Warum werden Glühbirnen als ohmsche Last betrachtet?

Eine Glühbirne (eine einfache alte Glühlampe) wird typischerweise als Beispiel für eine ohmsche Last herangezogen.

Das Filament besteht jedoch tatsächlich aus mehreren Fuß sehr dünnem Draht, der geschickt gewickelt ist, um ein Filament zu bilden, das ungefähr 1 Zoll lang ist. Wenn Sie den Draht auf diese Weise klar aufwickeln, ähnelt das Filament mehr oder weniger einem Induktor. Glühlampen gelten jedoch nicht als induktive Last.

Warum werden Glühbirnen mit einem Faden aus gewickeltem Draht als ohmsche Last angesehen?

resistance inductance incandescent

— scharfer Zahn
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Ich würde vermuten, dass der Filamentwiderstand viel größer ist als die Reaktanz bei 50-60Hz.

— Armandas

Versuchen Sie, eine als Dummy-Last für einen Funksender zu verwenden, und Sie werden viele Beweise dafür finden, dass sie induktiv ist. Bei der Zeilenfrequenz ist dies jedoch unerheblich.

— Chris Stratton

Antworten:

Die Reaktanz bei 50 oder 60 Hz ist einfach vernachlässigbar. Nach diesem Rechner ist eine Spule mit 100 Windungen und einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 25 mm 0,04 µH. Bei 50 Hz sind das 12 µΩ. Eine 60-W-Glühbirne bei 230 V hat einen Widerstand von 880 Ω, 12 µΩ sind nur 0,014 ppm davon und der cos (φ) = 0,999999999999999902. Sollen wir "1" sagen?

Das Filament wird nicht aufgewickelt, um Reaktanz zu erzeugen, sondern um den Widerstand zu erhöhen, indem das Filament länger gemacht wird. Glühlampen mit höherer Leistung benötigen keinen höheren Widerstand und haben daher oft kein gewickeltes Filament. Die Alternative zum Erhöhen des Widerstands wäre, den Durchmesser des Filaments zu verringern, aber dann würde es zu zerbrechlich werden.

— stevenvh
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Ich frage mich oft, ob die gewundene Natur des Filaments auch dazu beiträgt, dass das Ding nicht aufgrund von Wärme-, Vibrations- und Stoßbelastungen bricht. Niemals Daten gesehen, die diesen Verdacht bestätigen oder nicht.

— Michael Karas

@ Michael - Entschuldigung, ich weiß es auch nicht. Es wäre schön, wenn sich jemand dazu äußern könnte.

— Stevenvh

@Michael: Das ist auch ein Grund, es bietet Elastizität, um den Stoß aufgrund der Steifheit zu reduzieren, aber es hilft auch das "dritte Bein" (4., 5. ...), das die neuen Vibrationen aufgrund der Elastizität dämpft ( Es tut mir leid, ich kann im Moment keine besseren Worte finden. Es hilft, aber es ist kein entscheidender Faktor, zum Beispiel wirklich kleine Glühbirnen zu sehen, bei denen das Risiko von Vibrationen aufgrund der physikalisch kleineren Geometrie reduziert ist. Einige sind mit einem beachtlichen Innenraum ausgestattet, selbst wenn sie einen halben Zentimeter groß sind. Die Spule ist also nicht dafür gedacht, ihr einen größeren Widerstand zu verleihen.

— Vlad

Ein längeres Filament ist bei gleichem Widerstand auch dicker, was auch die Bruchgefahr verringert.

— Johan.A

@MichaelKaras: Ich verstehe, was du meinst, aber der gewickelte Draht wiegt mehr und wird daher unter Schock oder Vibration stärker erzwungen.

— Der Widerstand

Das Wickeln erhöht nicht den Widerstand (es erhöht die Reaktanz), es hilft, lange Filamente auf kleinem Raum zu platzieren, wodurch die Glühbirne klein genug ist, um verwendet werden zu können, und dank des geringen Abstands zwischen den Windungen erwärmen sie sich gegenseitig, wodurch die Temperatur von Filament und Licht erhöht wird Außerdem wird die Belastung durch Dehnen / Kürzen des Filaments während des Heizens / Kühlens sowie durch Stöße und Vibrationen beseitigt, wodurch die Lebensdauer der Glühbirne verlängert wird.

— auto25242
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Der gewickelte Draht wiegt mehr und wird daher unter Schock- oder Vibrationsbelastung stärker belastet. Ich bin mir also nicht sicher, ob dies die Lebensdauer verlängern wird.

— Der Widerstand