Школьная задача про лампочки

[Зиновий]

Someone писал(а):

А вообще лампочка с таким дополнительным сопротивлением загорится? Пока она холодная, у неё сопротивление должно быть намного меньше, почти всё тепло будет выделяться на балластном сопротивлении. Вдруг нить у лампочки не нагреется до нормальной температуры?

Нагревается.
На этом принципе работают большинство схем защиты от ударных пусковых токов.
В момент включения, режим генератора тока.
Далее, источник плавно переходит в режим генератора напряжения.
Срок службы ламп накаливания увеличивается, примерно, на порядок.

[Someone]

photon писал(а):

Т.е. Вы хотите сказать, что в таком случае лампочка, подключенная к источнику, застабилизированному по току, и выдающему номинальный для данной лампочки ток, не сможет загореться? Что-то сомневаюсь я в этом

Я не утверждаю, что не загорится, это надо экспериментально проверять. Но у холодной вольфрамовой нити сопротивление намного меньше, и в момент включения лампочки через неё идёт намного больший ток, чем после нагрева нити. Видимо, по этой причине лампочки перегорают чаще всего в момент включения.
С балластным сопротивлением при включении ток через лампочку будет несколько больше номинала, но сопротивление холодной нити намного меньше сопротивления горячей, поэтому на нити будет выделяться мало тепла (температурный коэффициент сопротивления вольфрама при 20°C равен 0,0045, и при нагревании на небольшое число градусов сопротивление подсчитывается по формуле $R(t_2)=R(t_1)\cdot(1+0,0045(t_2-t_1))$, но я не знаю, что будет при нагревании на 1000°C).
И я никогда не слышал, чтобы лампочки включали через балластное сопротивление, хотя причина для этого может быть другой (например, резкое снижение КПД), не говоря уже о том, что я много чего не слышал.

[Someone]

Зиновий писал(а):

Someone писал(а):

А вообще лампочка с таким дополнительным сопротивлением загорится? Пока она холодная, у неё сопротивление должно быть намного меньше, почти всё тепло будет выделяться на балластном сопротивлении. Вдруг нить у лампочки не нагреется до нормальной температуры?

Нагревается.
На этом принципе работают большинство схем защиты от ударных пусковых токов.
В момент включения, режим генератора тока.
Далее, источник плавно переходит в режим генератора напряжения.
Срок службы ламп накаливания увеличивается, примерно, на порядок.

Но там балластное сопротивление, видимо, сравнительно небольшое, а в обсуждаемой задаче оно близко к сопротивлению горячей нити и, возможно, в разы больше сопротивления холодной нити. Поэтому результат неочевиден.

[Зиновий]

Someone писал(а):

Зиновий писал(а):

Someone писал(а):

А вообще лампочка с таким дополнительным сопротивлением загорится? Пока она холодная, у неё сопротивление должно быть намного меньше, почти всё тепло будет выделяться на балластном сопротивлении. Вдруг нить у лампочки не нагреется до нормальной температуры?

Нагревается.
На этом принципе работают большинство схем защиты от ударных пусковых токов.
В момент включения, режим генератора тока.
Далее, источник плавно переходит в режим генератора напряжения.
Срок службы ламп накаливания увеличивается, примерно, на порядок.

Но там балластное сопротивление, видимо, сравнительно небольшое, а в обсуждаемой задаче оно близко к сопротивлению горячей нити и, возможно, в разы больше сопротивления холодной нити. Поэтому результат неочевиден.

Пусковой ток выбирается равным номинальному для данной лампы в рабочем режиме.
В результате, пусковая мощность, примерно, в десять раз меньше номинальной.
Этой мощности вполне хватает, что бы разгреть теплоизолированную нить накаливания до рабочей температуры.
По мере разогрева нити увиличивается ее сопротивление, что при запитке от генератора тока приводит к увеличению подводимой мощности.
Так, по экспоненте, лампа доползает до номинального режима,не испытывая ударных пусковых токов.
Этот результат не нуждается в проверке, так как уже давно имеет практическое применение.
Например, см. "Позисторные ограничители пусковых токов".

[Dolopihtis]

Someone писал(а):

А вообще лампочка с таким дополнительным сопротивлением загорится? Пока она холодная, у неё сопротивление должно быть намного меньше, почти всё тепло будет выделяться на балластном сопротивлении. Вдруг нить у лампочки не нагреется до нормальной температуры?

Мне кажется , такое состояние будет неустойчивым. Т.е. даже небольшое падение напряжение на лампочке вызовет некоторое повышение температуры нити , которое в свою очередь увеличит сопротивление нити и само напряжение на лампочке и т. д. пока не установится стационарный режим. Другими словами имеется положительная обратная связь.

[Someone]

Зиновий писал(а):

Но там балластное сопротивление, видимо, сравнительно небольшое, а в обсуждаемой задаче оно близко к сопротивлению горячей нити и, возможно, в разы больше сопротивления холодной нити. Поэтому результат неочевиден.

Пусковой ток выбирается равным номинальному для данной лампы в рабочем режиме.
В результате, пусковая мощность, примерно, в десять раз меньше номинальной.
Этой мощности вполне хватает, что бы разгреть теплоизолированную нить накаливания до рабочей температуры.
По мере разогрева нити увиличивается ее сопротивление, что при запитке от генератора тока приводит к увеличению подводимой мощности.
Так, по экспоненте, лампа доползает до номинального режима,не испытывая ударных пусковых токов.
Этот результат не нуждается в проверке, так как уже давно имеет практическое применение.
Например, см. "Позисторные ограничители пусковых токов".[/quote]

Тогда, вероятно, нагреется. Но позисторный ограничитель пускового тока - это совсем не то же самое, что балластное сопротивление.

[Зиновий]

Someone писал(а):

Зиновий писал(а):

Someone писал(а):

Но там балластное сопротивление, видимо, сравнительно небольшое, а в обсуждаемой задаче оно близко к сопротивлению горячей нити и, возможно, в разы больше сопротивления холодной нити. Поэтому результат неочевиден.

Пусковой ток выбирается равным номинальному для данной лампы в рабочем режиме.
В результате, пусковая мощность, примерно, в десять раз меньше номинальной.
Этой мощности вполне хватает, что бы разгреть теплоизолированную нить накаливания до рабочей температуры.
По мере разогрева нити увиличивается ее сопротивление, что при запитке от генератора тока приводит к увеличению подводимой мощности.
Так, по экспоненте, лампа доползает до номинального режима,не испытывая ударных пусковых токов.
Этот результат не нуждается в проверке, так как уже давно имеет практическое применение.
Например, см. "Позисторные ограничители пусковых токов".

Тогда, вероятно, нагреется. Но позисторный ограничитель пускового тока - это совсем не то же самое, что балластное сопротивление.

В обсуждаемой задаче, по цепи, включенной в сеть 220 в, потечет пусковой ток почти в два раза больше рабочего.
Что заведомо приведет к быстрому разгреву накала лампы.
Баластное сопротивление плохо тем, что мало ограничивает пусковой ток и рассеивает значительную мощность в рабочем режиме.

[Someone]

Зиновий писал(а):

Someone писал(а):

Но позисторный ограничитель пускового тока - это совсем не то же самое, что балластное сопротивление.

Баластное сопротивление плохо тем, что мало ограничивает пусковой ток и рассеивает значительную мощность в рабочем режиме.

Я и говорю: совсем не то же самое. А в ситуации, описанной в задаче, вероятно, целесообразнее использовать трансформатор. А то 480 вт рассеивается на лампочке и 400 вт - на балластном сопротивлении. Надеюсь, в правильно подобранном трансформаторе потери энергии будут меньше?

[Зиновий]

Someone писал(а):

Зиновий писал(а):

Someone писал(а):

Но позисторный ограничитель пускового тока - это совсем не то же самое, что балластное сопротивление.

Баластное сопротивление плохо тем, что мало ограничивает пусковой ток и рассеивает значительную мощность в рабочем режиме.

Я и говорю: совсем не то же самое. А в ситуации, описанной в задаче, вероятно, целесообразнее использовать трансформатор. А то 480 вт рассеивается на лампочке и 400 вт - на балластном сопротивлении. Надеюсь, в правильно подобранном трансформаторе потери энергии будут меньше?

Вы совершенно правы.
Трансформатор, дроссель, или электронный преобразователь напряжения, все это, конечно же, эффективней чем балластное сопротивление.
Но в задаче преследовалась, как Вы понимаете, другая цель.
И она была достигнута.

[Someone]

Зиновий писал(а):

Но в задаче преследовалась, как Вы понимаете, другая цель.
И она была достигнута.

Разумеется. Но мы ведь обсуждали не цель задачи.

[Зиновий]

Someone писал(а):

Зиновий писал(а):

Но в задаче преследовалась, как Вы понимаете, другая цель.
И она была достигнута.

Разумеется. Но мы ведь обсуждали не цель задачи.

Да, конечно.
Но сегодня, в подобной ситуации, ни кому и в голову не придет ставить баластное сопротивление.
Даже трансформаторы и дроссели ушли в прошлое.
Их заменили электронные (транзисторные и тиристорные) регуляторы (преобразователи) напряжения.

[4e6yPaToP]

Хм... Интересно, а есть выключатели с каким-нить дополнительным сопротивлением, которое работает только при включении лампочки (пока нить ещё не разогрелась)?
Например, если сделать выключатель с катушкой индуктивности (ток через катушку не может измениться скачком, а изменится плавно от 0 до ...)
Тогда бы лампочки, наверное, плавно могли загораться и реже взываться при включении
или я туплю?

[PSP]

4e6yPaToP писал(а):

Хм... Интересно, а есть выключатели с каким-нить дополнительным сопротивлением, которое работает только при включении лампочки (пока нить ещё не разогрелась)?
Например, если сделать выключатель с катушкой индуктивности (ток через катушку не может измениться скачком, а изменится плавно от 0 до ...)
Тогда бы лампочки, наверное, плавно могли загораться и реже взываться при включении
или я туплю?

Один из московских электротехнических заводов выпускает таке устройства для квартир нуворишей.
Стоят около 500 руб... Берут..