Dlaczego żarówki są uważane za obciążenie rezystancyjne?

30

http://it.wikipedia.org/wiki/File:Electric_bulb_filament.jpg

Żarówka (zwykła stara lampa żarowa) jest zwykle przywoływana jako przykład obciążenia rezystancyjnego.

A jednak włókno jest w rzeczywistości wykonane z kilku stóp bardzo cienkiego drutu sprytnie zwiniętego w celu utworzenia włókna o długości około jednego cala. Wyraźne zwijanie drutu w ten sposób sprawia, że ​​włókno jest mniej więcej podobne do induktora. Jednak żarówki nie są uważane za obciążenie indukcyjne.

Dlaczego żarówki uważa się za obciążenie rezystancyjne z żarnikiem wykonanym z drutu zwojowego?

resistance inductance incandescent sharptooth
źródło
2
Domyślam się, że rezystancja żarnika jest znacznie większa niż reaktancja przy 50-60 Hz.
Armandas,
1
Spróbuj użyć jednego jako obojętnego obciążenia nadajnika radiowego, a znajdziesz wiele dowodów na to, że jest indukcyjny. Ale przy częstotliwości linii jest to nieznaczne.
Chris Stratton,

Odpowiedzi:

46

Reaktancja przy 50 lub 60 Hz jest po prostu znikoma. Według tego kalkulatora cewka o 100 zwojach o średnicy 1 mm i długości 25 mm ma 0,04 µH. Przy 50 Hz to 12 µΩ. Żarówka 60 W przy 230 V ma rezystancję 880 Ω, wtedy 12 µΩ to tylko 0,014 ppm tego, a cos (φ) = 0,999999999999999902. Czy powiemy „1”?

Włókno nie jest zwijane w celu zwiększenia reaktancji, ale w celu zwiększenia rezystancji poprzez wydłużenie włókna. Żarówki o większej mocy nie potrzebują wyższej rezystancji, dlatego często nie mają zwiniętego żarnika. Alternatywą dla zwiększenia oporności byłoby zmniejszenie średnicy filamentu, ale wtedy stałoby się zbyt kruche.

stevenvh
źródło
1
Często zastanawiam się, czy zwinięty charakter filamentu pomaga również powstrzymać pękanie rzeczy z powodu naprężeń termicznych, wibracyjnych i udarowych? Nigdy nie widziałem żadnych danych potwierdzających to podejrzenie czy nie.
Michael Karas,
@Michael - Przepraszam, ja też nie wiem. Byłoby miło, gdyby ktoś mógł to skomentować.
stevenvh
1
@Michael: To także powód, zapewnia elastyczność, aby zmniejszyć wstrząs spowodowany sztywnością, ale pomaga im również „trzecia noga” (4, 5 ...), która pomaga tłumić nowe wibracje ze względu na elastyczność ( Przepraszam, nie mogę teraz znaleźć lepszych słów). Pomaga, ale nie jest to czynnik decydujący, patrz na przykład naprawdę małe żarówki, w których ryzyko wibracji jest zmniejszone z powodu mniejszej fizycznej geometrii. Niektóre są wykonane ze znaczną przestrzenią wewnętrzną, nawet jeśli mają pół centymetra, więc cewka nie służy do nadawania jej większego oporu.
Vlad
Dłuższe włókno będzie również grubsze dla tej samej odporności, co również zmniejszy ryzyko pęknięcia.
Johan.A
1
@MichaelKaras: Rozumiem, co masz na myśli, ale drut spiralny waży więcej, a zatem pod wpływem wstrząsu lub wibracji zostanie do niego zastosowany silniejszy nacisk.
Resistance
5

zwijanie nie dodaje oporu (dodaje reaktancję), pomaga umieścić długi żarnik w małej przestrzeni, dzięki czemu żarówka jest wystarczająco mała, aby nadawała się do użytku, a dzięki niewielkiej odległości między uzwojeniami wzajemnie się ogrzewają, zwiększając w ten sposób temperaturę żarnika i światła Ponadto eliminuje naprężenia związane z wydłużaniem / skracaniem żarnika podczas ogrzewania / chłodzenia oraz wstrząsami i wibracjami, wydłużając w ten sposób żywotność żarówki.

auto25242
źródło
Drut zwinięty waży więcej, a zatem pod wpływem uderzenia lub wibracji zostanie do niego zastosowany silniejszy nacisk. Więc nie jestem pewien, czy wydłuży to żywotność.
Resistance