Les lampes

Thème 1 : Confort dans l’habitat
EX3
L’éclairage de l’habitat
Tableau (1)
Lampes
Puissance
(W)
Flux lumineux
(lm)
Incandescence
40
430
Halogène
20
350
Fluorescente
36
3000
9
540
150
21000
Fluocompacte
A vapeur de sodium
à basse pression
Tableau (2)
Efficacité lumineuse
Lampe
halogène
Lampe
fluocompacte
Lampe à vapeur de
sodium
Lampe à LED
2 800
350
7 000
400
140
9
70
5
1 000
8 000
15 000
50 000
2 900
5 000
1 900
2 800
80
80
15
80
Flux lumineux (lm)
Puissance
électrique
consommée (W)
Durée de vie (h)
Température de
couleur (K)
Indice de rendu des
couleurs
Tableau (3)
Lampe à incandescence
Lampe fluocompacte
0,70 euros
4,90 euros
40 W
8W
1 000 h
10 000 h
Prix d’achat
Puissance
(électrique consommée)
Durée de vie
Tableau (4)
halogène
Tube fluorescent
LEDs
Puissance d’une lampe
150 W
190 W
0,36 W
Nb de lampes à utiliser
3
1
100
8h
8h
8h
200 jours
200 jours
200 jours
0,13 euros
0,13 euros
0,13 euros
Type de lampes
Nb d’heures par jour
Nb de jours par an
Prix moyen du kW.h
Heures totales
Energie consommée
annuellement
Prix consommation annuelle
EX1
(voir tableau 1)
- Déterminer la lampe la plus efficace
après avoir complété le tableau
3.2. Quelle est l’économie réalisée par an
si on utilise une lampe fluocompacte
plutôt qu’une lampe à incandescence
EX4
EX2
(voir tableau 2)
1) Quelle est la lampe qui consomme le
moins d’énergie électrique pendant une
même durée ? Justifier
2) Quelle est la lampe dont la lumière se
rapproche le plus du Soleil ? Justifier
3) Quelle lampe a la meilleure efficacité
énergétique ? Justifier.
4)
4.1.
Calculer l’éclairement, supposé
uniforme, produit par l’ampoule halogène
sur une table de 3 m2.
4.2. Quel est le nom de l’appareil utilisé
pour mesurer l’éclairement ?
5) Rappeler les valeurs extrêmes des
(voir tableau 4)
On dispose de plusieurs types de lampes
qui restituent le même flux lumineux dans
une pièce.
- Compléter le tableau afin de déterminer
le
prix
de
revient
annuel
du
fonctionnement de chacun de ces trois
types de lampes
EX5
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.
du
1) Quel est le rendement lumineux de la
lampe?
6) Placer, sur un axe orienté en longueur
2) Pourquoi utilise t on du krypton ou de
longueurs d’onde
spectre visible
des
radiations
d’onde, les domaines du
l’ultraviolet et de l’infrarouge
EX3
visible,
de
(voir tableau 3)
1) Rappeler la formule qui relie P, la
puissance consommée d’une lampe, E,
l’énergie consommée et t la durée
d’utilisation
2) Pour chacune des 2 lampes, pour
10 000h d’utilisation :
2.1.
Calculer
consommée
2.2.
Le prix de
facturée par EDF
l’énergie
l’énergie
électrique
électrique
2.3. La somme dépensée au total avec le
prix d’achat des lampes
3)
3.1. Pour chacune des deux lampes,
calculer la somme dépensée au total par
an (on considère que 10 000 h de
fonctionnement correspondent environ à 5
ans d’utilisation)
l’argon plutôt que du dioxygène ?
EX6
Dans un lustre on place une ampoule à
incandescence
dont
les
indications
inscrites sur la boîte sont :
100 W ; 2000 lm ; 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.