Dissertation

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Présentation du TPE

23 01 2008
Ce site internet est dédié à notre TPE.
Nous tenterons de vous démontrer comment à partir d’une lampe basique, l’homme a su diversifier son utilisation afin de s’adapter à ses besoins, à partir du thème du progrès et de l’environnement.
Nous appelons ici lampes basiques, les lampes à incandescence classiques car elles sont la représentation que nous nousfaisons d’une lampe.
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Tout d’abord, il existe 3 familles de lampes : les lampes à incandescence (à filament); les lampes à décharges ( fluorescence) et la DEL (electroluminescence).
Point historique : La lampe, inventée par Thomas Edison en 1879 a été un sujet qui a laissé sceptique bon nombre de scientifiques. C’est une lampe “incombustible” capable de fonctionner de longs mois sans sedétériorer en portant au rouge-blanc un mince fil de carbone dans une ampoule vide d’air. Le fonctionnement : (voir le schéma)
Les lampes à incandescence utilisent le principe de l’excitation des particules par la chaleur (rayonnement thermique soit incandescence). De nos jours, on utilise un filament de tungstène pour ses propriétés refractaires. En faisant traverser un courant électrique dans cefilament, cela le fait atteindre une température de 2823 Kelvins (2550 °C) ce qui augmente la vitesse de déplacement des électrons. Les électrons se rencontrent et libèrent de l’energie sous forme de chaleur et de particule visible par l’homme sous forme de lumière : les photons.
 La problématique de l’incandescence est de porter un filament très fin – de l’ordre du centième de milimètre de diamètre- à très haute temprature sans que celui-ci ne brule instantanément. En effet, le filament d’une ampoule à incandescence allumée est porté à une température exetrement élevée. Dans l’air, un tel phénomène briserait immédiatement le filament.
Or, pour qu’une combustion ait lieu il faut 3 conditions : Un combustible ( = ce qui s’allume, ici : le filament ), un comburant ( = ce qui allume lecombustible  : le dioxygène de l’air) et une énergie d’activation ( = ce qui permet au feu de s’allumer, ici : la chaleur) Le principe de la lampe à incandescence consiste donc à placer le filament dans un milieu totalement vidé de dioxygàne. C’est la raison pour laquelle on l’entoure d’une paroi en verre totalement imperméable. Privé de comburant, le filament ne brûle pas.
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• Le bulbe de verre (1)joue le rôle d’enveloppe permettant au constituants intérieurs de fonctionner sous vide (avec absence de dioxygène).
• Les gaz inertes à basse pression (2) permettent de ralentir l’évaporation du filament lorsque celui-ci est chauffé.
• Le filament de tungstne (3) est un fil métallique bobiné ayant l’allure d’un ressort. C’est le constituant de la lampe qui émet la lumière lorsque celle-ci esten marche. On utilise environ 1 mètre de longueur de fil pour réaliser 3 centimètres de longueur de bobine. L’intêret est de chauffer une longueur maximale de fil afin de produire une quantité maximale de lumière dans un espace restreint.
• Les fils conducteurs (4 et 5) permettent de relier les extrémités du filament aux bornes électriques de la lampes (culot et plot).
• Les fils de support (6)et la monture en verre (7) permettent de fixer le filament au centre de la lampe (les fils conducteurs ne faisant que réaliser le contact avec les bornes électriques).
• Les contacts électriques (8 et 11) sont le culot mtallique et le plot. Ils sont séparés par un isolant (10), la partie noire de l’ampoule juste au dessus du plot Le culot est en forme de pas de vis (9) afin de visser la lampesur son support.
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