fiche d`exercices
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SOURCES DE LUMIERES ARTIFICIELLES ET PHOTOMETRIE EXERCICES I. Afin de déterminer la lampe la plus efficace, compléter le tableau suivant puis conclure. Puissance en W 40 Flux lumineux en lm 430 Halogène 20 350 Fluorescente 36 3000 Fluocompacte A halogénures métalliques A vapeur de sodium à basse pression 9 540 150 12500 150 21000 Lampes Incandescence Efficacité lumineuse Conclusion : II. Combien peut-on vraiment économiser avec une lampe fluocompacte (basse consommation) ? A partir des données ci-dessous 1. Calculer la somme dépensée pour 10 000 h d’utilisation : a. D'une lampe à incandescence b. D'une lampe fluocompacte 2. Calculer la somme dépensée par an 3. Quelle est l’économie réalisée par an ? Données : Prix d’achat Puissance (électrique consommée) Durée de vie - - Lampe à incandescence Lampe fluocompacte 0,70 euros 4,90 euros 40 W 8W 1 000 h 10 000 h Prix de l’énergie électrique facturée par EDF : p = 0,1186 euro le kWh (kilo watt heure) Formule pour calculer le coût C de l’énergie consommée : C = p.P.t avec p : le prix de l’énergie en euro P : la puissance en kW t : le temps d’utilisation en heure 10 000 h d’utilisation correspondent environ à 5 ans d'utilisation. III. Eclairement en fonction de la distance A l’aide d’un luxmètre, on a mesuré l’éclairement d’une lampe à incandescence de 1200 W à différentes distance de celle-ci. Les mesures ont permis de faire le tableau suivant : Distance de la source (m) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Eclairement (lx) 800 200 88 50 32 22 1. Faire un graphe de l’éclairement en fonction de la distance 2. Lorsque de la distance entre la source et le luxmètre est doublée, comment varie l’éclairement ? 3. Cette lampe est placée à 2,50 m d’une table à dessin. Quelle est son éclairement ? Permet-elle une bonne visibilité pour un travail de précision ? 4. On veut changer de lampe pour avoir un éclairement de 400 lx à 2 mètre de distance. Quelle devra être la puissance de la nouvelle lampe à incandescence ? IV. Lampe krypton –argon Une lampe à incandescence contient du krypton et l’argon (des gaz inertes). Elle consomme une puissance électrique de 40W. La puissance qui est convertie en rayonnement dans le domaine visible est évaluée à 0,74 W. 1. La tension du secteur est de 220V. Calculer la valeur de l’intensité du courant qui traverse le filament. 2. a. Effectuer le bilan énergétique de la lampe. b. Quel est le rendement lumineux ? 3. Pourquoi utilise t on du krypton ou de l’argon plutôt que du dioxygène ? V. Principe de fonctionnement d'une lampe à incandescence Dans un lustre on place une ampoule à incandescence dont les indications inscrites sur la boîte sont : 100 W ; 2000 1m ; 2800 K ; 1000 h. 1.) Que signifient ces indications ? 2.) Rappeler le principe d'une lampe à incandescence. 3.) Calculer l'efficacité lumineuse de cette lampe 4.) Quel type de lampe à incandescence doit-on utiliser pour augmenter l'efficacité lumineuse et la durée de vie de ce type de lampe ? Expliquer son principe. 1. Faire un graphe de l’éclairement en fonction de la distance 2. Lorsque de la distance entre la source et le luxmètre est doublée, comment varie l’éclairement ? 3. Cette lampe est placée à 2,50 m d’une table à dessin. Quelle est son éclairement ? Permet-elle une bonne visibilité pour un travail de précision ? 4. On veut changer de lampe pour avoir un éclairement de 400 lx à 2 mètre de distance. Quelle devra être la puissance de la nouvelle lampe à incandescence ? IV. Lampe krypton –argon Une lampe à incandescence contient du krypton et l’argon (des gaz inertes). Elle consomme une puissance électrique de 40W. La puissance qui est convertie en rayonnement dans le domaine visible est évaluée à 0,74 W. 1. La tension du secteur est de 220V. Calculer la valeur de l’intensité du courant qui traverse le filament. 2. a. Effectuer le bilan énergétique de la lampe. b. Quel est le rendement lumineux ? 3. Pourquoi utilise t on du krypton ou de l’argon plutôt que du dioxygène ? V. Principe de fonctionnement d'une lampe à incandescence Dans un lustre on place une ampoule à incandescence dont les indications inscrites sur la boîte sont : 100 W ; 2000 1m ; 2800 K ; 1000 h. 1.) Que signifient ces indications ? 2.) Rappeler le principe d'une lampe à incandescence. 3.) Calculer l'efficacité lumineuse de cette lampe 4.) Quel type de lampe à incandescence doit-on utiliser pour augmenter l'efficacité lumineuse et la durée de vie de ce type de lampe ? Expliquer son principe.