Télévision plasma

[invitea2b6b189]

Bonjour.
Voilà, je dois réaliser un exposé sur les télévisions à écrans plasma et plus particulièrement la chaleur créée par le plasma.

Cependant je ne comprend pas très bien d'où vient cette chaleur exactement? Est-ce de l'ionisation du gaz contenu dans les pixels, ou plutôt des chocs qui ont lieu entre les électrons et les atomes au sein du gaz?

Rappel: L'ionisation du gaz contenus dans les pixels, provient de la décharge électrique qui provoque l'apparition d'électrons qui vont alors ioniser le gaz en arrachant d'autres électrons aux atomes neutres par des chocs.

Est ce que quelqu'un qui s'y connaîtrait en plasma pourrait m'aider?

Merci beaucoup.
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[LPFR]

Bonjour.
Pour maintenir un plasma il faut fournir de la puissance en permanence, car les ions et les électrons on tendance à se recombiner. Ceci fait que le plasma est à une température très élevée. Des milliers de degrés sont courants. Les atomes et les électrons qui subissent des chocs avec les parois communiquent une partie de leur énergie à celles ci.
Au revoir.

[invitea2b6b189]

Bonjour
Merci pour votre réponse.

Cependant je suis toujours dans le doute. Dans les pixels d'une télévision plasma, la température créée par le plasma n'est pas aussi importante que dans ses autres applications. Elle est de l'ordre d'une trentaine de degrés d'après certains sites internet.

Mon but est de connaître l'origine exacte de cette chaleur. Pour moi il y a trois raisons possibles:

_ Les réactions d'ionisation, mais cela me paraîtrait étrange puisque l'ionisation est en général endothermique
_Les chocs entre électrons et atomes neutres qui dégageraient une quantité importante de chaleur
_La vitesse des particules qu'on pourrait relier à la température par la formule Ec=1/2*m*v^2=3/2*Kb*T où Kb est la constante de Boltzmann.

J'aimerais connaitre l'origine de cette chaleur et en être sûr.

Merci.

[LPFR]

Re.
Je vous parle de la température du plasma et non de celle des celle des parois. La température du plasma dans vous ampoules basse consommation et dans les tube fluo est aussi du même ordre de grandeur: des milliers de degrés. Le plasma n'est pas en équilibre thermique avec les parois.

Les électrons sont accélérés par le champ électrique ce qui augmente leur température (au sens Boltzmann si vous préférez). Ces électrons ont des chocs avec les atomes ou molécules neutres. Une partie des chocs ionise les atomes ou molécules et une autre partie les chauffe.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea2b6b189]

Re.
Vous voulez dire que la température à l'intérieur des tubes néons ou des télévisions sont de l'ordre de milliers de degrés? Mais comment cela se fait-il qu'on ne perçoit rien du tout. Est-ce juste dû au fait qu'il n'y a pas d'équilibre thermique entre les parois et le plasma?

D'après un site sur internet: "Lors de l'ionisation, le gaz plasma génère une forte quantité de chaleur (jusqu'à plusieurs centaines de watts) sur l'écran. Selon la composition de l'image, ces sources de chaleur excessives peuvent devenir des points chauds source de réduction de durée de vie, de distorsion d'image et même, de brûlure partielle des phosphores de l'écran.

De même, l'échauffement produit sur les dalles de verre peuvent créer des stress mécaniques qui peuvent conduire à la cassure du verre.

La forte température générée par ces points chauds doit donc être absolument évacuée et éloignée de l'écran."

Quelle est cette chaleur que ce site décrit, selon vous?

Merci encore pour le temps que vous me consacrez.

[LPFR]

Bonjour.
Vous le sentez: les parois chauffent.
Mais la densité du gaz est très faible (un million de fois plus faible que l'air) et le plasma de rayonne pas comme un corps noir. Donc, vous sentez beaucoup moins de chaleur que pour une ampoule incandescente dont le filament (à quelques 2500 °C) rayonne beaucoup plus.

Dire que l'ionisation chauffe le gaz est un raccourci un peu violent du raccourci que je vous ai donné. Mais, si vous le préférez...

Et pour ce qui est des "points chauds", les ingénieurs qui ont conçu ces écrans ne sont pas tombés de la dernière averse (et ont mis des décennies à les sortir). Il y a des verres avec un coefficient de dilatation petit ou nul (comme celui des plaques des cuisinières).
Le chiffre de "centaines de watts" me semble absurde.
Au revoir.

[ketchupi]

Les plasmas produits dans les cellules émissives constituants les pixels sont des plasmas hors-équilibre : la température cinétique des électrons Te est très élevée, de l'ordre de 1 eV, tandis que la température des ions et des atomes (Ti T0) est celle de la température ambiante, soit 0.025 eV (en gros 25°C). Le fait que Te soit très grande implique que ce sont les électrons qui sont responsables de l'ionisation du gaz dans les cellules (d'après mes souvenirs, ce gaz est un mélange bien dosé d'hélium, d'argon, de néon et de xénon, pour maximiser les sections efficaces d'excitation de d'ionisation...à vérifier).

Les tensions électriques dans une cellule doivent induire une production d'électrons, sans pour autant produire un plasma complètement ionisé dans le gaz (cela aurait pour effet de détériorer les parois).

Aux parois des cellules, il y a un transfert de quantité de mouvement des électrons (dans la gaine) qui est somme toute extrêmement compliqué à expliquer. La densité et la température des électrons n'étant pas très élevées, la variation de température aux parois ne le sera pas non plus, d'autant plus qu'il faut tenir compte de la conductivité thermique de ces parois. J'aurai tendance à dire que les ions et les atomes créés dans ces cellules sont plutôt à l'équilibre avec les parois de la cellule (mais en déséquilibre avec les électrons).

En réalité, je pense que le chauffage de l'écran est du à l'effet joule dissipé dans tous les composants électroniques qui constituent les cellules. Mais cela est à confirmer auprès d'un spécialiste des écrans plasmas.

Cordialement.

[ketchupi]

Les plasmas produits dans les cellules émissives constituants les pixels sont des plasmas hors-équilibre : la température cinétique des électrons Te est très élevée, de l'ordre de 1 eV, tandis que la température des ions Ti et des atomes T0 est celle de la température ambiante, soit 0.025 eV (en gros (Ti T0 25°C). Le fait que Te soit très grande implique que ce sont les électrons qui sont responsables de l'ionisation du gaz dans les cellules (d'après mes souvenirs, ce gaz est un mélange bien dosé d'hélium, d'argon, de néon et de xénon, pour maximiser les sections efficaces d'excitation de d'ionisation...à vérifier).

Les tensions électriques dans une cellule doivent induire une production d'électrons, sans pour autant produire un plasma complètement ionisé dans le gaz (cela aurait pour effet de détériorer les parois). Par ailleurs, la pression du gaz n'est pas très différente de celle de l'air (elle est généralement de l'ordre de 500 mTorr - contre 760 pour l'air ambiant), et donc sa densité est peu différente de celle de l'air, car T Ti T0.

Aux parois des cellules, il y a un transfert de quantité de mouvement des électrons (plus mobiles dans le plasma) qui est somme toute extrêmement compliqué à expliquer (il faut tenir compte de la gaine). Cependant, le nombre et la température des électrons n'étant pas très élevées, la variation de température aux parois ne le sera pas non plus, d'autant plus qu'il faut tenir compte de la conductivité thermique de ces parois. En réalité, je pense que le chauffage de l'écran est du à l'effet joule dissipé dans tous les composants électroniques qui constituent les cellules. Mais cela est à confirmer auprès d'un spécialiste des écrans plasmas.

Cordialement.

[ketchupi]

Correction --> Je voulais dire : la pression est 500 Torr.