Az elektromos lámpák áram-feszültség jellemzői

Az elektromos lámpa, mint elektromos áramkör elemének tulajdonságait teljes mértékben az áram-feszültség karakterisztikája, vagyis a rajta lévő feszültségesésnek az átfolyó áram értékétől való függése teljes mértékben reprezentálja.

Gázkisüléses lámpák áram-feszültség karakterisztikája

A gázkisüléses sugárforrások működése elektromos kisülésen alapul inert gáz (leggyakrabban argon) és higanygőz atmoszférájában. A sugárzás a higanyatomok elektronjainak nagy energiatartalmú pályáról alacsonyabb energiájú pályára való átmenete miatt következik be. A különféle elektromos kisülések (néma, izzó stb.) közül a mesterséges forrásokat ívkisülés jellemzi, amelyet a kisülési csatorna nagy áramsűrűsége jellemez. Az ívkisülés, mint az elektromos áramkör elemének jellemzői határozzák meg és a gázkibocsátó források bevonására vonatkozó rendszerek jellemzői.

Az ívkisülés áram-feszültség karakterisztikáját a ábra mutatja. 1 (1. görbe).Az állandó ellenállás áram-feszültség karakterisztikáját is mutatja (2. görbe). Állandó ellenállás esetén az arány a karakterisztika minden pontjában azonos. Kis lépésekben határozza meg a dinamikus ellenállás nagyságát és előjelét, valamint a karakterisztika linearitását.

Az ívkisülési jellemzők esetében ez az arány először is numerikusan változó különböző pontokra, másodszor pedig negatív előjelű. Az első jellemző határozza meg a jellemző nemlinearitását, a második pedig a görbe úgynevezett "eső" karakterét. Így az ívkisülésnek nemlineáris csökkenő áram-feszültség karakterisztikája van.

Ha kiszámítja a statikus ívellenállást a görbe több pontján (R = U / I), akkor látható, hogy az áramerősség növekedésével az ívellenállás csökken.

Rizs. 1. Az ívkisülés (1), az állandó ellenállás (2) és az izzólámpa (3) áram-feszültség jellemzői

Ha az ívkisülés közvetlenül egy egyenáramú hálózathoz csatlakozik, a kisülés instabil, és végtelen áramnövekedés kíséri. Ezért ebben az esetben intézkedéseket kell hozni a kibocsátás stabilizálására. A stabilizálás biztosítható egy csökkenő külső karakterisztikával rendelkező feszültségforrás használatával (ilyen jellemzőt például kifejezetten hegesztőgenerátorhoz terveztek a hegesztési ív stabilizálására), vagy egy gázkisülési réssel sorba kapcsolt kiegészítő előtétellenállással. . A gázkisüléses sugárforrások esetében a kisülés stabilizálásának második módszerét alkalmazzák.

Tekintsük azt az esetet, amikor egy gázrést sorba kapcsolunk aktív ellenállással. ábrán.A 2. ábra a gázkisülési rés áram-feszültség karakterisztikáját (1. görbe), valamint a hálózati feszültség és az előtét feszültségesése közötti különbséget mutatja az áramerősség függvényében (2. egyenes).

Rizs. 2. A gázkisülési rés sorba kapcsolásának sémája az előtétellenállással (a) és az elemek áram-feszültség jellemzőivel (b)

Az ilyen áramkörben az összes állandósult állapotú áramnak meg kell felelnie Kirchhoff törvényeUc = Ub +Ul. Ez a feltétel teljesül a 2. egyenes metszéspontjában (Uc-Ub = f (I)) az áram-volt karakterisztikával I gázkisülési réssel. Csökkenő karakterisztikával azonban több ponton is lehetséges az átkelés, amelyek közül nem mindegyik felel meg a stabil üzemmódnak, hanem azokon a pontokon lesz stabil, ahol az áramerősség növekedésével a lámpa és az előtét feszültségesésének összege ellenállása meghaladja a forrásfeszültséget, azaz. Ub +Ulb +Ul

Ez az egyenlőtlenség a fenntarthatóság kritériuma. ábrán látható stabilitási kritérium. A B ponttól balra lévő üzemmódokban ΔU pozitív többletfeszültség jelenik meg, ami az áramerősség növekedéséhez vezet, a B ponttól jobbra lévő üzemmódban pedig egy negatív ΔU ​​többletfeszültség jelenik meg, ami az áram csökkenése. Ezért a rendszer a B pontban stabil vagy stabilizált.

Megjegyzendő, hogy sem a feszültség, sem az áram nem stabilizálódik az előtétellenállás bekapcsolásával, csak az ívégetési mód stabilizálódik. Valójában, amikor a hálózati feszültség Uc1-re növekszik, az égési mód stabil marad, és a B1 pontba kerül, ahol az áram és a feszültség eltér a B pont megfelelő értékétől.Az íváram és a feszültség is különbözik a stabil B2 pontban Uc2 csökkentett feszültség mellett.

Ezek a megfontolások arra engednek következtetni, hogy a kisülés stabilitása nem biztosítható a gázkisülési lámpa feszültségének stabilizálásával. A fenti DC feszültség származtatások és összefüggések teljes mértékben alkalmazhatók váltakozó feszültségű áramkörökre. A váltakozó áramú kisülés stabilizálására induktív és kapacitív előtéteket használnak, mivel a veszteségek kisebbek, mint az aktívaké.

Az izzólámpák áram-feszültség karakterisztikája

Az izzólámpák áram-feszültség karakterisztikája nem lineáris és növekvő karakterű. A nemlinearitás az izzószál ellenállásának a hőmérséklettől, tehát az áramerősségtől való függéséből adódik: minél nagyobb az áramerősség, annál nagyobb az izzószál ellenállása. A görbe növekvő jellegét a dinamikus ellenállás pozitív értéke magyarázza: a görbe minden pontjában az áram pozitív növekedése a feszültségesés pozitív növekedésének felel meg. A rendszer automatikusan stabil üzemmódot hoz létre, vagyis az állandó feszültségű áram belső okok miatt nem változhat. Ez lehetővé teszi az izzólámpa közvetlen csatlakoztatását a feszültséghez.