fiche d`exercices

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.