Lanterna

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Antecedentes

Uma lanterna é um dispositivo portátil operado por bateria usado para iluminação. Uma unidade típica consiste em uma ou mais baterias secas dispostas em uma linha dentro de um compartimento de bateria que forma a alça da luz. O fluxo de eletricidade das baterias para a lâmpada na extremidade frontal da luz é controlado por um mecanismo de interruptor colocado entre as baterias e a lâmpada.

História

Fontes de luz práticas e portáteis foram procuradas ao longo da história. Tochas e velas foram as primeiras fontes de luz, mas foram amplamente substituídas por lanternas à medida que as pessoas aprenderam a queimar vários óleos animais e minerais. No entanto, foi só no século XIX que a eletricidade foi aproveitada para criar luz. A moderna lanterna movida a bateria foi criada em 1898 por Joshua Lionel Cowen, o proprietário original da American Eveready Battery Company. Cowen originalmente desenvolveu uma ideia para uma luminária decorativa para vasos de plantas. Sua luminária era composta de um tubo de metal com uma lâmpada e uma bateria de célula seca. Cowen passou sua ideia para um de seus vendedores do Eveready, Conrad Hubert, que transformou o tubo de metal, a lâmpada e a bateria na primeira lanterna do mundo e começou a vender as baterias e a lanterna. Nos últimos cem anos, os avanços da tecnologia resultaram em lanternas com centenas de estilos e recursos diferentes. Por exemplo, as lanternas agora são feitas com baterias recarregáveis ​​que podem ser usadas várias vezes. Outras luzes são projetadas para operações especiais, como trabalhar embaixo d'água ou em condições de alta temperatura.

Design

O design de lanterna mais comum é a luz doméstica simples, que consiste em um cabo em forma de tubo que contém as baterias. Esta alça é afixada a um conjunto de cabeça rosqueada que abriga o mecanismo da lâmpada. Essas unidades operam com baterias padrão e fornecem uma saída de luz típica. Projetos especiais são necessários para uso industrial ou profissional. Essas luzes são feitas de materiais de calibre mais pesado e são mais duráveis. Eles também se destinam a produzir um feixe de luz mais brilhante. Lanternas com fachos mais brilhantes são usadas pela polícia, bombeiros e militares. As lanternas de acampamento são unidades maiores, geralmente alimentadas por baterias pesadas. Frequentemente usam tubos fluorescentes como fonte de luz devido à sua maior eficiência energética; no entanto, esse tipo de lâmpada não emite um feixe de luz tão forte ou direcionado. Além disso, o aumento do tamanho e do peso desse tipo de lanterna limita sua portabilidade. Lanternas inovadoras são projetadas para uso por crianças. Eles tendem a ser feitos de plástico leve e são notáveis ​​por seu design visual. O corpo da luz pode ser adornado com revestimentos plásticos decorativos que aumentam o apelo infantil da unidade. Seus designs costumam ser baseados em personagens favoritos de desenhos animados populares ou livros infantis. Finalmente, há uma variedade de lâmpadas especiais projetadas para usos específicos. Por exemplo, luzes de cobra, tubos flexíveis que podem ser dobrados ou torcidos para fornecer luz em locais de difícil acesso. Outros são projetados para serem pequenos o suficiente para caber em um chaveiro para iluminar os buracos das fechaduras.

Fatores a serem considerados ao projetar lanternas incluem saída de luz, durabilidade e a capacidade de operar em ambientes especiais. A vida útil da bateria também é um fator importante, e algumas luzes são projetadas para serem conectadas a uma tomada elétrica para serem recarregadas ou para manter a carga até que seja necessário. Outras luzes usam lâmpadas especiais, como as lanternas de nova geração construídas com diodos emissores de luz. Não são tão brilhantes quanto as lâmpadas incandescentes convencionais, mas seu consumo de energia é tão baixo que podem durar centenas de horas com um conjunto de baterias convencionais, em comparação com algumas dezenas de horas para as lâmpadas incandescentes.

O processo de fabricação

Carcaça de plástico

• 1 Os componentes de plástico usados ​​na construção de lanternas são normalmente moldados por injeção de poliestireno e outros polímeros duráveis. Nesse processo, pellets plásticos são misturados a agentes plastificantes e corantes. Essa mistura é liquefeita por aquecimento e, em seguida, injetada em moldes de formato apropriado por meio de um êmbolo de injeção. O molde é então submetido a alta pressão para garantir que os moldes sejam completamente preenchidos e para mantê-los juntos contra a força dos plásticos líquidos injetados. Os fechos de extremidade também são moldados, onde normalmente são moldados os fios internos e externos. Pressões de até 2.500 toneladas podem ser usadas para moldadores de produção de alta velocidade ou de cavidade múltipla.
• 2 Após o processo de injeção, o plástico derretido é resfriado forçando a água pelos canais do molde. O plástico endurece à medida que esfria e a pressão é liberada. Neste ponto, as duas metades do molde são separadas e a parte plástica pode ser retirada para acabamento. Os polímeros plásticos usados ​​neste processo são termoplásticos, o que significa que podem ser derretidos repetidamente para que os pedaços de refugo possam ser retrabalhados para formar peças adicionais. Portanto, há muito pouco desperdício de plástico nesse processo. As operações subsequentes podem ser necessárias para polir, cortar e terminar as peças de plástico.

Fonte de luz

• 3 As lâmpadas incandescentes são a fonte de luz mais comum usada em lanternas. Consistem em um filamento de metal selado em uma lâmpada de vidro. Quando o filamento é exposto a uma corrente elétrica, a resistência do fio faz com que ele aqueça e emita luz nos comprimentos de onda visíveis. O filamento é soldado a dois fios que passam por orifícios em um cordão de vidro cilíndrico que forma a base do bulbo. Esta estrutura é colocada em um acessório e um envelope de vidro cilíndrico que é fechado em uma das extremidades é colocado sobre o filamento. A extremidade aberta do envelope de vidro encosta na conta de vidro.
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  4 A estrutura é colocada dentro de uma câmara de vácuo e calor é aplicado para selar o envelope de vidro ao cordão de vidro. O calor faz com que o vidro amoleça e pode fazer com que o filamento se desloque para um lado. Portanto, deve-se tomar cuidado para garantir que o filamento esteja devidamente alinhado ou a lâmpada não projetará um feixe de luz na direção certa.
  
  Outras fontes de luz possíveis incluem lâmpadas fluorescentes, que costumam ser usadas em lanternas de acampamento. Essas lâmpadas emitem luz devido à excitação das moléculas de gás dentro da lâmpada. LEDs, ou diodos emissores de luz, são usados ​​em algumas lâmpadas especiais; estes emitem luz quando expostos a níveis extremamente baixos de corrente elétrica. A lâmpada costuma ser instalada na frente de um refletor de alumínio polido que ajuda a focar a luz durante a operação.
  

Chave e controles

• 5 O circuito eletrônico de uma lanterna varia de acordo com seu design. Luzes simples contam com um interruptor liga / desliga para fazer a conexão entre os fios que conectam os terminais da bateria aos fios que se estendem da base da lâmpada. Esse tipo de switch é mais comumente um tipo de slide que se move para cima ou para baixo para fazer a conexão adequada. A montagem do interruptor é mais complicada nas luzes mais sofisticadas. Uma patente dos Estados Unidos descreve uma tira de metal flexível que é pressionada para criar um contato entre os fios.

Montagem

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  6 Dependendo do projeto e da capacidade do fabricante, as unidades podem ser montadas em uma linha de transporte automatizada ou manualmente. Alguns modelos, especialmente aqueles que usam baterias de relógio pequenas, têm a bateria inserida durante a montagem. Caso contrário, a unidade pode ser montada sem as baterias que são inseridas posteriormente pelo consumidor. Esta operação envolve aparafusar o conjunto da lâmpada nas roscas do invólucro.
  
  Uma lanterna.
  

Embalagem

• 7 As unidades montadas podem ser colocadas em alguma forma de embalagem externa, como um pacote de plástico transparente ou concha. O invólucro de plástico pode então ser anexado a um cartão de exibição de papelão ou embalado em uma caixa antes do envio.

Controle de qualidade

Lanternas concluídas passam por uma série de testes de controle de qualidade para garantir que funcionem corretamente. Primeiro, a lâmpada deve ser verificada para garantir que está devidamente alinhada com o refletor; se estiver desalinhado, o desempenho pode ser prejudicado. Em segundo lugar, o conjunto da chave é avaliado para determinar se faz contato adequado com os condutores elétricos. Terceiro, a vedação no compartimento da bateria deve ser verificada para determinar se a umidade não entrará inadvertidamente no compartimento da bateria. Esta vedação deve permitir a descarga de gases que podem ser formados durante a operação da bateria.

A lâmpada em si deve atender a padrões de qualidade distintos. Geralmente, as lanternas aprovadas pela Divisão 2 têm temperatura classificada como TI a T6, onde Tl é uma temperatura menor ou igual a 842 ° F (450 ° C) e T6 é menor ou igual a 185 ° F ( 85 ° C). Os laboratórios de teste usados ​​pelos fabricantes de lanternas incluem Factory Mutual Research Corporation, Underwriters Laboratories e Demko.

Ambiente perigoso

Qualquer lanterna que será usada em um ambiente perigoso ou espaço confinado deve ser devidamente testada para verificar se atende ou excede todos os padrões de segurança aplicáveis ​​para esses locais. Locais perigosos são definidos pelo Código Elétrico Nacional e incluem as seguintes classificações. Os locais de Classe I são áreas onde gases inflamáveis ​​podem estar presentes em quantidades suficientes para produzir misturas explosivas ou inflamáveis. Os locais da Classe II podem ser descritos como perigosos devido à presença de poeira combustível. Os locais da Classe III contêm fibras e limalhas facilmente inflamáveis. Atmosferas perigosas são posteriormente definidas por "grupos". Estes incluem atmosferas contendo acetileno, hidrogênio ou gases ou vapores de perigo equivalente, como vapores de etiléter, etileno, ciclo-propano, gasolina, hexano, nafta, benzeno, butano, propano, álcool, acetona, benzol, vapores de solvente de laca ou natural gás. Pó de metal, incluindo alumínio, magnésio e suas ligas comerciais, também podem criar atmosferas perigosas. Ambientes que contêm negro de fumo, pó de carvão ou coque, farinha, amido ou pó de grãos são classificados pelo Código. Lanternas projetadas para uso nesses ambientes são testadas individualmente antes de saírem da fábrica.

O Futuro

Os fabricantes continuam a aprimorar o design de suas lanternas. Novos modelos com fontes de energia aprimoradas estão se tornando cada vez mais populares. Por exemplo, a usina de uma nova lanterna com alimentação própria é o revolucionário Freeplay Generator, um mecanismo único e patenteado que armazena energia cinética em uma mola de aço carbono conforme o usuário gira uma alça de enrolamento. Essa energia é liberada como energia elétrica quando a luz é ligada, alimentando a luz sem qualquer outra fonte de energia externa.

Outras melhorias em lanternas incluem polímeros mais resistentes para maior durabilidade e tecnologia de computador mais inteligente que permitirá mecanismos de desligamento automático para conservar a vida da bateria. Por fim, técnicas de moldagem cada vez mais sofisticadas permitirão a criação de lanternas inovadoras em uma ampla variedade de formas e cores.