TPE : LA REVOLUTION DES LAMPES FLUOCOMPACTES
TPE de 1ère S au LFL
Fonctionnement des lampes
Leurs fonctionnements sont similaires. Dans le tube en verre est contenu un mélange de gaz contenant de la vapeur de mercure à basse pression. Des électrodes en filament de tungstène, à chacune des extrémités du tube, produisent des faisceaux d'électrons lorsqu'ils sont mis sous tension. Ces électrons traversent le tube et entrent en collision avec les atomes de mercure (Hg), qui se trouvent ainsi excités : en se désexcitant, les atomes de mercure produisent des photons ultraviolets (lumière invisible). Ces derniers, en interaction avec la poudre fluorescente du tube (phosphore), produisent de la lumière visible. La couleur du tube fluorescent ou de la lampe fluo-compacte dépend donc de la composition de la poudre.
La différence entre ces deux lampes est leur système d’allumage. Le tube fluorescent a besoin d’un dispositif composé d’un ballast (servant à limiter l’intensité de l’arc électrique qui traverse le tube) et d’un starter (préchauffant les électrodes du tube, puis provoquant une surtension pour le démarrage). Cet ensemble est assez encombrant et limite la forme du tube à ce qu’elle est. La lampe fluocompacte possède à la place un circuit électronique intégré à la lampe, qui permet de réduire les dépenses d’énergie, qui permet le fonctionnement à basse tension et donne une forme repliée à la lampe.
La lampe fluocompacte
Le tube fluorescent
Les numéros représentent l'ordre dans lequel les évènements se déroulent.
La DEL (composante de la lampe à DEL)
Cette lampe étant composée de DEL, il faut comprendre le fonctionnement de celles-ci avant tout. La DEL émet de la lumière au passage d’un courant électrique. Mais plus précisément, c’est l’électroluminescence d’un semi-conducteur (métal aux propriétés entre un isolant et un conducteur), soit grâce au courant électrique, les électrons du semi-conducteurs vont passer d’un niveau d’énergie élevé à un autre plus bas et émettre un photon. Le matériau de celui-ci détermine la longueur d’onde émise. Cliquez ici pour accéder au tableau indiquant ces matériaux.
La lampe halogène
Cependant, les atomes ne se reposent pas au même endroit où ils étaient avant, et le filament prend progressivement une forme peu régulière avec des zones fragilisées, jusqu'à ce qu’il ne puisse plus se recomposer et se rompt définitivement.
Un courant électrique passe dans un fil de tungstène, ce qui va produire de la lumière par échauffement (rougissement) du filament : c’est ce qu’on appelle l’incandescence (pour cette lampe, elle a lieu à environ 2500 à 3100°). A cause de la chaleur, le fil de tungstène va perdre des atomes qui au lieu de se déposer sur le verre de la lampe vont être captés par le gaz halogène à l’intérieur ; il y a formation d’halogénure de tungstène. Sous l’effet de la chaleur, ce nouveau gaz va ensuite se rediriger vers le filament et va se dissocier du tungstène. Ainsi, le tungstène se trouve à nouveau sur le filament, et peut à nouveau servir pour un nouveau cycle.
Cette deuxième partie de notre étude documentaire sera consacrée à l'explication du fonctionnement de chacune des lampes que nous avons étudiées.