خصائص الجهد الحالي للمصابيح الكهربائية
يمكن تمثيل خصائص المصباح الكهربائي كعنصر من عناصر الدائرة الكهربائية بشكل كامل من خلال خاصية جهده الحالي ، أي من خلال اعتماد انخفاض الجهد عليه على قيمة تدفق التيار.
خاصية الجهد الحالي لمصابيح تفريغ الغاز
يعتمد تشغيل مصادر إشعاع تصريف الغاز على التفريغ الكهربائي في جو من الغاز الخامل (غالبًا الأرجون) وبخار الزئبق. يحدث الإشعاع بسبب انتقال إلكترونات ذرات الزئبق من مدار يحتوي على نسبة عالية من الطاقة إلى مدار به طاقة أقل. من بين جميع أنواع التفريغ الكهربائي (صامت ، متوهج ، إلخ) ، تتميز المصادر الاصطناعية بتفريغ القوس ، والذي يتميز بكثافة تيار عالية في قناة التفريغ. تحدد خصائص تفريغ القوس كعنصر من عناصر الدائرة الكهربائية و خصائص مخططات إدراج مصادر تصريف الغاز.
تظهر خاصية الجهد الحالي لتفريغ القوس في الشكل. 1 (منحنى 1).كما يوضح خاصية الجهد الحالي للمقاومة الثابتة (المنحنى 2). بالنسبة للمقاومة الثابتة ، فإن النسبة هي نفسها في كل نقطة على الخاصية. يحدد بخطوات صغيرة حجم وعلامة المقاومة الديناميكية والخطية للخاصية.
بالنسبة لخصائص تفريغ القوس ، تكون هذه النسبة ، أولاً ، متغيرة عدديًا للنقاط المختلفة ، والثانية ، سلبية في الإشارة. تحدد الخاصية الأولى عدم الخطية للخاصية ، والثانية - ما يسمى بالطابع "الهابط" للمنحنى. وبالتالي ، فإن تفريغ القوس له خاصية الجهد السقوط غير الخطي.
إذا قمت بحساب مقاومة القوس الثابت عند عدة نقاط على المنحنى (R = U / I) ، فيمكن ملاحظة أنه مع زيادة التيار ، تقل مقاومة القوس.
أرز. 1. خصائص التيار-الجهد لتفريغ القوس (1) ، المقاومة الثابتة (2) والمصباح المتوهج (3)
عندما يتم توصيل تفريغ القوس مباشرة بشبكة DC ، يكون التفريغ غير مستقر ويرافقه زيادة غير محدودة في التيار. لذلك ، في هذه الحالة ، من الضروري اتخاذ تدابير لتحقيق الاستقرار في التفريغ. يمكن توفير الاستقرار إما عن طريق استخدام مصدر جهد له خاصية خارجية ساقطة (مثل هذه الخاصية ، على سبيل المثال ، مصممة خصيصًا لمولد اللحام لتثبيت قوس اللحام) ، أو بمقاومة صابورة إضافية متصلة في سلسلة مع فجوة تفريغ الغاز . بالنسبة لمصادر إشعاع تفريغ الغاز ، يتم استخدام الطريقة الثانية لتثبيت التفريغ.
دعونا ننظر في حالة تضمين فجوة غاز في سلسلة بمقاومة نشطة. في التين.يوضح الشكل 2 خاصية الجهد الحالي (المنحنى 1) لفجوة تفريغ الغاز والفرق بين جهد التيار الكهربائي وانخفاض الجهد في الصابورة اعتمادًا على التيار (الخط المستقيم 2).
أرز. 2. مخطط لتشغيل فجوة تصريف الغاز بالتسلسل مع مقاومة الصابورة (أ) وخصائص الجهد الحالي للعناصر (ب)
يجب أن تمتثل جميع أوضاع الحالة المستقرة لتدفق التيار في مثل هذه الدائرة قانون كيرشوفجامعة كاليفورنيا = Ub + Ul. يتم استيفاء هذا الشرط عند التقاطعات لخط مستقيم 2 (Uc-Ub = f (I)) مع خاصية الفولت الحالية I فجوة تصريف الغاز. ومع ذلك ، مع تناقص الخصائص ، يكون العبور ممكنًا في عدة نقاط ، ولن تتوافق جميعها مع الوضع المستقر. سيكون الوضع المستقر في تلك النقاط التي ، مع زيادة التيار ، ينخفض مجموع الجهد عبر المصباح والصابورة ستتجاوز المقاومة جهد المصدر ، أي Ub + Ulb + Ul
هذا التفاوت هو معيار للاستدامة. معيار الاستقرار في الشكل. 2 يلبي النقطة B. في الأوضاع الموجودة على يسار النقطة B ، يظهر جهد زائد موجب ΔU ، مما يؤدي إلى زيادة التيار ، وفي وضع على يمين النقطة B ، يظهر جهد زائد سلبي ΔU ، مما يؤدي إلى انخفاض في التيار. لذلك ، يكون النظام عند النقطة B مستقرًا أو مستقرًا.
تجدر الإشارة إلى أنه لا يتم تثبيت الجهد ولا التيار عن طريق تشغيل مقاومة الصابورة ، يتم تثبيت وضع احتراق القوس فقط. في الواقع ، عندما يزداد جهد التيار الكهربائي إلى Uc1 ، يظل وضع الاحتراق مستقرًا وينتقل إلى النقطة B1 التي يختلف فيها التيار والجهد عن القيم المقابلة عند النقطة B.يختلف تيار القوس والجهد أيضًا عند النقطة المستقرة B2 عند انخفاض الجهد Uc2.
تسمح لنا هذه الاعتبارات باستنتاج أنه لا يمكن ضمان استقرار التفريغ من خلال تثبيت الجهد في مصباح تفريغ الغاز. إن اشتقاقات وعلاقات جهد التيار المستمر المذكورة أعلاه قابلة للتطبيق بشكل كامل على دوائر جهد التيار المتردد. لتحقيق الاستقرار في التفريغ عند التيار المتناوب ، يتم استخدام كوابح الاستقراء والسعة ، لأن الخسائر عليها أقل من الخسائر النشطة.
خاصية الجهد الحالي للمصابيح المتوهجة
خاصية الجهد الحالي للمصابيح المتوهجة غير خطية ولها طابع تصاعدي. يرجع عدم الخطية إلى اعتماد مقاومة الفتيل على درجة الحرارة وبالتالي على التيار: كلما زاد التيار ، زادت مقاومة الفتيل. تفسر الطبيعة المتزايدة للمنحنى بالقيمة الإيجابية للمقاومة الديناميكية: في كل نقطة من المنحنى ، تقابل الزيادة الإيجابية في التيار زيادة موجبة في انخفاض الجهد. يتم إنشاء وضع مستقر تلقائيًا ، أي أن التيار عند الجهد الثابت لا يمكن أن يتغير لأسباب داخلية. هذا يسمح بالتوصيل المباشر للمصباح الفتيل بالجهد.