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Thème : Évolution thermique du filament d’une lampe à incandescence.
Réalisation avec Matlab / Simulink.
Conception, Simulation, Visualisation, Analyse des résultats.
Pour plus de détails, contacter Mr Takam Stephan
(Tel : 6 97 09 96 86 ; Email : automationthink@gmail.com)
La figure 1 montre un luminaire électrique. Ce luminaire possède dans son enveloppe
de verre un filament de tungstène qui, lorsqu’il est parcouru par le courant
électrique, est porté à incandescence et produit de la lumière.
À l’allumage de la lampe le filament est encore froid. La résistance qui dépend de la
température est alors encore petite et si la tension aux bornes des contacts est
constante alors le courant qui traverse le filament est élevé. C’est la raison pour
laquelle les lampes sont le plus souvent détruites à l’allumage.
La puissance électrique reçue par la lampe entraîne l’élévation de la température du
filament incandescent et l’augmentation de la résistance. Au même moment le
filament incandescent dégage une puissance thermique. L’augmentation de la
résistance entraîne la réduction de la puissance reçue. Et à un certain moment donné
un état d’équilibre (stable) est atteint.
Figure 1 : Lampe à incandescence
Définitions et valeurs numériques :
l = 1,8 cm Longueur du filament
R = 0,0104 mm Rayon du filament
𝜌
𝑊 =19,25 𝑘𝑔/𝑑𝑚
3
Masse volumique de Wolfram (tungstène)
c = 0,13 kJ/(kg K) Capacité thermique massique de Wolfram (tungstène)
𝜌 = 54,9*10
-3
Ωmm
2
/m Résistivité de Wolfram (tungstène)
α = 0,0059 1/K Coefficient thermique
𝜀 = 0,9 Émissivité
C
S
= 5,67*10
-8
W/(m
2
K
4
) Constante de Stefan-Boltzmann
T
U
= 293 K Température ambiante
u = 12 V Tension aux bornes des contacts
