Bien qu'il soit simpliste de dire que Thomas Edison a inventé l'ampoule électrique, il était l'un des les premières personnes à en créer un utile, et, avec des modifications, sa conception a résisté à l'épreuve de temps. Bien que les ampoules à incandescence du type développé par Edison soient encore utilisées aujourd'hui, les consommateurs modernes ont quelques autres options. Les ampoules fluorescentes compactes (CFL) et les ampoules à diodes électroluminescentes (DEL) sont deux des plus courantes. Ils fonctionnent selon des principes différents et fournissent autant de lumière que les lampes à incandescence, et ils consomment moins d'énergie.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La conception des ampoules à incandescence a un peu changé depuis qu'Edison a développé son prototype. Les améliorations modernes incluent des filaments de tungstène et des gaz inertes à l'intérieur du globe. Les alternatives telles que les LFC et les LED, bien qu'il ne s'agisse pas de vraies ampoules, sont plus efficaces.
Qu'y a-t-il dans une ampoule ?
L'une des innovations les plus importantes d'Edison était de permettre à l'électricité de passer à travers un filament mince et hautement résistif plutôt que de simplement arc entre deux pôles, comme c'était la norme à l'époque. Edison a fabriqué son filament à partir de bambou carbonisé, mais pour l'empêcher de brûler, il a dû l'enfermer dans un emballage hermétique pour empêcher l'oxygène d'entrer. Les ampoules d'Edison contenaient un vide, mais cela les rendait très fragiles. Les fabricants suivants ont donc rempli les ampoules de gaz inertes tels que:
- argon
- néon
- hélium
- azote
Les filaments des ampoules à incandescence modernes sont principalement en tungstène et les ampoules sont généralement remplies d'argon.
Parties d'une ampoule à incandescence
À première vue, une ampoule à incandescence semble simple, mais elle se compose en réalité de plusieurs pièces individuelles qui sont devenues standardisées.
Base à vis : La base filetée familière a été développée par Edison et est connue sous le nom de base E. Aujourd'hui, plusieurs tailles existent.
Globe: L'enceinte en verre est connue sous le nom de globe. La forme familière en forme de poire est la plus courante car elle distribue mieux la lumière que les autres formes. Les globes givrés sont arrivés sur le marché en 1925 et sont toujours courants.
Filament: En 1911, le physicien américain William D. Coolidge a développé le filament de tungstène et General Electric l'a rapidement adapté à ses ampoules. Il reste l'ampoule à filament standard.
Fils de contact : Des fils fins s'étendent du filament à la base de la vis et au contact du pied à la base de l'ampoule. Ils complètent le circuit électrique lorsque l'ampoule est vissée.
Fils de support : Une paire de fils minces soutient le filament et l'empêche d'entrer en contact avec le globe de la base lorsque l'électricité circule.
Alternatives aux incandescentes
L'un des principaux inconvénients des ampoules à incandescence est qu'elles ne convertissent qu'une petite fraction de l'électricité incidente en lumière – environ 10 %. Les ampoules halogènes, similaires aux ampoules à incandescence standard mais remplies d'un gaz halogène tel que le brome, sont plus efficaces. Les ampoules halogènes consomment moins d'énergie que les ampoules à incandescence standard, mais la quantité n'est sans doute pas assez petite pour les classer comme écoénergétiques. Surtout pas par rapport aux CFL et aux LED, qui sont arrivés sur le marché après la crise pétrolière américaine des années 1970. Par rapport aux lampes à incandescence, les LFC et les DEL utilisent 75 % ou moins de l'énergie consommée par une ampoule à incandescence.
Quand une ampoule n'est-elle pas une ampoule ?
Ni les LFC ni les LED n'ont besoin d'un globe uniquement pour protéger un filament, car aucun appareil n'a de filament. Les LED sont constituées de diodes qui brillent lorsque l'électricité les traverse. Néanmoins, les fabricants construisent des LED avec des globes plus ou moins en forme de poire afin que les consommateurs puissent les utiliser de la même manière que les incandescentes classiques. Les LFC produisent de la lumière par ionisation d'un gaz inerte, mais les ampoules contiennent une petite quantité de mercure qui nécessite une enceinte hermétique, et les tubes sont pliés en forme d'ampoule pour une utilisation facile. Bien qu'il ne s'agisse pas d'ampoules au même titre que les ampoules à incandescence, de nombreuses lampes fluocompactes et LED ont les mêmes culots à vis de style Edison, et elles peuvent être utilisées de manière interchangeable avec les ampoules à incandescence.