Στιγμιαία υπέρταση ρεύματος σε σωλήνες υπέρυθρης θέρμανσης βολφραμίου

Users of resistance heating tubes or tungsten wire σωλήνες υπέρυθρης θέρμανσης 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?

Πρώτον, ας ορίσουμε το στιγμιαίο ρεύμα. Σε ένα κύκλωμα, τη στιγμή που αυτό ενεργοποιείται, δημιουργείται συνήθως ένα μεγάλο ρεύμα. Αυτό το μικρής διάρκειας μεγάλο ρεύμα ονομάζεται στιγμιαίο ρεύμα. Στα κυκλώματα με πυκνωτές, αυτό οφείλεται στην ανάγκη φόρτισης των πυκνωτών κατά την πρώτη ενεργοποίηση, δημιουργώντας ουσιαστικά ένα βραχυκύκλωμα. Επομένως, το στιγμιαίο ρεύμα μπορεί θεωρητικά να είναι πολύ μεγάλο. Αυτή η έννοια είναι σχετικά εύκολο να κατανοηθεί στα κυκλώματα με πυκνωτές. Γιατί όμως συμβαίνει αυτό στα κυκλώματα με υπέρυθρους θερμαντικούς σωλήνες;

Let’s first understand the material of the heating filament in σωλήνες υπέρυθρης θέρμανσης—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.

Στους 20°C, η ειδική αντίσταση του σύρματος βολφραμίου είναι 5.3×10-8 Ω⋅m5.3 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot m5.3×10-8Ω⋅m. Όπως και τα άλλα μέταλλα, η αντίσταση του σύρματος βολφραμίου αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Ο θερμοκρασιακός συντελεστής αντίστασης για το σύρμα βολφραμίου είναι 5,5×10-3/100°C5,5 \ φορές 10^{-3}/100°C5,5×10-3/100°C. Η επιφανειακή θερμοκρασία του νήματος βολφραμίου σε έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως 100W κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 2300-2800°C. Για τους υπέρυθρους θερμαντικούς σωλήνες, οι οποίοι συνήθως έχουν ισχύ περίπου 1000W, η θερμοκρασία λειτουργίας είναι ακόμη υψηλότερη από 2800°C. Έτσι, η αντίσταση του υπέρυθρου σωλήνα θέρμανσης κατά τη λειτουργία είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίστασή του σε θερμοκρασία δωματίου (ψυχρή αντίσταση).

Ποια είναι λοιπόν η αντίσταση ψύξης και η αντίσταση λειτουργίας ενός σωλήνα υπέρυθρης θέρμανσης 220V 500W; Πώς μοιάζει η καμπύλη μεταβολής της αντίστασης κατά την εκκίνηση; Σύμφωνα με δεδομένα δοκιμών από μια δημοσίευση στο περιοδικό "Lighting Electrical Appliances", η αντίσταση ενός σωλήνα υπέρυθρης θέρμανσης με σύρμα βολφραμίου μεταβάλλεται από 7,45Ω έως 87,36Ω από την εκκίνηση έως τη σταθερή λειτουργία. Αυτό σημαίνει ότι με σταθερή τάση 220V, το στιγμιαίο ρεύμα κατά την εκκίνηση είναι 10 φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα σταθερής λειτουργίας.

Η μεγαλύτερη μεταβολή της αντίστασης συμβαίνει μέσα στο πρώτο δευτερόλεπτο. Γιατί, λοιπόν, ο υπέρυθρος σωλήνας θέρμανσης με σύρμα βολφραμίου έχει στιγμιαίο ρεύμα εκκίνησης κατά την εκκίνηση; Οφείλεται κυρίως στη χαμηλή αντίσταση του σύρματος βολφραμίου σε χαμηλές θερμοκρασίες. Εάν η τάση παραμένει σταθερή, το ρεύμα στο πρώτο δευτερόλεπτο της εκκίνησης θα είναι πολύ μεγαλύτερο από το ρεύμα στην ονομαστική ισχύ.

Η αρχή αυτή ισχύει και για τους παραδοσιακούς σωλήνες θέρμανσης με αντίσταση.

Η GlobalQT ειδικεύεται στην κατασκευή υψηλής ποιότητας σωλήνων χαλαζία και θερμαντήρων σωλήνων χαλαζία. Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε την ιστοσελίδα μας δικτυακός τόπος ή επικοινωνήστε μαζί μας στο contact@globalquartztube.com.