Hoe de gloeidraadtemperatuur van een gloeilamp in nominale modus te berekenen

Zoals u weet, neemt bij toenemende temperatuur van het metaal de elektrische weerstand toe. Voor verschillende metalen is in verband met dit fenomeen zijn eigen temperatuurcoëfficiënt α karakteristiek, die gemakkelijk te vinden is in het referentieboek.

De reden voor dit fenomeen is dat de thermische trillingen van de metaalkristalrooster-ionen intenser worden met toenemende temperatuur, en de geleidende elektronen die de stroom vormen botsen vaker met hen, waardoor meer energie wordt besteed aan deze botsingen. En omdat de stroom zelf (volgens de wet van Joule-Lenz) leidt tot verwarming van de geleider, begint de weerstand van deze geleider onmiddellijk te stijgen zodra de stroom door de geleider begint te stromen.

Evenzo neemt de weerstand van de gloeidraad van de lamp toe wanneer deze wordt aangesloten op een stroombron. Laten we de temperatuur van de gloeidraad van de lamp vinden in de nominale modus van zijn werking.

De temperatuurcoëfficiënt van de weerstand van wolfraam (waaruit de gloeidraad van een gloeilamp wordt gemaakt) is gelijk aan α = 0,0045 / K en wordt geassocieerd met een weerstandsverandering (samen met een temperatuurverandering) door de volgende relatie:

hier:

RO-weerstand van de gloeidraad bij 0 ° C;

R-weerstand van de gloeidraad bij de huidige temperatuur t.

De weerstand R0 van de gloeidraad bij 0 ° C is ons niet bekend, deze moet nu indirect worden bepaald. Om dit te doen, meten we eerst met een multimeter de weerstand van de lamp bij kamertemperatuur.

Bekijk vervolgens de kamerthermometer en ontdek zo de luchttemperatuur in de kamer.

Als we accepteren dat de koude gloeidraad van de lamp exact dezelfde temperatuur heeft als de lucht in de kamer, wordt de weerstand van de lamp bij 0 ° C gemakkelijk bepaald door de formule:

Het is noodzakelijk om hier te vervangen:

t-temperatuur in de kamer (met thermometer);

Rk-weerstand van de lampgloeidraad bij de huidige temperatuur in de kamer (meetbaar met een multimeter).

Dus nu weten we de weerstand R0 van de gloeidraad van onze lamp bij 0 ° C. Nu we het nominale lampvermogen en de nominale spanning kennen, bepalen we puur wiskundig zijn nominale weerstand Rn volgens de volgende bekende formule:

We vervangen hier de gegevens die rechtstreeks op de lamp worden aangegeven:

U-nominale spanning van de lamp;

P-nominaal lampvermogen.

Nu brengen we de allereerste formule in de volgende vorm, en vervangen we de nominale weerstand Rn die zojuist is gevonden, en de weerstand R0 bij 0 ° С, die hierboven werd gevonden, evenals de temperatuurcoëfficiënt van weerstand α = 0,0045 / K voor wolfraam (uit het referentieboek):

Dus vonden we de werkelijke temperatuur van de gloeidraad van de lamp in werkende staat, niet direct meten, maar alleen het nominale vermogen P, de nominale spanning van het netwerk U, de koude weerstand Rk, de kamertemperatuur t en de temperatuurcoëfficiënt van wolfraamweerstand α kennen.