2.2 Расчёт параметров тела накала
Для спирали диаметр ТН определяется по формуле
(2.7)
где
– диаметр спирали,
;
– диаметр
сердечника,
.
Коэффициент сердечника определяется по формуле
(2.8)
Из формулы 2.8 найдём диаметр сердечника
(2.9)
Вычислим диаметр спирали
Найдём длину спирали
(2.10)
где
– общее число витков спирали,
;
– число
витков спирали, приходящаяся на 1 мм её
длины,
.
Определим число витков спирали по формуле
(2.11)
где
– длина одного витка,
.
Длина одного витка найдём по формуле
(2.12)
Число витков спирали, приходящаяся на 1 мм длины спирали, найдём по формуле
(2.13)
Рассчитаем длину спирали
.
2.3 Проверка вероятности появления электрической дуги
Возможность
появления явления дуги и перегорание
лампы возрастает с увеличением градиента
потенциала
,
т.е. отношение напряжения на лампе к
суммарной длине всех промежутков между
витками спирали и биспирали.
Для спиральных ламп градиент потенциала находится по формуле
Для спиральных ламп на напряжении (110 – 127) В градиент потенциала должен лежать в пределах (3 – 7) В. На напряжении 220 В – (7 – 10) В.
Проверка показала, что вероятность возникновения дуги, при данных параметрах лампы, минимальны.
2.4 Баланс энергии лампы накаливания
Баланс энергии для ЛН зависит от того, является ли лампа вакуумной или газополной.
Уравнение баланса энергии лампы решается для уточнения параметров ТН в установившемся режиме.
Для
вакуумной лампы, подводимая к лампе
мощность
,
расходуется на поток излучения и на
нагрев держателей и электродов
(2.14)
где
– поток излучения,
;
– потери
на нагрев держателей и электродов,
.
Потери на нагрев держателей и электродов достаточно малы и их обычно не учитывают при решении уравнения баланса энергии лампы.
Уточнение
параметров ТН рассчитанной лампы
производим путем графического определения
рабочей температуры ТН (
)
по пересечению рассчитываемых
и
Для этого построим зависимости мощности лампы и энергетического потока от температуры ТН.
Для построения кривых использовались следующие формулы.
Мощность лампы определим по формуле
(2.15)
где
– сопротивление ТН,
Поток излучения определим по формуле
Расчет кривых проводим с помощью программы, предназначенной для расчета ЛН. Значения приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 –
Значения
,
,
в зависимости от температуры
|
|
|
2200 |
1453,1 |
228,2 |
2300 |
1375,7 |
282,6 |
2400 |
1305,4 |
346,0 |
2500 |
1241,1 |
419,3 |
2600 |
1182,0 |
504,2 |
2700 |
1128,7 |
600,0 |
2800 |
1078,7 |
709,3 |
Продолжение таблицы 2.3
1 |
2 |
3 |
2900 |
1033,2 |
832,0 |
3000 |
990,6 |
970,1 |
3100 |
941,3 |
1142,9 |
3200 |
904,8 |
1307,0 |
По
данным таблицы 2.3 построим кривые
зависимостей
и
,
которые представлены на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Графики зависимостей и
По
пересечениям графиков зависимости
и
определим максимальную рабочую
температуру
и соответствующий ей рабочую мощность
лампы
.
Из
рисунка 2.2,
Рабочий световой поток найдём по формуле
(2.16)
где
– габаритная яркость, зависящая от
температуры.
Зависимость габаритной яркости от температуры представлена в таблице 2.4
Таблица 2.4 – Зависимость габаритной яркости от температуры
|
|
2000 |
20,00 |
2100 |
35,60 |
2200 |
61,30 |
2300 |
100,5 |
2400 |
157,2 |
2500 |
237,5 |
2600 |
347,0 |
2700 |
498,0 |
2800 |
694,4 |
2900 |
949,0 |
3000 |
1257,0 |
3100 |
1647,0 |
3200 |
2110,0 |
3300 |
2685,0 |
3400 |
3370,0 |
Для
,
Рассчитаем рабочий световой поток
Определим рабочую световую отдачу по формуле
(2.17)
Полученная
рабочая световая отдача должна отличаться
от заданной световой отдачи лампы не
более чем на
Вновь рассчитываем диаметр и длину нити по рабочим параметрам лампы по формулам
(2.18)
(2.19)
где
и
– показатели степени температуры для
изменения соответственно удельного
сопротивления, энергетической светимости
и габаритной яркости.
Эти степени обычно берутся такими
Вычислим
Далее рассчитываем параметры ТН по формулам 2.7 – 2.13
