Propriétés des lampes à incandescence. — Les

lampes à incandescence sont, comme on le sait, formées par un fil de charbon emprisonne dans une ampoule de verre mince scellée dans un culot de terre réfractaire ou d'autre matière isolante. Les deux extrémités du charbon sont soudées à des fils de platine qui aboutissent à deux épanouissements métalliques affleurant la partie inférieure du culot.

On place les lampes dans des douilles en cuivre munies de deux contacts à ressorts, auxquels on attache les fils positif et nég'atif des conducteurs, de sorte qu'en introduisant les lampes dans leurs douilles, les épanouissements des fils viennent toucher les contacts et que le courant peut s'établir. Ce mode de montage s'appelle montage à baïonnette. On emploie quelquefois aussi le montage à vis, dans lequel le courant est amené au culot de la lampe par des spirales conductrices.

Il faut avoir soin, en disposant les lampes dans leurs douilles, de ne pas trop presser sur l'ampoule de verre très mince, dans l'intérieur de laquelle le vide est fait, car elle se brise en miettes avec la plus grande facilité.

On construit les lampes à incandescence de manière â fournir une lumière déterminée lorsqu'on les fait traverser par un courant bien défini. Il existe des lampes gra-

gS ÉCLAIRAGE ELECTRIQUE.

duées à peu près pour tous les voltag-es depuis 20 ou 3o volts jusqu'à 200 volts et même plus. Le filament de charbon est établi par le constructeur, de manière à résister convenablement à l'intensité du courant qui le traverse d'une façon permanente.

On peut employer les lampes à incandescence aussi bien avec les courants alternatifs qu'avec les courants continus.

126. Energie employée pour Téclairage par lampes à incandescence. — Les lampes à incandescence absorbent en général 3,5 watts par bougie. Ainsi une lampe de 16 bougies demandera

16 X 3,5 =: 56 watts en moyenne,

ce chiffre variant très peu avec la force électromotrice, dans les lampes de construction ordinaire. Par exemple, une lampe de 16 bougies fonctionnant sous une différence de potentiel de 70 volts absorbera

— = 0,8 ampère

d*après la formule W = El (n» 32). Si elle est construite pour un voltage de 5o volts, elle absorbera

— = 1,12 ampère.

127. Résistance des lampes. — La résistance des lampes est déterminée par les conditions dans lesquelles elles doivent fonctionner. D'après la loi d'Ohm E = I R (n» 22), la résistance d'une lampe est le quotient de la force électromotrice par l'intensité du courant qui la traverse. Ainsi une lampe de 16 bougies, qui consomme 0,8 ampère lorsqu'elle fonctionne à 70 volts, présente au rouge une résistance égale à

DISTRIBUTION DE l'ÉLECTRICITÉ POUR l'ÉCLAIRAGE. QQ

— - = 87,5 ohms.

La résistance d'une lampe à froid est de beaucoup supérieure à celle de la même lampe à chaud ; elle peut atteindre une valeur ég-ale à près du double de la précédente.

128. Variation du courant. Durée des lampes. — Lorsque la force électromotrice de la machine varie, l'intensité du courant qui traverse une lampe varie dans le même sens, puisque la résistance du fil est constante.

Si l'on part d'un voltag-e nul, et qu'on l'aug-mente peu à

VoUaff»^

Fig. 3o.

peu, le filament commence par rougir bien avant le moment où l'on atteint la différence de potentiel indiquée pour la marche normale de la lampe ; l'éclat du foyer augmente ensuite très rapidement et d'une façon continue avec la différence de potentiel. Si l'on dépasse le voltage pour lequel la lampe est construite, l'éclat augmente de plus en plus, comme l'indique la courbe de la figure 3o ; en exagérant le vol-

100 ECLAIRAGE ELECTRIOUE.

tag-0, il finit par dépasser très notablement le nombre de bougies indiqué par le constructeur, jusqu'au moment où le filament se rompt.

On peut donc, avec une lampe déterminée, obtenir une intensité lumineuse très variable ; aussi faut-il se conformer au voltag-e spécifié par le constructeur. On peut admettre une différence de 1 à 2 pour 100 en plus ou en moins sans g'rand inconvénient. Dans les conditions normales, une bonne lampe doit durer looo heures au moins, au bout desquelles le filament de charbon se casse brusquement, par suite d'une volatilisation lente du charbon, qui use peu à peu le filament, surtout aux points où il peut présenter un lég'er défaut d'homogénéité. C'est par suite de cette volatilisation que la lampe se ternit après quelques centaines d'heures de marche, et que son pouvoir éclairant diminue graduellement à partir de ce moment jusqu'à la fin de sa vle^ bien qu'entre ses bornes la différence de potentiel soit restée constante.

Si Von force une lampe, c'est-à-dire si l'on dépasse le voltage pour lequel elle est construite, on diminue beaucoup sa durée, et inversement.

129. Intensité lumineuse des lampes. — L'intensité lumineuse d'une lampe de i6 bougies, la plus employée dans la pratique, peut se comparer, d'après ce que nous avons vu (n^ 121), à celle d'un bec de gaz Bengel brillant 180 litres à l'heure. — Une lampe de 10 bougies éclaire à peu près autant qu'un bec papillon brûlant 120 litres à l'heure.

130. Disposition et emploi des lampes. — D'après ce qui précède, on emploiera pour éclairer une petite pièce ou des ateliers une lampe de 16 ou de 10 bougies en remplacement d'un bec Bengel ordinaire ou d'un petit bec pa-

DISTRIBUTION DE L ELECTKICITE POUR L ECLAIRAGE. lOI

pillon. Lorsqu'on veut éclairer une grande pièce, on emploie plusieurs lampes à incandescence réunies de manière à former un lustre suspendu au milieu de la chambre ; pour de très grandes salles, il vaut mieux diviser la lumière en répartissant les lampes en plusieurs g-roupes, fixés en différents points des murs.

Pour obtenir un bon éclairag-e, il faut que la somme totale du nombre de boug-ies produites par les lampes à incandescence contenues dans la pièce soit au moins ég-ale à une fois et demie la surface de la salle exprimée en mètres carrés.

Ainsi un salon de 7 mètres de longueur sur 6 mètres de largeur, soit de 42 mètres carrés, peut être éclairé par 63 bougies, soit par exemple par 4 lampes de 16 bougies ou par 6 lampes de 10 bougies. On obtiendra le meilleur. résultat en disposant au milieu de la pièce un lustre de 4 lampes de 10 bougies, et deux appliques de 10 bougies sur les murs, aux points que Ton a intérêt à éclairer d*un façon spéciale, près des glaces, par exemple.

Ces chiffres s'appliquent à des pièces de hauteur

Fig.3i.

moyenne, et dontlesmurssontpeintsenblancourecouverts de tentures claires. Si les murailles sont de couleur sombre, s'il s'agit d'éclairer des salles très hautes, il faut augmenter le nombre des lampes, jusqu'à un maximum de deux bougies et demie à trois bougies par mètre carré.

En général, ces données suffisent pour permettre rétablissement d'un projet d'éclairag-e par lampe à incandescence. Au chapitre qui traite des lampes à arc (n» i6i), on indiquera le moyen de déterminer rig'oureusement Téclairement d'une surface d'après la puissance et la disposition des foyers lumineux à l'influence desquels elle est soumise.

131. Montage des lampes en dérivation. — Les lampes à incandescence ne sont pas, en g-énéral, montées en série, car, à moins de précautions spéciales, l'extinction de l'une d'entre elles, coupant le circuit, entraîne l'extinction de toutes les autres. Lorsqu'on les monte en série, il faut y adapter un dispositif faisant passer le courant, en cas de rupture du filament de charbon, dans une résistance égale à celle de la lampe à chaud. Il existe des dispositions automatiques remplissant ce but et fonctionnement convenablement ; mais pour les petites installations, il est préférable de monter les lampes en dérivation.

Pour réaliser ce montag-e, on fait filer deux conducteurs depuis la source d'électricité jusqu'à la dernière lampe, l'un partant de la borne positive, l'autre de la borne négative. Sur leur trajet, lorsqu'on veut placer une lampe, on branche un fil sur le conducteur positif, un autre sur le conducteur négatif, et on fixe leurs extrémités à la douille de la lampe. On continue ainsi jusqu'à l'extrémité de la conduite, comme l'indique la figure 3i.

Lorsqu'il s'agit de distribuer la lumière à deux groupes de points éloignés l'un de l'autre dans des directions différentes, il est plus avantageux de séparer dès l'origine chaque conducteur principal en plusieurs conducteurs secondaires, sur lesquels on branche chaque lampe en dérivation, comme l'indique la figure 82. L'examen de ce schéma montre que chaque lampe est encore située en dérivation par rapport à la conduite générale partant des bornes de la source (n® 87).

DISTRIBUTION DE l'ÉLECTRICITÉ POUR l'ÉCLAIRAGE. Io3

On peut aussi installer deux conducteurs principaux sur lesquels on place en dérivation, en des points quelconques de leur trajet, des conducteurs secondaires alimentant des groupes de lampes ég-alement en dérivation.

Il est impossible de formuler de règ-le fixe pour ces dispositions. On s'inspire dans chaque cas particulier des conditions locales et Ton choisit le mode le plus économique, en calculant le diamètre des fils conducteurs comme nous allons l'indiquer.

Fig. 32.

132. Conducteurs nus ou isolés. — On emploie en général, pour les conducteurs, du cuivre rouge industriellement pur. Si le conducteur passe à l'air libre, sans pénétrer dans des appartements ou des ateliers, on peut employer sans inconvénient un fil nu ; généralement on se

I04 ÉCLAIRAGE ÉLECTRK^UE.

sert de fil étamé, qui est à peu près inoxydable. Il faut isoler les fils nus des murs par des supports munis d'isolateurs en porcelaine. Il est bon de terminer la partie inférieure des isolateurs par un angle vif, de manière à empêcher, en cas de pluie, Teau de remonter à l'intérieur de la cuvette et d'établir une communication fortuite avec le support.

Si, au contraire, un conducteur passe à l'intérieur d'une maison, il faut employer du fil de cuivre recouvert de coton, de caoutchouc ou de g-utta-percha ; il est nécessaire de se servir de fils d'autant mieux isolés qu'on peut les atteindre plus facilement ou qu'ils sont plus sujets à des chocs. Dans une usine, cette précaution de n'utiliser que des fils isolés à l'intérieur des ateliers est tout à fait indispensable. Dans un appartement, non seulement on isole les fils, mais on les protèg-e contre tout choc ou tout faux contact en les faissant passer, soit dans des rainures creusées à l'intérieur de moulures en bois, soit dans des tubes fabriqués en substance isolante. Ces moulures ou ces tubes sont dissimulés dans les corniches des plafonds, dans les cadres des lambris, contre les chambranles des portes. L'emploi de ces org-anes de protection est surtout utile dans les endroits où les fils sont à portée de la main ; des enfants, des personnes inconscientes ou malveillantes seraient en effet susceptibles de les dérang*er et d'apporter ainsi une g-rande perturbation dans le service, indépendamment des accidents qui pourraient en résulter.

Lorsqu'une conduite doit passer sous terre ou dans l'eau, il faut se servir de fil bien isolé et recouvert d'une enveloppe de plomb.

On emploie du fil de cuivre jusqu'à un diamètre de 3 ou 4 millimètres ; au-delà, il vaut mieux utiliser des câbles, qui sont plus maniables et plus faciles à poser. On fabrique des câbles nus, plus ou moins isolés et sous plomb comme les fils ordinaires,

133. Limite maxima de l'intensité. — La perte de charg'e qui résulte du passag^e d'un courant dans un conducteur correspond à une perte dïdectricité qui se transforme en chaleur, et il en résulte pour les fils une élévation de température capable de faire fondre leurs enduits isolants et même de provoquer des incendies.

La quantité de chaleur correspondant à un travail électrique déterminé, c'est-à-dire dans ce cas particulier à la fraction du courant dépensée sous forme de chaleur, est proportionnelle à la section du conducteur. L'aug-mentation de température résultant de cette transformation d'électricité en chaleur, serait très élevée si le fil était parfaitement isolé au point de vue calorifique. Heureusement, les conducteurs perdent une grande partie de cette chaleur par rayonnement vers les corps environnants, et par convection, c'est-à-dire par transmission directe de chaleur à l'air ambiant.

On conçoit donc qu'un fil se refroidira d'autant plus vite qu'il est moins protég-é, qu'il se trouve placé dans un milieu plus ag"ité et qu'il est plus fin. Un fil nu, extérieur, se refroidira beaucoup plus vite qu'un fil recouvert et placé sous moulure.

Afin d'éviter réchauffement exag-éré des fils, on fixe une limite maxima à la valeur de l'intensité du courant qui doit les traverser. Cette intensité dépend du diamètre du conducteur et de son isolement. En pratique, il est prudent de se limiter aux chiffres suivants :

i^ Fil nu extérieur.

DIAMÈTRES