Luminosité ampoules série : Pourquoi l'ampoule 100 W surpasse la 200 W

Comportement contre-intuitif circuit série

Quand une ampoule 100W-220V et 200W-220V à incandescence sont connectées en série sur 220V, l'ampoule 100 W brille plus fort. Cela surprend car l'ampoule 200 W est « plus puissante » à tension nominale — mais l'opération série change tout.

Analyse résistance (Froid vs Chaud)

Filaments incandescence ont fort coefficient température positif (résistance augmente ~10-15× froid à chaud). À tension nominale :

• Ampoule 100 W : R_chaud = U²/P = 220²/100 = 484 Ω
• Ampoule 200 W : R_chaud = 220²/200 = 242 Ω

Fonctionnement circuit série

Résistance totale : 484 + 242 = 726 Ω

Courant circuit : I = 220 V / 726 Ω = 0,303 A

Division tension (proportionnelle résistance) :

• Aux bornes ampoule 100 W : U₁₀₀ = 0,303 A × 484 Ω = 146,7 V
• Aux bornes ampoule 200 W : U₂₀₀ = 0,303 A × 242 Ω = 73,3 V

Puissance dissipée réelle :

• Ampoule 100 W : P = I²R = 0,303² × 484 = 44,4 W
• Ampoule 200 W : P = 0,303² × 242 = 22,2 W

Pourquoi cela arrive

En série, le courant est identique dans les deux ampoules. Puissance = I²R, donc l'ampoule résistance plus haute (100 W) dissipe plus puissance. Le filament 100 W tourne plus chaud, plus près sa température conception, produisant plus lumière visible par watt.

Nuances réel

• Ratio résistance froid diffère chaud ; appel courant initial favorise ampoule R plus bas
• Constantes temps thermiques diffèrent ; luminosité peut décaler pendant chauffe
• Ampoules LED/CFL « puissance équivalente » comportent complètement différemment (électronique active)

Principe général

En série : résistance plus haute → chute tension plus haute → dissipation puissance plus haute → plus brillant (charges résistives). En parallèle : résistance plus basse → courant plus haut → puissance plus haute → plus brillant.