Pourquoi les ampoules à incandescence grillent-elles?

Connaissez-vous l’histoire de l’ampoule la plus durable au monde? Il s’agit d’une ampoule incandescente à filament de carbone qui a été fabriquée à la main à Shelby, Ohio et installée à la caserne de pompiers de Livermore, en Californie. Il brûle presque continuellement depuis son allumage en 1901. C’est-à-dire il y a 120 ans en cette année 2021.

Il a également été présenté dans le livre Guinness des records! Aussi remarquable que soit cette histoire, elle est unique. Votre expérience personnelle avec des ampoules grillées raconte probablement une autre histoire. En pratique, les ampoules à incandescence ont généralement une durée de vie d’environ 2 000 heures, ce qui signifie qu’elles dureront moins d’un an si elles sont utilisées 6 heures par jour.

La raison pour laquelle une ampoule à incandescence brûle est l’amincissement éventuel du filament de tungstène qui brûle au rouge pour émettre de la lumière. Le problème est aggravé par l’excès de courant circulant dans le filament chaque fois que l’ampoule est allumée.

Trop de courant électrique traversant le filament

Une ampoule à incandescence traditionnelle est composée d’un boîtier en verre et d’un filament de tungstène placé en plein milieu.

Ce filament de tungstène est fabriqué à partir d’un fil très long mais fin, à l’origine de près de 2 mètres de long, enroulé encore et encore, finalement seulement environ 3 cm de long pour tenir dans le petit espace de l’ampoule.

Maintenant, si vous vous souvenez de vos cours de sciences, la raison pour laquelle une ampoule s’allume est que le courant passe à travers le fil métallique fin, le faisant briller au rouge, et en tant que sous-produit de cette chaleur, la lumière est également visible.

Lorsqu’un métal est froid, il a très peu de résistance au courant, ce qui signifie que le métal laisse passer beaucoup de courant, même plus que ce qui est sûr pour le métal lui-même.

En rassemblant tout ce que nous avons dit jusqu’à présent, c’est le processus exact par lequel une ampoule à incandescence tombera soudainement en panne ou cessera de fonctionner.

Cela se produira très probablement lorsque vous l’allumerez:

  • Lorsque l’ampoule est éteinte, le filament de tungstène est froid et a donc une très faible résistance. Lorsque l’ampoule est allumée à partir d’un interrupteur, le courant commence à circuler dans le fil métallique.
  • Comme la résistance est assez faible, quelques dizaines d’ohms, le filament laisse passer une énorme quantité de courant.
  • Dans les quelques millisecondes qui suivent, ce filament chauffe instantanément, augmentant la résistance du filament métallique à quelques centaines d’ohms, et le courant passé est réduit à des ampères normaux.
  • Maintenant, si l’ampoule est neuve et bien fabriquée, avec un filament suffisamment épais pour résister à ces surtensions, et que le tungstène n’a pas été affaibli par l’utilisation au fil du temps, l’ampoule fonctionnera toujours comme d’habitude, donnant de la chaleur et une lumière rougeoyante.
  • Au fil du temps, les atomes de tungstène sont épuisés par l’incandescence, où les atomes de tungstène passent littéralement de l’état solide à l’état gazeux de vapeur. Cette évaporation progressive du filament le fragilise évidemment.
  • Un jour, lorsque vous allumez l’ampoule, un énorme courant passe à travers, mais cette fois, il brûle instantanément le filament de tungstène affaibli, et l’ampoule s’éteint, pour toujours.

Une fois que vous pensez au fait qu’en quelques millisecondes le métal passe de la température ambiante à environ 3 000°C avec une résistance négligeable au courant élevé, on commence à se demander pourquoi les ampoules à incandescence ne grillent pas à chaque fois qu’elles sont allumées..

Pourquoi les ampoules grillent-elles toujours dans la même douille?

Si l’achat d’une nouvelle ampoule à incandescence tous les mois est devenu une routine, vous avez peut-être une douille défectueuse.

Cela fait peut-être partie d’un lustre ou d’un lampadaire à plusieurs ampoules, mais chaque fois que vous mettez une ampoule dans cette douille spécifique, elle brûle beaucoup plus rapidement que les autres. Ne vous inquiétez pas, le câblage est probablement erroné.

Cela est dû au fait que l’ampoule ne reçoit pas un flux continu d’électricité. Il existe de nombreux points du circuit électrique où cela peut se produire:

  • La douille: Une douille peut s’user avec le temps car les ampoules sont vissées, parfois trop serrées, corrodant lentement la soudure en métal mou et son isolation. Cela signifie que l’ampoule n’est pas solidement installée dans la douille.
  • L’interrupteur: à l’intérieur de l’interrupteur, il y a un tas de fils appropriés. Un interrupteur mal fait ou ancien peut avoir un problème à l’intérieur qui se traduit par une prise défectueuse et donc une ampoule défectueuse.
  • Câblage: Le câblage qui se connecte à l’interrupteur de chaque extrémité peut être lâche, et des connexions lâches peuvent être vraiment mauvaises pour les ampoules, provoquant des fluctuations constantes de l’électricité, faisant constamment vibrer le filament délicat, le faisant se casser rapidement.

Une incandescence brûlante pourrait-elle provoquer un incendie?

Saviez-vous que le papier peut commencer à brûler à environ 240°C? Et si vous lisez attentivement la section précédente, la température à l’intérieur d’une incandescence peut atteindre environ 3000°C. Il ne faut pas beaucoup de science pour se rendre compte que les ampoules à incandescence mal utilisées peuvent et ont causé des incendies dans de nombreuses maisons dans le passé.

Un appareil surchauffé par manque d’aération ou par l’utilisation d’ une ampoule de puissance supérieure à celle préconisée peut faire brûler la douille, faire fondre les composants et, enfin, provoquer un incendie.

Les luminaires fermés, tels que les globes en verre, sont particulièrement susceptibles de chauffer.

Comment recycler les ampoules à incandescence grillées

Si vous avez encore des ampoules à incandescence installées dans votre maison ou votre bureau, elles pourraient bientôt s’éteindre.

Une fois les ampoules grillées, suivez ces instructions pour vous assurer de ne pas vous blesser ou de blesser quelqu’un d’autre en vous en débarrassant. Il est également possible que l’ampoule se fissure et se brise lorsqu’elle est retirée.

  1. Ne vous laissez pas influencer par votre instinct de ramasser rapidement une ampoule cassée. Les parties en verre et en métal seront assez chaudes. Si vous le pouvez, laissez- lui quelques secondes pour qu’il refroidisse.
  2. Éteignez l’interrupteur et, s’il s’agit d’une lampe de table ou d’un lampadaire, débranchez également le câble du mur pour faire très attention.
  3. Portez des gants de cuisine, retirez l’ampoule et placez-la dans un sac en plastique avant de la jeter pour éviter que d’autres personnes ne se blessent.
  4. Si l’ampoule est intacte, vous pouvez essayer en toute sécurité quelques astuces pour recycler les ampoules en verre comme artisanat.

De cette façon, vous serez en mesure de préserver et d’afficher artistiquement pour les générations futures l’ancienne technologie des ampoules à filament de tungstène.

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