Elektrilampide voolu-pinge omadused

Elektrilambi kui elektriahela elemendi omadusi saab täielikult esindada selle voolu-pinge karakteristikuga, see tähendab pingelanguse sõltuvusega sellest voolava voolu väärtusest.

Gaaslahenduslampide voolu-pinge karakteristikud

Gaaslahendusega kiirgusallikate töö põhineb elektrilahendusel inertgaasi (enamasti argooni) ja elavhõbeda aurude atmosfääris. Kiirgus tekib elavhõbeda aatomite elektronide üleminekul suure energiasisaldusega orbiidilt madalama energiasisaldusega orbiidile. Kõigist mitmesugustest elektrilahendustest (vaikne, hõõguv jne) iseloomustab tehisallikaid kaarlahendus, mida iseloomustab suur voolutihedus tühjenduskanalis. Kaarlahenduse kui elektriahela elemendi omadused määravad ja gaaslahendusallikate kaasamise skeemide omadused.

Kaarlahenduse voolu-pinge karakteristikud on näidatud joonisel fig. 1 (kõver 1).See näitab ka konstantse takistuse voolu-pinge karakteristikut (kõver 2). Pideva takistuse korral on suhe karakteristiku igas punktis sama. See määrab väikeste sammudega dünaamilise takistuse suuruse ja märgi ning tunnuse lineaarsuse.

Kaarlahenduse karakteristikute puhul on see suhe esiteks erinevate punktide arvuliselt muutuv ja teiseks negatiivse märgiga. Esimene tunnus määrab karakteristiku mittelineaarsuse ja teine ​​- kõvera nn "langeva" iseloomu. Seega on kaarlahendusel mittelineaarne langev vool-pinge karakteristik.

Kui arvutate staatilise kaare takistuse mitmes kõvera punktis (R = U / I), on näha, et voolu suurenedes kaare takistus väheneb.

Riis. 1. Kaarlahenduse (1), püsitakistuse (2) ja hõõglambi (3) voolu-pinge karakteristikud

Kui kaarelahendus on otse ühendatud alalisvooluvõrku, on tühjenemine ebastabiilne ja sellega kaasneb lõpmatu voolu suurenemine. Seetõttu on sel juhul vaja võtta meetmeid heite stabiliseerimiseks. Stabiliseerimiseks võib kasutada kas langeva väliskarakteristikuga pingeallikat (selline karakteristik on näiteks spetsiaalselt ette nähtud keevituskaare stabiliseerimiseks mõeldud keevitusgeneraatori jaoks) või täiendava ballastitakistuse abil, mis on ühendatud järjestikku gaaslahenduspiluga. . Gaaslahendusega kiirgusallikate puhul kasutatakse heite stabiliseerimiseks teist meetodit.

Vaatleme gaasipilu aktiivse takistusega järjestikku lülitamist. Joonisel fig.2 kujutab gaaslahenduspilu voolu-pinge karakteristikku (kõver 1) ning võrgupinge ja liiteseadis oleva pingelanguse erinevust sõltuvalt voolust (sirge 2).

Riis. 2. Gaasilahenduspilu järjestikuse sisselülitamise skeem ballastitakistusega (a) ja elementide voolu-pinge karakteristikutega (b)

Kõik sellises vooluahelas püsivad voolurežiimid peavad vastama Kirchhoffi seadusUc = Ub + Ul. See tingimus on täidetud sirge 2 (Uc-Ub = f (I)) ristumiskohtades voolu-voldi karakteristikuga I gaasilahenduspiluga. Karakteristikute vähenemise korral on aga ristumine võimalik mitmes punktis, millest kõik ei vasta stabiilsele režiimile. Stabiilne režiim on nendes punktides, mille puhul voolu suurenedes tekib lambi ja liiteseadise pingelanguse summa. takistus ületab allika pinge, st. Ub +Ulb +Ul

See ebavõrdsus on jätkusuutlikkuse kriteerium. Stabiilsuskriteerium joonisel fig. 2 rahuldab punkti B. Punktist B vasakul asuvates režiimides ilmub positiivne liigpinge ΔU, mis toob kaasa voolu suurenemise ja punktist B paremal asuvas režiimis negatiivne liigpinge ΔU, mis viib voolu vähenemine. Seetõttu on režiim punktis B stabiilne või stabiliseeritud.

Tuleb märkida, et liiteseadise takistuse sisselülitamisega ei stabiliseerita pinget ega voolu, stabiliseerub ainult kaare põlemisrežiim. Tegelikult, kui võrgupinge tõuseb Uc1-ni, jääb põlemisrežiim stabiilseks ja läheb punkti B1, mille vool ja pinge erinevad punkti B vastavatest väärtustest.Kaarevool ja pinge erinevad ka stabiilses punktis B2 alandatud pingel Uc2.

Need kaalutlused võimaldavad järeldada, et tühjenemise stabiilsust ei saa tagada gaaslahenduslambi pinge stabiliseerimisega. Ülaltoodud alalispinge tuletised ja seosed on täielikult rakendatavad vahelduvpingeahelate jaoks. Vahelduvvoolu tühjenemise stabiliseerimiseks kasutatakse induktiivseid ja mahtuvuslikke liiteseadmeid, kuna nende kaod on väiksemad kui aktiivsetel.

Hõõglampide voolu-pinge karakteristikud

Hõõglampide voolu-pinge karakteristik on mittelineaarne ja tõusva iseloomuga. Mittelineaarsus on tingitud hõõgniidi takistuse sõltuvusest temperatuurist ja seega ka voolust: mida suurem on vool, seda suurem on hõõgniidi takistus. Kõvera kasvav iseloom on seletatav dünaamilise takistuse positiivse väärtusega: igas kõvera punktis vastab voolu positiivne suurenemine pingelanguse positiivsele suurenemisele. Stabiilne režiim luuakse automaatselt, see tähendab, et konstantse pinge vool ei saa sisemistel põhjustel muutuda. See võimaldab hõõglambi otse ühendada pingega.