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            民家講堂丨為何交流電每周期過零不會燒壞電燈,而我們頻繁合分開關卻容易燒壞?

            人民電器報 2021年09月22日 本報記者


             
            提問:為什么交流電每周期過零電燈不會燒壞,而我們頻繁合分開關卻會燒壞?
             
            回答:這是因為電燈燈泡或者燈管的熱慣性產生的結果。對于正常運行的燈具,由于電流過零的時間十分短促,熱慣性使電燈的燈絲或者燈管不會產生沖擊,燈具自然不會燒壞。而當燈具開關時它不存在熱慣性,沖擊電流強烈地沖擊在燈絲或者燈管上,燈具相對容易燒壞。
             
            如果我們要深入探究這個問題,還需要了解幾組概念。
             
             
            什么叫做冷態電阻和熱態電阻?以及燈泡的點燃沖擊電流Ip
             
            冷態電阻:就是指某器件在沒有電流時,常溫下的電阻,一般是指25℃時的電阻。
             
            熱態電阻:簡單點來說,是指其電阻值會隨著自身溫度的變化而變換的導體,很多情況下都是金屬導體,譬如說銅、鉑、鎢絲等。
             
            沖擊電流Ip:在給燈具通電時,由于電燈的冷態電阻,它會產生沖擊電流Ip,其值約為熱態電阻的四倍,沖擊電流Ip約為幾十毫秒,可見白熾燈燈泡的點燃過程對燈絲的沖擊極大。
             
             
            什么叫熱慣性?
             
            熱慣性是指,當電流快速增加或減小時,游離作用或消游離作用來不及變化,使得弧柱溫度的變化相對滯后。對于白熾燈來說,它的燈絲材料是金屬鎢,電流改變后,燈絲的溫度調節很快。但對于日光燈,它的發光屬于氣體的輝光放電,當快速改變電流時,日光燈管的熱慣性特別明顯。正是因為有熱慣性,燈泡對于非常短暫的電流變化有一定抵御能力。
             
             
            正弦交流電流過零時,日光燈會有何種變化?
             
            每當交流電流過零時,燈管的輝光放電熄滅。過零后,由于有熱慣性存在,燈管氣體具有一定溫度,其中殘存著一些正負離子,形成了剩余電流。當電壓達到一定數值后,氣體再次被擊穿,出現輝光放電。盡管電流每10毫秒就過零一次,但燈絲溫度有穩定值存在,因此點燃后的燈絲電阻不會降至最小值,當然也不會出現沖擊電流Ip。
             
            因此,不管是白熾燈還是日光燈,頻繁地合分開關對燈具壽命的影響很大,而交流電流的過零現象,由于有熱慣性存在,對燈具的壽命影響很小。

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