¿Cómo funcionan las bombillas?

Las bombillas eléctricas existen desde hace bastante tiempo, pero es posible que no sepa que funcionan con principios complejos de electrodinámica y termodinámica.

Antes de la era de la iluminación eléctrica, era una gran tarea conseguir una iluminación brillante y duradera. Las únicas opciones disponibles eran velas y lámparas de aceite, que no eran muy eficientes para hacer su trabajo.

Concebidas y patentadas por Thomas Alva Edison en el siglo XIX, las bombillas incandescentes han seguido iluminando nuestro mundo durante generaciones.

La fotografía del laboratorio de bombillas de Thomas Alva Edison

La fotografía del laboratorio de bombillas de luz de Thomas Alva Edison, Detroit, tomada en 1979 (Crédito de la foto: flickr)

Las bombillas incandescentes han tenido tanto éxito que la tecnología original no ha sufrido cambios drásticos. Es interesante notar que una parte tan pequeña (¡pero también crítica!) de nuestra existencia se basa en aspectos importantes de la física.

En este artículo, encontraremos las respuestas a algunas preguntas generales sobre las bombillas incandescentes.

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¿Cómo se produce la luz en las bombillas?

Una bombilla incandescente consta principalmente de dos partes: la bombilla y el filamento.

El bulbo generalmente está hecho de vidrio, dentro del cual hay un vacío. El vacío ayuda a prolongar la vida útil de la bombilla; si hay partículas de aire dentro de la bombilla, se calentará rápidamente y el vidrio se romperá fácilmente.

El filamento dentro de la bombilla es donde se produce la luz real. Está hecho de un material largo y enrollado que es un buen conductor de electricidad, como el tungsteno. A veces, el interior de la bombilla también se llena con un gas inerte, como el argón. Los gases inertes ayudan a ralentizar el proceso de desgaste de los filamentos de tungsteno.

Diagrama que muestra las partes de una bombilla incandescente moderna

Partes de una bombilla incandescente (Crédito de la foto: Designua/Shutterstock)

El filamento está unido a contactos de metal que están conectados a una fuente de alimentación para que la electricidad pueda fluir a través de él.

Cuando la corriente eléctrica fluye a través del filamento, los átomos se agitan y los electrones dentro de ellos se excitan a niveles de energía más altos tan pronto como absorben energía de la corriente que fluye. El tiempo que los electrones permanecen en este estado excitado es muy pequeño, y cuando vuelven a sus niveles de energía originales, se libera energía extra en forma de fotones (pequeños paquetes de energía luminosa).

¡De esta manera, las bombillas brillan!

¿Por qué las bombillas se calientan?

Un punto importante a considerar aquí es que el filamento de las bombillas se quema solo para producir luz. Esto significa que la corriente eléctrica que fluye a través del filamento lo calienta hasta el nivel en el que comienza a emitir fotones. La agitación y vibración de los átomos dentro del material del filamento produce energía térmica.

La mayor parte de la corriente eléctrica que fluye a través de la bombilla se utiliza para agitar los átomos. Esto genera energía térmica, pero solo una pequeña fracción de esta energía eléctrica se convierte en luz.

Además, el interior de la bombilla no está completamente sellado al vacío y las partículas de aire conducen la energía térmica al vidrio. El gas inerte dentro de la bombilla también conduce la energía térmica al vidrio. Por lo tanto, cuando toca una bombilla que está encendida durante mucho tiempo, está caliente.

bombilla

El filamento de la bombilla incandescente finalmente se desgasta y, a veces, la bombilla también se rompe debido a la enorme cantidad de energía térmica producida (Crédito de la foto: pixabay)

Por esta razón, el filamento eventualmente se rompe, por lo que las bombillas incandescentes no duran mucho.

Por lo tanto, podemos decir que una bombilla de luz incandescente no es particularmente eficiente para convertir la energía eléctrica en energía luminosa, desperdiciando energía en forma de calor.

¡Saluda a los competidores más brillantes!

Debido a la sed perpetua de la humanidad por mejores opciones, la bombilla incandescente ahora tiene mejores competidores: la bombilla halógena, la bombilla fluorescente y la bombilla LED (diodo emisor de luz).

Estos diferentes tipos de bombillas funcionan con diferentes mecanismos en los que el desperdicio de energía como energía térmica es menor y una parte más significativa de la energía eléctrica se convierte en energía luminosa. Son económicos, duraderos y más eficientes energéticamente.

bombilla incandescente, lámpara halógena, cfl y lámpara led

La evolución de la bombilla desde la bombilla incandescente, la bombilla halógena, la bombilla fluorescente hasta la bombilla LED (diodo emisor de luz). (Crédito de la foto: Colorcocktail/Shutterstock)

Las bombillas halógenas son una versión avanzada de las bombillas incandescentes en las que el filamento de tungsteno está encerrado dentro de una cápsula de cuarzo con forma de bombilla, llena de una mezcla de gas inerte y una pequeña cantidad de halógenos, como yodo o bromo. El “ciclo del halógeno” vuelve a depositar las partículas de tungsteno en el filamento, lo que les permite reutilizarse y alargar efectivamente la vida útil de la bombilla.

Las bombillas fluorescentes utilizan el principio de la fluorescencia, donde el vapor de mercurio se activa con la corriente eléctrica que fluye a través de la bombilla. Este vapor de mercurio energizado emite radiación ultravioleta al revestimiento de fósforo en las paredes internas de la bombilla, lo que hace que emita energía luminosa. Es aproximadamente cuatro veces más eficiente y diez veces más duradera que las bombillas incandescentes.

Las bombillas LED emiten energía luminosa cuando tienen polarización directa. Están hechos de LED, que están compuestos de material semiconductor. Son la opción más eficiente energéticamente del mercado.

Para saber más sobre el mecanismo de una bombilla LED, consulte el artículo ‘¿Por qué las luces LED son tan eficientes energéticamente?’

Hacia un futuro energéticamente eficiente

Con el agotamiento de los recursos energéticos, el mundo está haciendo todo lo posible para conservarlos y cambiar a soluciones más sostenibles. La mejor opción de iluminación artificial por la que uno puede optar es la iluminación LED, debido a las muchas ventajas que tiene sobre todos los demás métodos de iluminación tradicionales. Las bombillas de luz LED emiten una energía térmica insignificante, duran hasta 25 000 horas y están disponibles en una variedad de colores.

CAMBIA DE BOMBILLAS INCANDESCENTES A BOMBILLAS LED

Las luces LED son la opción de iluminación con mayor eficiencia energética

¡El futuro de la iluminación doméstica y comercial es muy brillante, gracias a los brillantes inventores de la humanidad, que siempre están a la caza de nuevas tecnologías!