Вольт-амперные характеристики электрических ламп
Свойства электрической лампы как элемента электрической цепи, достаточно полно могут быть представлены ее вольт-амперной характеристикой, т. е. зависимостью падения напряжения на ней от величины протекающего тока.
Вольт-амперная характеристика газоразрядных ламп
В основе действия газоразрядных источников излучения лежит электрический разряд в атмосфере инертного газа (чаще всего аргон) и паров ртути. Излучение происходит за счет перехода электронов атомов ртути с орбиты с высоким содержанием энергии на орбиту с меньшей энергией. Из всего разнообразия электрических разрядов (тихий, тлеющий и т. д.) для искусственных источников характерен дуговой разряд, отличающийся высокими плотностями токов в канале разряда. Особенности дугового разряда как элемента электрической цепи определяют и особенности схем включения газоразрядных источников.
Вольт-амперная характеристика дугового разряда изображена на рис. 1 (кривая 1). Здесь же приведена вольт-амперная характеристика постоянного сопротивления (кривая 2). Для постоянного сопротивления отношение одинаково в любой точке характеристики. Оно определяет при малых приращениях на величину и знак динамического сопротивления и линейность характеристики.
Для характеристики дугового разряда это отношение, во-первых, численно непостоянно для разных точек, и во-вторых, отрицательно по знаку. Первая особенность определяет нелинейность характеристики, а вторая — так называемый «падающий» характер кривой. Таким образом, дуговой разряд имеет нелинейную падающую вольт-амперную характеристику.
Если подсчитать статическое сопротивление дуги в нескольких точках кривой ( R=U/I) , то можно увидеть, что с увеличением тока сопротивление дуги уменьшается.
Рис. 1. Вольт-амперные характеристики дугового разряда (1), постоянного сопротивления (2) и лампы накаливания (3)
При непосредственном включении дугового разряда в сеть с постоянным по величине напряжением разряд неустойчив и сопровождается бесконечным увеличением тока. Следовательно, в этом случае нужно принимать меры к стабилизации разряда. Стабилизация может быть обеспечена либо использованием источника напряжения с падающей внешней характеристикой (такая характеристика, например, специально создается у сварочного генератора для стабилизации сварочной дуги), либо дополнительным баластным сопротивлением, включенным последовательно с газоразрядным промежутком. Для газоразрядных источников излучения используется второй способ стабилизации разряда.
Рассмотрим случай включения газового промежутка последовательно с активным сопротивлением. На рис. 2 приведена вольт-амперная характеристика (кривая 1) газоразрядного промежутка и разность между напряжением сети и падением напряжения на балластном сопротивлении в функции тока (прямая 2).
Рис. 2. Схема включения газоразрядного промежутка последовательно с баластным сопротивлением (а) и вольт-амперные характеристики элементов (б)
Всякие стационарные режимы протекания тока в такой схеме должны удовлетворять закону Кирхгофа Uc=U б+ U л. Это условие выполняется в точках пересечения прямой 2 (Uс-Uб=f( I ) ) с вольт-амперной характеристикой I газоразрядного промежутка. Однако при падающих характеристиках пересечение возможно в нескольких точках, не каждая из которых будет соответствовать устойчивому режиму. Устойчивый режим будет в тех точках, для которых с увеличением тока сумма падений напряжений на лампе и балластном сопротивлении превысит напряжение источника, т.е. U б+ U л б+ U л
Это неравенство является критерием устойчивости. Критерию устойчивости на рис. 2 удовлетворяет точка В. В режимах левее точки В появляется положительный избыток напряжения Δ U, приводящий к увеличению тока, а в режиме правее точки В появляется отрицательный избыток напряжения Δ U, приводящий к уменьшению тока. Следовательно, режим в точке В является устойчивым, или стабилизированным.
Необходимо отметить, что ни напряжение, ни ток не стабилизируются включением балластного сопротивления, а стабилизируется только режим горения дуги. В самом деле, при увеличении напряжения сети до Uc1 режим горения остается устойчивым и переходит в точку B1 для которой ток и напряжение отличаются от соответствующих значений в точке В. Так же отличаются ток и напряжение дуги в устойчивой точке B2 при уменьшенном напряжении Uc2.
Эти рассуждения позволяют сделать вывод о том, что стабилизацией напряжения на газоразрядной лампе нельзя обеспечить стабильность разряда. Полученные выше выводы и соотношения для постоянного напряжения полностью применимы для цепей переменного напряжения. Для стабилизации разряда на переменном токе используют индуктивные и емкостные балласты, так как потери на них м еньше, чем на активном.
Вольт-амперная характеристика ламп накаливания
Вольт-амперная характеристика у ламп накаливания нелинейна и имеет восходящий характер. Нелинейность обусловлена зависимостью сопротивления нити накала от температуры, а следовательно, и от тока: чем больше ток, тем больше сопротивление нити. Восходящий характер кривой объясняется положительной величиной динамического сопротивления: в любой точке кривой положительному приращению тока соответствует положительное приращение падения напряжения. Автоматически создается устойчивый режим, т. е. ток при постоянном напряжении не может измениться из-за внутренних причин. Это позволяет включать лампу накаливания прямо на напряжение.
Присоединяйтесь к нашему каналу в Telegram «Современное освещение» и погружайтесь в мир инновационных технологий и стильного дизайна света! Подписывайтесь, чтобы быть в курсе последних трендов: Современное освещение в Telegram
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Вольт-амперная характеристика резистора
Поведение pезистоpа пpи включении его в электpическую цепь хаpактеpизуется его электpическими паpаметpами и хаpактеpистиками. Функциональная зависимость между величиной пpиложенного напpяжения и значением электpического тока, пpотекающего чеpез pезистоp, в соответствии с законом Ома, называется вольт — ампеpной хаpактеpистикой.
Иногда в технической литеpатуpе используется сокpащенная абpевиатуpа — ВАХ. Гpафик этой зависмости, в декаpтовой системе кооpдинат «напpяжение — U, ток — I» имеет вид пpямой линии, пpоходящей чеpез начало кооpдинат.
Если к pезистоpу пpиложено положительное напpяжение, ток пpотекает в положительном напpавлении.
Пpи изменении поляpности пpиложенного напpяжения, напpавление пpотекающего тока также меняется на пpотивоположное.
Резистоpы с линейной вольт — ампеpной хаpактеpистикой называются ЛИHЕЙHЫМИ pезистоpами.
В отличие от аналогичных элементов, напpимеp, ваpистоpов, теpмистоpов, у котоpых вольт — ампеpная хаpактеpистика имеет нелинейный хаpактеp.
Такие pезистоpы называются HЕЛИHЕЙHЫМИ.
Чем больше номинальное сопpотивления pезистоpа, тем меньше угол наклона » a» вольт — ампеpной хаpактеpистики к оси абсцисс, тем более полого на гpафике pасполагается вольт — ампеpная хаpактеpистика.
Если к pезистоpу пpиложить напpяжение U1, то, в соответствии с пpиведенным гpафиком, чеpез pезистоp будет пpотекать ток I1. Точку А пpинято называть pабочей точкой. Ток I1 — током в pабочей точке, а напpяжение U1 — напpяжением в pабочей точке или напpяжением смещения pабочей точки.
Компания «РЕОМ» осуществляет
аттестацию испытательного оборудования,
применяемого при оценке соответствия оборонной продукции и проводит следующие виды аттестаций климатических испытательных камер: первичная аттестация, периодическая аттестация, повторная аттестация.
Контактная информация:
тел: (812) 387-55- 06, 387-65-64, 387-86-94
тел/факс: (812) 327-96-60
e- mail: ,
Вольтамперные характеристики полупроводников
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) — зависимость тока, протекающего через сопротивление, от напряжения на этом сопротивлении, выраженная графически. ВАХ могут быть линейными и нелинейными, и в зависимости от этого сопротивления и цепи, содержащие данные сопротивления, разделяются на линейные и нелинейные.
Итак, вольтамперная характеристика — зависимость электрического напряжения от силы тока в электрической цепи или её отдельных элементах (реостате, конденсаторе и др.). У линейных элементов электрической цепи вольтамперная характеристика — прямая линия.
При повышении напряжения, приложенного к полупроводнику, величина тока в нем возрастает значительно быстрее напряжения (рис. 1), т. е. наблюдается нелинейная зависимость между током и напряжением. Если при перемене напряжения U на обратное (—U) изменение тока в полупроводнике имеет такой же характер, но в обратном направлении, то такой полупроводник обладает симметричной вольтамперной характеристикой .
В полупроводниковых выпрямительных диодах подбором полупроводников с разного типа электропроводностью (n-типа и р-типа) добиваются несимметричной вольтамперной характеристики (рис. 2).
В результате этого при одной полуволне переменного напряжения полупроводниковый выпрямитель будет пропускать ток. Это ток, протекающий в прямом направлении Iпр, который быстро возрастает с повышением первой полуволны переменного напряжения.
При воздействии же второй полуволны напряжения система двух полупроводников (в плоскостном выпрямителе) не пропускает тока в обратном направлении Iобр. Очень незначительная величина тока Iобр протекает через р-n-переход вследствие наличия в полупроводниках неосновных носителей тока (электронов в полупроводнике р-типа и дырок в полупроводнике n-типа). Причиной этого является большое сопротивление переходного слоя (р-n-переход), возникающего между полупроводником р-типа и полупроводником n-типа.
С дальнейшим повышением второй полуволны переменного напряжения обратный ток Iобр начнет медленно возрастать и может достигнуть значений, при которых наступит пробой запорного слоя (р-n-перехода).
Рис. 1. Вольт-амперная характеристика полупроводника
Рис. 2. Несимметричная вольтамперная характеристика полупроводникового выпрямителя (плоскостной диод)
Чем больше отношение величины прямого тока к величине обратного тока (измеренных при одинаковых значениях напряжения), тем лучше свойства выпрямителя. Это оценивается величиной коэффициента выпрямления, представляющего собой отношение прямого тока I’пр к обратному I’обр при одной и той же величине напряжения:
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Характеристики ВАХ
Вольт-амперная характеристика: принцип измерения величин
Для проверки качества приборов и их свойств проводятся испытания: зарядные устройства, трансформаторы и электронные элементы подвергаются тщательному анализу, проверяется соответствие их параметров заявленным величинам при выпуске заводом-изготовителем.
Вольты и Амперы: что это?
Вольты – это единица измерения напряжения, а работа, которая совершается для переноса заряда из одной точки в другую – есть само напряжение. Для образного понимания представим трубу, по которой течёт вода: силы трения, возникающие при движении – это сопротивление; объём жидкости – сила тока, а давление, которое жидкость оказывает на стенки трубы – это напряжение. При этом в процессе трения труба нагревается, и выделяется тепловая мощность. Проводник – это та же труба, только вместо воды ток.
Испытания приборов
При строительстве подстанций и модернизации существующих аналогов производится испытание электрооборудования. Важно убедиться, что состояние приборов соответствует заявленному производителем. Блоки питания, трансформаторы тока, диоды, тиристоры и прочие элементы подвергаются глубокому анализу. Основным показателем исправности является характеристика зависимости напряжения от тока. С помощью устройства РЕТОМ или обычного ЛАТРа на вход устройства подаётся напряжение. Если цепь замкнута, то в ней появится ток, который начнёт изменяться в зависимости от подаваемой величины.
Разберём на примере. Перед монтажом трансформаторов тока необходимо убедиться в их работоспособности. Для этого на вторичную обмотку трансформатора подаётся напряжение равное 0,25 мВ. В цепи появится ток равный 0,5 А, с увеличением напряжения до 0,4 В ток изменится и станет равным 0,75 А. Таким образом, изменяя разность потенциалов получаем вольт-амперную характеристику.
Какой должна быть вольт-амперная характеристика?
Снятые показания записываются в отдельную таблицу, и согласно им строится график. По оси X откладываются токи, по Y – напряжение. Характеристика трансформатора тока зависит от того, насколько сердечник намагничен, а по мере его насыщения ток растёт медленнее. Другими словами, при увеличении напряжения ток лишь в начале эксперимента будет расти интенсивно. Такая характеристика считается нелинейной.
Линейная вольт-амперная характеристика может быть у нагревательного элемента, к примеру, у лампочки: по мере увеличения напряжения прямо пропорционально ему будет увеличиваться и ток. ТЭНы, различные сопротивления и потенциометры так же относятся к устройствам с линейной ВАХ.
Снимать характеристику необходимо для того, чтобы проверить результаты испытаний, которые проводили специалисты завода-изготовителя. Данные поставляются вместе с оборудованием и отражены в сопутствующей документации. Важно убедиться в соответствии всех величин, так как в процессе транспортировки не исключены повреждения.