Elektrisko lampu strāvas-sprieguma raksturlielumi

Elektriskās lampas kā elektriskās ķēdes elementa īpašības var pilnībā attēlot ar tās strāvas-sprieguma raksturlielumu, tas ir, ar sprieguma krituma atkarību no plūstošās strāvas vērtības.

Strāvas-sprieguma raksturlielums gāzizlādes lampām

Gāzizlādes starojuma avotu darbības pamatā ir elektriskā izlāde inertas gāzes (visbiežāk argona) un dzīvsudraba tvaiku atmosfērā. Radiācija rodas dzīvsudraba atomu elektronu pārejas rezultātā no orbītas ar augstu enerģijas saturu uz zemākas enerģijas orbītu. No visām dažādajām elektriskajām izlādēm (klusajām, kvēlojošām utt.) mākslīgajiem avotiem ir raksturīga loka izlāde, kurai raksturīgs augsts strāvas blīvums izlādes kanālā. Loka izlādes kā elektriskās ķēdes elementa raksturlielumi nosaka un gāzizlādes avotu iekļaušanas shēmu raksturojums.

Loka izlādes strāvas-sprieguma raksturlielums ir parādīts attēlā. 1 (līkne 1).Tas parāda arī pastāvīgās pretestības strāvas-sprieguma raksturlielumu (2. līkne). Pastāvīgai pretestībai attiecība ir vienāda visos raksturlieluma punktā. Tas maziem soļiem nosaka dinamiskās pretestības lielumu un zīmi un raksturlieluma linearitāti.

Loka izlādes raksturlielumiem šī attiecība, pirmkārt, ir skaitliski mainīga dažādiem punktiem, un, otrkārt, negatīva zīme. Pirmais raksturlielums nosaka raksturlieluma nelinearitāti, bet otrais - tā saukto līknes "krītošo" raksturu. Tādējādi loka izlādei ir nelineāra krītoša strāvas-sprieguma raksturlielums.

Ja aprēķina statisko loka pretestību vairākos līknes punktos (R = U / I), var redzēt, ka, palielinoties strāvai, loka pretestība samazinās.

Rīsi. 1. Loka izlādes (1), pastāvīgās pretestības (2) un kvēlspuldzes (3) strāvas-sprieguma raksturlielumi

Ja loka izlāde ir tieši savienota ar līdzstrāvas tīklu, izlāde ir nestabila un to pavada bezgalīgs strāvas pieaugums. Tāpēc šajā gadījumā ir jāveic pasākumi, lai stabilizētu izplūdi. Stabilizāciju var nodrošināt vai nu izmantojot sprieguma avotu ar krītošu ārējo raksturlielumu (šāds raksturlielums, piemēram, ir īpaši paredzēts metināšanas ģeneratoram metināšanas loka stabilizēšanai), vai papildu balasta pretestību, kas virknē savienota ar gāzizlādes spraugu. . Gāzizlādes starojuma avotiem izmanto otro izlādes stabilizēšanas metodi.

Apskatīsim gadījumu, kad gāzes sprauga tiek iekļauta virknē ar aktīvo pretestību. attēlā.2 parāda gāzizlādes spraugas strāvas-sprieguma raksturlīkni (līkne 1) un starpību starp tīkla spriegumu un sprieguma kritumu balastā atkarībā no strāvas (taisnā līnija 2).

Rīsi. 2. Shēma gāzes izlādes spraugas ieslēgšanai virknē ar balasta pretestību (a) un elementu strāvas-sprieguma raksturlielumiem (b)

Visiem līdzsvara stāvokļa strāvas plūsmas režīmiem šādā ķēdē ir jāatbilst Kirhhofa likumsUc = Ub + Ul. Šis nosacījums ir izpildīts taisnes 2 (Uc-Ub = f (I)) krustpunktos ar strāvas-voltu raksturlielumu I gāzes izlādes spraugu. Taču, samazinoties raksturlielumiem, krustošanās iespējama vairākos punktos, no kuriem ne visi atbildīs stabilajam režīmam Stabils režīms būs tajos punktos, kuriem, palielinoties strāvai, sprieguma krituma summa pāri lampai un balastam pretestība pārsniegs avota spriegumu, t.i. Ub +Ulb +Ul

Šī nevienlīdzība ir ilgtspējības kritērijs. Stabilitātes kritērijs attēlā. 2 apmierina punktu B. Režīmos pa kreisi no punkta B parādās pozitīvs pārspriegums ΔU, kas izraisa strāvas palielināšanos, un režīmā, kas atrodas pa labi no punkta B, parādās negatīvs pārspriegums ΔU, kas noved pie strāvas samazināšanās. Tāpēc režīms punktā B ir stabils vai stabilizējies.

Jāņem vērā, ka, ieslēdzot balasta pretestību, netiek stabilizēts ne spriegums, ne strāva, stabilizējas tikai loka degšanas režīms. Faktiski, kad tīkla spriegums palielinās līdz Uc1, degšanas režīms paliek stabils un pāriet uz punktu B1, kuram strāva un spriegums atšķiras no attiecīgajām vērtībām punktā B.Loka strāva un spriegums atšķiras arī stabilā punktā B2 pie samazināta sprieguma Uc2.

Šie apsvērumi ļauj secināt, ka izlādes stabilitāti nevar nodrošināt, stabilizējot spriegumu gāzizlādes lampā. Iepriekš minētie līdzstrāvas sprieguma atvasinājumi un attiecības ir pilnībā piemērojamas maiņstrāvas sprieguma ķēdēm. Lai stabilizētu izlādi pie maiņstrāvas, tiek izmantoti induktīvie un kapacitatīvie balasti, jo to zudumi ir mazāki nekā aktīvajiem.

Kvēlspuldžu strāvas-sprieguma raksturlielums

Kvēlspuldžu strāvas-sprieguma raksturlielums ir nelineārs un tam ir augošs raksturs. Nelinearitāte ir saistīta ar kvēldiega pretestības atkarību no temperatūras un līdz ar to arī no strāvas: jo lielāka ir strāva, jo lielāka ir kvēldiega pretestība. Līknes pieaugošais raksturs ir izskaidrojams ar dinamiskās pretestības pozitīvo vērtību: katrā līknes punktā pozitīvs strāvas pieaugums atbilst pozitīvam sprieguma krituma pieaugumam. Automātiski tiek izveidots stabils režīms, tas ir, strāva pie pastāvīga sprieguma nevar mainīties iekšēju iemeslu dēļ. Tas ļauj tieši savienot kvēlspuldzi ar spriegumu.