The Same Light for Less — Filament against LED
Deux lampes dans une pièce sombre, sous une règle : toutes deux doivent donner exactement la lumière que vous demandez. Cela fixe la sortie utile et ne laisse qu'une chose à comparer — ce dont chaque lampe doit être alimentée, et quelle part finit par chauffer la pièce au lieu de l'éclairer. Les deux diagrammes de Sankey au-dessus sont tracés à une seule et même échelle, si bien que leurs largeurs se comparent à l'œil.
Comment utiliser cette simulation
- « Lumière utile voulue » — l'unique curseur, de 2 à 15 W de lumière. Les deux lampes la fournissent ; seule leur facture diffère.
- Faites glisser sur la scène pour regarder autour de la pièce.
Ce qu’il faut observer
- Les deux flèches jaunes de lumière se font face au milieu, de largeurs identiques : c'est la condition maintenue fixe.
- La bande violette d'entrée du filament est quatre fois plus large que celle de la LED, à tous les réglages du curseur.
- Sur le filament, la flèche de chaleur est presque toute la bande ; sur la LED c'est la plus petite part. Lisez les diagrammes, pas les ampoules.
- La température du verre indiquée près de chaque lampe suit les pertes, pas la lumière : une ampoule à filament brûle et une LED non, alors même que toutes deux éclairent la pièce autant.
La physique derrière
Alimentez l'une ou l'autre avec 100 J d'énergie électrique. Un filament de tungstène en transfère environ 10 J en lumière utile et dissipe les 90 J restants dans le milieu, surtout en énergie thermique : η = 10 %. Une LED transfère environ 40 J de ces mêmes 100 J en lumière et en dissipe 60 J : η = 40 %. Retournez la question — fixez la lumière au lieu de l'entrée — et le filament réclame quatre fois l'électricité, parce qu'il ne garde qu'un quart de ce qu'on lui donne. Demandez 10 W de lumière et vous avez devant vous une ampoule de 100 W à côté d'une de 25 W, exactement l'échange qu'ont fait les foyers.