Како израчунати температуру жаруље са жарном нити у номиналном режиму

Као што знате, с порастом температуре метала повећава се и његов електрични отпор. За разне метале, у вези са овом појавом, карактеристичан је властити температурни коефицијент отпора α, који се лако може наћи у референтној књизи.

Разлог ове појаве је што топлотне вибрације иона металних кристалних решетки постају интензивније с порастом температуре, а електрони проводљивости који формирају струју чешће се сударају с њима, трошећи више енергије на ове сударе. А пошто сама струја (према Јоуле-Ленз закону) доводи до загревања проводника, тада чим струја почне да струји кроз проводник, отпор овог проводника почиње да се повећава.

Слично томе, отпорност жаруље лампе се повећава када је повезана на извор напајања. Нађимо температуру жаруље лампе у номиналном режиму рада.

Температурни коефицијент отпорности волфрама (од кога се израђује жаруља са жарном нити) износи α = 0,0045 / К, а повезан је са променом отпора (заједно са променом температуре) следећим односом:

Ево:

Отпорност Р0 филамента на 0 ° Ц;

Р-отпорност филамента на тренутној температури т.

Отпор Р0 ужарених филамента на 0 ° Ц није нам познат, сада га треба индиректно одредити. Да бисмо то учинили, прво помоћу мултиметра измеримо отпорност лампе на собној температури.

Затим погледајте собни термометар и тако сазнајте температуру ваздуха у соби.

Ако претпоставимо да хладна жаруља лампе има потпуно исту температуру као и ваздух у соби, онда се отпор лампе на 0 ° Ц лако утврђује формулом:

Овде је потребно заменити:

т-температура у соби (помоћу термометра);

Рк-отпорност жаруље лампе на тренутној температури у просторији (мерљива мултиметером).

Дакле, сада знамо отпор Р0 жаруље наше лампе на 0 ° Ц. Сада, знајући номиналну снагу лампе и њен називни напон, математички одредимо њен номинални отпор Рн по следећој добро познатој формули:

Овдје замјењујемо податке означене директно на лампици:

У-напон лампе;

Снага лампе са П оценом.

Сада доносимо прву формулу у следећи облик и заменимо управо пронађени номинални отпор Рн и отпор Р0 на 0 ° Ц, који је пронађен горе, као и температурни коефицијент отпора α = 0,0045 / К за волфрам (преузет из референтне књиге):

Тако смо пронашли стварну температуру жаруље лампе у радном стању, не мерејући је директно, већ само познавајући називну снагу П, називни напон мреже У, отпорност на хладноћу Рк, собну температуру т и температурни коефицијент отпорности волфрамова α.