为什么220v,100W白炽灯电阻为42Ω?
白炽灯电阻计算
我们先根据功率计算公式来算一下白炽灯的电阻应该是多少?
由功率计算公式可以推算出:
从计算结果来看,电阻应该是484Ω,但是实测却是42Ω,相差10倍。这到底是为什么呢?
因为我们没考虑到另外一个因素---温度。计算出来的阻值是白炽灯工作(高温)时的温度,而我们测量的阻值却是不工作(常温)下的阻值。常温环境温度也就是20多度,而白炽灯工作时钨丝温度可达2000多度。(这个我也没测过,网上查的,哈哈)
导体电阻大小和材料电阻率、导体长度、导体横截面积、温度有关;大多数金属材料温度越高,电阻越大。比如铜在高温时的电阻比常温情况下要高的多,所以铜线在高温环境下能过的电流比常温下要低。
白炽灯常温电阻计算
那常温环境和高温环境下电阻有什么关系呢?我们可以来推算一下。先上计算公式
其中,R20表示导体20度时的电阻大小;Rt表示某温度下导体电阻大小;a表示温度系数(即电阻大小随温度变化快慢的系数);t表示温度。
查相关资料,钨丝的温度系数为0.0045,白炽灯工作时温度可达2000多度(这里为了方便计算就按2020度计算)。由于白炽灯准确工作温度是多少还有待考察,所以结果肯定是有一定差别,权当茶饭之余娱乐一下吧。
把数据代入公式:
从计算结果可以看出,20度的时候白炽灯的电阻大概为48Ω,和测量结果相差不大。
总结
通过以上分析可知,白炽灯在常温的电阻比工作时的温度要小的多。根据欧姆定律,白炽灯在启动瞬间它的电流比较大,随着灯丝温度升高,电流会恒定在某一个值。所以白炽灯在开灯瞬间容易烧断就是这个原因。
有经验的师傅可能都遇到过,冷库里的白炽灯特别容易烧坏。就是因为冷库环境温度较低,灯丝电阻较小,工作电流比额定电流大,所以容易烧坏。
以上就是我的一些个人见解,如果还有其他不足,欢迎大家补充!
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