Как да се изчисли температурата на нажежаемата жичка на нажежаема лампа в номинален режим

Както знаете, с повишаване на температурата на метала, неговото електрическо съпротивление се увеличава. За различни метали, във връзка с това явление, е характерен собствен температурен коефициент на съпротивление α, който лесно може да се намери в справочника.

Причината за това явление е, че топлинните вибрации на решетъчните йони на метални кристали стават по-интензивни с увеличаване на температурата и електроните на проводимост, които образуват тока, се сблъскват с тях по-често, изразходвайки повече енергия за тези сблъсъци. И тъй като самият ток (според закона на Джоул-Ленц) води до нагряване на проводника, то веднага щом токът започне да тече през проводника, съпротивлението на този проводник веднага започва да се увеличава.

По същия начин съпротивлението на нажежаемата жичка на лампата се увеличава, когато тя е свързана към източник на енергия. Нека да намерим температурата на нажежаемата жичка на лампата в номиналния режим на нейната работа.

Температурният коефициент на съпротивление на волфрам (от който е изработена нажежаемата жичка на лампа с нажежаема жичка) е α = 0,0045 / K и е свързан с промяна в съпротивлението (заедно с промяна на температурата) по следното отношение:

тук:

R0-устойчивост на нишката при 0 ° С;

R-съпротивление на нишката при текущата температура t.

Съпротивлението R0 на нажежаемата жичка при 0 ° C не е известно за нас, сега трябва да се определи индиректно. За да направите това, първо с мултицет измерваме съпротивлението на лампата при стайна температура.

След това разгледайте стайния термометър и по този начин разберете температурата на въздуха в стаята.

Ако приемем, че студената нажежаема жичка на лампата има точно същата температура като въздуха в помещението, тогава съпротивлението на лампата при 0 ° C лесно се определя по формулата:

Тук е необходимо да се замени:

t-температура в помещението (чрез термометър);

Rk-устойчивост на нажежаемата жичка на лампата при текущата температура в помещението (измеримо с мултицет).

И така, сега знаем съпротивлението R0 на нажежаемата жичка на нашата лампа при 0 ° C. Сега, знаейки номиналната мощност на лампата и нейното номинално напрежение, ние определяме чисто математически нейното номинално съпротивление Rn по следната добре известна формула:

Заменяме тук данните, посочени директно на лампата:

U-номинално напрежение на лампата;

P-номинална мощност на лампата

Сега привеждаме първата формула в следната форма и заместваме току-що намереното номинално съпротивление Rn и съпротивлението R0 при 0 ° С, което беше намерено по-горе, както и температурния коефициент на съпротивление α = 0,0045 / K за волфрам (взет от директорията):

Така открихме действителната температура на нажежаемата жичка на лампата в работно състояние, като не я измерваме директно, а знаем само номиналната мощност P, номиналното напрежение на мрежата U, студоустойчивостта Rk, стайната температура t и температурния коефициент на съпротивление на волфрама α.