Karakteristik arus-tegangan lampu listrik

Sifat-sifat lampu listrik sebagai elemen rangkaian listrik dapat sepenuhnya diwakili oleh karakteristik tegangan-arusnya, yaitu dengan ketergantungan penurunan tegangan pada besarnya arus yang mengalir.

Karakteristik arus-tegangan dari lampu pelepasan gas

Pengoperasian sumber radiasi pelepasan gas didasarkan pada pelepasan listrik di atmosfer gas inert (paling sering argon) dan uap merkuri. Radiasi terjadi karena transisi elektron atom merkuri dari orbit dengan kandungan energi tinggi ke orbit dengan energi lebih rendah. Dari semua variasi pelepasan listrik (diam, bercahaya, dll.), Sumber buatan dicirikan oleh pelepasan busur, yang ditandai dengan kepadatan arus yang tinggi di saluran pelepasan. Karakteristik pelepasan busur sebagai elemen rangkaian listrik menentukan dan karakteristik skema untuk memasukkan sumber pelepasan gas.

Karakteristik arus-tegangan dari pelepasan busur ditunjukkan pada Gambar. 1 (kurva 1).Ini juga menunjukkan karakteristik arus-tegangan dari resistansi konstan (kurva 2). Untuk resistansi konstan, rasionya sama di setiap titik pada karakteristik. Ini menentukan dalam langkah-langkah kecil besarnya dan tanda resistansi dinamis dan linearitas karakteristik.

Untuk karakteristik debit busur, rasio ini adalah, pertama, variabel numerik untuk titik yang berbeda, dan kedua, bertanda negatif. Karakteristik pertama menentukan non-linieritas karakteristik, dan yang kedua - yang disebut karakter "jatuh" dari kurva. Dengan demikian, pelepasan busur memiliki karakteristik tegangan arus jatuh non-linier.

Jika Anda menghitung resistansi busur statis di beberapa titik pada kurva (R = U / I), dapat dilihat bahwa dengan meningkatnya arus, resistansi busur berkurang.

Beras. 1. Karakteristik arus-tegangan dari pelepasan busur (1), resistansi konstan (2) dan lampu pijar (3)

Ketika pelepasan busur terhubung langsung ke jaringan DC, pelepasan tidak stabil dan disertai dengan peningkatan arus yang tak terbatas. Oleh karena itu, dalam hal ini perlu dilakukan tindakan untuk menstabilkan debit. Stabilisasi dapat disediakan baik dengan menggunakan sumber tegangan dengan karakteristik eksternal yang jatuh (karakteristik seperti itu, misalnya, dirancang khusus untuk generator las untuk menstabilkan busur las), atau resistansi ballast tambahan yang dihubungkan secara seri dengan celah pelepasan gas. . Untuk sumber radiasi pelepasan gas, metode kedua untuk menstabilkan pelepasan digunakan.

Mari kita pertimbangkan kasus memasukkan celah gas secara seri dengan resistansi aktif. Dalam gambar.2 menunjukkan karakteristik arus-tegangan (kurva 1) dari celah pelepasan gas dan perbedaan antara tegangan listrik dan penurunan tegangan pada ballast tergantung pada arus (garis lurus 2).

Beras. 2. Skema untuk menyalakan celah pelepasan gas secara seri dengan resistansi ballast (a) dan karakteristik elemen arus-tegangan (b)

Semua mode arus tunak dalam rangkaian seperti itu harus sesuai hukum KirchoffUc = Ub+Ul. Kondisi ini dipenuhi pada perpotongan garis lurus 2 (Uc-Ub = f(I)) dengan celah pelepasan gas karakteristik arus-volt I. Namun, dengan karakteristik yang menurun, penyeberangan dimungkinkan di beberapa titik, tidak semuanya sesuai dengan mode stabil Mode stabil akan berada di titik-titik yang, saat arus meningkat, jumlah penurunan tegangan melintasi lampu dan pemberat resistensi akan melebihi tegangan sumber, yaitu Ub+Ulb+Ul

Ketimpangan ini merupakan kriteria keberlanjutan. Kriteria stabilitas pada Gambar. 2 memenuhi titik B. Dalam mode di sebelah kiri titik B, tegangan berlebih positif ΔU muncul, yang menyebabkan peningkatan arus, dan dalam mode di sebelah kanan titik B, tegangan berlebih negatif ΔU muncul, yang mengarah ke penurunan arus. Oleh karena itu, rezim di titik B bersifat stabil atau stabil.

Perlu dicatat bahwa baik tegangan maupun arus tidak distabilkan dengan menyalakan resistansi ballast, hanya mode pembakaran busur yang distabilkan. Faktanya, ketika tegangan listrik naik ke Uc1, mode pembakaran tetap stabil dan menuju ke titik B1 yang arus dan tegangannya berbeda dari nilai yang sesuai di titik B.Arus dan voltase busur juga berbeda pada titik stabil B2 pada voltase tereduksi Uc2.

Pertimbangan ini memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa stabilitas pelepasan tidak dapat dipastikan dengan menstabilkan tegangan pada lampu pelepasan gas. Derivasi dan hubungan tegangan DC di atas sepenuhnya berlaku untuk rangkaian tegangan AC. Untuk menstabilkan pelepasan pada arus bolak-balik, ballast induktif dan kapasitif digunakan, karena kerugiannya lebih kecil daripada ballast aktif.

Karakteristik arus-tegangan lampu pijar

Karakteristik arus-tegangan lampu pijar adalah non-linier dan bersifat menaik. Non-linearitas disebabkan oleh ketergantungan resistansi filamen pada suhu dan karenanya pada arus: semakin besar arus, semakin besar resistansi filamen. Sifat kurva yang meningkat dijelaskan oleh nilai positif dari resistansi dinamis: pada setiap titik kurva, peningkatan arus yang positif sesuai dengan peningkatan penurunan tegangan yang positif. Mode stabil dibuat secara otomatis, yaitu arus pada tegangan konstan tidak dapat berubah karena alasan internal. Ini memungkinkan koneksi langsung dari lampu filamen ke voltase.