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Devinette: Lampe a filament qui grille




  1. #1
    Max
    Salut,

    Alors voila une devinette concernant mon sujet favorit les lampes.
    Pourquoi les lampes a filament emettent-elles un flash brillant juste au moment ou elle grillent?

    question subsidiaire; pourquoi ces lampes grilles-t'elle le plus souvent quand on les allumes?

    A++

    Max

    -----


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  3. #2
    Yoyo
    c'est du a une inonisation brutale du gaz?

    Ca se produit a l'allumage a cause d'une surtention?

    Yoyo

  4. #3
    Max
    Citation Envoyé par Yoyo
    c'est du a une inonisation brutale du gaz?
    Oui, c'est cela. Quand le filament se casse, il se cree un pont ionique entre les deux extremites. Si les lampes n'avaient pas de fusible integre, la situation evoluerais a un point ou on aurais un arc entre les deux filaments



    http://www.wonderquest.com/BrightBulbs.htm


    Citation Envoyé par Yoyo
    Ca se produit a l'allumage a cause d'une surtention
    Pour la deuxieme reponse ce n'est pas un probleme de surtension ...

    A++

    Max


  5. #4
    Yoyo
    Cool une reponse de bonne sur deux, c'est deja pas mal...

    Moi j'en est une question, pourquoi le filament il casse?

    Yoyo

  6. #5
    Max
    Citation Envoyé par Yoyo
    Cool une reponse de bonne sur deux, c'est deja pas mal...
    Moi j'en est une question, pourquoi le filament il casse?
    Oui, une sur deux, c'est deja pas si mal

    Concernant le filament qui casse, il faut savoir qu'etant a 2800C le tungsten s'evapore de sa surface. Il en resulte des zones de plus ou moins minces sections.
    Il s'agit la d'un mecanisme instable, car une fois qu'une region a commence a s'evaporer plus que les autres, elle va s'evaporer encore plus vite car sa resistance augmentant, sa temperature s'accroitra d'autant plus.
    Il arrivera donc un point ou une zone fine du filament sera mecaniquement plus fragile, ou alors atteindra la temperature de fusion.

    Max

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Yoyo
    Merci pour ta reponse...

    Je savais pas qu'il y avait evaporation!
    Yoyo

  9. #7
    Max
    De rien!

    Il y a aussi un phenomene de transport du tungstene dans l'axe du filament et on observe une recristallisation du filament. On peut meme voir sur les vieilles lampes que le filament presente comme des facettes, ce sont des plans cristallins.

    Max

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  11. #8
    Saigneur
    Concernant l'évaporation du tungstène du filament, il est à noter que le principe de fonctionnement des lampes hallogènes est que le gaz (de la colonne des hallogènes) récupère les atomes de tungstène évaporé, et le redépose sur le filament (sous forme cristalline). Evidemment, le dépos se fait à un endroit aléatoire, ce qui implique que des "trous" finissent toujours par se former dans le filament. Mais celà permet d'allonger la durée de vie de l'ampoule.

  12. #9
    Max
    Citation Envoyé par Saigneur
    Mais celà permet d'allonger la durée de vie de l'ampoule.
    ... Ou d'augmenter la temperature du filament sans reduire la duree de vie. C'est comme cela que l'on fait des lampes dont la temperature de couleur est de 3450 K!

    Max

  13. #10
    Max
    Tiens une autre petite devinette en passant....

    Comment faisait-on pour limiter le noircissement des ampoules dans les lampes a haute temperature avant l'utilisation des cycles halogenes?

    (ya trois methodes)


    Max

  14. #11
    azt
    Pour le fait que l'ampoule casse à l'allumage, je dirais que c'est dû à la discontinuité entre hors et sous tension. C'est a ce moment là que l'ampoule est mise à l'épreuve.

    J'ai une question pour le docteur es-ampoules, lorsque l'on teste la durée de vie d'une ampoule, on la laisse toujours allumée ? Ou bien les tests sont effectués en allumant et éteignant régulièrement ?

    AZT

  15. #12
    Saigneur
    Citation Envoyé par Max
    question subsidiaire; pourquoi ces lampes grilles-t'elle le plus souvent quand on les allumes?
    Le choc thermique ?

  16. #13
    Max
    Citation Envoyé par Saigneur
    Le choc thermique ?
    Exact .. CLAP CLAP CLAP (aussi a AZT, car il n'etait pas loin) ... la brusque montee en temperature provoque un choc mecanique qui peut rompre le filament au niveau de sa section la plus mince. Ce choc est d'autant plus destructeur que le filament s'est recristallise, ce qui facilite la propagation de toute fracture.

    Citation Envoyé par azt
    J'ai une question pour le docteur es-ampoules, lorsque l'on teste la durée de vie d'une ampoule, on la laisse toujours allumée ? Ou bien les tests sont effectués en allumant et éteignant régulièrement ?
    Ca depend du type de lampe. Pour les lampes a decharges (tubes fluo, lampes d'eclairage publique, de stade...) qui sont extremement sensibles au cycles allumage extinction, on procede generalement a des cycles de 8h allume - 4h eteint.. mais cela reste a la discretion de l'entreprise qui fabrique les lampes.
    Sinon les lampes a filaments ne sont pas aussi sensibles, ces cycles n'influencent pas vraiment leur duree de vie, ce qui fait que ces lampes sont generalement testees en continu, et meme parfois en surtension afin d'accelerer l'evaporation et les mecanismes de transports du tungsten.

    Max

  17. #14
    Anthracite
    Salut Max !

    J’avais eu une autre explication qui ne contredit pas la tienne, finalement.
    Lors de la mise sous tension, le filament est froid et présente peu de résistance, sauf là où il est affaibli ce qui fait un courant nettement plus grand que le courant nominal et le RI<sup>2</sup> porte la section abîmée à une température anormalement élevée qui fait fondre cette zone.
    0

  18. #15
    azt
    Merci pour les précisions.

  19. #16
    Max
    Salut Thracite 8)

    Citation Envoyé par Anthracite

    J&amp;#8217;avais eu une autre explication qui ne contredit pas la tienne, finalement.
    Lors de la mise sous tension, le filament est froid et présente peu de résistance, sauf là où il est affaibli ce qui fait un courant nettement plus grand que le courant nominal et le RI<sup>2</sup> porte la section abîmée à une température anormalement élevée qui fait fondre cette zone.
    Oui, c'est tout a fait exacte. Il faut cependant que la difference de diametre soit tres grande pour que ce mecanisme tue la lampe. Ce qui arrive le plus souvent c'est que la brusque montee en temperature provoque une fracture qui se propage 'facilement' dans un grain ou un joint de grain, pour peu qu'il soit mal place.

    Max

  20. #17
    seb
    Salut Max !
    Je dévie un peu mais je vai rester dans les lampes...
    Sur le feu forsv tu m'avais expliqué comment allumer un tube néon simplement en le tenant dans la main sans le connecter (phénomène qui peut se produire si je me souviens bien sous les lignes très hautes tension).
    N'ayant pas sauvegardé la page à l'époque pourrais tu recommencer ton explication STP ?

    A+

    seb

  21. #18
    Max
    Salut Seb,

    Bon, tu te souvient peut etre a quel point je suis pointilleux sur la terminologie .. ce ne sont pas des tubes neons... mais des tubes fluorescents (fluo).

    Alors revenons a nos tubes fluos que l'on peu allumer sans brancher. L'astuce consiste a se placer sous une ligne THT (plus de 400kVeff), la ou le champ electrique est le plus intense.
    Il faut tenir le tube a la verticale (c a d dans le sens du gradient de potentiel), juste sous un des cables, avec le bras tendu, la main tenant une extremite de la lampe (contact electrique inclus). Ce qui se passe, c'est que le champ electrique (plus de 1kV/m) est suffisament intense pour amorcer la lampe, c a d pour rendre le gas interne conducteur. Il s'ensuivra un courant electrique du aux ions negatifs present dans l'air et a l'effet de pointe aux extremites des plots de la douille superieure de la lampe. On remarque d'ailleur que l'intensite lumineuse de la lampe sera bine plus faible si les douilles sont encapsulees dans de la colle ou du plastique, reduisant de ce fait les effets de pointes.

    Cette experience peut etre faite aussi avec tout generateur electrostatique haute tension, pourvu que les champs crees soient suffisament eleves.

    J'espere que cela repond a tes question..

    Max

  22. #19
    seb
    Oui, je te remercie !
    Encore une petite question pour la route
    Pour pouvoir épater ses amis après un bon repas comment est-ce qu'on fait pour se fabriquer un générateur electrostatique maison ?

    A+

    seb, future merguez

  23. #20
    Damon
    Tu peux utiliser le tube cathodique de ta télévision (côté dalle).

    Plus sérieusement, voici un site sur les générateurs de Van de Graaf

    Et un site rapportant de nombreux liens : http://www.sciences.univ-nantes.fr/a...3/V_Graaff.htm

    Damon
    Qui cherche des amateurs de lifter.
    Un EeePc ça change la vie !

  24. #21
    seb
    Merci Damon,
    Ca a pas l'air simple à mettre en oeuvre quand même...Tu as tenté l'expérience ?

    A+

    seb

  25. #22
    Damon
    Non les seules expériences de THT que j'ai sont celles des téléviseurs...
    j'ai un jour vu un arc entre celle d'un TV N/B et ma main, c'est douloureux...

    En fait ça fait longtemps que je voudrais en réaliser une ou l'autre (Van de Graaf ou Wimshurst).
    Mais en ce moment mon écran qui vient de passer au bleu, me rappelle que j'ai d'autres priorité quant à manier le fer à souder.

    Ensuite question bricolage, je pense d'abord m'essayer à un lifter : http://futura-sciences.com/decouvrir/d/dossier198-1.php

    Damon
    Qui se tape en outre différentes tâches assez ennuyeuses.
    Un EeePc ça change la vie !

  26. #23
    Max
    Ou alors tu peut te faire ton multiplicateur de tensions.. j'ai mis qq liens interessants ici:

    http://www.geocities.com/ihc_xl/Links.html

    tu vas a Frankeinstein's labs -> High voltage experiments

    Max

  27. #24
    seb
    Merci bien,
    Je connaissais pas ce site il est sympa

    A+

    seb

  28. #25
    lyonnais

    Re : Devinette: Lampe a filament qui grille

    Citation Envoyé par Max
    Tiens une autre petite devinette en passant....

    Comment faisait-on pour limiter le noircissement des ampoules dans les lampes a haute temperature avant l'utilisation des cycles halogenes?

    (ya trois methodes)


    Max

    Pour en revenir au noircissement de la lampe.

    Je dirai le dépot d'un composé oxydant pour former avec le tungsten un matériau translucide (je sais que des oxydes sont jaunes, il y en a peut etre des transparents)

    Sinon s'arranger pour avoir un point froid à un endroit de la lampe ou la vapeur se condenserai

    Y en a t il au moins une de juste

  29. #26
    subichan

    Re : Devinette: Lampe a filament qui grille

    bonjour,
    Moi j'ai une question (peut être stupide mais bon) :
    la taille de l'ampoule (le verre) (ou encore, la taille du vide intérieur) à t'il une importance ?
    si oui laquelle ?
    la différence de WATT c'est bien la manière dont le filament est frabriqué qui le fait ? la taille de l'ampoule n'y fait rien pour la durée du filament ?

    merci d'avance de m'apprendre de nouvelles choses

  30. #27
    lyonnais

    Re : Devinette: Lampe a filament qui grille

    Citation Envoyé par subichan
    bonjour,
    Moi j'ai une question (peut être stupide mais bon) :
    la taille de l'ampoule (le verre) (ou encore, la taille du vide intérieur) à t'il une importance ?
    si oui laquelle ?
    la différence de WATT c'est bien la manière dont le filament est frabriqué qui le fait ? la taille de l'ampoule n'y fait rien pour la durée du filament ?

    merci d'avance de m'apprendre de nouvelles choses

    JE ne vois pas trop ce que tu veux dire par différence de Watt.
    Si c'est la puissance dont tu parles (exprimee en watt) alors cette puissance ne dépend pas de l'ampoule.

    Tu a P = UI/2 (en considérant les amplitude et en tension sinusoidale)
    Donc a la fin tu a P = U*U/2R. Pour du 220 V la puissance ne dépend que de la valeur de la résistance de ton filament et pas de l'ampoule.

    D'ailleurs, la résistance variant avec la temperature (de memoire la resistivité du tungstene est multiplié par huit entre l'ambiante et 2000 K), je ne sais pas si la puissance indiquée sur les ampoules est la puissance dissipée lorsque le filament est chaude. Je dirai que c'est sans doute le cas mais si quelqu'un pouvait le confirmer.

  31. #28
    subichan

    Re : Devinette: Lampe a filament qui grille

    Citation Envoyé par lyonnais
    JE ne vois pas trop ce que tu veux dire par différence de Watt.
    Si c'est la puissance dont tu parles (exprimee en watt) alors cette puissance ne dépend pas de l'ampoule.

    Tu a P = UI/2 (en considérant les amplitude et en tension sinusoidale)
    Donc a la fin tu a P = U*U/2R. Pour du 220 V la puissance ne dépend que de la valeur de la résistance de ton filament et pas de l'ampoule.
    Là je suis daccord avec toi. c'est le filament.
    mais voudrai savoir si l'ampoule à un importance ?
    par exemple : si je fabrique un ampoule avec un filemant de 60watt avec un verre de 50cm de diamètre (bon j'abuse un peu mais c'est pour bien montrer se que je veux ^^).
    le fait que le verre soit grand (donc un plus grand vide à l'intérieur), est se que ça changera quelque chose ?

  32. #29
    lyonnais

    Re : Devinette: Lampe a filament qui grille

    A mon avis si le vide dans l'ampoule etait parfait, je pense que la taille de l'ampoule ne changerai rien (je vois pas quel parametre serait sensible a la taille de celle-ci).

    Mais le vide n'est pas parfait (je crois que la pression est d'environ 10 -6 torr) donc il y aura un peu de conduction entre le filament et le gaz. Et le gradient de température dans le gaz devrait dépendre de la taille de l'ampoule. Toutefois il me semble que cette aspect devrait etre quasiment négligeable.

    J'aimerai aussi avoir l'avis d'un expert au cas ou il y ai une subtilité que je n'ai pas vu.

  33. #30
    Max

    Re : Devinette: Lampe a filament qui grille

    Salut,

    Citation Envoyé par lyonnais
    Pour en revenir au noircissement de la lampe.
    ....
    Y en a t il au moins une de juste
    Oui, il y en a au moins une de juste - les trois methodes etant:
    - une ampoule de large diametre, qui limite la densite surfacique de tungsten depose
    - une ampoule tres longue avec un point froid, la ou le tungstene se deposera, notamment grace au transport de tungsten evapore du au mouvement de convections partant du filament chaud.
    - l'emploi de poudre de tungsten comme abrasif permettant de nettoyer la surface interne de l'ampoule

    Il y a aussi deux autres methodes:
    - une tres forte pression de gas lourd (krypton, xenon, voire meme de la vapeur de mercure dans certaines vieilles lampes) qui limite le taux d'evaporation de tungsten par collision atomique avec le filament.
    - une grille metallique reactive (fixatrice de tungsten) placee au dessus du filament, dans l'axe des courants de convection des gaz chauds.


    Citation Envoyé par subichan
    la taille de l'ampoule (le verre) (ou encore, la taille du vide intérieur) à t'il une importance ?
    Cela depend de la lampe - mais de maniere generale, la reponse est oui. Il y a en fait trois reponses liees a trois technologies:
    - Pour les lampes a vide, le diametre de l'ampoule va determiner la rapidite de noircissement de cette derniere, donc la luminosite de la lampe au cours de sa duree de vie. Si l'ampoule est trop petite, la lampe s'assombrira trop rapidement, donc les lampes de ce types (et notamment les premieres lampes a filament de carbone puis de tungstene) ont generalement de tres larges ampoules.
    - Pour les lampes a remplissage de gas, le diametre de l'ampoule sera definit par la temperature de ramolissement du verre employe et de la rapidite de noircissement de l'ampoule. Cette derniere etant plus faible que pour les lampes a vide. Cependant, la presence de gas augmente le transfert thermique du filament vers l'ampoule qui sera par consequent plus chaude, mais permettra quand meme d'avoir des lampes plus compacte que les sources a vide.
    - Pour les lampes halogenes, la temperature de l'ampoule a une importance cruciale vis a vis du cycle halogene. Pour ce faire, il est necessaire d'employer des ampoules tres chaudes, donc proches du filament. A cette fin, du quartz amorphe, pyrex ou vycor sont utilises du fait de leur point de fusion tres eleves.


    Citation Envoyé par lyonnais
    je ne sais pas si la puissance indiquée sur les ampoules est la puissance dissipée lorsque le filament est chaude.
    La puissance indiquee est forcement celle quand le filament est chaud - en regime nominal, car une lampe eteinte ne consomme evidemment rien!

    A++

    Max

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