Kuinka laskea hehkulampun hehkulamppu nimellismoodissa

Kuten tiedät, metallin lämpötilan noustessa sen sähköinen vastus kasvaa. Eri metalleille tämän ilmiön yhteydessä on ominainen sen oma lämpövastuskerroin α, joka löytyy helposti viitekirjasta.

Syynä tähän ilmiöön on, että metallikidehila-ionien lämpövärähtelyt lisääntyvät lämpötilan noustessa, ja virran muodostavat johtavat elektronit törmäävät useammin niiden kanssa, viettäen enemmän energiaa näihin törmäyksiin. Ja koska itse virta (Joule-Lenzin lain mukaan) johtaa johtimen kuumenemiseen, niin heti kun virta alkaa virtaa johtimen läpi, tämän johtimen vastus alkaa heti kasvaa.

Samoin lampun hehkulangan vastus kasvaa, kun se kytketään virtalähteeseen. Oletetaan lampun hehkulangan lämpötila sen nimellismoodissa.

Volframin (josta hehkulampun hehkulanka on valmistettu) lämpötilakerroin on α = 0,0045 / K, ja siihen liittyy seuraavassa suhteessa vastusmuutos (yhdessä lämpötilan muutoksen kanssa):

tässä:

Hehkulangan R0-vastus 0 ° C: ssa;

Hehkulangan R-vastus nykyisessä lämpötilassa t.

Hehkulangan vastus R0 0 ° C: ssa ei ole meille tiedossa, se on nyt määritettävä epäsuorasti. Tätä varten mittaamme ensin yleismittarilla lampun vastus huoneenlämpötilassa.

Seuraavaksi katsotaan huoneen lämpömittaria ja selvitä siten huoneen ilman lämpötila.

Jos oletetaan, että lampun kylmällä hehkulangalla on täsmälleen sama lämpötila kuin huoneilmassa, lampun vastus 0 ° C: ssa määritetään helposti kaavalla:

Tässä on tarpeen korvata:

t-lämpötila huoneessa (lämpömittarilla);

Lampun hehkulangan Rk-vastus huoneen nykyisessä lämpötilassa (mitattavissa yleismittarilla).

Joten, nyt tiedämme lampun hehkulangan vastus R0 0 ° C: ssa. Nyt, kun tiedät lampun nimellistehon ja nimellisjännitteen, määritetään puhtaasti matemaattisesti sen nimellisvastus Rn seuraavan yleisen kaavan mukaisesti:

Korvaamme tässä suoraan valaisimeen merkityt tiedot:

Valaisimen U-nimellisjännite;

P-nimellinen lampun teho.

Nyt tuomme aivan ensimmäisen kaavan seuraavaan muotoon ja korvaamme juuri löydetyn nimellisresistanssin Rn ja edellä havaitun resistanssin R0 lämpötilassa 0 ° С samoin kuin volframin lämpötilakertoimen α = 0,0045 / K (otettu vertailukirjasta):

Joten löysimme lampun hehkulangan todellisen lämpötilan toimintakunnossa, ei mittaamalla sitä suoraan, vaan tietämällä vain nimellisteho P, verkon nimellisjännite U, kylmävastus Rk, huonelämpötila t ja volframivastuksen lämpötilakerroin α.