Почему электрические лампы накаливания перегорают, как правило, в момент замыкания цепи и редко — в момент размыкания?
25 ноября, 2023 | Физика
| Электрические лампы накаливания, такие как обычные лампочки накаливания, имеют особенность перегорать, как правило, в момент замыкания цепи (при включении) и редко — в момент размыкания (при выключении). Это объясняется следующими факторами:
- Тепловое расширение: При включении электрической лампы накаливания ток протекает через нить накала, что вызывает нагревание нити до очень высокой температуры. Из-за этого нагревания нить накала расширяется. В момент включения, когда нить накала находится в состоянии холодного пуска, имеет меньший размер и более высокое сопротивление. Быстрое нагревание в момент включения может вызвать тепловое напряжение и механическое напряжение из-за расширения нити, что может привести к ее повреждению и перегоранию.
- Высокий пусковой ток: В момент включения электрической лампы накаливания, когда нить накала холодная, сопротивление нити намного ниже, чем при нормальной работе лампы. Это вызывает большой пусковой ток, который может быть несколько раз выше номинального рабочего тока. Этот высокий пусковой ток может негативно влиять на нить накала, вызывая ее перегорание.
- Термические циклы: В момент включения и выключения лампы накаливания происходят термические циклы, когда нить накала подвергается резкому изменению температуры. Эти циклы нагрева и охлаждения могут привести к механическому напряжению и усталости материала нити, что может способствовать ее перегоранию.
В целом, перегорание ламп накаливания в момент замыкания цепи связано с интенсивным нагревом нити накала и возникающими тепловыми и механическими напряжениями. В момент размыкания цепи, когда лампа уже нагрета, температурный градиент и пусковой ток обычно ниже, что уменьшает вероятность перегорания.