כיצד לחשב את טמפרטורת הנימה של מנורת נימה במצב נומינלי

כידוע, עם עליית הטמפרטורה של המתכת ההתנגדות החשמלית שלה עולה. עבור מתכות שונות, בקשר לתופעה, מקדם הטמפרטורה שלה הוא a אופייני, אשר ניתן למצוא בקלות בספר העזר.

הסיבה לתופעה היא שהתנודות התרמיות של יוני הסריג הקריסטליים מתעצמות עם עליית הטמפרטורה, ואלקטרוני ההולכה היוצרים את הזרם מתנגשים בהם לעיתים קרובות יותר, ומוציאים יותר אנרגיה על התנגשויות אלה. ומכיוון שהזרם עצמו (על פי חוק ג'ול-לנץ) מוביל לחימום המוליך, אז ברגע שהזרם מתחיל לזרום דרך המוליך, מיד ההתנגדות של מוליך זה מתחילה לעלות.

באופן דומה, ההתנגדות של הנימה של המנורה עולה כאשר היא מחוברת למקור חשמל. בואו נמצא את הטמפרטורה של נימת המנורה במצב הנומינלי של פעולתה.

מקדם ההתנגדות לטמפרטורה של טונגסטן (ממנו עשוי נימה של מנורת ליבון) הוא α = 0.0045 / K, והוא קשור לשינוי בהתנגדות (יחד עם שינוי בטמפרטורה) על ידי הקשר הבא:

הנה:

התנגדות R0 של הנימה ב 0 מעלות צלזיוס;

התנגדות R של הנימה בטמפרטורה הנוכחית t.

ההתנגדות R0 של חוט הלהט ב 0 ° צלזיוס אינה ידועה לנו, כעת יש לקבוע אותה בעקיפין. לשם כך, ראשית בעזרת מודד מודד את ההתנגדות של המנורה בטמפרטורת החדר.

בשלב הבא, התבונן במדחום החדר ובכך גלה את טמפרטורת האוויר בחדר.

אם אנו מניחים כי הנימה הקרה של המנורה טמפרטורה זהה בדיוק לאוויר בחדר, אזי ההתנגדות של המנורה בטמפרטורה של 0 מעלות נקבעת בקלות על ידי הנוסחה:

יש להחליף כאן:

ט טמפרטורה בחדר (על ידי מדחום);

התנגדות RK של חוט המנורה בטמפרטורה הנוכחית בחדר (ניתנת למדידה בעזרת מודד).

אז עכשיו אנו יודעים את ההתנגדות R0 של חוט המנורה שלנו ב 0 מעלות צלזיוס. כעת, ביודענו את כוח המנורה הנומינלי ואת המתח הנקוב שלו, אנו קובעים באופן מתמטי בלבד את ההתנגדות הנומינלית שלו Rn על פי הנוסחה הידועה הבאה:

אנו מחליפים כאן את הנתונים המצוינים ישירות על המנורה:

מתח U-מדורג של המנורה;

כוח מנורה מדורגת P.

כעת אנו מביאים את הנוסחה הראשונה מאוד לצורה הבאה, ומחליפים את ההתנגדות הנומינלית Rn שנמצא זה עתה, ואת ההתנגדות R0 ב 0 ° С, שנמצאה למעלה, כמו גם את מקדם הטמפרטורה של ההתנגדות α = 0.0045 / K לטונגסטן (שנלקח מתוך ספר העזר):

אז מצאנו את הטמפרטורה בפועל של חוט המנורה במצב עבודה, לא מודדים אותה ישירות, אלא רק מכירים את ההספק המדורג P, את המתח המדורג של הרשת U, את ההתנגדות הקרה Rk, את טמפרטורת החדר ואת מקדם הטמפרטורה של התנגדות טונגסטן α.