Momentinis srovės šuolis volframo infraraudonųjų spindulių šildymo vamzdžiuose

Users of resistance heating tubes or tungsten wire infraraudonųjų spindulių šildymo vamzdžiai 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?

Pirmiausia apibrėžkime momentinę srovę. Įjungus grandinę, joje paprastai susidaro didelė srovė. Ši trumpalaikė didelė srovė vadinama momentine srove. Grandinėse su kondensatoriais taip yra dėl to, kad pirmą kartą įjungus maitinimą kondensatoriai turi būti įkrauti, todėl susidaro trumpasis jungimas. Todėl momentinė srovė teoriškai gali būti labai didelė. Šią sąvoką gana lengva suprasti grandinėse su kondensatoriais. Tačiau kodėl taip atsitinka infraraudonųjų spindulių šildymo vamzdelių grandinėse?

Let’s first understand the material of the heating filament in infraraudonųjų spindulių šildymo vamzdžiai—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 temperatūroje volframo vielos varža yra 5,3×10-8 Ω⋅m5,3 karto 10^{-8}. \, \Omega \cdot m5,3×10-8Ω⋅m. Kaip ir kitų metalų, volframo vielos varža didėja su temperatūra. Volframo vielos varžos temperatūrinis koeficientas yra 5,5×10-3-3/100°C5,5 kartų 10^{-3}/100°C5,5×10-3-3/100°C. 100 W kaitrinės lempos volframo siūlelio paviršiaus temperatūra paprastai svyruoja nuo 2300 iki 2800 °C. Infraraudonųjų spindulių kaitinimo vamzdžių, kurių galia paprastai būna apie 1000 W, darbinė temperatūra yra dar aukštesnė nei 2800 °C. Taigi infraraudonųjų spindulių kaitinimo vamzdelio varža darbo metu yra daug didesnė nei jo varža kambario temperatūroje (šaltoji varža).

Kokia yra 220 V 500 W infraraudonųjų spindulių šildymo vamzdžio šalčio varža ir darbinė varža? Kaip atrodo varžos kitimo kreivė paleidimo metu? Remiantis žurnale "Lighting Electrical Appliances" išspausdinto straipsnio bandymų duomenimis, volframo vielos infraraudonųjų spindulių šildymo vamzdžio varža nuo paleidimo iki stabilaus veikimo kinta nuo 7,45 Ω iki 87,36 Ω. Tai reiškia, kad esant stabiliai 220 V įtampai, momentinė srovė paleidimo metu yra 10 kartų didesnė už stabilią darbinę srovę.

Didžiausias pasipriešinimo pokytis įvyksta per pirmąją sekundę. Taigi, kodėl įjungiant volframo vielos infraraudonųjų spindulių šildymo vamzdį atsiranda momentinė įjungimo srovė? Taip yra daugiausia dėl mažos volframo vielos varžos esant žemai temperatūrai. Jei įtampa išlieka pastovi, srovė per pirmąją paleidimo sekundę bus daug didesnė už srovę esant vardinei galiai.

Šis principas taikomas ir tradiciniams varžiniams šildymo vamzdžiams.

"GlobalQT" specializuojasi aukštos kokybės kvarco vamzdelių ir kvarco vamzdelių šildytuvų gamyboje. Norėdami gauti daugiau informacijos, apsilankykite mūsų Interneto svetainė arba susisiekite su mumis el contact@globalquartztube.com.