Sobrecorriente instantánea en tubos de calefacción por infrarrojos de wolframio

Users of resistance heating tubes or tungsten wire tubos de calefacción por infrarrojos 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?

Comprender la corriente instantánea

En primer lugar, definamos la corriente instantánea. En un circuito, en el momento en que se enciende, suele generarse una gran corriente. Esta gran corriente de corta duración se denomina corriente instantánea. En los circuitos con condensadores, esto se debe a la necesidad de los condensadores de cargarse cuando se encienden por primera vez, creando de hecho un cortocircuito. Por lo tanto, la corriente instantánea puede ser teóricamente muy grande. Este concepto es relativamente fácil de entender en circuitos con condensadores. Pero, ¿por qué ocurre esto en los circuitos de tubos de calefacción por infrarrojos?

El material de los tubos de calefacción por infrarrojos: Alambre de tungsteno

Let’s first understand the material of the heating filament in tubos de calefacción por infrarrojos—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.

A 20°C, la resistividad del alambre de wolframio es de 5,3×10-8 Ω⋅m5,3 veces 10^{-8} \Ω⋅m, \Omega \cdot m5,3×10-8Ω⋅m. Al igual que otros metales, la resistencia del alambre de tungsteno aumenta con la temperatura. El coeficiente de temperatura de la resistencia del alambre de tungsteno es de 5,5×10-3/100°C5,5 \cdot 10^{-3}/100°C5,5×10-3/100°C. La temperatura superficial del filamento de tungsteno de una lámpara incandescente de 100W suele oscilar entre 2300-2800°C. En el caso de los tubos de calefacción por infrarrojos, que suelen tener una potencia de unos 1000W, la temperatura de funcionamiento es incluso superior a los 2800°C. Así, la resistencia del tubo de calefacción por infrarrojos durante el funcionamiento es mucho mayor que su resistencia a temperatura ambiente (resistencia en frío).

Cambio de resistencia en tubos de calefacción por infrarrojos de alambre de tungsteno

¿Cuáles son la resistencia en frío y la resistencia de funcionamiento de un tubo de calefacción por infrarrojos de 220 V y 500 W? ¿Cómo es la curva de cambio de resistencia en el arranque? Según los datos de prueba de un artículo de la revista "Lighting Electrical Appliances", la resistencia de un tubo de calefacción por infrarrojos de alambre de tungsteno cambia de 7,45Ω a 87,36Ω desde el arranque hasta el funcionamiento estable. Esto significa que, con una tensión estable de 220 V, la corriente instantánea en el arranque es 10 veces superior a la corriente de funcionamiento estable.

El mayor cambio de resistencia se produce en el primer segundo. Entonces, ¿por qué el tubo de calefacción por infrarrojos de alambre de tungsteno tiene una corriente de irrupción instantánea en el arranque? Se debe principalmente a la baja resistencia del hilo de tungsteno a bajas temperaturas. Si la tensión permanece constante, la corriente en el primer segundo de arranque será mucho mayor que la corriente a potencia nominal.

Este principio también se aplica a los tubos de calefacción por resistencia tradicionales.

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Autor

  • Casper Peng

    Casper Peng es un experto en la industria de los tubos de cuarzo. Con más de diez años de experiencia, tiene un profundo conocimiento de las distintas aplicaciones de los materiales de cuarzo y de las técnicas de procesamiento del cuarzo. La experiencia de Casper en el diseño y la fabricación de tubos de cuarzo le permite ofrecer soluciones personalizadas que satisfacen las necesidades exclusivas de los clientes. A través de los artículos profesionales de Casper Peng, pretendemos ofrecerle las últimas noticias del sector y las guías técnicas más prácticas para ayudarle a comprender y utilizar mejor los productos de tubos de cuarzo.

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