Guirlande à ampoule filament éternelle

nina67

Nina67 - Le 15 mai 2017 15:36
Mise à jour : Le 15 mai 2017 15:36

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Un condensateur suffit pour rendre éternelle une guirlande lumineuse à ampoules à filaments. De nombreuses guirlandes lumineuses reposent sur un ensemble de petites ampoules branchées en série, le tout sur le 230V. Réduire la tension (ou le courant) qui circule dans ces ampoules augmentent leur durée de vie jusqu'à l'infini.

Guirlande d'ampoules à filament

Ici, une guirlande lumineuse a été récupérée et plusieurs ampoules de cette guirlande ont grillé. Pour tester la guirlande, on peut dénuder de petites portions de fil et tester au multimètre (ohmmètre ou fonction continuité) un ensemble de 5 ou 10 ampoules par exemple :

guirlande ampoule à filament

Si un ensemble de mettons 4 ampoules ne laisse pas passer le courant, on peut couper en 2 sous ensembles de 2 et tester chacune des moitiés.

guirlande à ampoule test

guirlande à filament test

Test d'une ampoule individuelle de la guirlande lumineuse

Les petites gaines bleues sont des morceaux de gaine de fil monobrin rigide pour électricien :

guirlande ampoule serie

Raccord soudé de 2 morceaux de guirlande à ampoules

Si l'ampoule ne laisse pas passer le courant, on peut supprimer la portion de guirlande où l'ampoule est morte. La guirlande sera alors raccourcie d'une ampoule. Au final, toutes les ampoules grillées sont éliminées et la guirlande fonctionne (elle est un peu plus courte...) :

test guirlande ampoule filament

Guirlande d'ampoules à filaments

schéma guirlande ampoule filament

Schéma d'une guirlande à ampoules à filament

Attention, vu que le 230V se répartit sur moins d'ampoules en série, chacune des ampoule voit une tension (et un courant) trop grande ! La durée de vie va être très réduite dans ce cas. Il faut donc ajouter un élément qui baisse la tension aux bornes de ce qui reste de guirlande (la mise bout à bout des morceaux qui étaient encore bons).

L'élixir de longue vie : un condensateur en série

Diminuer de 1% la tension aux bornes d'un filament fait augmenter de +16% la durée de vie de l'ampoule à incandescence concernée. Diminuer de 5% la tension fait plus que doubler la durée de vie de l'ampoule à filament ! Pour donner la vie éternelle à votre guirlande lumineuse, il faut donc insérer un élément en série qui permette de diminuer la tension aux bornes de chacune des ampoules (ou de l'ensemble d'ampoules en série). Typiquement, le courant nominal dans la guirlande est de l'ordre de 50mA à 100mA.

On pourrait mettre une résistance en série avec la guirlande, mais cette résistance chaufferait et on pourrait s'y bruler ou elle pourrait amorcer un départ de feu sur un rideau ou quelque chose de sensible. L'astuce consiste à utiliser un condensateur qui sert d'impédance en alternatif. Ce condensateur se charge et se décharge au rythme de la tension secteur et freine ainsi le passage du courant (voir : impédance du condensateur).

Plus le condensateur est de grande valeur, plus il laisse passer de courant alternatif. Il doit être dimensionné pour supporter la tension secteur 230V. On peut donc choisir un condensateur de type X2 :

condensateur guirlande ampoules

Condensateur type X : élixir de longue vie pour guirlandes à ampoules

Il faut insérer le condensateur en série avec la guirlande, à une extrémité ou l'autre de la guirlande (près de la fiche secteur), ou en fait n'importe où dans la guirlande. Cela n'a aucune importance parce que le condensateur et toutes les ampoules sont en série.

schéma guirlande ampoule filament

Schéma de la guirlande et son condensateur en série

La résistance de 470kOhms 1Watt sert à décharger le condensateur après un débranchement de la guirlande. En effet, sans résistance, le condensateur resterait chargé à sa valeur instantanée à l'instant du débranchement. Cette tension pourrait être dangereuse. La résistance de 470kOhms décharge quasi instantanément le condensateur (1uF et 470kOhms = constante de temps de 0.47s). On peut toucher la fiche secteur sans danger après 1 seconde. On peut mettre 220kOhms pour accélérer encore la décharge du condensateur, mais attention, plus on diminue la résistance, plus elle chauffera. 470kOhms est un bon compromis.

condensateur guirlande montage

Condensateur type X pour guirlande

Ici, on a choisi un condensateur de 1.2uF 250VAC (attention, il faut 250V alternatifs). Il a été fait avec deux condensateurs en parallèle (1uF + 220nF). Si on diminue la valeur totale du condensateur, la guirlande brillera moins mais durera encore plus longtemps. C'est un compromis, mais un premier essai avec 1uF 250VAC convient. On pourra ensuite diminuer (680nF, 407nF 250VAC) ou augmenter en mettant 220nF ou 470nF en parallèle.

Guirlande : alimentation réduite

On peut mesurer la tension aux bornes de la guirlande et constater qu'avec le condensateur, il reste moins de 230V aux bornes de la guirlande. Elle brille moins et sa durée de vie est devenue quasiment infinie. On peut mesurer la tension aux bornes du condensateur et constater que la somme des tensions n'est pas égale à 230V. En effet, un déphasage de 90° (1/4 de période) existe entre le courant et la tension dans un condensateur, contrairement à une résistance (les ampoules).

Si vous disposez d'un petit variateur de lumière, vous pouvez aussi l'utiliser pour réduire l'intensité lumineuse de la guirlande à ampoules

Il est aussi possible d'insérer une diode 1N4007 (standard 1A 1000V) en série avec la guirlande à ampoules mais on voit un léger scintillement dû au 50Hz. Avec un condensateur ou un variateur de lumière, le phénomène n'existe pas parce que les deux alternances (positive et négative) sont conservées.

La vie éternelle grâce à un condensateur

Voici donc la guirlande avec un peu moins d'ampoules, mais avec son élixir de longue vie (condensateur 1uF 250VAC en parallèle avec une résistance 470kOhms 1W). La diminution de la tension d'alimentation rend aussi les filaments moins sensibles aux chocs.

Attention, ces manipulations impliquent la tension secteur directement, il y a danger électrique. Pour la vie éternelle d'une guirlande, ne risquez pas la vôtre !

Pour finir, la guirlande réparée voit 160V environ à ses bornes, sa luminosité est atténuée mais encore suffisante :

guirlande lumineuses à ampoule

Lumière chaleureuse des filaments des ampoules.

guirlande lumineuse filament

Que la lumière soit ! Et soit éternelle !