전등의 전류-전압 특성
전기 회로의 요소로서 전기 램프의 특성은 전류-전압 특성, 즉 흐르는 전류 값에 대한 전압 강하의 의존성에 의해 완전히 표현될 수 있습니다.
가스 방전 램프의 전류-전압 특성
가스 방전 방사원의 작동은 불활성 가스(대부분 아르곤) 및 수은 증기 분위기에서의 전기 방전을 기반으로 합니다. 방사선은 에너지 함량이 높은 궤도에서 에너지가 낮은 궤도로 수은 원자의 전자가 전이되어 발생합니다. 모든 다양한 전기 방전(무음, 발광 등) 중에서 인공 소스는 방전 채널에서 높은 전류 밀도를 특징으로 하는 아크 방전을 특징으로 합니다. 전기회로의 한 요소인 아크방전의 특성이 결정하고 가스 배출원 포함 계획의 특성.
아크 방전의 전류-전압 특성은 그림 1에 나와 있습니다. 1(곡선 1).또한 일정한 저항의 전류-전압 특성을 보여줍니다(곡선 2). 일정한 저항의 경우 비율은 특성의 모든 지점에서 동일합니다. 동적 저항의 크기와 부호 및 특성의 선형성을 작은 단계로 결정합니다.
아크 방전 특성의 경우, 이 비율은 첫 번째로 다른 지점에 대해 수치적으로 가변적이며 두 번째로 음의 부호입니다. 첫 번째 특성은 특성의 비선형성을 결정하고 두 번째 특성은 소위 곡선의 "떨어지는" 특성을 결정합니다. 따라서 아크 방전은 비선형 하강 전류-전압 특성을 갖는다.
곡선의 여러 지점(R = U/I)에서 정적 아크 저항을 계산하면 전류가 증가함에 따라 아크 저항이 감소함을 알 수 있습니다.
쌀. 1. 아크방전(1), 정저항(2), 백열전구(3)의 전류-전압 특성
아크 방전이 DC 네트워크에 직접 연결되면 방전이 불안정하고 전류가 무한히 증가합니다. 따라서 이 경우 방전을 안정시키기 위한 대책을 강구할 필요가 있다. 안정화는 외부 특성이 떨어지는 전압 소스(예를 들어, 이러한 특성은 용접 아크를 안정화하기 위해 용접 생성기를 위해 특별히 설계됨) 또는 가스 방전 갭과 직렬로 연결된 추가 안정기 저항을 사용하여 제공될 수 있습니다. . 가스 방전 방사원의 경우 방전을 안정화하는 두 번째 방법이 사용됩니다.
활성 저항과 직렬로 연결된 가스 갭을 포함하는 경우를 고려해 보겠습니다. 무화과에서.도 2는 가스-방전 갭의 전류-전압 특성(곡선 1)과 전류에 따른 주전원 전압과 안정기의 전압 강하 차이(직선 2)를 나타낸다.
쌀. 2. 밸러스트 저항(a) 및 요소(b)의 전류-전압 특성과 직렬로 가스 방전 갭을 켜는 방식
이러한 회로에서 전류 흐름의 모든 정상 상태 모드는 다음을 준수해야 합니다. 키르히호프의 법칙UC = UB + UL. 이 조건은 전류-볼트 특성 I 가스 방전 갭과 직선 2(Uc-Ub = f(I))의 교차점에서 충족됩니다. 그러나 특성이 감소함에 따라 여러 지점에서 교차가 가능하며 모든 지점이 안정 모드에 해당하는 것은 아니며 안정 모드는 전류가 증가함에 따라 램프와 안정기 양단의 전압 강하의 합이 되는 지점이 됩니다. 저항은 소스 전압을 초과합니다. Ub +Ulb +Ul
이 불평등은 지속 가능성의 기준입니다. 그림의 안정성 기준 2는 점 B를 만족한다. 점 B의 왼쪽 모드에서는 양의 과전압 ΔU가 나타나 전류가 증가하고, 점 B의 오른쪽 모드에서는 음의 과전압 ΔU가 나타나 전류 감소. 따라서 점 B의 체제는 안정적이거나 안정화됩니다.
밸러스트 저항을 켜도 전압도 전류도 안정화되지 않고 아크 연소 모드만 안정화된다는 점에 유의해야 합니다. 실제로 주전원 전압이 Uc1로 증가하면 연소 모드가 안정적으로 유지되고 전류 및 전압이 B 지점의 해당 값과 다른 B1 지점으로 이동합니다.감소된 전압 Uc2에서 안정점 B2에서도 아크 전류와 전압이 다릅니다.
이러한 고려 사항을 통해 가스 방전 램프의 전압을 안정화하여 방전의 안정성을 보장할 수 없다는 결론을 내릴 수 있습니다. 위의 DC 전압 유도 및 관계는 AC 전압 회로에 완전히 적용할 수 있습니다. 교류에서 방전을 안정화하기 위해 유도 및 용량 성 안정기가 사용됩니다. 손실이 활성 안정기보다 적기 때문입니다.
백열등의 전류-전압 특성
백열 램프의 전류-전압 특성은 비선형이며 오름차순 특성을 가집니다. 비선형성은 필라멘트의 저항이 온도에 따라 달라지므로 전류에 의존하기 때문입니다. 전류가 클수록 필라멘트의 저항이 커집니다. 곡선의 증가 특성은 동적 저항의 양수 값으로 설명됩니다. 곡선의 각 지점에서 전류의 양수 증가는 전압 강하의 양수 증가에 해당합니다. 안정 모드가 자동으로 생성됩니다. 즉, 정전압의 전류는 내부 이유로 인해 변경될 수 없습니다. 이를 통해 필라멘트 램프를 전압에 직접 연결할 수 있습니다.