Cum se calculează temperatura filamentului unei lămpi cu filament în modul nominal

După cum știți, odată cu creșterea temperaturii metalului, rezistența sa electrică crește. Pentru diferite metale, în legătură cu acest fenomen, este caracteristic coeficientul propriu de temperatură de rezistență α, care poate fi găsit cu ușurință în cartea de referință.

Motivul acestui fenomen este că vibrațiile termice ale ionilor de zăpadă din metal devin mai intense odată cu creșterea temperaturii, iar electronii de conducere care formează curentul se ciocnesc mai des, cheltuind mai multă energie pentru aceste coliziuni. Și întrucât curentul în sine (conform legii Joule-Lenz) duce la încălzirea conductorului, atunci imediat ce curentul începe să curgă prin conductor, rezistența acestui conductor începe imediat să crească.

În mod similar, rezistența filamentului lămpii crește atunci când este conectată la o sursă de alimentare. Să găsim temperatura filamentului lămpii în modul nominal de funcționare a acesteia.

Coeficientul de temperatură de rezistență al wolframului (din care este fabricat filamentul unei lămpi incandescente) este α = 0,0045 / K și este asociat cu o schimbare a rezistenței (împreună cu o schimbare a temperaturii) prin următoarea relație:

aici:

Rezistența R0 a filamentului la 0 ° C;

Rezistența R a filamentului la temperatura curentă t.

Nu ne este cunoscută rezistența R0 a filamentului incandescent la 0 ° C, acum trebuie determinată indirect. Pentru a face acest lucru, mai întâi cu un multimetru măsurăm rezistența lămpii la temperatura camerei.

Apoi, aruncați o privire la termometrul din cameră și aflați astfel temperatura aerului din cameră.

Dacă presupunem că filamentul rece al lămpii are exact aceeași temperatură cu aerul din încăpere, atunci rezistența lămpii la 0 ° C este ușor determinată de formula:

Este necesar să se înlocuiască aici:

temperatura t în cameră (prin termometru);

Rezistența la rk a filamentului lămpii la temperatura curentă din cameră (măsurabilă cu un multimetru).

Deci, acum cunoaștem rezistența R0 a filamentului lămpii noastre la 0 ° C. Acum, cunoscând puterea nominală a lămpii și tensiunea nominală, determinăm din punct de vedere matematic rezistența sa nominală Rn după următoarea formulă binecunoscută:

Înlocuim aici datele indicate direct pe lampă:

Tensiunea nominală a lămpii;

Puterea nominală a lămpii.

Acum aducem prima formulă la următoarea formă și înlocuim rezistența nominală Rn tocmai găsită, și rezistența R0 la 0 ° С, care s-a găsit mai sus, precum și coeficientul de temperatură de rezistență α = 0,0045 / K pentru tungsten (preluat din cartea de referință):

Astfel, am găsit temperatura reală a filamentului lămpii în stare de funcționare, nu o măsurăm direct, ci doar cunoscând puterea nominală P, tensiunea nominală a rețelei U, rezistența la frig Rk, temperatura camerei t și coeficientul de temperatură al rezistenței la tungsten α.