Cách tính nhiệt độ dây tóc của đèn dây tóc ở chế độ danh nghĩa

Như bạn đã biết, với nhiệt độ ngày càng tăng của kim loại, điện trở của nó tăng lên. Đối với các kim loại khác nhau, liên quan đến hiện tượng này, hệ số nhiệt độ riêng của điện trở α là đặc trưng, ​​có thể dễ dàng tìm thấy trong sách tham khảo.

Lý do cho hiện tượng này là các dao động nhiệt của các ion mạng tinh thể kim loại trở nên mãnh liệt hơn khi nhiệt độ tăng và các electron dẫn tạo thành dòng điện va chạm với chúng thường xuyên hơn, tiêu tốn nhiều năng lượng hơn cho các va chạm này. Và vì chính dòng điện (theo định luật Joule-Lenz) dẫn đến sự nóng lên của dây dẫn, nên ngay khi dòng điện bắt đầu chảy qua dây dẫn, điện trở của dây dẫn này ngay lập tức bắt đầu tăng lên.

Tương tự, điện trở của dây tóc của đèn tăng khi được kết nối với nguồn điện. Chúng ta hãy tìm nhiệt độ dây tóc của đèn ở chế độ danh nghĩa hoạt động của nó.

Hệ số nhiệt độ của điện trở vonfram (từ đó dây tóc của đèn sợi đốt được tạo ra) là α = 0,0045 / K, và nó có liên quan đến sự thay đổi điện trở (cùng với sự thay đổi nhiệt độ) theo mối quan hệ sau:

Đây:

Điện trở R0 của dây tóc ở 0 ° C;

Điện trở R của dây tóc ở nhiệt độ hiện tại t.

Điện trở R0 của dây tóc sợi đốt ở 0 ° C không được biết đến với chúng tôi, bây giờ nó cần được xác định một cách gián tiếp. Để làm điều này, đầu tiên với đồng hồ vạn năng, chúng tôi đo điện trở của đèn ở nhiệt độ phòng.

Tiếp theo, hãy xem nhiệt kế phòng, và do đó tìm ra nhiệt độ không khí trong phòng.

Nếu chúng ta giả sử rằng dây tóc lạnh của đèn có cùng nhiệt độ với không khí trong phòng, thì điện trở của đèn ở 0 ° C dễ dàng được xác định theo công thức:

Nó là cần thiết để thay thế ở đây:

nhiệt độ trong phòng (bằng nhiệt kế);

Điện trở Rk của dây tóc của đèn ở nhiệt độ hiện tại trong phòng (có thể đo bằng đồng hồ vạn năng).

Vì vậy, bây giờ chúng ta biết điện trở R0 của dây tóc của đèn ở 0 ° C. Bây giờ, khi biết công suất đèn danh nghĩa và điện áp định mức của nó, chúng tôi xác định hoàn toàn về mặt toán học điện trở danh nghĩa của nó Rn theo công thức nổi tiếng sau:

Chúng tôi thay thế ở đây dữ liệu được chỉ định trực tiếp trên đèn:

Điện áp định mức U của đèn;

Công suất đèn định mức P.

Bây giờ chúng tôi đưa công thức đầu tiên vào dạng sau và thay thế điện trở danh nghĩa Rn vừa tìm thấy, và điện trở R0 ở 0 ° С, được tìm thấy ở trên, cũng như hệ số nhiệt độ của điện trở α = 0,0045 / K đối với vonfram (lấy từ sách tham khảo):

Vì vậy, chúng tôi tìm thấy nhiệt độ thực tế của dây tóc của đèn trong điều kiện làm việc, không đo trực tiếp mà chỉ biết công suất định mức P, điện áp định mức của mạng U, điện trở lạnh Rk, nhiệt độ phòng t và hệ số nhiệt độ của điện trở vonfram α.