ลักษณะกระแส-แรงดันของหลอดไฟฟ้า

คุณสมบัติของหลอดไฟฟ้าในฐานะองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้าสามารถแสดงได้อย่างเต็มที่ด้วยคุณลักษณะของกระแส - แรงดันนั่นคือโดยการพึ่งพาแรงดันตกคร่อมกับค่าของกระแสที่ไหล

ลักษณะกระแส-แรงดันของหลอดปล่อยก๊าซ

การทำงานของแหล่งกำเนิดรังสีที่ปล่อยก๊าซขึ้นอยู่กับการปล่อยไฟฟ้าในบรรยากาศของก๊าซเฉื่อย (ส่วนใหญ่มักเป็นอาร์กอน) และไอปรอท การแผ่รังสีเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนของอะตอมของปรอทจากวงโคจรที่มีพลังงานสูงไปยังวงโคจรที่มีพลังงานต่ำกว่า ในบรรดาการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่หลากหลาย (เงียบ, เรืองแสง, ฯลฯ ) แหล่งกำเนิดเทียมนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการปล่อยอาร์คซึ่งเป็นลักษณะของความหนาแน่นกระแสสูงในช่องปล่อย ลักษณะของการปล่อยอาร์คเป็นองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้ากำหนดและ ลักษณะของแผนการรวมแหล่งปล่อยก๊าซ.

ลักษณะเฉพาะของกระแส-แรงดันของการคายประจุอาร์คแสดงในรูปที่ 1 (เส้นโค้ง 1)นอกจากนี้ยังแสดงลักษณะกระแส-แรงดันของความต้านทานคงที่ (เส้นโค้ง 2) สำหรับความต้านทานคงที่ อัตราส่วนจะเท่ากันทุกจุดบนคุณลักษณะ มันกำหนดขนาดและเครื่องหมายของความต้านทานไดนามิกและความเป็นเชิงเส้นของคุณลักษณะในขั้นตอนเล็ก ๆ

สำหรับลักษณะการคายประจุอาร์ค อัตราส่วนนี้คือ อันดับแรก แปรผันตามตัวเลขสำหรับจุดต่างๆ และอันดับสอง เป็นเครื่องหมายลบ คุณลักษณะแรกกำหนดลักษณะที่ไม่ใช่เชิงเส้นและลักษณะที่สอง - อักขระที่เรียกว่า "ล้ม" ของเส้นโค้ง ดังนั้น การคายประจุอาร์คจึงมีลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสตกที่ไม่เป็นเชิงเส้น

หากคุณคำนวณค่าความต้านทานส่วนโค้งคงที่ที่จุดต่างๆ บนเส้นโค้ง (R = U / I) จะเห็นได้ว่าเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น ค่าความต้านทานส่วนโค้งจะลดลง

ข้าว. 1. ลักษณะกระแส-แรงดันของอาร์คดิสชาร์จ (1) ความต้านทานคงที่ (2) และหลอดไส้ (3)

เมื่อการคายประจุอาร์คเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่าย DC การคายประจุจะไม่เสถียรและจะมาพร้อมกับกระแสที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่สิ้นสุด ดังนั้นในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้มาตรการเพื่อรักษาเสถียรภาพของการปล่อย การทำให้เสถียรสามารถทำได้โดยใช้แหล่งจ่ายแรงดันที่มีลักษณะภายนอกที่ลดลง (เช่น คุณลักษณะดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับเครื่องกำเนิดการเชื่อมเพื่อทำให้อาร์คเชื่อมมีความเสถียร) หรือความต้านทานบัลลาสต์เพิ่มเติมที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมโดยมีช่องว่างการปล่อยก๊าซ . สำหรับแหล่งกำเนิดรังสีที่ปล่อยก๊าซจะใช้วิธีที่สองในการทำให้การปล่อยเสถียร

ให้เราพิจารณากรณีของการรวมช่องว่างของก๊าซเป็นอนุกรมด้วยความต้านทานแบบแอคทีฟ ในรูป2 แสดงลักษณะแรงดันกระแส (เส้นโค้ง 1) ของช่องปล่อยแก๊สและความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟหลักและแรงดันตกในบัลลาสต์ขึ้นอยู่กับกระแส (เส้นตรง 2)

ข้าว. 2. โครงการเปิดช่องปล่อยก๊าซแบบอนุกรมพร้อมความต้านทานบัลลาสต์ (a) และลักษณะแรงดันกระแสขององค์ประกอบ (b)

โหมดกระแสคงที่ทั้งหมดในวงจรดังกล่าวต้องเป็นไปตาม กฎของเคอร์ชอฟฟ์Uc = ยูบ +Ul เงื่อนไขนี้พบที่จุดตัดของเส้นตรง 2 (Uc-Ub = f (I)) โดยมีช่องว่างการปล่อยก๊าซที่มีลักษณะเฉพาะของโวลต์-กระแส I อย่างไรก็ตามด้วยคุณสมบัติที่ลดลงการข้ามเป็นไปได้ในหลาย ๆ จุดซึ่งไม่ใช่ทั้งหมดที่จะสอดคล้องกับโหมดเสถียร โหมด Stable จะอยู่ที่จุดที่เมื่อกระแสเพิ่มขึ้นผลรวมของแรงดันตกคร่อมหลอดไฟและบัลลาสต์ ความต้านทานจะเกินแรงดันแหล่งจ่าย เช่น อุบ +Ulb +Ul

ความเหลื่อมล้ำนี้เป็นเกณฑ์สำหรับความยั่งยืน เกณฑ์ความเสถียรในรูป 2 เป็นไปตามจุด B ในโหมดทางด้านซ้ายของจุด B แรงดันไฟฟ้าส่วนเกินที่เป็นบวก ΔU จะปรากฏขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกระแสไฟฟ้า และในโหมดทางด้านขวาของจุด B แรงดันไฟฟ้าส่วนเกินที่เป็นลบ ΔU จะปรากฏขึ้น ซึ่งนำไปสู่ กระแสที่ลดลง ดังนั้นระบอบการปกครองที่จุด B จึงมีเสถียรภาพหรือเสถียร

ควรสังเกตว่าทั้งแรงดันและกระแสไม่เสถียรโดยการเปิดความต้านทานของบัลลาสต์ เฉพาะโหมดการเผาไหม้อาร์คเท่านั้นที่เสถียร ในความเป็นจริงเมื่อแรงดันไฟหลักเพิ่มขึ้นเป็น Uc1 โหมดการเผาไหม้จะยังคงเสถียรและไปที่จุด B1 ซึ่งกระแสและแรงดันแตกต่างจากค่าที่สอดคล้องกันที่จุด Bกระแสอาร์คและแรงดันยังแตกต่างกันที่จุดที่เสถียร B2 ที่แรงดันลดลง Uc2

การพิจารณาเหล่านี้ช่วยให้เราสามารถสรุปได้ว่าไม่สามารถรับประกันความเสถียรของการปล่อยได้โดยการปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ในหลอดปล่อยก๊าซ อนุพันธ์และความสัมพันธ์ของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงข้างต้นใช้ได้กับวงจรแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอย่างสมบูรณ์ เพื่อรักษาเสถียรภาพการคายประจุที่กระแสสลับจะใช้บัลลาสต์แบบอุปนัยและแบบคาปาซิทีฟเนื่องจากการสูญเสียที่เกิดขึ้นนั้นน้อยกว่าแบบแอคทีฟ

ลักษณะกระแส-แรงดันของหลอดไส้

ลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสไฟฟ้าของหลอดไส้ไม่เป็นเชิงเส้นและมีลักษณะจากน้อยไปมาก ความไม่เชิงเส้นเกิดจากการพึ่งพาความต้านทานของไส้หลอดกับอุณหภูมิและกระแส: ยิ่งกระแสมาก ความต้านทานของไส้หลอดก็จะยิ่งมากขึ้น ธรรมชาติที่เพิ่มขึ้นของเส้นโค้งอธิบายได้ด้วยค่าบวกของความต้านทานไดนามิก: ในแต่ละจุดของเส้นโค้ง การเพิ่มขึ้นของกระแสไฟฟ้าในเชิงบวกสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของแรงดันตกในเชิงบวก โหมดเสถียรจะถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติ นั่นคือ กระแสที่แรงดันคงที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากเหตุผลภายใน ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อหลอดไฟไส้หลอดกับแรงดันไฟฟ้าได้โดยตรง