Surtensions instantanées dans les tubes chauffants infrarouges en tungstène

Utilisateurs de tubes chauffants à résistance ou de fils de tungstène tubes chauffants infrarouges savent que lorsque ces tubes sont mis en marche pour la première fois, au cours de la première minute environ, le courant dans le circuit est très important. Ce phénomène est connu sous le nom de courant d'appel instantané, où le courant initial est beaucoup plus élevé que le courant nominal. Mais pourquoi ce phénomène se produit-il ?

Tout d'abord, définissons le courant instantané. Dans un circuit, dès qu'il est mis sous tension, un courant important est généralement généré. Ce courant important de courte durée est appelé courant instantané. Dans les circuits avec condensateurs, cela est dû à la nécessité pour les condensateurs de se charger lorsqu'ils sont mis sous tension pour la première fois, créant ainsi un court-circuit. Par conséquent, le courant instantané peut théoriquement être très important. Ce concept est relativement facile à comprendre dans les circuits avec condensateurs. Mais pourquoi cela se produit-il dans les circuits de tubes chauffants infrarouges ?

Comprenons d'abord le matériau du filament chauffant en tubes chauffants infrarouges-Fil de tungstène. Le tungstène, avec son point de fusion élevé, sa grande résistivité et sa bonne résistance mécanique, est le meilleur matériau pour les lampes à incandescence parmi tous les métaux purs. Le principe de chauffage des tubes chauffants infrarouges est similaire à celui des lampes à incandescence, c'est pourquoi le fil de tungstène est également utilisé pour le filament chauffant.

À 20 °C, la résistivité d'un fil de tungstène est de 5,3×10-8 Ω⋅m5,3 \times 10^{-8}. \, \Omega \cdot m5.3×10-8Ω⋅m. Comme pour les autres métaux, la résistance du fil de tungstène augmente avec la température. Le coefficient de résistance à la température du fil de tungstène est de 5,5×10-3/100°C5,5 fois 10^{-3}/100°C5,5×10-3/100°C. La température de surface du filament de tungstène d'une lampe à incandescence de 100 W est généralement comprise entre 2300 et 2800 °C. Pour les tubes chauffants à infrarouge, qui ont généralement une puissance d'environ 1 000 W, la température de fonctionnement est même supérieure à 2 800 °C. Ainsi, la résistance du tube chauffant infrarouge en fonctionnement est beaucoup plus importante que sa résistance à température ambiante (résistance à froid).

Quelles sont donc la résistance à froid et la résistance de fonctionnement d'un tube chauffant infrarouge de 220V 500W ? À quoi ressemble la courbe de variation de la résistance au démarrage ? Selon les données d'essai d'un article publié dans la revue "Lighting Electrical Appliances", la résistance d'un tube chauffant infrarouge à fil de tungstène passe de 7,45Ω à 87,36Ω entre la mise en service et le fonctionnement stable. Cela signifie qu'avec une tension stable de 220 V, le courant instantané au démarrage est 10 fois supérieur au courant de fonctionnement stable.

Le changement de résistance le plus important se produit au cours de la première seconde. Alors, pourquoi le tube chauffant infrarouge à fil de tungstène a-t-il un courant d'appel instantané au démarrage ? C'est principalement dû à la faible résistance du fil de tungstène à basse température. Si la tension reste constante, le courant au cours de la première seconde de démarrage sera beaucoup plus important que le courant à la puissance nominale.

Ce principe s'applique également aux tubes chauffants traditionnels à résistance.

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