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Faccio vedere a Kratos e Pandora la Sala delle Feste

Dopo aver finito di spiegare quello che dovevo spiegare a Kratos e dopo aver finito di far vedere foto sia a Kratos sia a Pandora , io dissi a Kratos e Pandora – adesso seguitemi e cosi vi faccio vedere la Sala delle Feste e Kratos e Pandora contemporaneamente dissero – ok – Allora uscimmo dalla Sala da Pranzo e poi andammo dopo 2 stanze e li c’ era la Sala delle Feste c’ era un bellissimo lampadario , 8 tavoli e poi c’ era un grande  tavolino dove non c’ era solo le posate ma c’ erano anche i bicchieri . Kratos disse – cosa serve questa Stanza ? e io risposi – questa stanza la utilizziamo per le feste tipo Natale , Pasqua , Epifania , Halloween e per i Compleanni e Pandora disse – Domani è il mio compleanno e Kratos mi disse – quindi qui prepareremo una bellissima festa per Pandora e io dissi – si e tu mi aiuterai e Kratos disse – certamente .

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Fotodello Spago visto da Kratos e Pandora

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Spiego a Kratos lo spago

Dopo aver detto a Kratos tutto sulla corda e dopo avergli fatto vedere qualche foto sullo spago , io dissi a Kratos – adesso ti spiego tutto sullo spago e Kratos disse – comincia quando vuoi . Dopo pochi minuti io dissi a Kratos tutto sullo spago – Lo spago è un tipo di corda sottile. Composto da uno o più trefoli di fibra tessile ritorti, quella maggiormente usata è il lino ma può essere di cotone, canapa, sisal anche se le tecnofibre stanno soppiantando i materiali naturali. Il colore tradizionale è écru ma può venire tinto facilmente. Si differenzia dal cordoncino sia per il materiale, che è più grezzo, che per la finitura, quella del cordoncino è molto ritorta e liscia.

 

La dimensione, che va da uno a cinque mm. circa, viene definita da un numero.

 

Usi

 

 Lo spago serve principalmente per legare, trova utilizzo con caratteristiche diverse in molti campi:

 

 nell’imballaggio tipicamente per legare i pacchi, viene soppiantato dal nastro adesivo

 

 in agricoltura per legare le balle di fieno, un tempo in sisal oggi in materia plastica.

 

 nell’industria alimentare, per legare e appendere i salumi è in fibra di lino.

 

 in abbigliamento come laccio o stringa.

 

 in nautica per l’impiombatura delle cime.

 

 per lavori di intreccio come il macramè.

 

 per l’artigianato nella costruzione di oggetti come: amache, borse, manici, portavasi.

 

 per l’hobbystica: braccialetti, lampade e decorazioni.

 

Negli anni 60′ 70′ era in voga uno spago colorato, con l’anima in cotone e il rivestimento in plastica, che veniva usato per fare gli scoubidou.

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Foto della Corda vista da Kratos e Pandora

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Spiego a Kratos la corda

Dopo aver detto a Kratos tutto sulla lampadina e dopo avergli fatto vedere foto di due lampadina , io dissi a Kratos – adesso ti spiego tutto sulla corda e io dissi a Kratos – ok , comincia quando vuoi . Dopo pochi minuti io dissi a Kratos tutto sulla corda – La corda è un insieme di fili intrecciati, di materiali vari, capaci di sopportare sforzi di trazione. Può essere costituita da materiali fibrosi (naturali o sintetici) o metallici. Nel primo caso viene comunemente chiamata corda, nel secondo si usa il nome di fune.

 

La struttura

 

Una fune o uno spago sono sempre formati da fili primari, detti anche filacce. La riunione per torsione di diverse filacce ritorte, che è detta commettitura, porta alla formazione di legnoli o trefoli, che possono essere nuovamente ritorti insieme con un’operazione di cordatura che produce una fune: le torsioni successive sono generalmente eseguite in senso inverso.

 

I materiali

 

Per fabbricare corde (non metalliche) le materie prime devono avere particolari caratteristiche di resistenza ed elasticità. Esse sono principalmente:

 

 la ramia

 

 la seta

 

 la canapa di Manila

 

 il sisal

 

 la iuta

 

 il lino

 

 il nylon

 

 il cotone

 

Tutte queste materie non hanno la medesima importanza: la iuta, la canapa, il lino, la seta e oggi il nylon sono le più adoperate.

 

La fabbricazione a mano

 

Oggi la corderia a mano resiste soltanto in alcuni piccoli opifici artigianali, soprattutto nei dintorni dei porti; questi opifici necessitano di molto spazio, perché l’operaio addetto prepara le filacce e per mezzo di un torcitoio a pedale dà il via alle torsioni necessarie per ottenere i trefoli per le funi.

 

La fabbricazione automatica

 

 Per quanto riguarda la fabbricazione automatica, le corderie oggi si avvalgono sia di più macchine in serie che eseguono le successive operazioni, sia di una macchina unica; nel primo caso le operazioni di torcitura delle filacce, di commettitura e di cordatura, sono rispettivamente eseguite da torcitrici, commettitrici, cordatrici. Per la produzione di corde più grosse e di piccole funi, si adoperano macchine (cordatrici) che permettono di ottenere il prodotto finito in una sola operazione: in tali macchine, le bobine di fili semplici sono disposte all’interno di alette orizzontali, il cui numero corrisponde a quello dei trefoli da fabbricare. Le alette hanno un movimento di rotazione continuo e attorcigliano i fili che sono richiamati attraverso il loro perno; un dispositivo analogo permette di torcere insieme i trefoli prodotti dalla prima sezione della macchina. Per la fabbricazione di grosse funi si preferisce procedere con due operazioni successive; in certi casi (funi molto grosse) si possono anche usare macchine mobili che riproducono il lavoro a mano del cordaio.

 

Inoltre alcune funi piatte si ottengono giustapponendo i fili semplici e riunendoli gli uni agli altri mediante cuciture. In certi casi la corda subisce un’operazione di lucidatura meccanica, dopo spalmatura eventuale di una bozzima che ne permette l’impiego diretto anche come spago.

 

I prodotti

 

 I prodotti della corderia comprendono:

 

 gli spaghi, costituiti da filacce semplici o ritorte a formare un trefolo, e poi lucidate

 

 le alzaie, formate per unione di diversi trefoli

 

 le corde composte e i gherlini, costituiti dall’unione di diverse alzaie

 

La corda di budello, fabbricata con intestini di animali, è utilizzata nella trasmissione del moto per piccole coppie, negli strumenti musicali (corda vibrante) e per le racchette da tennis. I nerbi, detti impropriamente corde, sono ricavati dai tendini e dai legamenti animali che vengono poi trattati in conceria, battuti e ritorti. Negli strumenti musicali a percussione si usano però corde metalliche; in quelle a plettro anche corde di nylon.

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Foto della Lampadina vista da Kratos

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Spiego a Kratos la lampadina

Dopo aver detto a Kratos tutto sulla lampada e sul lampadario e dopo avergli fatto vedere sia a Kratos sia a Pandora alcune foto , io dissi a Kratos – adesso ti spiego tutto sulla lampadina e Kratos disse – comincia quando vuoi . Dopo pochi minuti io dissi a Kratos tutto sulla lampadina – La lampadina è un dispositivo elettrico specificamente progettato per produrre luce; a questo scopo può utilizzare differenti tecnologie ed avere diversi possibili usi. Principalmente una lampadina viene classificata attraverso i suoi due parametri più importanti:

 

 Tensione di alimentazione (indicata in V = volt)

 

 Potenza assorbita dalla rete (indicata in W = watt)

 

La potenza non è un indice diretto del flusso luminoso prodotto da essa (misurato in lumen), poiché quest’ultimo è determinato anche dall’efficienza luminosa dell’apparato stesso, ovvero dal rapporto tra l’energia luminosa visibile emessa e l’energia elettrica assorbita. L’energia perduta è pertanto quella parte di energia consumata che non serve alla produzione di luce visibile.

 

 Nella maggioranza dei casi questa energia perduta è dissipata sotto forma di calore oppure, in misura meno significativa, sotto forma di luce emessa in zone dello spettro elettromagnetico che non sono percepibili dall’occhio umano: infrarosso e ultravioletto.

 

Una lampadina viene anche catalogata attraverso la forma del suo bulbo:

 

 Goccia (la forma più comune)

 

 Oliva

 

 Tortiglione

 

 Sfera

 

 Peretta

 

 Tubolare

 

Un altro elemento specifico di una lampadina è dato dalla tonalità della luce che emette, che può essere più calda o più fredda. Normalmente si definisce questo parametro come temperatura di colore, ovvero la tonalità che avrebbe la luce emessa da un corpo nero ideale, riscaldato alla temperatura data e il cui valore è espresso in kelvin. È da sottolineare che contrariamente a quanto si sarebbe portati a pensare, quando si parla di luce calda, si intende una luce tendente verso la parte rossa dello spettro luminoso e quindi emessa da un corpo a temperatura Kelvin più bassa. Il ragionamento è esattamente l’opposto se parliamo di luce “fredda”, cioè tendente verso il blu.

 

Una caratteristica importante da considerare è costituita dalla tipologia di attacco della lampadina, che si chiama viròla e che può distinguersi in vari standard per forma e misura:

 

 a Vite: di forma cilindrica filettata, più comune nell’Europa continentale, convenzionalmente dette viròla tipo E27 o E14 (la E è l’iniziale di Edison, il numero indica il diametro espresso in mm). Esistono anche virole di diametro maggiore, per illuminazione stradale (attacco Goliath) o minore, per torce tascabili (attacco Lilliput);

 

 a Baionetta: di forma cilindrica senza filettatura, con diametro di 22 mm, più comune in Gran Bretagna ed in alcune zone della Francia, viene detta viròla del tipo B22 (nel caso di baionetta standard da 22 mm); esistono altri tipi di baionetta di diametro inferiore per spie da pannello, fari automobilistici, ecc.;

 

 Tuttovetro (o Glassocket): il corpo della viròla è costituito dal prolungamento estruso del vetro del bulbo della lampadina stessa, formando un tutt’uno con essa. Sulla sua superficie si trovano i contatti necessari all’alimentazione del filamento. Viene detta viròla del tipo Tnn, dove al posto di nn deve intendersi scritta e pronunciata la cifra indicante la dimensione dell’attacco in millimetri;

 

 Bipin o bi-pin: lampadina in cui, al posto della viròla, i fili di contatto escono rettilinei e paralleli direttamente dal bulbo, similmente ai piedini di una valvola termoionica, particolarmente usata per faretti alogeni o lampade da proiettori;

 

 Siluro (o faston): lampadina dal bulbo a forma rettilinea, cilindrica e provvista di una doppia viròla conica, una per estremità del cilindro.

 

Cronologia storica

 

 1802 Humphry Davy dimostra il funzionamento della lampada ad arco in aria atmosferica;

 

 1835 James Bowman Lindsay mostra un sistema di illuminazione con lampada ad incandescenza;

 

 1841 A Parigi vengono installate lampade ad arco sperimentali per l’illuminazione pubblica;

 

 1856 Il soffiatore di vetro Heinrich Geissler realizza il primo arco elettrico all’interno di un tubo;

 

 1867 Antoine Henri Becquerel propone il primo esempio di lampada fluorescente;

 

 1875 Henry Woodward brevetta la lampadina elettrica;

 

 1876 Pavel Yablochkov inventa al candela di Yablochkov, la prima lampada ad arco con elettrodi in carbone di pratico utilizzo; fu utilizzata per l’illuminazione pubblica a Parigi;

 

 1879 Alessandro Cruto ricercatore di Piossasco (TO), stimolato da una serie di conferenze tenute da Galileo Ferraris, si dedicò alla realizzazione di un filamento per lampadine ad incandescenza riuscendo, unico fra gli sperimentatori, a produrne uno con coefficiente positivo (resistenza ohmica che aumenta con l’aumentare della temperatura), utilizzando un filo di carbonio immerso in un’atmosfera di etilene. Questo permetteva alla lampadina di brillare ben 500 ore rispetto alle 40 raggiunte dai prototipi di Thomas Edison presentati 6 mesi prima. La grande conoscenza del carbonio da parte di Cruto era dovuta ai suoi anni di sperimentazione nel tentativo di creare diamanti sintetici. Pur avendo realizzato un filamento in grado di superare quello degli americani, Cruto non fu in grado di brevettare l’invenzione su scala mondiale, per la mancanza di finanziatori.

 

 1880 Thomas Edison e Joseph Wilson Swan brevettano la lampada ad incandescenza con filamento di carbonio;

 

 1890 Alexander Lodygin brevetta l’uso del filamento di tungsteno nelle lampade ad incendescenza;

 

 1893 Nikola Tesla sviluppa lampade a scarica ad induzione, senza elettrodi, alimentate ad alta frequenza e le usa per illuminare il proprio laboratorio;

 

 1894 McFarlane Moore inventa il tubo di Moore, precursore delle attuali lampade a scarica;

 

 1901 Peter Cooper Hewitt sviluppa la lampada a scarica a vapori di mercurio;

 

 1903 William Coolidge introduce commercialmente l’uso del filamento di tungsteno, che nelle versioni a semplice e poi a doppia spiralizzazione, è giunto fino ai giorni nostri, superando il secolo di vita;

 

 1911 Georges Claude realizza la lampada al neon;

 

 1926 Edmund Germer brevetta la lampada fluorescente, che sarà commercializzata a partire dal 1938 nelle versioni a tubo dritto e circolare con circuito di accensione e stabilizzazione (ballast) esterno, e comparirà in versione compatta con attacco E27 e ballast elettronico incorporato nel 1978 (le attuali lampadine cosiddette a basso consumo;

 

 1962 Nick Holonyak Jr. brevetta il primo semiconduttore fotoemittente LED a luce visibile, che viene commercializzato 6 anni più tardi nella versione microlampada di colore rosso con reofori a saldare per circuito stampato. Lungo i successivi 30 anni diverranno man mano disponibili LED di tutte le colorazioni, sconfinando oltre il visibile nei campi IR ed UV, mentre a partire dal 2000 saranno disponibili LED bianchi a media ed alta intensità luminosa, proposti come sostitutivi a basso consumo delle lampade ad incandescenza;

 

 2 settembre 2009 L’Unione europea bandisce la produzione di lampadine ad incandescenza pari o superiori a 100 W e di tutte quelle a bulbo smerigliato, a vantaggio di quelle a basso consumo;

 

 Settembre 2010 L’Unione europea bandisce la produzione di lampadine ad incandescenza di potenza pari o superiore a 60 W;

 

 Settembre 2012 Nell’Unione europea cesserà per legge la produzione di tutte le lampadine ad incandescenza per illuminazione domestica, che saranno sostituite principalmente da quelle a basso consumo e in misura minore da quelle a raggruppamento di LED e quelle alogene tuttovetro, tutte comunque con potenze, formati ed attacchi retrocompatibili con le classiche lampade ad incandescenza.

 

Tecnologie

 

Esistono lampadine basate su tecnologie molto diverse tra loro:

 

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 delle lampadine allo xeno in 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).

 

Incandescenza

 

 Nella lampada ad incandescenza la produzione di luce avviene portando un filamento metallico di tungsteno all’incandescenza, alla temperatura di 2700 K, per effetto Joule. Il filamento di tungsteno è posto in un’ampolla, generalmente di vetro o quarzo, riempita di gas inerti (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 un corpo nero.

 

Una variante è la lampada alogena.

 

I classici attacchi standard sono E27 (attacco grande) ed E14 (attacco piccolo).

 

Nelle lampadine a incandescenza, solo il 5% dell’energia che le alimenta viene convertita in luce, il rimanente 95% viene sprecato in 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 2012, .

 

Scarica

 

 Nelle lampade a scarica la luce viene prodotta da un gas ionizzato per effetto di una scarica elettrica. Sono tipicamente costituite da un tubo di vetro o quarzo al cui interno è presente un particolare gas o vapore (es. di sodio o di mercurio), alle cui estremità sono collocati due elettrodi. Una opportuna differenza di potenziale provoca la formazione di un arco di plasma nel gas.

 

L’emissione avviene in corrispondenza delle righe di assorbimento tipiche del gas impiegato. Per esempio, nelle lampade al sodio a bassa pressione l’emissione è pressoché monocromatica gialla. Più spesso la luce è prodotta per fluorescenza, come nelle comuni lampade fluorescenti, erroneamente chiamate tubi al neon, anche se il neon in realtà non è alla base del loro funzionamento. In queste lampadine la scarica avviene in vapore di mercurio, prevalentemente nello spettro ultravioletto. Sulla superficie interna del tubo è deposto un materiale fluorescente che 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 del novecento. Le lampadine a fluorescenza convertono in luce il 25% dell’energia consumata.

 

LED

 

 Alternative alle lampadine a filamento, sono costituite da uno o più diodi LED, 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 di fotoni, 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, mentre non è possibile realizzare LED che producano nativamente luce bianca (che però – è bene ricordare – non è un colore bensì un mix di alcuni colori dello spettro).

 

 Tali LED sono però stati realizzati all’incirca a partire dall’anno 2000, con 3 giunzioni emittenti luce verde, blu e rossa, ottenendo la luce bianca per composizione dei tre colori primari. Alternativamente viene accoppiato un LED blu con uno strato di fosfori che 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 alle 50 000-80 000 ore, 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 sono molto ridotti rispetto alle tecnologie di illuminazione tradizionali.

 

Polimeri organici

 

Questa tecnologia, che nel futuro potrebbe diventare quella predominante, si basa su materiali plastici (polimeri) in grado di emettere luce per elettroluminescenza se attraversati da corrente elettrica. Una classe particolare ma non l’unica di questi materiali sono gli OLED. I principali vantaggi risiedono nella economicità di esercizio, nel buon rendimento luminoso e nella lavorabilità dei 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.

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Foto della Lampada vista da Kratos e Pandora

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Spiego a Kratos la lampada

Dopo aver detto a Kratos tutto sugli short e dopo avergli fatto vedere una foto degli short , io dissi a Kratos – adesso ti spiego tutto sulla lampada e Kratos disse – comincia quando vuoi . Dopo pochi minuti io dissi a Kratos tutto sulla lampada – La lampadina è un dispositivo elettrico specificamente progettato per produrre luce; a questo scopo può utilizzare differenti tecnologie ed avere diversi possibili usi. Principalmente una lampadina viene classificata attraverso i suoi due parametri più importanti:

 

 Tensione di alimentazione (indicata in V = volt)

 

 Potenza assorbita dalla rete (indicata in W = watt)

 

La potenza non è un indice diretto del flusso luminoso prodotto da essa (misurato in lumen), poiché quest’ultimo è determinato anche dall’efficienza luminosa dell’apparato stesso, ovvero dal rapporto tra l’energia luminosa visibile emessa e l’energia elettrica assorbita. L’energia perduta è pertanto quella parte di energia consumata che non serve alla produzione di luce visibile.

 

 Nella maggioranza dei casi questa energia perduta è dissipata sotto forma di calore oppure, in misura meno significativa, sotto forma di luce emessa in zone dello spettro elettromagnetico che non sono percepibili dall’occhio umano: infrarosso e ultravioletto.

 

Una lampadina viene anche catalogata attraverso la forma del suo bulbo:

 

 Goccia (la forma più comune)

 

 Oliva

 

 Tortiglione

 

 Sfera

 

 Peretta

 

 Tubolare

 

Un altro elemento specifico di una lampadina è dato dalla tonalità della luce che emette, che può essere più calda o più fredda. Normalmente si definisce questo parametro come temperatura di colore, ovvero la tonalità che avrebbe la luce emessa da un corpo nero ideale, riscaldato alla temperatura data e il cui valore è espresso in kelvin. È da sottolineare che contrariamente a quanto si sarebbe portati a pensare, quando si parla di luce calda, si intende una luce tendente verso la parte rossa dello spettro luminoso e quindi emessa da un corpo a temperatura Kelvin più bassa. Il ragionamento è esattamente l’opposto se parliamo di luce “fredda”, cioè tendente verso il blu.

 

Una caratteristica importante da considerare è costituita dalla tipologia di attacco della lampadina, che si chiama viròla e che può distinguersi in vari standard per forma e misura:

 

 a Vite: di forma cilindrica filettata, più comune nell’Europa continentale, convenzionalmente dette viròla tipo E27 o E14 (la E è l’iniziale di Edison, il numero indica il diametro espresso in mm). Esistono anche virole di diametro maggiore, per illuminazione stradale (attacco Goliath) o minore, per torce tascabili (attacco Lilliput);

 

 a Baionetta: di forma cilindrica senza filettatura, con diametro di 22 mm, più comune in Gran Bretagna ed in alcune zone della Francia, viene detta viròla del tipo B22 (nel caso di baionetta standard da 22 mm); esistono altri tipi di baionetta di diametro inferiore per spie da pannello, fari automobilistici, ecc.;

 

 Tuttovetro (o Glassocket): il corpo della viròla è costituito dal prolungamento estruso del vetro del bulbo della lampadina stessa, formando un tutt’uno con essa. Sulla sua superficie si trovano i contatti necessari all’alimentazione del filamento. Viene detta viròla del tipo Tnn, dove al posto di nn deve intendersi scritta e pronunciata la cifra indicante la dimensione dell’attacco in millimetri;

 

 Bipin o bi-pin: lampadina in cui, al posto della viròla, i fili di contatto escono rettilinei e paralleli direttamente dal bulbo, similmente ai piedini di una valvola termoionica, particolarmente usata per faretti alogeni o lampade da proiettori;

 

 Siluro (o faston): lampadina dal bulbo a forma rettilinea, cilindrica e provvista di una doppia viròla conica, una per estremità del cilindro.

 

Cronologia storica

 

 1802 Humphry Davy dimostra il funzionamento della lampada ad arco in aria atmosferica;

 

 1835 James Bowman Lindsay mostra un sistema di illuminazione con lampada ad incandescenza;

 

 1841 A Parigi vengono installate lampade ad arco sperimentali per l’illuminazione pubblica;

 

 1856 Il soffiatore di vetro Heinrich Geissler realizza il primo arco elettrico all’interno di un tubo;

 

 1867 Antoine Henri Becquerel propone il primo esempio di lampada fluorescente;

 

 1875 Henry Woodward brevetta la lampadina elettrica;

 

 1876 Pavel Yablochkov inventa al candela di Yablochkov, la prima lampada ad arco con elettrodi in carbone di pratico utilizzo; fu utilizzata per l’illuminazione pubblica a Parigi;

 

 1879 Alessandro Cruto ricercatore di Piossasco (TO), stimolato da una serie di conferenze tenute da Galileo Ferraris, si dedicò alla realizzazione di un filamento per lampadine ad incandescenza riuscendo, unico fra gli sperimentatori, a produrne uno con coefficiente positivo (resistenza ohmica che aumenta con l’aumentare della temperatura), utilizzando un filo di carbonio immerso in un’atmosfera di etilene. Questo permetteva alla lampadina di brillare ben 500 ore rispetto alle 40 raggiunte dai prototipi di Thomas Edison presentati 6 mesi prima. La grande conoscenza del carbonio da parte di Cruto era dovuta ai suoi anni di sperimentazione nel tentativo di creare diamanti sintetici. Pur avendo realizzato un filamento in grado di superare quello degli americani, Cruto non fu in grado di brevettare l’invenzione su scala mondiale, per la mancanza di finanziatori.

 

 1880 Thomas Edison e Joseph Wilson Swan brevettano la lampada ad incandescenza con filamento di carbonio;

 

 1890 Alexander Lodygin brevetta l’uso del filamento di tungsteno nelle lampade ad incendescenza;

 

 1893 Nikola Tesla sviluppa lampade a scarica ad induzione, senza elettrodi, alimentate ad alta frequenza e le usa per illuminare il proprio laboratorio;

 

 1894 McFarlane Moore inventa il tubo di Moore, precursore delle attuali lampade a scarica;

 

 1901 Peter Cooper Hewitt sviluppa la lampada a scarica a vapori di mercurio;

 

 1903 William Coolidge introduce commercialmente l’uso del filamento di tungsteno, che nelle versioni a semplice e poi a doppia spiralizzazione, è giunto fino ai giorni nostri, superando il secolo di vita;

 

 1911 Georges Claude realizza la lampada al neon;

 

 1926 Edmund Germer brevetta la lampada fluorescente, che sarà commercializzata a partire dal 1938 nelle versioni a tubo dritto e circolare con circuito di accensione e stabilizzazione (ballast) esterno, e comparirà in versione compatta con attacco E27 e ballast elettronico incorporato nel 1978 (le attuali lampadine cosiddette a basso consumo;

 

 1962 Nick Holonyak Jr. brevetta il primo semiconduttore fotoemittente LED a luce visibile, che viene commercializzato 6 anni più tardi nella versione microlampada di colore rosso con reofori a saldare per circuito stampato. Lungo i successivi 30 anni diverranno man mano disponibili LED di tutte le colorazioni, sconfinando oltre il visibile nei campi IR ed UV, mentre a partire dal 2000 saranno disponibili LED bianchi a media ed alta intensità luminosa, proposti come sostitutivi a basso consumo delle lampade ad incandescenza;

 

 2 settembre 2009 L’Unione europea bandisce la produzione di lampadine ad incandescenza pari o superiori a 100 W e di tutte quelle a bulbo smerigliato, a vantaggio di quelle a basso consumo;

 

 Settembre 2010 L’Unione europea bandisce la produzione di lampadine ad incandescenza di potenza pari o superiore a 60 W;

 

 Settembre 2012 Nell’Unione europea cesserà per legge la produzione di tutte le lampadine ad incandescenza per illuminazione domestica, che saranno sostituite principalmente da quelle a basso consumo e in misura minore da quelle a raggruppamento di LED e quelle alogene tuttovetro, tutte comunque con potenze, formati ed attacchi retrocompatibili con le classiche lampade ad incandescenza.

 

Tecnologie

 

Esistono lampadine basate su tecnologie molto diverse tra loro:

 

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 delle lampadine allo xeno in 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).

 

Incandescenza

 

 Nella lampada ad incandescenza la produzione di luce avviene portando un filamento metallico di tungsteno all’incandescenza, alla temperatura di 2700 K, per effetto Joule. Il filamento di tungsteno è posto in un’ampolla, generalmente di vetro o quarzo, riempita di gas inerti (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 un corpo nero.

 

Una variante è la lampada alogena.

 

I classici attacchi standard sono E27 (attacco grande) ed E14 (attacco piccolo).

 

Nelle lampadine a incandescenza, solo il 5% dell’energia che le alimenta viene convertita in luce, il rimanente 95% viene sprecato in 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 2012, .

 

Scarica

 

 Nelle lampade a scarica la luce viene prodotta da un gas ionizzato per effetto di una scarica elettrica. Sono tipicamente costituite da un tubo di vetro o quarzo al cui interno è presente un particolare gas o vapore (es. di sodio o di mercurio), alle cui estremità sono collocati due elettrodi. Una opportuna differenza di potenziale provoca la formazione di un arco di plasma nel gas.

 

L’emissione avviene in corrispondenza delle righe di assorbimento tipiche del gas impiegato. Per esempio, nelle lampade al sodio a bassa pressione l’emissione è pressoché monocromatica gialla. Più spesso la luce è prodotta per fluorescenza, come nelle comuni lampade fluorescenti, erroneamente chiamate tubi al neon, anche se il neon in realtà non è alla base del loro funzionamento. In queste lampadine la scarica avviene in vapore di mercurio, prevalentemente nello spettro ultravioletto. Sulla superficie interna del tubo è deposto un materiale fluorescente che 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 del novecento. Le lampadine a fluorescenza convertono in luce il 25% dell’energia consumata.

 

LED

 

 Alternative alle lampadine a filamento, sono costituite da uno o più diodi LED, 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 di fotoni, 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, mentre non è possibile realizzare LED che producano nativamente luce bianca (che però – è bene ricordare – non è un colore bensì un mix di alcuni colori dello spettro).

 

 Tali LED sono però stati realizzati all’incirca a partire dall’anno 2000, con 3 giunzioni emittenti luce verde, blu e rossa, ottenendo la luce bianca per composizione dei tre colori primari. Alternativamente viene accoppiato un LED blu con uno strato di fosfori che 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 alle 50 000-80 000 ore, 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 sono molto ridotti rispetto alle tecnologie di illuminazione tradizionali.

 

Polimeri organici

 

Questa tecnologia, che nel futuro potrebbe diventare quella predominante, si basa su materiali plastici (polimeri) in grado di emettere luce per elettroluminescenza se attraversati da corrente elettrica. Una classe particolare ma non l’unica di questi materiali sono gli OLED. I principali vantaggi risiedono nella economicità di esercizio, nel buon rendimento luminoso e nella lavorabilità dei 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.

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