Exemple de solution à l'exercice proposé S03-13
: des ampoules qui brûlent
Le filament des ampoules à incandescence est constitué de tungstène. Lors du fonctionnement en régime de ces ampoules, le tungstène est porté à une température élevée (de l'ordre de 1000°C). Le rapport entre la température absolue à chaud et la température absolue à froid (» 293°K) est donc important, et il en est de même du rapport entre la résistance à chaud et la résistance à froid.
La puissance nominale de la lampe correspond à une situation de régime. Lors de l'allumage, la résistance est beaucoup plus faible. Puisque c'est la tension appliquée est la même à chaud ou à froid ( les 230 V du réseau public de distribution d'énergie électrique par exemple), le courant consommé à froid est beaucoup plus important, donc aussi la puissance absorbée par la lampe.
Si la montée en température se faisait au même rythme en tous les points du filament, le phénomène ne serait pas gênant : le filament s'échauffe rapidement, mais au fur et à mesure de son échauffement, sa résistance augmente : le courant se trouve ainsi limité à sa valeur de régime, ainsi que la température.
Par contre, si le diamètre du filament n'est pas partout le même, ce qui se produit surtout avec les ampoules usagées, la partie amoindrie du filament monte en température plus rapidement que ses voisines. Les voisines en question, étant encore froides, ne présentent qu'une résistance faible alors que la partie amoindrie présente une résistance importante, puisque sa résistivité est plus grande et sa section plus faible. C'est donc en majorité dans la partie amoindrie que la surpuissance d'allumage va être convertie en chaleur, avec la conséquence catastrophique que nous avons tous pu observer.
Dans les discothèques, si le modulateur de lumière applique sur les spots une tension passant rapidement de zéro au maximum, le phénomène de surpuissance à l'allumage décrit ci-dessus se produit à un rythme élevé, ce qui entraîne le vieillissement accéléré des spots. Une bonne solution consiste, lors des périodes d'obscurité, à appliquer aux spots une tension réduite, insuffisante pour qu'ils éclairent, mais suffisante pour maintenir le filament à une température élevée. Le filament garde alors une résistance plus grande, et le surcourant transitoire sera plus faible lors du passage à la pleine tension.
Le surcourant d'allumage traverse aussi le modulateur. Les composants électroniques de puissance doivent donc pouvoir supporter ces pointes de courant, qui sont nettement supérieures au courant efficace et même au courant de crête atteint en pleine charge, qui vaut le courant de pleine charge multiplié par racine de 2.
Dernière mise à jour le 4-10-2001