2 Расчёт тела накала
2.1 Расчёт параметров вольфрамовой нити
При выборе и определении исходных данных необходимо учитывать следующее.
При
<
ТН – спираль, а лампа вакуумная
(обозначение – В); если
>
,
то ЛН, как правило, со спиральным ТН, а
наполнение – технический аргон
(обозначение – Г); в тех случаях, когда
,
то лампы биспиральные, наполненные
техническим аргоном (обозначение – Б)
или техническим криптоном (обозначение
– БК).
В
нашем случае
,
ТН – спираль, наполнение лампы –
технический аргон.
Опыт
серийного производства показывает, что
коэффициент шага (
)
и сердечника (
)
обычно находится в пределах
и
.
Коэффициент
шага стремятся сделать меньше, а
сердечника – больше, так как при этом
ТН компактнее, а потери через газ –
меньше.
Выбираем
спиральную газополную (технический
аргон) лампу. При этом потери через газ
будут равны
.
Расчёт основных параметров нити проводим по следующим формулам
(2.1)
(2.2)
где
– диаметр нити,
;
– ток
лампы,
;
– удельное
сопротивление нити,
;
– энергетическая
светимость вольфрама,
;
– коэффициент
излучения ТН;
– длина
нити,
;
– рабочее
напряжение лампы,
;
– коэффициент,
учитывающий уменьшение мощности за
счёт охлаждающего действия держателей
и электродов (находится в пределах
).
Ток лампы найдём из формулы
(2.3)
где
– мощность лампы,
;
– рабочее напряжение лампы, .
Чтобы найти и , необходимо найти световую отдачу и температуру ТН.
Расчёт световой отдачи нити проводим по следующей формуле
(2.4)
где
– световая отдача лампы,
;
– коэффициент,
определяющий потери светового потока
лампы из-за охлаждения держателей
(находится в пределах
);
– коэффициент,
характеризующий экранирующее действие
цоколя (находится в пределах
)
(чем больше мощность лампы, тем меньше
будет этот коэффициент);
– коэффициент
видимого излучения.
Находим световую отдачу лампы по формуле
(2.5)
где
– световой поток,
.
Находим коэффициент излучения по таблице 2.1 в зависимости от коэффициента шага. Для этого выбираем коэффициент шага и сердечника для своей лампы.
Таблица 2.1 – Зависимость коэффициента излучения идеальной спирали от коэффициента шага
Коэффициент
шага,
|
Коэффициент излучения, |
1,0 |
0,500 |
1,1 |
0,600 |
1,2 |
0,660 |
1,3 |
0,700 |
1,4 |
0,740 |
1,5 |
0,765 |
1,6 |
0,785 |
1,7 |
0,800 |
1,8 |
0,820 |
1,9 |
0,840 |
2,0 |
0,850 |
Коэффициент
шага
.
Коэффициент сердечника
.
Так
как
,
то
.
Определяем коэффициент видимого излучения
(2.6)
где
– световая отдача спирали в вакууме.
Световая отдача спирали в вакууме является функцией коэффициента шага и находится из рисунка 2.1.
Рисунок 2.1 – Зависимость световой отдачи спирали в вакууме от коэффициента шага при постоянной температуре
Из
рисунка
.
Находим
световую отдачу нити
в вакууме, а по ней из таблицы 2.2 находим
,
,
.
Таблица 2.2 – Параметры идеальной вольфрамовой нити
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1000 |
0,0007 |
24,93 |
0,6020 |
1100 |
0,0034 |
24,93 |
0,6020 |
1200 |
0,0126 |
30,38 |
1,6600 |
1300 |
0,0355 |
30,38 |
1,6600 |
1400 |
0,0899 |
37,19 |
3,8300 |
1500 |
0,1990 |
37,19 |
3,8300 |
1600 |
0,3950 |
43,55 |
6,7400 |
1700 |
0,7240 |
43,55 |
6,7400 |
Продолжение таблицы 2.2
1 |
2 |
3 |
4 |
1800 |
1,1900 |
50,05 |
14,190 |
1900 |
1,9400 |
50,05 |
14,190 |
2000 |
2,8400 |
56,67 |
24,040 |
2100 |
4,1800 |
60,06 |
30,500 |
2200 |
5,5200 |
63,48 |
38,200 |
2300 |
7,2400 |
66,91 |
47,200 |
2400 |
9,3900 |
70,39 |
57,700 |
2500 |
11,720 |
73,91 |
69,800 |
2600 |
14,340 |
77,49 |
83,800 |
2700 |
17,600 |
81,04 |
99,600 |
2800 |
20,530 |
84,70 |
117,60 |
2900 |
23,640 |
88,33 |
137,80 |
3000 |
27,250 |
92,04 |
160,50 |
3200 |
34,700 |
99,54 |
214,00 |
Так
как
,
то
,
,
.
Рассчитываем геометрические параметры нити
