Question n°44 : Comment fonctionne une ampoule électrique ?
Le principe de base est celui de l’échauffement d’un filament par un courant électrique.
La plus ancienne ampoule est la lampe à incandescence. C’est une des inventions majeures du 19ème siècle (1878). Elle est due aux travaux de l’américain Edison et de l’anglais Swan.
Elle est constituée d’une ampoule de verre et d’un culot métallique. Sur le culot, deux points de contacts électriques permettent le passage du courant.
A l’intérieur de l’ampoule, remplie d’un gaz inerte (argon, krypton) sans oxygène, un filament métallique (généralement en tungstène du fait de sa température de fusion élevée) est traversé par le courant électrique.
Le matériau freine plus ou moins les électrons constituant le courant électrique. Cela entraîne un échauffement (appelé effet joule à 3000 °C). Le tungstène rougit alors entraînant une émission de la lumière qui devient de plus en plus jaune. C’est le rayonnement thermique qui nous éclaire.
- lampe
- Une lampe d’Edison.
Si le filament de tungstène se trouvait en présence d’oxygène, il chaufferait lors du passage du courant électrique, puis très rapidement se consumerait et casserait interrompant alors le passage du courant.
Avec le temps le filament chauffe, se sublime (« se transforme » en gaz), perd de la matière qui se dépose sur le verre plus froid. L’ampoule devient plus opaque, le filament plus fragile finit par casser au bout de quelques centaines d’heures d’utilisation (1000 à 2000 h).
Au commencement, on utilisait le vide dans les ampoules. Maintenant les lampes ont été améliorées au fil des recherches. On utilise les propriétés des gaz : leur émission dans l’ultraviolet est transformée en lumière visible par la poudre fluorescente recouvrant l’intérieur de l’ampoule.
Il existe dorénavant sur le marché de nouveaux types d’ampoules : à incandescence, halogènes, fluo-compact, ... Ces nouvelles technologies, permettent d’économiser de l’énergie tout en augmentant leur durée de vie et leur efficacité.
