Physique

Eclairement et photocomposantsTP : mon smartphone a un luxmètre ?

 Durée : 1h30

Avec les nouvelles générations de lampe (LED, fluocompacte), il est difficile de comparer des lampes uniquement en parlant de puissance. Vous souhaitez changer une de ses vieilles ampoules pour avoir un éclairage plus puissant. Sur le culot de la lampe à LED que vous avez achetée figurent les informations suivantes :350 lm – 530 mA – 12 V – 50/60 Hz – 4 W – GU5.3 – 2 700 K

Vous vous demandez si la première information 350 lm correspond à l’éclairement…

1) Installation d’une application sur votre SMARTPHONE.

Votre Smartphone est rempli de capteurs. Aujourd’hui pour ce TP, je vous propose d’utiliser sa fonction LUXMETRE.

Pour cela, il faut installer une application : Physics Toolbox Sensor Suite

Utile pour l'enseignement des sciences, de la technologie, de l’ingénierie et des mathématiques, à l'université et dans l’industrie, cette application utilise les données mesurées par les capteurs de l’appareil afin de collecter, enregistrer et exporter ces données dans un fichier en coma separated value (csv) pouvant être partagé. Ces données peuvent être affichées sur un graphique en fonction du temps ou de manière digitale. Les utilisateurs peuvent exporter les données pour une analyse approfondie dans un tableur ou un logiciel de traçage. Cette application génère également des tonalités, des couleurs et un stroboscope.

C’est la fonction n°14 que l’on va utiliser ici : (14) Luxmètre - intensité lumineuse

2) Faire la série de mesures sans changer les positions de la lampe  et de la cellule du luxmètre.Trouve chez toi une lampe que tu pourrais utiliser pour ce TP. Cela peut être une lampe de bureau par exemple, l’idéal serait une lampe LED.Ouvre l’application et appuie sur le bouton rouge avec une croix en son centre. Ensuite essaye les fonctionnalités du capteur en plaçant ta main devant le capteur et en l’enlevant. Que constates-tu ?

2nde BAC PRO – PHYSIQUE – LA PHOTOMETRIE – LA GUIRLANDE DE NOEL 1

Positionne la cellule de ton smartphone (cellule de l’appareil photo également !) du luxmètre à la distance d 1=20cm de la lampe. Sans allumer ta lampe.

Sans allumer la lampe, mesure l’éclairement ambiant (lampe éteinte, pièce en semi-obscurité) Eambiant=¿             lx

Allumer la lampe et noter l’éclairement E1=¿

Déplacer la cellule du luxmètre àd 2=40cm de la lampe. Mesurer l’éclairement E2=¿

Déplacer la cellule du luxmètre à d 3=60 cm de la lampe. Mesurer l’éclairement E3=¿

Reporte toutes les valeurs dans le tableau ci-dessous :Eambiant E1 E2 E3

                      lx

L’éclairement E varie-t-il avec la distance ?

En supposant que la lampe à incandescence éclaire de manière homogène dans toutes les directions, on peut alors calculer, à partir de la mesure de l’éclairement, les grandeurs photométriques suivantes : le flux lumineux F en lumen (lm) et l’intensité lumineuse I  en candela (cd).

Compléter le tableau pour le calcul du flux lumineux F. Arrondir à 0,1.Distance d  (m) Éclairement de la lampe

E=Emesuré−EambiantSurface éclairéeS=4×π×d ²

Flux lumineuxF=E×S

Compléter le tableau pour le calcul de l’intensité lumineuse I . Arrondir à 0,1.Distanced  (m)

Éclairement de la lampeE

Intensité lumineuseI

2nde BAC PRO – PHYSIQUE – LA PHOTOMETRIE – LA GUIRLANDE DE NOEL 2

Le luxmètre mesure un éclairement E en lux (lx).L’éclairement c’est la perception que l’on a d’une surface éclairée.

F=E×S Le flux F est la puissance lumineuse perçue par l’œil.S est la surface éclairée par la lampe en m² : S=4×π×d ² (surface d’une sphère).

I=E×d ² L’intensité I est la capacité à éclairer dans une direction. d est la distance entre la source de lumière et le luxmètre.