Elektros lempų srovės įtampos charakteristikos

Elektros lempos, kaip elektros grandinės elemento, savybes galima visiškai parodyti pagal jos srovės-įtampos charakteristiką, tai yra, įtampos kritimo nuo jos priklausomybę nuo tekančios srovės vertės.

Dujų išlydžio lempų srovės įtampos charakteristika

Dujų išlydžio spinduliuotės šaltinių veikimas pagrįstas elektros išlydžiu inertinių dujų (dažniausiai argono) ir gyvsidabrio garų atmosferoje. Spinduliuotė atsiranda dėl gyvsidabrio atomų elektronų perėjimo iš daug energijos turinčios orbitos į mažesnės energijos orbitą. Iš visų elektros išlydžių įvairovės (tyliųjų, švytinčių ir kt.) dirbtiniams šaltiniams būdinga lankinė iškrova, kuriai būdingas didelis srovės tankis iškrovos kanale. Lankinio išlydžio, kaip elektros grandinės elemento, charakteristikos lemia ir dujų išleidimo šaltinių įtraukimo schemų charakteristikos.

Lankinio išlydžio srovės-įtampos charakteristika parodyta fig. 1 (1 kreivė).Taip pat rodoma nuolatinės varžos srovės-įtampos charakteristika (2 kreivė). Esant pastoviam pasipriešinimui, santykis yra vienodas kiekviename charakteristikos taške. Jis mažais žingsneliais nustato dinaminės varžos dydį ir ženklą bei charakteristikos tiesiškumą.

Lankinio išlydžio charakteristikų atveju šis santykis, pirma, yra skaitmeniškai kintamas įvairiems taškams, antra, neigiamas ženklu. Pirmoji charakteristika lemia charakteristikos netiesiškumą, o antroji – vadinamąjį „krentantį“ kreivės pobūdį. Taigi, lanko išlydis turi netiesinę krintančios srovės įtampos charakteristiką.

Jei apskaičiuosite statinį lanko varžą keliuose kreivės taškuose (R = U / I), matyti, kad didėjant srovei, lanko varža mažėja.

Ryžiai. 1. Lankinio išlydžio (1), pastovios varžos (2) ir kaitinamosios lempos (3) srovės-tampos charakteristikos

Kai lankinis išlydis yra tiesiogiai prijungtas prie nuolatinės srovės tinklo, išlydis yra nestabilus ir kartu su begaliniu srovės padidėjimu. Todėl šiuo atveju būtina imtis priemonių išleidimui stabilizuoti. Stabilizuoti galima naudojant įtampos šaltinį su krentančia išorine charakteristika (pvz., tokia charakteristika yra specialiai sukurta suvirinimo generatoriui suvirinimo lankui stabilizuoti) arba papildomą balasto varžą, nuosekliai sujungtą su dujų išleidimo tarpu. . Dujų išlydžio spinduliuotės šaltiniams naudojamas antrasis išlydžio stabilizavimo būdas.

Panagrinėkime atvejį, kai dujų tarpas įtraukiamas nuosekliai su aktyvia varža. Fig.2 parodyta dujų išlydžio tarpo srovės-įtampos charakteristika (1 kreivė) ir skirtumas tarp tinklo įtampos ir įtampos kritimo balaste, priklausomai nuo srovės (2 tiesi linija).

Ryžiai. 2. Dujų išleidimo tarpo įjungimo schema nuosekliai su balasto varža (a) ir elementų srovės-įtampos charakteristikomis (b)

Turi atitikti visi pastovūs srovės srauto režimai tokioje grandinėje Kirchhoffo dėsnisUc = Ub + Ul. Ši sąlyga tenkinama tiesės 2 (Uc-Ub = f (I)) sankirtose su srovės-voltų charakteristika I dujų išleidimo tarpu. Tačiau mažėjant charakteristikoms, kirsti galima keliuose taškuose, iš kurių ne visi atitiks stabilų režimą Stabilus režimas bus tuose taškuose, kuriems, didėjant srovei, lempos ir balasto įtampos kritimo suma varža viršys šaltinio įtampą, t.y. Ub +Ulb +Ul

Ši nelygybė yra tvarumo kriterijus. Stabilumo kriterijus pav. 2 tenkina tašką B. Režimais, esančiais į kairę nuo taško B, atsiranda teigiama perteklinė įtampa ΔU, dėl kurios padidėja srovė, o režime į dešinę nuo taško B atsiranda neigiama perteklinė įtampa ΔU, dėl kurios srovės sumažėjimas. Todėl režimas taške B yra stabilus arba stabilizuotas.

Pažymėtina, kad įjungus balasto varžą nei įtampa, nei srovė nestabilizuojama, stabilizuojamas tik lanko degimo režimas. Tiesą sakant, kai tinklo įtampa padidėja iki Uc1, degimo režimas išlieka stabilus ir pereina į tašką B1, kurio srovė ir įtampa skiriasi nuo atitinkamų verčių taške B.Lanko srovė ir įtampa taip pat skiriasi stabiliame taške B2 esant sumažintai įtampai Uc2.

Šie svarstymai leidžia daryti išvadą, kad išlydžio stabilumo negalima užtikrinti stabilizavus įtampą dujinės išlydžio lempoje. Aukščiau pateikti nuolatinės srovės įtampos išvedimai ir ryšiai yra visiškai taikomi kintamosios srovės įtampos grandinėms. Norint stabilizuoti iškrovą esant kintamajai srovei, naudojami indukciniai ir talpiniai balastai, nes jų nuostoliai yra mažesni nei aktyvių.

Kaitinamųjų lempų srovės įtampos charakteristika

Kaitinamųjų lempų srovės įtampos charakteristika yra netiesinė ir kylanti. Netiesiškumas atsiranda dėl kaitinimo siūlelio varžos priklausomybės nuo temperatūros, taigi ir nuo srovės: kuo didesnė srovė, tuo didesnė kaitinimo siūlelio varža. Didėjantis kreivės pobūdis paaiškinamas teigiama dinaminės varžos verte: kiekviename kreivės taške teigiamas srovės padidėjimas atitinka teigiamą įtampos kritimo padidėjimą. Automatiškai sukuriamas stabilus režimas, ty srovė esant pastoviai įtampai negali keistis dėl vidinių priežasčių. Tai leidžia tiesiogiai prijungti kaitrinę lempą prie įtampos.