Pillanatnyi áramerősség a volfrám infravörös fűtőcsövekben

Users of resistance heating tubes or tungsten wire infravörös fűtőcsövek 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?

Először is definiáljuk a pillanatnyi áramot. Egy áramkörben a bekapcsolás pillanatában általában nagy áram keletkezik. Ezt a rövid ideig tartó nagy áramot pillanatnyi áramnak nevezzük. A kondenzátorokkal ellátott áramkörökben ez abból adódik, hogy a kondenzátoroknak az első bekapcsoláskor fel kell töltődniük, ami gyakorlatilag rövidzárlatot hoz létre. Ezért a pillanatnyi áram elméletileg nagyon nagy lehet. Ez a koncepció viszonylag könnyen érthető a kondenzátorokkal ellátott áramkörökben. De miért történik ez az infravörös fűtőcsöves áramkörökben?

Let’s first understand the material of the heating filament in infravörös fűtőcsövek—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-on a volfrámhuzal fajlagos ellenállása 5,3×10-8 Ω⋅m5,3 \szor 10^{-8} \, \Omega \cdot m5,3×10-8Ω⋅m. Más fémekhez hasonlóan a volfrámhuzal ellenállása is nő a hőmérséklettel. A volfrámhuzal ellenállásának hőmérsékleti együtthatója 5,5×10-3/100°C5,5 \times 10^{-3}/100°C5,5×10-3/100°C5,5×10-3/100°C. Egy 100 W-os izzólámpa volfrámszálának felületi hőmérséklete általában 2300-2800 °C között mozog. Az infravörös fűtőcsöveknél, amelyek teljesítménye általában 1000W körül van, az üzemi hőmérséklet még 2800°C-nál is magasabb. Így az infravörös fűtőcső ellenállása működés közben sokkal nagyobb, mint a szobahőmérsékleten mért ellenállása (hideg ellenállás).

Mekkora tehát egy 220V-os 500W-os infravörös fűtőcső hidegellenállása és működési ellenállása? Hogy néz ki az ellenállás-változási görbe indításkor? A "Lighting Electrical Appliances" című folyóiratban megjelent tanulmány vizsgálati adatai szerint egy volfrámhuzalos infravörös fűtőcső ellenállása 7,45Ω-ról 87,36Ω-ra változik az indítástól a stabil működésig. Ez azt jelenti, hogy 220V-os stabil feszültség mellett a pillanatnyi áram indításkor 10-szerese a stabil üzemi áramnak.

A legnagyobb változás az ellenállásban az első másodpercben következik be. Miért van tehát a volfrámhuzalos infravörös fűtőcsőnek indításkor pillanatnyi bemeneti árama? Ez elsősorban a volfrámhuzal alacsony hőmérsékleten tapasztalható alacsony ellenállásának köszönhető. Ha a feszültség állandó marad, az áram az indítás első másodpercében sokkal nagyobb lesz, mint a névleges teljesítményen mért áram.

Ez az elv a hagyományos ellenállásfűtő csövekre is érvényes.

A GlobalQT kiváló minőségű kvarccsövek és kvarccsöves fűtőberendezések gyártására specializálódott. További információért látogasson el a weboldal vagy lépjen kapcsolatba velünk a címen contact@globalquartztube.com.