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民家讲堂丨为何交流电每周期过零不会烧坏电灯,而我们频繁合分开关却容易烧坏?
提问:为什么交流电每周期过零电灯不会烧坏,而我们频繁合分开关却会烧坏?
回答:这是因为电灯灯泡或者灯管的热惯性产生的结果。对于正常运行的灯具,由于电流过零的时间十分短促,热惯性使电灯的灯丝或者灯管不会产生冲击,灯具自然不会烧坏。而当灯具开关时它不存在热惯性,冲击电流强烈地冲击在灯丝或者灯管上,灯具相对容易烧坏。
如果我们要深入探究这个问题,还需要了解几组概念。
什么叫做冷态电阻和热态电阻?以及灯泡的点燃冲击电流Ip
冷态电阻:
就是指某器件在没有电流时,常温下的电阻,一般是指25℃时的电阻。
热态电阻:
简单点来说,是指其电阻值会随着自身温度的变化而变换的导体,很多情况下都是金属导体,譬如说铜、铂、钨丝等。
冲击电流Ip:
在给灯具通电时,由于电灯的冷态电阻,它会产生冲击电流Ip,其值约为热态电阻的四倍,冲击电流Ip约为几十毫秒,可见白炽灯灯泡的点燃过程对灯丝的冲击极大。
什么叫热惯性?
热惯性是指,当电流快速增加或减小时,游离作用或消游离作用来不及变化,使得弧柱温度的变化相对滞后。对于白炽灯来说,它的灯丝材料是金属钨,电流改变后,灯丝的温度调节很快。但对于日光灯,它的发光属于气体的辉光放电,当快速改变电流时,日光灯管的热惯性特别明显。正是因为有热惯性,灯泡对于非常短暂的电流变化有一定抵御能力。
正弦交流电流过零时,日光灯会有何种变化?
每当交流电流过零时,灯管的辉光放电熄灭。过零后,由于有热惯性存在,灯管气体具有一定温度,其中残存着一些正负离子,形成了剩余电流。当电压达到一定数值后,气体再次被击穿,出现辉光放电。尽管电流每10毫秒就过零一次,但灯丝温度有稳定值存在,因此点燃后的灯丝电阻不会降至最小值,当然也不会出现冲击电流Ip。
因此,不管是白炽灯还是日光灯,频繁地合分开关对灯具寿命的影响很大,而交流电流的过零现象,由于有热惯性存在,对灯具的寿命影响很小。
作者: 本报记者
来源: 人民电器报
发布时间: 2021年09月22日
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