מאפייני מתח זרם של מנורות חשמליות

המאפיינים של מנורה חשמלית כאלמנט של מעגל חשמלי יכולים להיות מיוצגים במלואם על ידי מאפיין המתח הזרם שלה, כלומר על ידי התלות של מפל המתח עליה בערך הזרם הזורם.

זרם-מתח מאפיין מנורות פריקת גז

פעולתם של מקורות קרינה פריקת גז מבוססת על פריקה חשמלית באטמוספירה של גז אינרטי (לרוב ארגון) ואדי כספית. הקרינה מתרחשת עקב מעבר אלקטרונים של אטומי הכספית ממסלול בעל תכולת אנרגיה גבוהה למסלול בעל אנרגיה נמוכה יותר. מכל מגוון הפריקות החשמליות (שקטות, זוהרות וכו'), מקורות מלאכותיים מתאפיינים בפריקת קשת, המתאפיינת בצפיפות זרם גבוהה בתעלת הפריקה. המאפיינים של פריקת הקשת כאלמנט של המעגל החשמלי קובעים ו מאפיינים של התוכניות להכללת מקורות פריקת גז.

מאפיין מתח הזרם של פריקת הקשת מוצג באיור. 1 (עקומה 1).זה גם מראה את מאפיין הזרם-מתח של ההתנגדות הקבועה (עקומה 2). עבור התנגדות קבועה, היחס זהה בכל נקודה במאפיין. הוא קובע בצעדים קטנים את גודל וסימן ההתנגדות הדינמית ואת הליניאריות של המאפיין.

עבור מאפייני פריקת קשת, יחס זה הוא, ראשית, משתנה מספרית עבור נקודות שונות, ושנית, שלילי בסימן. המאפיין הראשון קובע את חוסר הליניאריות של המאפיין, והשני - מה שנקרא אופי "נופל" של העקומה. לפיכך, לפריקת הקשת יש מאפיין זרם-מתח נופל לא ליניארי.

אם מחשבים את התנגדות הקשת הסטטית במספר נקודות על העקומה (R = U / I), ניתן לראות שככל שהזרם עולה, התנגדות הקשת יורדת.

אורז. 1. מאפייני מתח זרם של פריקת קשת (1), התנגדות קבועה (2) ומנורת ליבון (3)

כאשר פריקת הקשת מחוברת ישירות לרשת DC, הפריקה אינה יציבה ומלווה בעלייה אינסופית בזרם. לכן, במקרה זה, יש צורך לנקוט באמצעים לייצוב הפריקה. ניתן לספק ייצוב על ידי שימוש במקור מתח בעל מאפיין חיצוני נופל (מאפיין כזה, למשל, תוכנן במיוחד עבור מחולל ריתוך לייצוב קשת הריתוך), או התנגדות נטל נוספת המחוברת בסדרה עם פער פריקת גז. . עבור מקורות קרינה פריקת גז, נעשה שימוש בשיטה השנייה לייצוב הפריקה.

הבה נבחן את המקרה של הכללת פער גז בסדרה עם התנגדות אקטיבית. באיור.2 מציג את מאפיין הזרם-מתח (עקומה 1) של פער פריקת הגז ואת ההפרש בין מתח הרשת לבין ירידת המתח בנטל בהתאם לזרם (קו ישר 2).

אורז. 2. תוכנית להפעלת מרווח פריקת הגז בסדרה עם התנגדות הנטל (א) ומאפייני המתח הזרם של האלמנטים (ב)

כל מצבי זרימת הזרם במצב יציב במעגל כזה חייבים לעמוד בדרישות חוק קירכהוףUc = Ub +Ul. תנאי זה מתקיים בהצטלבויות של קו ישר 2 (Uc-Ub = f (I)) עם מרווח פריקת הגז המאפיין זרם-וולט I. עם זאת, עם ירידה במאפיינים, חצייה אפשרית במספר נקודות, שלא כולן יתאימו למצב יציב.מצב יציב יהיה באותן נקודות שבהן, ככל שהזרם עולה, סכום מפל המתח על פני המנורה והנטל. ההתנגדות תעלה על מתח המקור, כלומר. Ub +Ulb +Ul

אי השוויון הזה הוא קריטריון לקיימות. קריטריון היציבות באיור. 2 עומד בנקודה B. במצבים משמאל לנקודה B מופיע מתח עודף ΔU חיובי שמוביל לעלייה בזרם ובמצב מימין לנקודה B מופיע מתח עודף ΔU שלילי שמוביל ל ירידה בזרם. לכן, המשטר בנקודה B יציב או מיוצב.

יש לציין כי לא מתח ולא זרם מיוצבים על ידי הפעלת התנגדות הנטל, רק מצב שריפת הקשת מתייצב. למעשה, כאשר מתח הרשת עולה ל-Uc1, מצב הבעירה נשאר יציב ועובר לנקודה B1 שעבורה הזרם והמתח שונים מהערכים המתאימים בנקודה B.זרם הקשת והמתח שונים גם בנקודה היציבה B2 במתח מופחת Uc2.

שיקולים אלו מאפשרים לנו להסיק שלא ניתן להבטיח את יציבות הפריקה על ידי ייצוב המתח במנורת פריקת הגז. הנגזרות והיחסים של מתח DC לעיל ישימים במלואם על מעגלי מתח AC. כדי לייצב את הפריקה בזרם חילופין, נעשה שימוש בבלסטים אינדוקטיביים וקיבוליים, מכיוון שההפסדים עליהם פחותים מההפסדים הפעילים.

זרם-מתח מאפיין מנורות ליבון

מאפיין מתח הזרם של מנורות ליבון אינו ליניארי ובעל אופי עולה. האי-לינאריות נובעת מהתלות של התנגדות החוט בטמפרטורה ולכן בזרם: ככל שהזרם גדול יותר, כך ההתנגדות של החוט גדולה יותר. האופי הגובר של העקומה מוסבר על ידי הערך החיובי של ההתנגדות הדינמית: בכל נקודה של העקומה, עלייה חיובית בזרם תואמת לעלייה חיובית במפל המתח. מצב יציב נוצר באופן אוטומטי, כלומר, הזרם במתח קבוע אינו יכול להשתנות מסיבות פנימיות. זה מאפשר חיבור ישיר של מנורת הלהט למתח.