كيفية حساب درجة حرارة خيوط مصباح خيوط في الوضع الاسمي

كما تعلمون ، مع زيادة درجة حرارة المعدن ، تزداد مقاومته الكهربائية. بالنسبة للمعادن المختلفة ، فيما يتعلق بهذه الظاهرة ، فإن معامل درجة الحرارة الخاص بها للمقاومة α هو خاصية مميزة ، والتي يمكن العثور عليها بسهولة في الكتاب المرجعي.

السبب في هذه الظاهرة هو أن الاهتزازات الحرارية لأيونات الشبكة البلورية المعدنية تصبح أكثر كثافة مع زيادة درجة الحرارة ، وتصطدم إلكترونات التوصيل التي تشكل التيار معها في كثير من الأحيان ، مع إنفاق المزيد من الطاقة على هذه الاصطدامات. وبما أن التيار نفسه (وفقًا لقانون جول لينز) يؤدي إلى تسخين الموصل ، فعندما يبدأ التيار في التدفق عبر الموصل ، تبدأ مقاومة هذا الموصل في الزيادة فورًا.

وبالمثل ، تزداد مقاومة خيوط المصباح عند توصيله بمصدر طاقة. دعونا نجد درجة حرارة خيوط المصباح في الوضع الاسمي لتشغيله.

معامل درجة حرارة مقاومة التنغستن (الذي يصنع منه خيوط المصباح المتوهج) هو α = 0.0045 / K ، ويرتبط بتغير في المقاومة (مع تغير في درجة الحرارة) بالعلاقة التالية:

هنا:

R0- مقاومة الشعيرة عند 0 درجة مئوية ؛

R- مقاومة الشعيرة عند درجة الحرارة الحالية t.

المقاومة R0 للخيوط المتوهجة عند 0 درجة مئوية غير معروفة لنا ، يجب الآن تحديدها بشكل غير مباشر. للقيام بذلك ، أولاً باستخدام مقياس متعدد ، نقيس مقاومة المصباح في درجة حرارة الغرفة.

بعد ذلك ، ألقِ نظرة على مقياس حرارة الغرفة ، وبالتالي اكتشف درجة حرارة الهواء في الغرفة.

إذا افترضنا أن الشعيرة الباردة للمصباح لها نفس درجة حرارة الهواء في الغرفة تمامًا ، فإن مقاومة المصباح عند 0 درجة مئوية يتم تحديدها بسهولة من خلال الصيغة:

من الضروري الاستعاضة هنا:

درجة الحرارة في الغرفة (بواسطة مقياس الحرارة) ؛

المقاومة rk من خيوط المصباح في درجة الحرارة الحالية في الغرفة (قابلة للقياس مع المتر).

لذلك ، الآن نحن نعرف المقاومة R0 من خيوط مصباحنا في 0 درجة مئوية. الآن ، ومع معرفة قدرة المصباح الاسمي والجهد المقنن ، نحدد مقاومته الاسمية بحتًا رياضياً Rn وفقًا للصيغة المعروفة التالية:

نستبدل هنا البيانات الموضحة مباشرة على المصباح:

يو تصنيف الجهد من المصباح.

ف مصباح الطاقة.

نأتي الآن بالصيغة الأولى إلى النموذج التالي ، ونستبدل المقاومة الاسمية Rn التي تم العثور عليها للتو ، والمقاومة R0 عند 0 درجة مئوية ، والتي تم العثور عليها أعلاه ، وكذلك معامل درجة حرارة المقاومة α = 0.0045 / K للتنغستن (مأخوذ من الكتاب المرجعي):

لذلك وجدنا درجة الحرارة الفعلية لخيوط المصباح في حالة العمل ، وليس قياسها مباشرة ، ولكن فقط معرفة الطاقة المقدرة P والجهد المقنن لشبكة U والمقاومة الباردة Rk ودرجة حرارة الغرفة t ومعامل درجة حرارة مقاومة التنغستن α.