用交流,直流和/或继电器颤振加重灯丝会改变其寿命吗?


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我正在开发一种装置,该装置可以通过使用超长灯丝来缩短老式“爱迪生”灯泡的寿命,这是一种任意计时器。

我打算通过使用不平滑的全波整流器整流电流来“加重”应力(而不是立即使之爆炸),假设灯丝设计用于工作频率为60hz的230VAC,因此在噪声较高的直流电压下性能会更差。

我还可以添加一个在60hz时打开和关闭的继电器,这听起来非常令人震惊(冷却!),这会导致它冷却和加热更多次而导致金属疲劳吗?有没有办法让更多的电流流过灯泡并使它发光呢?

我不清楚当前的拉力和RMS是一样的。

总结:是什么导致细丝磨损更多,如何增加它:D


我完全不希望整流器产生任何作用,我的猜测是,诸如以1Hz以上的频率开/关之类的信号对于金属疲劳会更糟。
PeterJ

@PeterJ:灯的时间常数是几秒钟,可能是十秒钟。1Hz太快了
Federico Russo

Answers:


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灯丝灯泡故障的三个主要原因:

  1. 灯丝蒸发。您在灯泡上施加的电压越高,流过灯丝的电流就越大。流过的电流越多,灯泡中的热量和亮度就越高,从而导致灯丝更快地蒸发并失效。(见图)
  2. 加热/冷却循环也会在灯丝上增加机械应力。这可以通过以一定占空比打开和关闭灯泡以使其加热和冷却来完成。
  3. 大电流涌入还会使灯泡过早失效。浪涌是指灯泡打开时,灯泡驱动器产生非常突然的电压跃迁。

在此处输入图片说明

上面的图像(来源)参考的是卤素灯,但故障/亮度曲线应大致与白炽灯泡的形状相同。

烧坏灯泡

灯泡过电压似乎是导致受控但随机故障的最直接方法。通过这种方法,您可以根据设置的电压将灯泡的寿命控制在几个月到几秒钟之间。灯泡的额定电压越远,灯泡失效越快。借助可变变压器,您可以轻松输入电压并估计灯泡的使用寿命。(图片来源

在此处输入图片说明

热循环无法为您提供这种控制,并且对于您的应用而言,生成精确的浪涌电流不必要地复杂。

很难预测灯丝寿命的原因之一是,灯丝中很小的瑕疵或缺陷会对寿命产生巨大影响:

沿着灯丝的电阻率的微小变化会导致在较高电阻率的点上形成“热点”。直径变化只有1%会导致使用寿命降低25%。热点的蒸发速度比其余灯丝要快,从而增加了电阻值,而这种积极反馈最终会在看上去健康的灯丝中出现熟悉的微小间隙。

资料来源:维基百科


谢谢!尼斯图!我进行了一些初步测试,但整流似乎并没有使它明显更亮,我想电流仍然保持不变吗?我试图想象一种通过它拉动更多电流而又不增加更多大灯泡或电动机或在桌子上烧洞的方法:S
Oliver Kellow 2013年

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@OliverKellow,我添加了答案,以介绍如何使更多的电流流过灯泡。
travisbartley

细丝很简单。整流只是改变电压和电流的方向。但是由于功率是两者的乘积,并且-1 * -1 = 1 * 1,因此反转两者都不会影响功率。(LED并不简单。在那种情况下,改变电压方向的作用远不只是改变电流方向的作用)
MSalters 2013年

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比起灯泡,您更有可能缩短继电器的寿命。

整流是无用的,因为峰值电压和耗散的功率(因此热量)将相同。只有让灯泡有足够的时间充分冷却时,继电器才有意义。杀死它的最好办法是,当电源的正弦在冷灯泡上达到最大时,打开继电器。这样,峰值电流很容易达到标称值的十倍。如果灯泡未充分冷却,则峰值可能仅为标称值的两倍,并且不会造成太大伤害。我认为您需要让它冷却至少半分钟。

暗室放大机中使用的灯通常额定电压较低(例如190V代替230V),以提供较高的色温。这些也有相当短的寿命。


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要学究:如果使用全波整流器,峰值电压实际上将降低2个二极管压降,这实际上可能会使灯丝寿命更长:-)
Anindo Ghosh

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看来,开启和关闭的热点和机械应力确实会造成损害,而由于RMS,整流电压几乎没有作用。虽然欠压过高听起来很酷,但是对于我的情况来说太大了。

我要添加一些CFL起动器(以防万一中断,并联连接)串联起来,以平均间隔约1hz的相等间隔打开和关闭。

邪恶的笑


您是否进行过测试以确定这一点?
Kortuk

@Kortuk不,不是科学的。我制作了它,并将其放置在一个互动式艺术品中,其中的灯不断亮着,并且每天要承受约三个小时的压力(如上所述),我正在等待它吹出其额定功率为60W的不寻常的60W“ Rustika”灯丝1000小时,但是灯丝在一定程度上都是不完美的,所以我猜它有点无效。。谢谢大家的帮助!图片在这里:containedmaterial.tumblr.com
Oliver Kellow 2013年
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