Comment fonctionne le fil électroluminescent (EL)

Jan 09, 2024

Le fil électroluminescent, également connu sous le nom de fil EL, existe depuis son invention en 1936 par le Français Georges Destriau. Sa fonction - créer une lumière de type néon - n'est pas nouvelle, mais les gens développent des moyens de plus en plus créatifs pour tirer parti de ses qualités uniques. Le matériau électroluminescent est disponible sous forme de feuille et de fil, et les deux variétés sont devenues plus adaptées à l'utilisation par les consommateurs depuis leur invention. Les premiers produits EL étaient faits de matériaux épais, inflexibles et fragiles. Le fil électroluminescent, par exemple, a d'abord fait son apparition dans un boîtier en verre ou en céramique. Il y avait un problème important avec cette conception. Ni le verre ni la céramique ne sont malléables : vous ne pouvez pas l'enrouler, l'envelopper ou l'étirer dans des formes nouvelles et intéressantes. Cela réduit considérablement l'utilité du fil EL. Envelopper le fil dans un revêtement en plastique souple a facilement résolu le problème en rendant le fil EL flexible, étanche et donc idéal pour une utilisation en intérieur et en extérieur.

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La popularité du fil EL découle de sa polyvalence et de son efficacité. Il est largement utilisé par les artistes et les hackers pour éclairer les vêtements (pensez aux costumes brillants), les rayons de vélo et les platines. Il est omniprésent dans les festivals tels que Burning Man, où les gens créent des structures imposantes ornées de brins colorés soudés ensemble. L'artiste d'éclairage de renommée mondiale Marcus Tremento utilise le fil EL comme moyen de mélanger le design moderne et l'art. Le fil EL a également une fonction de sécurité décorative lorsqu'il s'agit d'escaliers, de passerelles et de casques de vélo. Les intervenants d'urgence ont même utilisé du ruban métallique EL pour éclairer les zones d'accident. Que vous l'achetiez ou le fabriquiez vous-même, que vous l'utilisiez pour un éclairage de sécurité ou des vêtements lumineux, le fil EL est un excellent choix pour les projets d'éclairage créatifs, petits et grands.

Comment fonctionne exactement le fil EL ? Commençons par regarder comment c'est fait.

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La beauté du fil électroluminescent est sa relative simplicité. Il se compose de plusieurs composants :

La production de fil EL commence par un noyau en cuivre solide, qui agit comme un conducteur. Un conducteur est un matériau à travers lequel l'électricité - un flux d'électrons - se déplace facilement. L'ensemble du noyau de cuivre est recouvert d'une couche uniforme de lubrifiant au phosphore. Le phosphore - comme celui des bâtons lumineux et autres produits qui brillent dans le noir - est la clé du fil électroluminescent. Le phosphore est un matériau solide qui émet de la lumière lorsqu'il est exposé à une source d'énergie, comme l'électricité.

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Ensuite, deux fils de cuivre très fins sont enroulés ensemble pour former un long brin. Ce fil est enroulé autour du noyau de cuivre recouvert de phosphore. Vous avez maintenant une unité en couches. Vous pouvez considérer son noyau comme un sandwich - deux conducteurs traversés par de l'électricité fournissent l'énergie nécessaire pour que le phosphore s'illumine.

Le fil EL peut casser s'il est exposé à l'humidité. C'est là que les deux manchons en PVC entrent en jeu. Ces manchons protègent le fil EL des éléments - ceci est particulièrement important lorsque vous utilisez le fil EL à l'extérieur - et lui confèrent sa souplesse. Le premier manchon en PVC, assez fin et léger, est enfilé sur l'ensemble de l'unité conductrice. Cette pochette intérieure est fabriquée à partir d'un plastique transparent et imperméable. Le deuxième manchon en PVC, qui est souvent teint chimiquement pour produire une vaste gamme de couleurs, est posé sur l'ensemble du brin. Il offre une couche de protection supplémentaire et est souvent panaché pour donner l'illusion de texture.

Enfin, aucun fil EL n'est complet sans une source d'alimentation CA. L'ajout d'électricité à votre fil EL déclenche une réaction au niveau atomique qui permet au fil de briller.

Maintenant que nous savons de quoi est composé le fil EL, voyons ce qui le rend si magnifiquement illuminé.

L'ancien dieu grec Phosphore était connu comme le porteur de lumière. Il était souvent évoqué en référence à Vénus alors que la planète était visible avant l'aube. Le nom latin de ce même dieu était "Lucifer".

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Le fil EL est alimenté en courant alternatif (AC) et non en courant continu (DC). Lorsque l'électricité est appliquée à un fil électroluminescent, les électrons du revêtement de phosphore du fil sont projetés à un niveau d'énergie supérieur ou orbital. Lorsque ces électrons reviennent à leur niveau d'énergie d'origine, ils émettent des particules lumineuses appelées photons. Ce n'est qu'au moment où les électrons libèrent leur énergie supplémentaire et reviennent à leur état antérieur qu'ils libèrent des photons, ce qui fait briller le phosphore. Alors, pourquoi le courant alternatif est-il meilleur que le courant continu pour le fil électroluminescent ? Si un courant continu (CC) était appliqué au fil EL, l'émission de lumière s'arrêterait dès que le courant cesserait d'exciter les électrons. Comme le courant continu se déplace dans une seule direction, la lueur commencerait et se terminerait très rapidement au passage du courant.

Pour que le fil EL brille en permanence, il a besoin d'un apport constant de courant électrique. Avec le courant alternatif (AC), le courant électrique va et vient entre les pôles positif et négatif du circuit. Cette polarité alternée signifie que l'électricité circule constamment dans le circuit, donnant au fil EL une alimentation électrique constante. Par conséquent, les atomes de phosphore sont continuellement ionisés ou leurs électrons changent de niveau d'énergie. Étant donné que ces ions voient toujours leurs électrons sauter d'un niveau d'énergie à un autre - le processus par lequel ils émettent de la lumière - ils brilleront en permanence. De plus, le courant alternatif peut fournir des tensions plus élevées que le courant continu car le courant alternatif peut être augmenté ou diminué à l'aide de transformateurs. Ceci est essentiel pour déterminer la luminosité de votre fil EL. Des tensions plus élevées provoquent plus d'excitation électronique, ce qui à son tour conduit à une lumière plus brillante [source : PBS].

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Pour les applications de fil EL qui ne fonctionneront pas avec des prises électriques standard, l'alimentation par batterie est la solution. Étant donné que les batteries fournissent du courant continu (CC), vos fils EL alimentés par batterie nécessitent un onduleur, qui convertit le CC en CA dont vous avez besoin. En ce qui concerne les onduleurs, deux facteurs vous aideront à déterminer ce dont vous avez besoin : le projet que vous avez en tête et la puissance dont vous aurez besoin pour le faire fonctionner. La longueur de votre fil EL détermine la puissance dont vous aurez besoin, et la puissance que vous utilisez détermine la luminosité de votre fil EL. L'utilisation d'un onduleur trop petit par rapport à la longueur du fil entravera sa capacité à produire une lumière vive. Un onduleur correctement dimensionné augmentera considérablement la luminosité du fil EL.

Passez à la page suivante pour en savoir plus sur les utilisations et le coût du fil EL.

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Le fil électroluminescent devient une décoration ou un accent populaire sur les vêtements - mais est-il sûr d'avoir une source électrique si près de votre peau ? Peu importe où et comment vous utilisez le fil EL, prenez des précautions avec la haute tension et utilisez un fusible avec votre onduleur pour éviter les courts-circuits. De plus, évitez de trop plier le fil, car c'est une cause fréquente de tels courts-circuits. Les batteries avec onduleurs sont généralement la source d'alimentation pour ceux qui veulent briller en déplacement. Si vous portez du fil EL dans des vêtements ou des costumes et que vous n'avez pas envie de recevoir un petit choc, vous devez également vous assurer que la zone où le fil se connecte à l'onduleur est bien isolée. Bien que le fil EL ne chauffe jamais, lorsque l'électricité est impliquée, la sécurité est toujours une préoccupation.

Comment le fil EL se compare-t-il aux autres éclairages en termes d'efficacité et de coût ? Compte tenu de ses utilisations courantes, c'est l'une des formes d'éclairage les plus efficaces du marché. Il brûle très peu d'énergie, brille froid au toucher et coûte relativement peu. Si vous êtes un acheteur avisé, vous pouvez souvent trouver de bonnes affaires sur les prix. Certains détaillants vendent des kits EL - qui peuvent être d'une grande valeur - tandis que d'autres vendent des fils EL au pied. En plus d'être abordable, le fil EL est également durable. Contrairement à la lumière néon ou fluorescente, EL n'a pas de filament qui peut se casser. Bien que certains consommateurs préfèrent des enseignes au néon plus durables et sur mesure, le fil EL coûte moins cher, se casse moins et permet à votre propre créativité de briller. Vous pouvez le plier, le boucler et l'enrouler en toute sécurité pour créer le design de votre choix, comme vous pouvez le faire avec des guirlandes lumineuses. Alors que les cordons lumineux peuvent coûter moins cher que le fil EL, les cordons lumineux génèrent de la chaleur. En outre, de nombreuses marques courantes de cordons lumineux ne permettent pas aux utilisateurs de couper la guirlande lumineuse à la longueur souhaitée. De plus, le fil EL coûte jusqu'à 500 fois moins cher à faire fonctionner que les néons ou les guirlandes lumineuses, et vous pouvez utiliser le fil EL encore et encore [source : LiveWire] .

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Bien que le fil EL ait une grande résistance, sa couleur finira par s'estomper à cause de l'exposition au soleil. Garder votre fil EL à l'extérieur à la lumière directe du soleil réduira sa durée de vie à un à deux ans. Lorsqu'il est conservé à l'intérieur ou avec une exposition extérieure limitée, la couleur de votre fil EL durera jusqu'à trois ans. La tension appliquée à votre fil EL affecte également sa durée de vie. Bien qu'un onduleur plus puissant fournisse une tension plus élevée à votre fil EL et le rende plus lumineux, la tension plus élevée fait que le fil EL perd sa luminosité plus tôt. Tout comme les ampoules à incandescence ordinaires brûlent plus rapidement lorsqu'une tension trop élevée est appliquée, il en va de même pour le fil EL. Afin d'en tirer le meilleur parti pour votre argent, vous devez suivre les directives données par le fabricant de votre fil EL [source : Solution Industries].

Lisez la suite pour découvrir quelques utilisations créatives du fil EL.

De nombreux fabricants de fils électroluminescents et d'onduleurs sont disponibles à la fois en ligne et dans les magasins, notamment les suivants :

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Le fil EL est si populaire car il est assez facile de créer des effets intéressants tels que la lumière pulsée, des cercles ou des motifs spécifiques qui correspondent à un tempo. Afin de produire de tels effets, vous aurez besoin d'utiliser un séquenceur. Les séquenceurs sont programmables, vous permettant de contrôler votre modèle d'éclairage et la vitesse à laquelle il se déplace [source : Sparkfun Electronics]. Beaucoup de gens utilisent le fil EL pour les affichages de vacances, et un séquenceur sera utile si vous aimez créer un décor extérieur ambitieux. Par exemple, si vous avez un affichage d'Halloween dans votre cour avec des sorcières et des fantômes enveloppés dans des fils EL colorés, un séquenceur vous permettra de définir un motif d'éclairage répétitif. Les séquenceurs vous permettent également de programmer de la musique, ce qui signifie que vous pouvez ajouter des effets sonores étranges pour compléter votre affichage effrayant.

En plus des décorations de vacances, le fil EL est utilisé dans les costumes pour créer des effets intéressants et uniques. Des lunettes de soleil, des bijoux, des manteaux et des colliers pour animaux de compagnie sont tous disponibles pour les mises à niveau du fil EL, et le fil EL offre désormais des options d'éclairage illimitées pour les clubs. Lorsqu'il est utilisé avec des séquenceurs, l'éclairage du club EL peut même pulser avec la musique. Les consommateurs soucieux de leur budget se sont tournés vers le fil EL comme une nouvelle solution pour l'éclairage domestique et automobile personnalisé, et le faible coût du fil EL en fait une excellente alternative à la signalisation au néon des vitrines. Que vous souhaitiez économiser sur votre facture d'électricité de vacances ou faire une déclaration sur la piste de danse, la polyvalence et le faible coût d'EL wire vous offrent des possibilités infinies d'invention.

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Loin de ses débuts inflexibles et cassants, le fil EL s'est imposé comme un produit durable et adaptable avec une myriade d'utilisations. Vous pouvez l'assembler vous-même, et maintenant qu'il est disponible dans de nombreuses couleurs, épaisseurs et longueurs, le fil EL apportera à coup sûr un peu de lumière dans votre vie.

Maintenant que vous savez comment le fil EL est fabriqué, comment il fonctionne et ce qu'il est possible d'en faire, les articles suivants pourraient vous éclairer.

La technologie électroluminescente n'est pas réservée au fil EL. Les feuilles EL, également connues sous le nom de papier EL, sont devenues un outil de conception populaire. Là où les fils EL ont des conducteurs de fil de cuivre en leur centre, les feuilles EL ont des films conducteurs ITO (oxyde d'indium et d'étain) qui remplissent le même rôle [source : Electro Luminescence Inc.]. Ils fonctionnent selon le même principe que le fil EL, sauf que les feuilles EL sont plates et minces. Des outils aussi simples qu'une paire de ciseaux, un couteau X-Acto ou un couteau utilitaire peuvent être utilisés pour les découper en différentes formes ou pour créer des pochoirs. Les gens les choisissent souvent pour éclairer des publicités extérieures, des images ou des papiers peints lumineux.

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Sources