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Le rendement d'une
LED blanche ou bleu est assez faible, car légèrement supérieur à celui
d'une ampoule à incandescence classique. Cependant, une LED rouge a un
rendement de l'ordre de 40 lm/W (trois à quatre fois plus qu'une LED
bleu). On mesure ce rendement en alimentant la LED à une tension précise (celle à
laquelle la LED a un rendement maximal). Et on capte le rayonnement avec une
thermopile de Moll (pile de Moll). Cette dernière possède à ses bornes une
tension proportionnelle à l'intensité lumineuse qu'elle capte. D'où l'obtention du rendement en lm/W en relevant les valeurs de cette
tension et de la puissance consommée par la LED.
La puissance reçue par la
LED est égale à I×V et la tension présente
aux bornes de la thermopile de Moll est de Vp. Donc Vp / (I×V) donne un rendement
qualitatif. Plus ce nombre est élevé, meilleur est le rendement. Pour obtenir le rendement en lm/W il faut multiplier Vp / (I×V)
par k, constante donnée par le constructeur de la thermopile de Moll.
Problèmes
d'ordre technique:
L'inertie de la thermopile de Moll est grande, c'est à dire qu'il lui faut
un certain temps pour afficher une mesure correcte
Le faisceau lumineux dirigé vers la thermopile de Moll doit être
parfaitement en face de l'entrée de cette dernière.
L'expérience doit être réalisée dans l'obscurité totale.
Couleurs
r en lm/W
Blanche
15-20
Bleu
10-12
Vert
38-42
Jaune
32-35
Orange
35-40
Rouge
45-50
Ce tableau
donne l'ordre de grandeur des valeurs que l'on obtient expérimentalement
en 2003. Cependant, il suffit de changer de modèle de LED pour voir les résultats
différer. En effet, si vous mesurez r (le rendement)
d'une LED que vous avez ôté d'un appareil qui a une dizaine d'année et celui
d'une LED fraîchement achetée dans un magasin d'électronique, le résultat
sera très différent!
Qualitativement,
on observe la différence de rendement entre les différentes couleurs de
LED. Cela s'explique en partie par la date d'apparition de ces dernières
(1962 pour la rouge, aux alentours de 2000 pour la blanche).
Quantitativement, on se rend compte que le rendement théorique est
supérieur à celui mesuré. Cela a pour origine (en partie) que le flux
lumineux émanant de la LED ne va pas totalement à l'entrée de la thermopile
de Moll. Bien sur, d'autres paramètres entrent en ligne de compte, cependant
l'expérience a été faite ici pour obtenir un ordre de grandeur du rendement.