Une société industrielle fonctionne à cause de sa capacité à convertir l'énergie d'une forme à l'autre. L'énergie contenue dans l'eau qui coule, la combustion du charbon ou la capture de la lumière du soleil, convertie en électricité, est ensuite stockée dans des batteries chimiques pour être libérée dans une foule d'autres applications. Lorsque vous actionnez l'interrupteur de votre lampe de poche, vous participez à une série de conversions d'énergie du bouton au faisceau de lumière.

Thermodynamique et conversion d'énergie

Dans une lampe de poche, l'énergie doit passer de la source d'alimentation (généralement une batterie) à la source de lumière (souvent une ampoule à incandescence, parfois une LED). Cependant, chaque fois que des changements d'énergie se produisent, une partie est perdue sous forme de chaleur, un principe fondamental de la thermodynamique. Les lampes de poche utilisant des ampoules à incandescence perdent la plus grande partie de leur énergie sous forme de chaleur pendant le fonctionnement de l'ampoule elle-même. Les ampoules à incandescence sont un bon moyen de rester au chaud, mais ce n'est pas un bon moyen d'éclairer efficacement votre chemin.

La batterie

Lorsque vous appuyez sur le bouton d'une torche électrique ou d'une lampe de poche, la première la conversion d'énergie provient de la batterie elle-même. Les batteries utilisent des électrodes métalliques fixées dans une pâte chimique pour stocker l'électricité; lorsque l'électrode s'oxyde, elle libère des électrons. Dans certaines batteries, ce processus est unidirectionnel. Une fois la batterie épuisée, c'est inutile. Vous pouvez utiliser des piles rechargeables. Il est possible d'y ajouter de l'électricité dans un procédé très économe en énergie, ce qui en fait une alternative écologique aux alcalins jetables.

L'ampoule

Une ampoule à incandescence est constituée d'un verre scellé sous vide chambre avec un filament de fil mince à l'intérieur. Lorsque l'électricité passe à travers le fil, la résistance le fait chauffer. Cette conversion de l'électricité en chaleur est la deuxième conversion d'énergie dans une lampe de poche typique. Ceci est fait avec presque 100% d'efficacité. Presque toute l'électricité entre dans la production de chaleur, comme dans un radiateur électrique ou une cuisinière. Ceux-ci génèrent également de la lumière, comme le démontre la lueur rouge-orange de l'élément.

Lumière et chaleur

Pour produire de la lumière, le filament doit chauffer jusqu'à ce qu'il devienne blanc brillant. Ce processus est extrêmement inefficace sur le plan énergétique. Autant que 95% de la puissance appliquée à l'ampoule est perdue comme chaleur inutile plutôt que l'illumination. Les lampes de poche modernes peuvent utiliser des «diodes électroluminescentes» ou des DEL au lieu d'ampoules à incandescence. Les LED émettent de la lumière directement, sans avoir besoin de chauffer un élément; cela leur permet de sauter la conversion d'énergie la plus inutile d'une lampe de poche.