Il y a de nombreuses années, si quelqu’un avait besoin d’une nouvelle ampoule, les incandescentes étaient la seule option, car elles étaient bon marché, faciles à obtenir et faisaient ce qu’on attendait d’elles.
Cependant, de nos jours, il est difficile de trouver des ampoules à incandescence dans les supermarchés ou les quincailleries. Que sont devenues ces ampoules? Qu’est-ce qui a causé la montée et la chute de ceux-ci?
Les ampoules à incandescence sont très inefficaces dans la mesure où 90 % de leur énergie est gaspillée sous forme de chaleur et seulement 10 % est convertie en lumière visible, ce qui fait que ces ampoules ont une efficacité lumineuse d’environ 2 %.
Comment fonctionne une ampoule à incandescence?
Les ampoules à incandescence ont été inventées en 1879 par le scientifique et inventeur prolifique Thomas Edison.
Après des milliers d’expériences testant tout, du platine à la fibre de coco, Edison a déposé un brevet américain. pour une lampe électrique à incandescence qui utilisait «un filament ou une bande de carbone, enroulé et connecté à des fils de contact en platine».
Mais comment ça fonctionne?
L’ampoule d’Edison est constituée d’un fin filament de carbone placé à l’intérieur d’une ampoule en verre sous vide. Le filament lui-même est plus fin qu’une mèche de cheveux et est enroulé en spirale.
Lorsqu’un courant électrique passe, le filament agit comme un radiateur de corps noir. Essentiellement, l’électricité donne de l’énergie supplémentaire aux atomes du filament. Mais cela rend les atomes instables.
Parce qu’ils ne savent pas comment réagir à cette nouvelle énergie, les atomes perdent à nouveau de l’énergie. Pour ce faire, ils libèrent l’énergie supplémentaire sous forme de photons, également appelés lumière.
En termes simples, l’électricité chauffe le filament jusqu’à ce qu’il brille et émette de la lumière.
Le plus drôle est que, bien que les ampoules à incandescence aient subi des modifications et des mises à jour mineures, peu de choses ont changé depuis l’époque d’Edison.
La principale amélioration est l’ajout de gaz inertes, tels que l’argon et l’azote, à l’ampoule de verre. Ceci est destiné à minimiser l’évaporation du filament et à prolonger la durée de vie de l’ampoule.
Combien de chaleur ces ampoules génèrent-elles? (Chaleur vs émission de lumière)
Maintenant que vous comprenez le fonctionnement des ampoules à incandescence, parlons de leur efficacité. Ou devrais-je dire inefficace?
Pendant des années, les ampoules à incandescence ont été saluées comme étant les luminaires les moins chers du marché, mais cela ne veut pas dire que les ampoules étaient réellement efficaces.
Les ampoules à incandescence ne savent pas trop quoi faire de l’ énergie électrique qui leur est fournie.
Environ 90 % de l’approvisionnement en électricité d’une ampoule à incandescence est gaspillé sous forme de chaleur, et un maigre 10 % est en fait utilisé pour créer de la lumière. En effet, le filament de tungstène d’une ampoule à incandescence doit être chauffé à environ 2 500 degrés Celsius pour produire de la lumière.
L’inefficacité des ampoules à incandescence s’exprime généralement en termes d’ efficacité lumineuse. Il s’agit d’une mesure de l’efficacité d’une source lumineuse à produire de la lumière visible. Il est calculé en divisant le flux lumineux (quantité de lumière) par le flux radiant (quantité totale d’énergie émise).
La plupart des ampoules à incandescence ont un rendement lumineux compris entre 2 et 3 %. À titre de comparaison, les LED se situent généralement entre 5 et 20 %.
Donc, comme vous pouvez le voir, les ampoules à incandescence ont beaucoup de place pour l’amélioration.
C’est un bon exemple de l’une des lois fondamentales de la physique, la conservation de l’énergie. Ce principe stipule que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite. Il ne peut être transféré que d’un formulaire à un autre.
Lorsqu’une lampe de 100 watts est allumée, 100 watts d’énergie électrique sont convertis en 100 watts de lumière et de chaleur. Comme les ampoules à incandescence sont incroyablement inefficaces et ont un rendement lumineux de 2 à 3 %, cela se traduit généralement par 98 watts de chaleur et 2 watts de lumière.
En ce sens, les ampoules à incandescence sont plus efficaces comme radiateurs que comme sources lumineuses.
Mais comme l’intérêt mondial pour le réchauffement climatique et l’énergie verte a augmenté au cours des deux dernières décennies, il n’a pas fallu longtemps pour que les ampoules à incandescence entrent en ligne de mire.
Aujourd’hui, la plupart des pays ont interdit la fabrication, la distribution, la vente et l’utilisation des ampoules à incandescence. Parmi eux, l’Union européenne, l’Australie, le Canada, la Russie et les États-Unis.
Selon elperiodicodelaenergia.com, les restrictions ont fait chuter les ventes mondiales d’ampoules à incandescence de 12 milliards à 2 milliards d’unités par an. On estime également que la réglementation réduira les émissions de CO2 jusqu’à 15 millions de tonnes par an.
Au lieu d’ampoules à incandescence, la plupart des pays encouragent l’utilisation de ce que l’on appelle des «ampoules à économie d’énergie» (CFL) ou, mieux encore, des LED.
Les ampoules à incandescence émettent une lumière infrarouge
Comme je l’ai mentionné plus tôt, les ampoules à incandescence émettent 90 % de leur énergie sous forme de chaleur et 10 % sous forme de lumière. Maintenant, cela signifie que l’énergie thermique est plus précisément définie comme la lumière infrarouge.
La lumière infrarouge est l’une des sections les plus discutées du spectre électromagnétique. Il se trouve juste en dessous de la lumière visible, ce qui signifie qu’il ne peut pas être vu à l’œil nu. Au lieu de cela, vous et moi ressentons la lumière infrarouge sous forme de chaleur.
Cela pourrait-il être classé comme un autre des défauts des ampoules à incandescence? Peut-être que oui, mais cela dépend du contexte.
Dans des scénarios spécifiques, tels que la préparation des aliments et l’habitat des animaux, la lumière infrarouge est extrêmement souhaitable. Sans infrarouge, nous n’aurions pas des choses comme des lampes à lave ou des incubateurs de reptiles.
Le niveau d’infrarouge produit par les ampoules à incandescence peut être très gênant, mais il ne faut pas sous-estimer qu’elles sont utilisées à bon escient dans certaines situations.
Certains fabricants produisent même des filtres infrarouges à mettre sur les ampoules à incandescence. Ceux-ci aident à maximiser la sortie infrarouge et à minimiser la quantité de lumière visible.
