Hetkeline vooluülekanne volfram-infrapunaküttetorudes

Users of resistance heating tubes or tungsten wire infrapunaküttetorud 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?

Kõigepealt defineerime hetkevoolu. Elektriskeemis tekib tavaliselt sisselülitamise hetkel suur vool. Seda lühiajalist suurt voolu nimetatakse hetkevooluks. Kondensaatoritega vooluahelates on see tingitud sellest, et kondensaatorid peavad esimesel sisselülitamisel laadima, tekitades sisuliselt lühise. Seetõttu võib hetkevool teoreetiliselt olla väga suur. Seda mõistet on kondensaatoritega vooluahelates suhteliselt lihtne mõista. Kuid miks juhtub see infrapunaküttetorude vooluahelates?

Let’s first understand the material of the heating filament in infrapunaküttetorud—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.

20 °C juures on volframtraadi eritakistus 5,3×10-8 Ω⋅m5,3 \kordse 10^{-8}-ga. \, \Omega \cdot m5,3×10-8Ω⋅m. Nagu teistelgi metallidel, suureneb volframtraadi takistus temperatuuriga. Volframtraadi takistuse temperatuurikoefitsient on 5,5×10-3/100°C5,5 \t korda 10^{-3}/100°C5,5×10-3/100°C5,5×10-3/100°C. 100 W hõõglambi volframniidi pinnatemperatuur jääb tavaliselt vahemikku 2300-2800°C. Infrapunalampide puhul, mille võimsus on tavaliselt umbes 1000 W, on töötemperatuur isegi kõrgem kui 2800 °C. Seega on infrapunaküttetoru takistus töö ajal palju suurem kui selle takistus toatemperatuuril (külmatakistus).

Milline on siis 220V 500W infrapunaküttetoru külmatakistus ja töötakistus? Kuidas näeb välja takistuse muutumiskõver käivitamisel? Ajakirjas "Lighting Electrical Appliances" avaldatud katseandmete kohaselt muutub volframtraadist infrapunaküttetoru takistus 7,45Ω-st 87,36Ω-ni alates käivitamisest kuni stabiilse töötamiseni. See tähendab, et stabiilse 220 V pinge korral on hetkevool käivitamisel 10 korda suurem kui stabiilne töövool.

Suurim muutus takistuses toimub esimese sekundi jooksul. Miks on siis volframtraadist infrapunaküttetorul käivitamisel hetkeline sissevool? See tuleneb peamiselt volframtraadi madalast vastupanust madalatel temperatuuridel. Kui pinge jääb konstantseks, on vool käivitamise esimesel sekundil palju suurem kui vool nimivõimsuse juures.

See põhimõte kehtib ka traditsiooniliste takistusküttetorude puhul.

GlobalQT on spetsialiseerunud kõrgekvaliteediliste kvartstorude ja kvartstorukütteseadmete tootmisele. Lisateabe saamiseks külastage meie veebisait või võtke meiega ühendust aadressil contact@globalquartztube.com.