Ako vypočítať teplotu vlákna žiarovky v nominálnom režime

Ako viete, so zvyšujúcou sa teplotou kovu sa zvyšuje jeho elektrický odpor. Pre rôzne kovy je v súvislosti s týmto javom charakteristický jeho vlastný teplotný koeficient odporu a, ktorý možno ľahko nájsť v referenčnej knihe.

Dôvodom tohto javu je to, že tepelné vibrácie iónov mriežky s kovovými kryštálmi sú so zvyšujúcou sa teplotou intenzívnejšie a vodivé elektróny, ktoré tvoria prúd, sa s nimi častejšie zrážajú a na tieto kolízie míňajú viac energie. A keďže samotný prúd (podľa Joule-Lenzovho zákona) vedie k zahrievaniu vodiča, hneď ako prúd začne prúdiť prúdom, odpor tohto vodiča sa okamžite zvyšuje.

Podobne odpor vlákna sa zvyšuje, keď je pripojený k zdroju energie. Zistime teplotu vlákna žiarovky v nominálnom režime jej činnosti.

Teplotný koeficient odporu volfrámu (z ktorého sa vyrába vlákno žiarovky) je α = 0,0045 / K a je spojený so zmenou odporu (spolu so zmenou teploty) nasledujúcim vzťahom:

tu:

Rezistencia vlákna pri 0 ° C;

R-odpor vlákna pri súčasnej teplote t.

Odolnosť R0 žiarovky pri 0 ° C nie je známa, teraz je potrebné ju určiť nepriamo. Aby sme to dosiahli, najprv pomocou multimetra zmeráme odpor lampy pri izbovej teplote.

Ďalej sa pozrite na izbový teplomer a zistite tak teplotu vzduchu v miestnosti.

Ak predpokladáme, že studené vlákno žiarovky má presne rovnakú teplotu ako vzduch v miestnosti, potom sa odpor žiarovky pri 0 ° C dá ľahko určiť pomocou vzorca:

Tu je potrebné nahradiť:

t-teplota v miestnosti (teplomerom);

Rk-odpor vlákna žiarovky pri aktuálnej teplote v miestnosti (merateľný multimetrom).

Takže teraz poznáme odpor R0 vlákna našej žiarovky pri 0 ° C. Teraz, keď poznáme menovitý výkon žiarovky a jej menovité napätie, určujeme čisto matematicky jeho nominálny odpor Rn podľa nasledujúceho známeho vzorca:

Nahrádzame tu údaje uvedené priamo na žiarovke:

Napätie žiarovky s menovitým U;

Výkon žiarovky s menovitým výkonom P.

Teraz privedieme prvý vzorec do nasledujúcej formy a nahradíme práve nájdený nominálny odpor Rn a odpor R0 pri 0 ° С, ktorý bol nájdený vyššie, ako aj teplotný koeficient odporu α = 0,0045 / K pre volfrám (prevzatý z adresára):

Zistili sme teda skutočnú teplotu vlákna žiarovky v prevádzkovom stave, ktorá ju nemeria priamo, ale poznáme len menovitý výkon P, menovité napätie siete U, odpor Rk za studena, teplotu miestnosti ta a teplotný koeficient odporu volfrámu α.