviluppo dellelampadine allo xenoin cui il gas nobile inserito in un’ampolla di vetro, protegge gli elettrodi dalla consunzione (attuali applicazioni: fari di automezzi stradali, flash fotografici, lampade da proiezione moderne).

Lampade ad Incandescenza

Nella lampada ad incandescenzala produzione di luce avviene portando un filamento metallico ditungstenoall’incandescenza, allatemperaturadi 2700K, pereffetto Joule. Il filamento di tungsteno è posto in un’ampolla, generalmente divetrooquarzo, riempita digasinerti (argon,azoto, ecc.) per evitare l’ossidazione del filamento e limitarne l’evaporazione. Lo spettro di emissione della superficie incandescente del filamento è approssimabile allo spettro di uncorpo nero.

Una variante è lalampada alogena. I classici attacchi standard sonoE27(attacco grande) edE14(attacco piccolo).

Nelle lampadine a incandescenza, soltanto una piccola percentuale, generalmente intorno al 5%, dell’energia che le alimenta viene convertita in luce, il rimanente 95% viene diffuso in forma di calore.

L’8 dicembre 2008, la Commissione Europea per l’Energia ha approvato la messa al bando in tutti gli Stati membri delle lampade ad incandescenza, secondo un programma di progressiva sostituzione a partire dal settembre 2009, con completamento nel settembre 2013.

Lampade a Scarica

Nellelampade a scaricala luce viene prodotta da un gasionizzatoper effetto di unascarica elettrica. Sono tipicamente costituite da un tubo di vetro o quarzo al cui interno è presente un particolare gas ovapore(es. disodioo dimercurio), alle cui estremità sono collocati dueelettrodi. Una opportunadifferenza di potenzialeprovoca la formazione di unarcodiplasmanel gas.

L’emissione avviene in corrispondenza dellerighe di assorbimentotipiche del gas impiegato. Per esempio, nelle lampade al sodio a bassa pressione l’emissione è pressoché monocromatica gialla. Più spesso la luce è prodotta perfluorescenza, come nelle comunilampade fluorescenti, erroneamente chiamate tubi al neon, anche se ilneonin realtà non è alla base del loro funzionamento. In queste lampadine la scarica avviene in vapore dimercurio, prevalentemente nello spettro ultravioletto. Sulla superficie interna del tubo è deposto un materialefluorescenteche assorbe l’energia dei raggi ultravioletti e la riemette nel campo della luce visibile.

La scarica nei gas è stata realizzata prima della lampadina ad incandescenza, ma l’applicazione pratica di questo fenomeno fisico nelle lampadine si è avuta solo nella prima metà delXIX secolo. Le lampadine a fluorescenza convertono in luce il 25% dell’energia consumata.

LED

Alternative alle lampadine a filamento, sono costituite da uno o piùdiodiLED, alimentati da un apposito circuito elettronico, il cui scopo è principalmente quello di ridurre la tensione di rete ai pochi volt richiesti dai LED. La luce viene prodotta attraverso un processo fisico nella giunzione del diodo, chiamato “ricombinazione Elettrone-Lacuna” che dà origine all’emissione difotoni, di colore ben definito dipendente dall’energia liberata nella ricombinazione. Sono ormai di uso consolidato i LED monocromatici come il rosso, il giallo, il verde e il blu, nonché tutte le loro combinazioni. Solo successivamente è stato possibile realizzare LED che producano luce bianca; per esempio, il dispositivo MT-G Easy White, progettato per sostituire i faretti standard MR16 alogeni, è disponibile in 4 tonalità di bianco, con temperature di colore da 2700 a 4000kelvin, il più recente MK-R, con resa di 200 lumen per watt è disponibile in 6 tonalità di bianco. La luce bianca si può anche ottenere miscelando l’emissione dei led RGB, dispositivi realizzati all’incirca dall’anno 2000, costituiti da tre giunzioni emittenti luce verde, blu e rossa; in questo caso, la luce bianca si ottiene per addizione dei tre colori primari.

In alternativa, viene accoppiato un LED blu con uno strato difosforiche emettono luce gialla e la combinazione dei rispettivi spettri di emissione produce anche in questo caso un effetto di luce bianca.

Diversamente dalle lampadine a incandescenza, che terminano la loro vita con la bruciatura del filamento, i LED degradano lentamente, con una perdita della luminosità che scende al 20-30%. Da un punto di vista economico i LED sono più costosi delle lampadine a filamento, ma la durata di funzionamento di un LED, che si aggira intorno alle50 000-80 000ore, è ben superiore alla vita di una lampadina tradizionale.

Dal punto di vista energetico, i LED sono molto più efficienti delle lampadine a filamento, poiché il 50% dell’energia assorbita produce illuminazione e pertanto la quantità di energia sprecata sotto forma di radiazione infrarossa e di calore rilasciato nell’ambiente è molto ridotta rispetto alle tecnologie di illuminazione tradizionali.

Lampade a Polimeri Organici

Questa tecnologia, che nel futuro potrebbe diventare quella predominante, si basa su materiali plastici (polimeri) in grado di emettere luce perelettroluminescenzase attraversati da corrente elettrica. Una classe particolare ma non l’unica di questi materiali sono gliOLED. I principali vantaggi risiedono nell’economia di esercizio, nel buon rendimento luminoso e nella possibilità di lavorare i corpi illuminanti in fogli di forma arbitraria. Potrebbero per esempio tappezzare il soffitto o le pareti, generando una luce diffusa di varia tonalità, non abbagliante e senza ombre. Con questa tecnologia si riuscirebbe a convertire in luce oltre il 70% dell’energia elettrica che si consuma, ma al momento l’impianto risulta essere molto più costoso per lumen emesso, rispetto ad altri sistemi.

Tratto da Wikipedia