2. Розрахунково-конструкторська частина

1. Вибір можливої конструкції лампи.

Виберемо можливу конструкції лампи.

За умовою, лампа має бути кульовою. Колба повинна мати форму, близьку до еліпсоїдальної.

Для передачі напруги від уводів до електродів через кварцове скло застосовують плоскі молібденові фольгові уводи, що заштамповуються в ніжки з кварцового скла.

Як було сказано раніше, кварцові ніжки роблять досить довгими, щоб зменшити температуру виводів. З тією самою метою застосовують довгі фольгові уводи.

Ніжка має бути довшою за фольговий увід на 15...20 мм для жорсткої фіксації керну електроду та зовнішнього виводу. Внутрішній діаметр ніжки повинен перевищувати ширину фольгового уводу на 0,5...1 мм для забезпечення проходу електродного вузла всередину ніжки.

Ширина молібденової фольги для лампи ДРВК 4000 має величину порядку 8 мм. Товщина стінки кварцової ніжки має бути достатньою для здійснення процесу заварювання, але не дуже великою, щоб забезпечити достатньо ефективне охолодження фольги. Вона має дорівнювати 3,5 мм. Тоді діаметр кварцової ніжки досягає величини 16 мм. Для забезпечення електричного контакту між виводами та цоколями доцільно використовувати мідні тросики. Тоді механічний контакт виводу, кварцової ніжки та цоколя не буде занадто жорстким. Це убезпечить руйнування ніжки при утворенні механічних напружень при зміні її температури.

Утеплююче покриття на заелектродні області колби в лампах потужністю 4000 Вт не наносять, оскільки температура цих областей достатня для виходу усіх компонентів наповнення лампи в розряд.

Цоколь має надійно кріпитися на ніжці за допомогою спеціальної цокольовочної мастики, яка має бути термостійкою. Для виготовлення такої мастики використовують суміш кварцового порошку, Mg₂ , MgSO₄ та азбесту.

2.2 Аналіз і поповнення вихідних даних, необхідних для розрахунків.

Коефіцієнт потужності лампи k_л залежить від лампи і схеми включення; за умови роботи з нормальним дроселем k_л = 0,86...0,92. Для розрахунків приймемо k_л = 0,87.

В ртутних лампах високого і надвисокого тиску анодно-катодне падіння потенціалу порівняно мало залежить від умов розряду і лежить зазвичай в межах 12...18 В. Візьмемо значення U_а.к. = 15 В.

Знайдемо значення коефіцієнта m, яке вибирається з урахуванням стабільності розряду (роботи лампи) та з економічних міркувань.

З ростом m, з одного боку, зростає коефіцієнт корисної дії схеми, з іншого –погіршуються умови стабільності розряду. Введення в ртутну дугу галогенидів металів та чистих металів з великою кількістю спектральних ліній приводить до стягування розряду, яке супроводжується підвищенням напруги і нестабільністю дуги. Коефіцієнт m зв’язаний з коефіцієнтом нестабільності λ співвідношенням:

λ = 1/(1 – m) (2.1)

Чим менше значення λ, тим стабільніший розряд.

Зазвичай вибирають, щоб λ≤ 2,5. Виходячи з особливостей роботи лампи вибираємо значення λ = 2,1. Тоді m ≤ 0,53.

2.3 Розрахунок основних розмірів і параметрів лампи.

Напруга на лампі U_л зв’язана з напругою мережі змінного струму U співвідношенням:

U_л = m·U, (2.2)

Підставляючи значення U = 380 В і m = 0,43 в формулу (2.2), отримаємо:

U_л = 0,53· 380 В = 201,4 ≈ 200 В.

Силу струму в лампі знайдемо за формулою:

(2.3)

де Р_л – потужність лампи, k_л – коефіцієнт потужності лампи. k_л = 0,9; Р_л = 4000 Вт.