Verändert sich die Lebensdauer eines Lampenfadens, wenn er mit Wechselstrom, Gleichstrom und / oder Relais-Rattern belastet wird?

Ich baue ein Gerät, das die Lebensdauer einer "Edison" -Lampe im alten Stil durch ein extra langes Filament als eine Art willkürlichen Timer verkürzt.

Ich plane, es durch Gleichrichten des Stroms mit einem ungeglätteten Vollwellengleichrichter zu "belasten" (nicht sofort zu explodieren oder so), vorausgesetzt, dass das Filament für 230 VAC mit 60 Hz Einschaltdauer ausgelegt ist und daher bei rauschender Gleichspannung mit höherer Spannung schlechter abschneidet.

Ich kann auch ein Relais hinzufügen, das sich bei 60 Hz ein- und ausschaltet, was sehr alarmierend zu hören ist (cool!). Würde dies dazu führen, dass es sich mehrmals abkühlt und erwärmt und Metallermüdung verursacht? Gibt es eine Möglichkeit, mehr Strom durch eine Glühbirne zu schieben und sie heller scheinen zu lassen?

Ich habe ein vages Verständnis, dass der aktuelle Zug der gleiche ist, wie der Effektivwert.

Um es zusammenzufassen: Was verursacht mehr Verschleiß an einem Filament und wie kann ich ihn erhöhen: D

Es gibt drei Hauptursachen für das Versagen von Glühlampen:

1. Verdunstung des Filaments. Je mehr Spannung Sie an die Glühbirne anlegen, desto mehr Strom fließt durch die Glühwendel. Je mehr Strom fließt, desto mehr Wärme und Helligkeit steckt in der Glühbirne, wodurch das Filament schneller verdampft und ausfällt. (siehe Grafik)
2. Heiz- / Kühlzyklen belasten das Filament zusätzlich mechanisch. Dies kann durch Ein- und Ausschalten der Glühlampe bei einem bestimmten Arbeitszyklus erreicht werden, damit sie sich erwärmen und abkühlen kann.
3. Ein hoher Einschaltstrom kann auch dazu führen, dass eine Glühbirne früh ausfällt. Einschaltstrom ist, wenn die Lampe eingeschaltet ist und der Lampentreiber einen sehr abrupten Spannungsübergang erzeugt.

Das obige Bild ( Quelle ) bezog sich auf Halogenlampen, aber die Ausfall- / Helligkeitskurven sollten ungefähr die gleiche Form haben wie für Glühlampen im Allgemeinen.

Glühbirne ausbrennen

Das Überspannen der Glühlampe scheint der einfachste Weg zu sein, um kontrollierte und dennoch zufällige Ausfälle zu verursachen. Mit dieser Methode können Sie die Lebensdauer der Glühbirne in Abhängigkeit von der eingestellten Spannung von Monaten bis Sekunden steuern. Je weiter über der angegebenen Nennspannung der Glühlampe, desto schneller fällt sie aus. Mit einem variablen Transformator können Sie auf einfache Weise die Spannung und die ungefähre Lebensdauer Ihrer Lampen eingeben. ( Bildquelle )

Durch Wärmezyklen können Sie diese Art der Steuerung nicht erreichen, und die Erzeugung eines präzisen Einschaltstroms ist für Ihre Anwendung unnötig komplex.

Eines der Dinge, die es so schwierig machen, die Lebensdauer des Filaments vorherzusagen, ist, dass sehr kleine Unvollkommenheiten oder Defekte des Filaments einen dramatischen Einfluss auf die Lebensdauer haben können:

Geringe Schwankungen des spezifischen Widerstands entlang des Filaments führen dazu, dass sich an Stellen mit höherem spezifischen Widerstand "heiße Stellen" bilden. Eine Abweichung des Durchmessers von nur 1% führt zu einer Verkürzung der Lebensdauer um 25%. Die heißen Stellen verdunsten schneller als der Rest des Filaments und erhöhen an diesem Punkt den Widerstand - eine positive Rückkopplung, die in der vertrauten winzigen Lücke in einem ansonsten gesund aussehenden Filament endet.

Quelle: Wikipedia

Es ist wahrscheinlicher, dass Sie die Lebensdauer des Relais verkürzen als die der Lampe.

Gleichrichtung ist nutzlos, da die Spitzenspannung und die Verlustleistung (und damit die Wärme) gleich sind. Das Relais ist nur dann sinnvoll, wenn Sie der Lampe genügend Zeit geben, um sich ausreichend abzukühlen. Das Beste, was Sie tun können, ist, das Relais einzuschalten, wenn der Hauptsinus bei einer kalten Glühbirne sein Maximum erreicht. Der Spitzenstrom kann dann problemlos das Zehnfache des Nennwertes erreichen. Wenn die Lampe nicht ausreichend abgekühlt ist, beträgt der Spitzenwert möglicherweise nur das Zweifache des Nennwerts, und es wird nicht viel Schaden anrichten. Ich denke, Sie müssen es mindestens eine halbe Minute abkühlen lassen.

Lampen, die in Dunkelkammer-Vergrößerungsgeräten verwendet werden, werden häufig mit einer niedrigeren Spannung (z. B. 190 V anstelle von 230 V) betrieben, um eine höhere Farbtemperatur zu erzielen. Diese haben auch relativ kurze Lebensdauern.

Es scheint, dass die Hotspots und die mechanische Beanspruchung beim Ein- und Ausschalten den Schaden anrichten und das Gleichrichten der Spannung aufgrund des Effektivwerts so gut wie nichts bewirkt. Während es sich bei Unterspannung cool anhört und eine gute Lösung ist, ist es zu groß für meine Situation.

Ich füge einige CFL-Starter hinzu (parallel verdrahtet, falls einer ausfällt), damit sie in gleichmäßigen Intervallen von durchschnittlich etwa 1 Hz ein- und ausgeschaltet werden.

böses Lachen