La variación de la temperatura produce una variación en la resistencia. En la mayoría de los metales aumenta su resistencia al aumentar la temperatura, por el contrario, en otros elementos, como el carbono o el germanio la resistencia disminuye.

En el caso del filamento no se puede expresar de forma simplista el comportamiento de su valor resistivo, diciendo que "aumenta"; por las razones que se explican a continuación:

El filamento de tungsteno de una lámpara incandescente está formado por un alambre extremadamente fino, mucho más que el de un cable cualquiera. Por ejemplo, en una lámpara de 60 watt, el filamento puede llegar a medir alrededor de 2 metros de longitud y de grueso solamente 3 x 10-3 = 0,003 mm . Para que la longitud total del filamento ocupe el menor espacio posible, el alambre se reduce por medio de un doble enrollado.

El filamento de tungsteno presenta un problema y es que el metal se evapora al alcanzar temperaturas tan altas como la que produce la incandescencia. En ese estado, algunos átomos de tungsteno se excitan tan violentamente que saltan al vacío dentro de la bombilla y se depositan en la pared interna del cristal, ennegreciendo y volviéndolo opaco a medida que más se utiliza la lámpara.

Debido al propio proceso de evaporación, el filamento de tungsteno se va desintegrando con las horas de uso y la vida útil de la lámpara se reduce. Cuando ese proceso llega a su límite, el filamento se parte por el punto más débil y deja de alumbrar. Decimos entonces que la lámpara se ha fundido.

Para evitar el rápido deterioro del filamento por evaporación, desde 1913 se adoptó el uso del gas argón en el interior de las bombillas. De esa forma se logra disminuir en cierta medida la evaporación del metal, pues los átomos del tungsteno evaporados al impactar con los átomos del gas argón rebotan hacia el filamento y se depositan de nuevo en su estructura metálica sin que se produzca una reacción de combustión.

Últimamente, las bombillas con metal de tungsteno, conocido también por el nombre químico de wolframio (W), eran recubiertas de calcio (Ca) y magnesio (Mg) y su función principal en los tubos de las Lámparas incandescentes es calentar previamente el gas argón que contienen en su interior para que se puedan encender.----------------Cualquier resistencia eléctrica común aumenta linealmente con la temperatura. En el caso de un foco incandescente se utiliza un filamento con una resistencia muy elevada que está al vacío dentro del vidrio.

Cuando circula la corriente por la resistencia, comienza el calentamiento y su respectivo aumento en la resistencia (que ya de por si es alta). Ahí te dejo una fórmula que relaciona la resistencia con la temperatura y puedes ponerla en práctica con cualquier elemento resistivo.

((234.5 + t1)/(234.5+t2))R1=R2

1-QUÉ ES

Una "bombilla" o lámpara incandescente es un dispositivo eléctrico formado por un filamento metálico delgado, con forma de espiral, encerrado en una atmósfera inerte (sin oxígeno y con un gas como argón o neón), que cuando sus extremos se conectan a una apropiada fuente de voltaje, emite un determinado tipo de luz (radiación electromagnética).

2-PARA QUÉ SIRVE

Sirve para producir iluminación a partir de la energía eléctrica.

3-CÓMO FUNCIONA

Desde el punto de vista eléctrico, la bombilla es simplemente un filamento conductor, cuya resistencia eléctrica R hace que una corriente eléctrica I genere calor por "disipación Joule", manteniendo su temperatura en un valor T, que determina el color de la luz emitida por radiación.

Para un mismo tipo de iluminación, hay distintas bombillas para diferentes fuentes de voltaje. Por ejemplo, hay linternas de dos elementos (i.e., dos pilas), cuya bombilla funciona con una caída de voltaje continuo ("DC") de V = 3 V, provisto por 2 pilas en serie. En muchos países, a las bombillas de la iluminación domiciliaria se les aplica el voltaje alterno ("AC") de la red eléctrica. Por ejemplo, en Chile, Argentina y Europa continental, el voltaje eficaz o efectivo (root-mean-square, "RMS") de la red es 220 V a una frecuencia de 50 Hz. En este caso, el flujo luminoso procedente de las bombillas, también es alterno pero de 100 Hz, debido a que el máximo se produce cada 10 ms, en cada semiciclo del voltaje.

La resistencia R del filamento de una bombilla no verifica la Ley de Ohm, ya que la temperatura del delgado filamento de tungsteno es muy sensible al voltaje V aplicado. A mayor voltaje, la temperatura aumenta más incrementando la resistividad eléctrica del material, y haciendo que la corriente I no aumente proporcionalmente al voltaje, sino menos.

Por ejemplo, una bombilla para V = 12V cuya potencia nominal es P = 3W, deja circular una corriente I = 3W / 12V = 0.25 A, cuando su resistencia es R = 12V / 0.25A = 48 ohm. Sin embargo, cuando está desconectada y a unos unos 25°C de temperatura ambiente, se puede medir que el filamento tiene una resistencia unas 9 veces menor: R = 5 ohm aproximadamente. Esto se debe a que cuando disipa 3W, el material alcanza una temperatura T = 1700°C, lo que aumenta considerablemente la resistividad del tungsteno, y por lo tanto la resistencia del filamento.

El tipo de emisión de luz (es decir, la combinación de colores con

diferentes intensidades), está determinado por la Ley de Radiación de Planck, la que muestra que un material a una dada temperatura de equilibrio, tiene un espectro continuo de radiación, es decir, irradia energía electromagnética con un valor de intensidad que es función continua de la longitud de onda. Por lo tanto, cada temperatura tiene asociada una combinación de colores con la que vemos al cuerpo, independientemente del material que lo compone.

La temperatura de la superficie solar es aproximadamente 5200°C, lo que da una distribución de intensidad cuyo máximo corresponde al azul de 475 nm. Lo que vemos se debe a que el ojo humano evolucionó adaptándose al espectro solar.

4-DE QUÉ ESTÁ HECHO el filamento

Para producir la incandescencia adecuada que proporcione una iluminación del tipo de la solar, el filamento debe alcanzar temperaturas muy altas. En particular, ampolletas de 40 y 100 W operan con el filamento a 2400 y 2600 °C respectivamente. Esa es la razón de que en la mayoría de las bombillas se utilicen filamentos de tungsteno (o wolframio), metal refractario que funde a 3410°C.

En Inglaterra, Sir Humphrey Davy inventó en 1801 la lámpara eléctrica de arco de carbón. Sin embargo, a alta temperatura, el elemento incandescente se oxida y destruye casi instantáneamente. En una ampolla (bombilla) el material incandescente no debe estar en contacto con el oxígeno del aire. En 1875 Henry Woodward de Toronto, junto con Matthew Evans tuvieron la idea de encerrarlo en un globo de vidrio, dentro del cual reemplazaron el aire por un gas inerte. Esta invención fue comprada por Thomas Alba Edison, quien en 1879 obtuvo una fuente de luz duradera, sin que el filamento de carbón se quemara. Más tarde, en 1915, Irving Langmuir inventó la bombilla con filamento de tungsteno.

En relación al espectro de la luz del día, las bombillas producen un tipo de luz denominada "luz blanca", que es una mezcla de colores, deficiente en violeta (400-450 nm) y en azul (450-500 nm), y cuyo máximo de intensidad está desplazado hacia el rojo (630-700 nm), como se ve en los esquemas.

En el caso de bombillas especiales para fotografía y televisión, se obtiene una luz más blanca (con más intensidad de azul) trabajando a temperaturas cercanas a los 3000°C.

Finalmente, debe señalarse que las bombillas halógenas son del mismo tipo (incandescentes), mientras que las bombillas de neón y los tubos o lámparas fluorescentes funcionan mediante otros principios físicos y su espectro resulta discontinuo.

Son eficientes ? ...

Las lámparas incandescentes tienen bajísimo rendimiento, tanto en términos absolutos como en relación, por ejemplo, a los tubos fluorescentes. Una bombilla de 100 W transforma solo un 3 % de la energía eléctrica en luz visible; el resto es luz no visible y calor.