Моментно пренапрежение на тока във волфрамови инфрачервени нагревателни тръби

Users of resistance heating tubes or tungsten wire инфрачервени нагревателни тръби are aware that when these tubes are first started, within the first minute or so, the current in the circuit is very large. This phenomenon is known as instantaneous inrush current, where the initial current is much greater than the rated current. But why does this happen?

Първо, нека дефинираме моментния ток. В момента, в който една верига се включи, обикновено се генерира голям ток. Този кратковременен голям ток се нарича моментен ток. Във веригите с кондензатори това се дължи на необходимостта кондензаторите да се зареждат при първото включване, като на практика се създава късо съединение. Следователно моментният ток теоретично може да бъде много голям. Тази концепция е сравнително лесна за разбиране във веригите с кондензатори. Но защо това се случва във веригите на инфрачервените нагревателни тръби?

Let’s first understand the material of the heating filament in инфрачервени нагревателни тръби—tungsten wire. Tungsten, with its high melting point, high resistivity, and good mechanical strength, is the best material for incandescent lamps among all pure metals. The heating principle of infrared heating tubes is similar to that of incandescent lamps, so tungsten wire is also used for the heating filament.

При 20°C съпротивлението на волфрамовия проводник е 5,3×10-8 Ω⋅m5,3 пъти 10^{-8}. \, \Omega \cdot m5.3×10-8Ω⋅m. Подобно на другите метали, съпротивлението на волфрамовия проводник се увеличава с температурата. Температурният коефициент на съпротивление за волфрамовата тел е 5,5×10-3/100°C5,5 \ пъти 10^{-3}/100°C5,5×10-3/100°C. Повърхностната температура на волфрамовата жичка в 100W лампа с нажежаема жичка обикновено варира между 2300 и 2800°C. При инфрачервените нагревателни тръби, които обикновено са с мощност около 1000 W, работната температура е дори по-висока от 2800°C. По този начин съпротивлението на инфрачервената нагревателна тръба по време на работа е много по-голямо от съпротивлението ѝ при стайна температура (студено съпротивление).

И така, какво е съпротивлението при студ и работното съпротивление на инфрачервена нагревателна тръба 220V 500W? Как изглежда кривата на изменение на съпротивлението при пускане? Според данните от изпитвания в статия в списание "Lighting Electrical Appliances" съпротивлението на инфрачервена нагревателна тръба с волфрамов проводник се променя от 7,45Ω до 87,36Ω от пускане в експлоатация до стабилна работа. Това означава, че при стабилно напрежение от 220 V моментният ток при пускане е 10 пъти по-голям от стабилния работен ток.

Най-голямата промяна в съпротивлението настъпва през първата секунда. И така, защо инфрачервената нагревателна тръба с волфрамова жица има мигновен пусков ток при стартиране? Това се дължи главно на ниското съпротивление на волфрамовата тел при ниски температури. Ако напрежението остане постоянно, токът през първата секунда от пускането ще бъде много по-голям от тока при номинална мощност.

Този принцип се прилага и за традиционните съпротивителни нагревателни тръби.

GlobalQT е специализирана в производството на висококачествени кварцови тръби и нагреватели за кварцови тръби. За повече информация, посетете нашите уебсайт или се свържете с нас на contact@globalquartztube.com.