Īslaicīgs strāvas pārspriegums volframa infrasarkanās sildīšanas caurulēs

Users of resistance heating tubes or tungsten wire infrasarkanās apkures caurules 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?

Vispirms definēsim momentāno strāvu. Ķēdē brīdī, kad tā tiek ieslēgta, parasti rodas liela strāva. Šo īslaicīgo lielo strāvu sauc par momentāno strāvu. Ķēdēs ar kondensatoriem tā rodas tāpēc, ka kondensatoriem, pirmo reizi ieslēdzot strāvu, ir nepieciešams uzlādēties, efektīvi radot īssavienojumu. Tāpēc momentānā strāva teorētiski var būt ļoti liela. Šo jēdzienu ir salīdzinoši viegli saprast ķēdēs ar kondensatoriem. Bet kāpēc tas notiek infrasarkano sildīšanas cauruļu ķēdēs?

Let’s first understand the material of the heating filament in infrasarkanās apkures caurules—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 temperatūrā volframa stieples pretestība ir 5,3×10-8 Ω⋅m5,3 reizes 10^{-8}. \, \Omega \cdot m5,3×10-8Ω⋅m. Volframa stieples, tāpat kā citu metālu, pretestība palielinās, pieaugot temperatūrai. Volframa stieples pretestības temperatūras koeficients ir 5,5×10-3/100°C5,5 reizes 10^{-3}/100°C5,5×10-3/100°C. Volframa kvēldiega virsmas temperatūra 100 W kvēlspuldzei parasti ir no 2300 līdz 2800°C. Infrasarkano staru sildīšanas lampām, kuru jauda parasti ir aptuveni 1000 W, darba temperatūra ir pat augstāka par 2800°C. Tādējādi infrasarkano staru sildierīces pretestība darbības laikā ir daudz lielāka nekā tās pretestība istabas temperatūrā (aukstā pretestība).

Kāda ir 220 V 500 W infrasarkanās apkures caurules aukstuma pretestība un darba pretestība? Kā izskatās pretestības izmaiņu līkne palaišanas laikā? Saskaņā ar testa datiem, kas iegūti no žurnālā "Lighting Electrical Appliances" publicētā raksta, volframa stieples infrasarkanās sildierīces pretestība no palaišanas līdz stabilai darbībai mainās no 7,45Ω līdz 87,36Ω. Tas nozīmē, ka pie stabila 220 V sprieguma momentānā strāva palaišanas brīdī ir 10 reizes lielāka par stabilas darbības strāvu.

Vislielākās pretestības izmaiņas notiek pirmajā sekundē. Tātad, kāpēc volframa stieples infrasarkanās sildīšanas caurulei ir tūlītēja ieslēgšanās strāva palaišanas brīdī? Galvenokārt tāpēc, ka volframa stieples zemā temperatūrā ir zema pretestība. Ja spriegums paliek nemainīgs, strāva pirmajā palaišanas sekundē būs daudz lielāka par strāvu pie nominālās jaudas.

Šis princips attiecas arī uz tradicionālajām rezistīvajām sildīšanas caurulēm.

GlobalQT specializējas augstas kvalitātes kvarca cauruļu un kvarca cauruļu sildītāju ražošanā. Lai iegūtu vairāk informācijas, apmeklējiet mūsu tīmekļa vietne vai sazinieties ar mums pa tel contact@globalquartztube.com.