Okamžitý proudový náraz v infračervených wolframových topných trubicích

Users of resistance heating tubes or tungsten wire infračervené topné trubice 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?

Nejprve definujme okamžitý proud. V obvodu se v okamžiku jeho zapnutí obvykle generuje velký proud. Tento krátkodobý velký proud se nazývá okamžitý proud. V obvodech s kondenzátory je to způsobeno tím, že se kondenzátory musí při prvním zapnutí nabít, čímž se vlastně vytvoří zkrat. Proto může být okamžitý proud teoreticky velmi velký. Tento pojem je v obvodech s kondenzátory poměrně snadno pochopitelný. Proč k tomu ale dochází v obvodech infračervených topných trubic?

Let’s first understand the material of the heating filament in infračervené topné trubice—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.

Při 20 °C je měrný odpor wolframového drátu 5,3×10-8 Ω⋅m5,3 \krát 10^{-8}. \, \Omega \cdot m5,3×10-8Ω⋅m. Stejně jako u jiných kovů se odpor wolframového drátu zvyšuje s teplotou. Teplotní součinitel odporu wolframového drátu je 5,5×10-3/100 °C5,5 \krát 10^{-3}/100 °C5,5×10-3/100 °C. Povrchová teplota wolframového vlákna 100W žárovky se obvykle pohybuje v rozmezí 2300-2800 °C. U infračervených topných trubic, které mají obvykle výkon kolem 1000 W, je provozní teplota ještě vyšší než 2800 °C. Odpor infračervené topné trubice během provozu je tedy mnohem větší než její odpor při pokojové teplotě (studený odpor).

Jaký je tedy odpor za studena a provozní odpor infračervené topné trubice 220 V 500 W? Jak vypadá křivka změny odporu při spuštění? Podle údajů z testů v časopise "Lighting Electrical Appliances" se odpor infračervené topné trubice s wolframovým drátem mění od spuštění do stabilního provozu od 7,45Ω do 87,36Ω. To znamená, že při stabilním napětí 220 V je okamžitý proud při spuštění desetinásobkem stabilního provozního proudu.

K největší změně odporu dochází během první sekundy. Proč má tedy infračervená topná trubice s wolframovým drátem při spuštění okamžitý rozběhový proud? Je to způsobeno především nízkým odporem wolframového drátu při nízkých teplotách. Pokud zůstane napětí konstantní, bude proud v první sekundě spuštění mnohem větší než proud při jmenovitém výkonu.

Tento princip platí i pro tradiční odporové topné trubky.

Společnost GlobalQT se specializuje na výrobu vysoce kvalitních křemenných trubic a ohřívačů křemenných trubic. Pro více informací navštivte naše stránky webová stránka nebo nás kontaktujte na contact@globalquartztube.com.