Les phares automobiles sont généralement composés de trois parties : l’ampoule, le réflecteur et le miroir correspondant (miroir anti-astigmatisme).
1. ampoule
Les ampoules utilisées dans les phares automobiles sont des ampoules à incandescence, des ampoules halogènes au tungstène, de nouvelles lampes à arc à haute luminosité, etc.
(1) Ampoule à incandescence : son filament est en tungstène (le tungstène possède un point de fusion élevé et une forte intensité lumineuse). Lors de sa fabrication, afin d’accroître sa durée de vie, l’ampoule est remplie d’un gaz inerte (azote et ses mélanges). Ceci permet de limiter l’évaporation du tungstène, d’augmenter la température du filament et d’améliorer le rendement lumineux. La lumière émise par une ampoule à incandescence présente une teinte jaunâtre.
(2) Lampe aux halogénures de tungstène : L'ampoule aux halogénures de tungstène est alimentée par un gaz inerte contenant un halogénure spécifique (iode, chlore, fluor, brome, etc.). Le principe de la réaction de recyclage des halogénures de tungstène est le suivant : le tungstène gazeux s'évaporant du filament réagit avec l'halogène pour produire un halogénure de tungstène volatil. Ce dernier se diffuse vers la zone à haute température proche du filament et se décompose sous l'effet de la chaleur, permettant ainsi au tungstène de retourner au filament. L'halogène libéré continue de se diffuser et participe à un nouveau cycle de réaction, perpétuant ainsi le cycle et empêchant l'évaporation du tungstène et le noircissement de l'ampoule. De petite taille, l'ampoule aux halogénures de tungstène est fabriquée dans un verre de quartz résistant aux hautes températures et aux chocs. À puissance égale, sa luminosité est 1,5 fois supérieure à celle d'une lampe à incandescence, et sa durée de vie est 2 à 3 fois plus longue.
(3) Nouvelle lampe à arc haute luminosité : Cette lampe ne possède pas de filament traditionnel. À la place, deux électrodes sont placées à l’intérieur d’un tube de quartz. Ce tube est rempli de xénon et de traces de métaux (ou d’halogénures métalliques). Lorsqu’une tension d’arc suffisante est appliquée aux électrodes (5 000 à 12 000 V), le gaz s’ionise et devient conducteur. Les atomes de gaz, à l’état excité, émettent de la lumière par transition de niveau d’énergie des électrons. Après 0,1 s, une petite quantité de vapeur de mercure s’évapore entre les électrodes, et l’alimentation est immédiatement transférée à la décharge de l’arc de vapeur de mercure, puis à la lampe à arc aux halogénures métalliques une fois la température atteinte. Lorsque la lampe atteint sa température de fonctionnement normale, la puissance nécessaire au maintien de la décharge d’arc est très faible (environ 35 W), ce qui permet d’économiser 40 % d’énergie électrique.
