caractéristiques des lampes

Chapitre VI
CARACTERISTIQUES D'UNE LAMPE
Activité documentaire : lecture d'une étiquette de lampe fluocompacte
Doc A. : Classe Energétique
Efficacité
lumineuse [lm/W]
Type d’ampoule
> 51
Tube fluorescent et LFC
Entre 21 et 51
LFC et halogène performant
Entre 16 et 20
Halogène
Entre 13 et 15
Halogène peu performant
Entre 11 et 13
Incandescence classique
Entre 9 et 11
Incandescence classique
<9
Incandescence classique
Une directive européenne
classe les lampes à partir de
leur efficacité énergétique.
Celle-ci est liée à l'efficacité
lumineuse de la lampe.
Une lampe de classe A est très
économique.
Doc B. : La température de couleur
Lampe 2
La température de couleur d'une source est la température à laquelle il faudrait
chauffer un corps noir pour qu'il rayonne une lumière dont la couleur serait la plus
proche possible de celle de la source considérée. Elle s'exprime en kelvins (K). Les
sources ayant de faibles températures de couleur présentent une couleur rougeâtre ou
jaunâtre, appelée couleur chaude.
Les sources ayant des températures de couleur élevées présentent une couleur bleuâtre,
appelée couleur froide.
Doc C. : Etiquette de lampes fluocompactes
Lampe 1
1) Rechercher la signification de toutes les indications de l'étiquette de lampe 1 fluocompacte.
2) Calculer le rendement lumineux k des deux lampes 1 et 2. Conclure.
3) Quelle est la couleur de la lumière émise par les deux lampes ? Justifier.
Chap2_Caractéristiques d'une lampe
1
I – Quelques grandeurs photométriques
1.1 Intensité lumineuse I
Cette grandeur a été fixée arbitrairement. C’est à partir de l’intensité lumineuse que l’on a défini toutes les
autres grandeurs. Elle s'exprime en Candela (cd), on la note I
1.2 Flux lumineux Φ (ou quantité de lumière)
C'est la quantité de lumière fournie par une lampe. Il caractérise aussi la puissance lumineuse d’une lampe. Il
est lié à la puissance électrique de la lampe et à sa capacité à convertir l’énergie électrique en énergie
lumineuse. Son unité est le lumen (lm).
Le flux lumineux émis par une source lumineuse est la caractéristique essentielle.
Exemple : Une lampe à incandescence de 100 W fournie un flux lumineux de 1300 Lumens.
1.3 Rendement lumineux k encore appelé (abusivement) efficacité lumineuse
Le rendement lumineux d'une source lumineuse est le rapport entre le flux lumineux émis par cette source
lumineuse et la puissance (électrique pour une lampe) absorbée par la source. Il s'exprime donc en lumens par
watt (lm/W ou lm.W-1).
lumen (lm)
Φ
-1
k=
lumen par watt (lm.W )
P
watt (W)
1.4 Eclairement E
C'est le quotient du flux lumineux reçu par un élément d'une surface par l'aire de cet élément.
Son unité est le lux (lx). On le mesure avec un luxmètre.
lumen (lm)
Φ
E=
lux (lx)
S
mètre carré (m2)
Exemple : L’éclairement recommandé dans une salle de classe est de 300 Lux.
L’ éclairement se mesure à l’aide d’un luxmètre. Cet appareil est muni d’une
sonde, constituée par une cellule photoélectrique de surface bien déterminée.
1.5 Influence de la distance sur l'éclairement E
L’éclairement d’une surface est inversement proportionnel au carré de la distance entre
la source et la surface.
Remarque : le coefficient "a" n'st pas une constante.
Chap2_Caractéristiques d'une lampe
E = a.
Φ
d2
2
LUX
Luxm
ètre
S
Surface recevant
le flux φ
Source de
lumière
Φ
Flux
Lumineux
émis
E
Eclairement
1.5 Quelques ordres de grandeurs
II – Critères de comparaison entre diverses lampes
2.1 Température de couleur
• La température de couleur d'une source est la température à laquelle il faudrait chauffer un corps
noir pour qu'il rayonne une lumière dont la couleur serait la plus proche possible de celle de la
source considérée. Elle s'exprime en kelvins (K).
La température réelle de la source n’a, en général, rien à voir avec sa température de couleur.
• Les sources ayant de faibles températures de couleur présentent une couleur rougeâtre ou jaunâtre,
appelée couleur chaude.
Les sources ayant des températures de couleur élevées présentent une couleur bleuâtre, appelée couleur
froide.
Attention : Un corps noir à faible température à une couleur plus « chaude » qu’un corps noir à
température élevée qui lui a une couleur plus « froide ».
Chap2_Caractéristiques d'une lampe
3
2.2 Indice de rendu des couleurs (IRC)
L'indice de rendu des couleurs ou IRC indique la
capacité d’une source lumineuse à restituer les couleurs
naturelles d’un objet. Il s'exprime par un nombre entre 0
et 100.
Un IRC de 100 correspond à la vision des couleurs d’un
objet éclairé par une lumière blanche ayant le même
spectre que la lumière solaire.
Plage d’IRC
IRC < 80
80 ≤ IRC <85
85 ≤ IRC < 95
95 ≤ IRC ≤ 100
Rendu des couleurs
Médiocre
Moyen
Bon
Très bon
2.3 Exemple de notation rencontrée
• Sur les tubes fluorecents et les ampoules fluocompactes, ainsi que sur les lampes à LED, on rencontre ce
genre de code (827, 740, 930, etc.) qui combine température de couleur et IRC. Le premier chiffre
indique l’IRC en dizaine : par exemple , le 8 de 827 signifie que l’IRC est compris entre 80 et 89.
• Les deux derniers chiffres concernent la température de couleur en centaines de kelvins : par exemple,
dans 827, la température de couleur est de 2700 K.
Quantité de lumière (flux
lumineux Φ) émise pour 100W consommés (en lumens)
Durée de vie (en heures)
Chap2_Caractéristiques d'une lampe
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