Поиск
Реклама
10 новых комментариев

Сопротивление нити лампы накаливания

Решил я как-то проверить закон Ома. Применительно к лампе накаливания. Измерил сопротивление лампочки Лисма 230 В  60 Вт, оно оказалось равным 59 Ом. Я было удивился, но потом вспомнил слово, которое всё объясняло — бареттер.

Дело в том, что сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания сильно зависит от температуры (следствие протекания тока). В моем случае, если это бы был не вольфрам, а обычный резистор, его рассеиваемая мощность при напряжении 230 Вольт была бы P = U2/R = 896. Почти 900 Ватт!

Как же измерить рабочее сопротивление нити лампы накаливания? А никак. Его можно только определить косвенным путем, из закона знаменитого Ома. (Строго говоря, все омметры используют тот же закон — прикладывают напряжение и меряют ток). И мультиметром тут не обойдешься.

Используя косвенный метод и лампочку Лисма 24 В  с мощностью 40 Вт, я составил вот такую табличку:

Зависимость сопротивления нити накаливания от напряжения

Напряжение 2 4 6 8 10 12 14 16
% напряжения 8.3 16.7 25.0 33.3 41.7 50.0 58.3 66.7
Ток 0.55 0.7 0.84 0.97 1.08 1.19 1.29 1.38
Сопротивление 3.6 5.7 7.1 8.2 9.3 10.1 10.9 11.6
Мощность 1.1 2.8 5.04 7.76 10.8 14.28 18.06 22.08
(продолжение таблицы)
Напряжение 18 20 22 24 26 28 30 32
% напряжения 75.0 83.3 91.7 100.0 108.3 116.7 125.0 133.3
Ток 1.47 1.55 1.63 1.7 1.77 1.84 1.92 2
Сопротивление 12.2 12.9 13.5 14.1 14.7 15.2 15.6 16.0
Мощность 26.46 31 35.86 40.8 46.02 51.52 57.6 64
(Номинальные параметры выделены)

Как видно из таблицы, зависимость сопротивления от напряжения нелинейная. Это может проиллюстрировать график, приведенный ниже. Рабочая точка на графике выделена.

Сопротивление нити лампы накаливания

Сопротивление нити лампы накаливания в зависимости от напряжения

Кстати, сопротивление подопытной лампочки, измеренное с помощью цифрового мультиметра — около 1 Ома. Предел измерения — 200 Ом, при этом выходное напряжение вольтметра — 0,5 В. Эти данные также укладываются в полученные ранее.

Зависимость мощности от напряжения:

Зависимость мощности от напряжения

Зависимость мощности от напряжения

Для ламп на напряжение 230 В на основании экспериментальных данных была составлена вот такая табличка:

Мощность,
Вт
25 40 60 75 100
R холодной нити,Ом 150 90-100 60-65 45-50 37-40
R горячей
нити, Ом
1930 1200 805 650 490
Rгор./Rхол. 12 12 13 13 12

Из этой таблицы видно, что сопротивление нити лампы накаливания в холодном и горячем состоянии отличается в 12-13 раз. А это значит, что во столько же раз увеличивается потребляемая мощность в первоначальный момент.

Стоит отметить, что сопротивление в холодном состоянии измерялось мультиметром на пределе 200 Ом при выходном напряжении мультиметра 0,5 В. При измерении сопротивления на пределе 2000 Ом (выходное напряжение 2 В) показания сопротивления увеличиваются более чем в полтора раза, что опять же укладывается в идею статьи.

«Горячее» сопротивление измерялось косвенным методом.

UPD:

Сопротивление нити накаливания люминесцентных ламп

Дополнение к статье, чтобы получился ещё более полный материал.

Лампы с цоколем Т8, сопротивление спирали в зависимости от мощности :

10 Вт — 8,0…8,2 Ом

15 Вт — 3,3…3,5 Ом

18 Вт — 2,7…2,8 Ом

36 Вт — 2,5 Ом.

Сопротивление измерялось омметром на пределе 200 Ом.


Статья понравилась? Добавьте её в свою соц.сеть!


Нравятся статьи на SamElectric.ru?
Подпишись, чтобы первым получать новые!

Введите свой e-mail :->



Если статья оказалось полезной или появились вопросы -
пожалуйста, оставьте комментарий.

(через форму ВКонтакте, или через обычное комментирование)

Комментарии (17) на “Сопротивление нити лампы накаливания”

  • Сергей:

    (Строго говоря, все омметры используют тот же закон — прикладывают напряжение и меряют ток)
    Открою вам секрет — они меряют тоже напряжение, только которое падает на шунте.

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрик:

      Сергей, спасибо за уточнение! Действительно, как нам написал на доске преподаватель Теории Цепей: «Амперметров НЕТ!».
      Ведь любой амперметр — это фактически вольтметр, которой измеряет напряжение на шунте, который включается в разрыв измеряемой цепи.

      Ответить
      • Аноним:

        а любой вольтметр есть микроамперметр , ибо без течки тока нечем стрелку отклонять…

        Ответить
  • Алексей:

    Самое худшее когда момент включения лампочки приходится на пик синусоиды.

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрик:

      Точно. Возьмём максимальный критический случай. Нормальные пределы напряжения — 220+-10%, то есть максимум 242В. Пиковое значение напряжения — 242*1,41=341В !!!

      Теперь рассмотрим лампочку на 100 Вт, у неё сопротивление холодной нити 40 Ом. Мощность P=UI=UU/R= 2910 Ватт!
      То есть, лампа 100 Вт в момент включения может потреблять мгновенную мощность до 3 кВт, и это не авария, а штатный режим!

      Тяжело иногда приходится лампочке!

      Ответить
  • Виктор:

    Да это не мудрено что сопротивление растет мо мере нагревания электроны то движуться крез кристалческие решетки а при нагревании начинают быстрее двигаться и ударяться отталкиваясь друг от друга. Ну и по закону сохранения энергии кинктическая переходит в тепловую както так.
    Интересная таблица я заметил что между 18 и 24 ток и мощость практически не меняесться а вот как бы узнать яркость лампы понятно что она изменяетсья не линейно то есть уменьшение мощности на 20% приведет к удельному изменению якрсти скажем на 40. Ну вот найти если оптимальный режим работы лампы скажем 70% яркости и подходящее напряжение тогда она будет гореть долго но тускло. Хотя перегорают лампы накаливания именно изза высокого тока в момент включения.

    Ответить
  • Максим:

    Как говорил наш преподаватель, перегорают лампы не из-за высокого тока в момент включения, а из-за синусоиды, а именно из-за высокой амплитуды колебания тока. Если к примеру синусоиду срезать наполовину диодом, то лампа будет мерцать, но срок её службы будет увеличен многократно.

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрик:

      Согласен. В течение периода амплитуда напряжения на лампочке (мгновенное значение напряжения) изменяется от 0 до 220х1,41=310 В.
      Вопрос, в какой момент это напряжение будет приложено к лампочке.

      Ответить
    • Алексей:

      Вообще-то, как мне кажется, диод убирает одну половину периода гармоники. В итоге получается не совсем то, о чем вы пишите.

      Ответить
  • Леша:

    а вы когда нибудь разбирали вольтметр? попробуйте и увидите что он по сути своей есть амперметр. в вольтметре фазу и ноль соединяет неразрывный проводник в котором из-за свойства материала (сопротивление току) ограничивается ток до малого (а иначе явное КЗ)и участок этого проводника свит в спираль для создание поля, которое отклоняет стрелку прибора. так что «отсутствуют..» не амперметры а вольтметры.

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрик:

      Вольтметр суть микроамперметр последовательно с резистором высокого сопротивления.

      А любой амперметр — это вольтметр, измеряющий напряжение на калиброванном шунте.
      Подробнее — в статье про устройство счетчика.

      Ответить
    • Александр/СамЭлектрик:

      А Вы когда-нибудь разбирали амперметры? Это прибор, который фактически измеряет напряжение на шунте, входящем в его состав.

      И вольтметр, и амперметр созданы на основе микроамперметра. А это- рамка с катушкой (электромагнит) в поле постоянного магнита. Магниты, взаимодействуя, отклоняют рамку со стрелкой.

      Ответить
  • Леша:

    вообщето это моя работа… конструкции есть разные, наиболее простую я описал (вольтметр внутри это амперметр плюс катушка сопротивления и проводник более тонкий и все), и там нет шунтов и они не нужны. описанная вами конструкция тоже есть, но это уже видоизменение базовой.

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрик:

      А, тогда понятно… Я с такими как описывал дела не имел давно, ещё в студенческую пору)

      А суть высказывания в том, что амперметр имеет сопротивление (хоть и малое), и вносит изменение в режим работы схемы, поэтому ток вычисляют косвенно, по закону Ома.

      Ответить
  • Александр Н:

    Не затруднит ли вас нанести еще и температуру нити (вольфрамовой)по точкам ваших графиков?(или из расчетов по готовым таблицам или при возможности доступа к подходящим термометрам).

    Задумал использовать смн лампочку(возможны и еще варианты) в роли термометра сопротивления, точность в пределах нескольких градусов(в промышленности идет в основном платина, но там свои требования к точности и стабильности). Хотел прикинуть величину сопротивления в нужном мне диапазоне (примерно до 400 по Цельсию).

    Смущают немного еще контакты в держателях нити(стабильность их и термоэлектрические эффекты) и устойчивость колбы к перепаду температуры(возможно резкое охлаждение при попадании воды). Кварцевые колбы только в слишком мощных лампах встречались. Привлекает относительная доступность лампочек.

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрик:

      Да я бы нанёс, но не знаю, как её измерить…

      Лампочка в качестве датчика — не слишком ли громоздко? Есть термопары, не намного дороже лампочки. Недавно покупал для терморегулятора. Оказалось, термопары продаются в радиотоварах по 50 руб как ЗИП для мультиметров.

      Ответить
  • сергей:

    а если термистор поставить последовательно с лампой, только его рядом с ней чтобы он нагревался, у него сопротивление уменьшается от нагрева , например NTC 5D-15,NTC 10D-15,NTC 10D-9 и т.д. .

    Ответить

Оставить комментарий