Dlaczego żarówki są uważane za obciążenie rezystancyjne?

Żarówka (zwykła stara lampa żarowa) jest zwykle przywoływana jako przykład obciążenia rezystancyjnego.

A jednak włókno jest w rzeczywistości wykonane z kilku stóp bardzo cienkiego drutu sprytnie zwiniętego w celu utworzenia włókna o długości około jednego cala. Wyraźne zwijanie drutu w ten sposób sprawia, że włókno jest mniej więcej podobne do induktora. Jednak żarówki nie są uważane za obciążenie indukcyjne.

Dlaczego żarówki uważa się za obciążenie rezystancyjne z żarnikiem wykonanym z drutu zwojowego?

resistance inductance incandescent

— sharptooth
źródło

Domyślam się, że rezystancja żarnika jest znacznie większa niż reaktancja przy 50-60 Hz.

— Armandas,

Spróbuj użyć jednego jako obojętnego obciążenia nadajnika radiowego, a znajdziesz wiele dowodów na to, że jest indukcyjny. Ale przy częstotliwości linii jest to nieznaczne.

— Chris Stratton,

Odpowiedzi:

Reaktancja przy 50 lub 60 Hz jest po prostu znikoma. Według tego kalkulatora cewka o 100 zwojach o średnicy 1 mm i długości 25 mm ma 0,04 µH. Przy 50 Hz to 12 µΩ. Żarówka 60 W przy 230 V ma rezystancję 880 Ω, wtedy 12 µΩ to tylko 0,014 ppm tego, a cos (φ) = 0,999999999999999902. Czy powiemy „1”?

Włókno nie jest zwijane w celu zwiększenia reaktancji, ale w celu zwiększenia rezystancji poprzez wydłużenie włókna. Żarówki o większej mocy nie potrzebują wyższej rezystancji, dlatego często nie mają zwiniętego żarnika. Alternatywą dla zwiększenia oporności byłoby zmniejszenie średnicy filamentu, ale wtedy stałoby się zbyt kruche.

— stevenvh
źródło

Często zastanawiam się, czy zwinięty charakter filamentu pomaga również powstrzymać pękanie rzeczy z powodu naprężeń termicznych, wibracyjnych i udarowych? Nigdy nie widziałem żadnych danych potwierdzających to podejrzenie czy nie.

— Michael Karas,

@Michael - Przepraszam, ja też nie wiem. Byłoby miło, gdyby ktoś mógł to skomentować.

— stevenvh

@Michael: To także powód, zapewnia elastyczność, aby zmniejszyć wstrząs spowodowany sztywnością, ale pomaga im również „trzecia noga” (4, 5 ...), która pomaga tłumić nowe wibracje ze względu na elastyczność ( Przepraszam, nie mogę teraz znaleźć lepszych słów). Pomaga, ale nie jest to czynnik decydujący, patrz na przykład naprawdę małe żarówki, w których ryzyko wibracji jest zmniejszone z powodu mniejszej fizycznej geometrii. Niektóre są wykonane ze znaczną przestrzenią wewnętrzną, nawet jeśli mają pół centymetra, więc cewka nie służy do nadawania jej większego oporu.

— Vlad

Dłuższe włókno będzie również grubsze dla tej samej odporności, co również zmniejszy ryzyko pęknięcia.

— Johan.A

@MichaelKaras: Rozumiem, co masz na myśli, ale drut spiralny waży więcej, a zatem pod wpływem wstrząsu lub wibracji zostanie do niego zastosowany silniejszy nacisk.

— Resistance

zwijanie nie dodaje oporu (dodaje reaktancję), pomaga umieścić długi żarnik w małej przestrzeni, dzięki czemu żarówka jest wystarczająco mała, aby nadawała się do użytku, a dzięki niewielkiej odległości między uzwojeniami wzajemnie się ogrzewają, zwiększając w ten sposób temperaturę żarnika i światła Ponadto eliminuje naprężenia związane z wydłużaniem / skracaniem żarnika podczas ogrzewania / chłodzenia oraz wstrząsami i wibracjami, wydłużając w ten sposób żywotność żarówki.

— auto25242
źródło

Drut zwinięty waży więcej, a zatem pod wpływem uderzenia lub wibracji zostanie do niego zastosowany silniejszy nacisk. Więc nie jestem pewien, czy wydłuży to żywotność.

— Resistance