فرکانس تغذیه

[مهندس نوآور]

با سلام؛
فرض بفرمائید یک لامپ رشته تنگستنی معمولی 100 وات با ولتاژ کار 220 ولت داریم. حالا چنانچه به جای استفاده از شبکه برق شهری با فرکانس 50 هرتز، یک ولتاژ AC با همان اختلاف پتانسیل 220 ولتی ولی اینبار با فرکانس 10KHz به آن متصل کنیم، به نظر شما، چه تفاوتی نسبت به قبل، در مورد شدت روشنائی لامپ، شدت جریان مصرفی آن و همچنین نرخ بازدهی سیستم رخ می دهد؟

[نو رسیده]

پاسخ : فرکانس تغذیه

با سلام
به علت فرکانس بالا، خاصیت سلفی رشته تنگستن هم در محاسبات امپدانس وارد و قابل توجه میشه. در کل امپدانس بالا میره و شدت نور لامپ کاهش پیدا میکنه.

یه مسئله دیگه هم اینه که ممکنه بخشی از گاز داخل لامپ توی اون فرکانس شروع به تشعشع کنه که البته به نوعش بستگی داره.

[hoseyni emeni]

پاسخ : فرکانس تغذیه

من در مورد اول با آقای نورسیده هم عقیده ام.
اما در مورد دوم منظور ایشون رو از تشعشع نفهمیدم.

[مهندس نوآور]

پاسخ : فرکانس تغذیه

سپاس از دوستان، راستش تحلیل خودم این بود که با توجه به این که نور لامپ، در خلال افزایش و کاهش متوالی ولتاژ 50 هرتز، با همان نرخ کم و زیاد می شود، ولی چشم ما عملا، شدت متوسط برآیند را درک می کند و اینکه جریان هم به همان میزان کم و زیاد می شود (اگر چه لامپ رشته ای از قانون اهم پیروی نمی کند چون با افزایش دما، مقاومت آن بیشتر می شود) و لذا آمپر متر معمولی (نه انواع True RMS)، جریان متوسط را نشان می دهد.
پس به نظر می رسد با افزایش نرخ روشن و خاموش ماندن لامپ به 10000 بار در ثانیه، باید شدت متوسط روشنائی آن و به تبع آن، شدت متوسط جریان هم زیاد بشود. ولی در هر صورت چون Watage لامپ ثابت و برابر 100 وات است، می شه گفت راندمان احتمالا تا یک فرکانس بهینه افزایش یافته و سپس با افزایش حرارت فیلامان، رفته رفته به یک مقدار حدی میل می کند.

[نو رسیده]

پاسخ : فرکانس تغذیه

سپاس از دوستان، راستش تحلیل خودم این بود که با توجه به این که نور لامپ، در خلال افزایش و کاهش متوالی ولتاژ 50 هرتز، با همان نرخ کم و زیاد می شود، ولی چشم ما عملا، شدت متوسط برآیند را درک می کند و اینکه جریان هم به همان میزان کم و زیاد می شود (اگر چه لامپ رشته ای از قانون اهم پیروی نمی کند چون با افزایش دما، مقاومت آن بیشتر می شود) و لذا آمپر متر معمولی (نه انواع True RMS)، جریان متوسط را نشان می دهد.
پس به نظر می رسد با افزایش نرخ روشن و خاموش ماندن لامپ به 10000 بار در ثانیه، باید شدت متوسط روشنائی آن و به تبع آن، شدت متوسط جریان هم زیاد بشود. ولی در هر صورت چون Watage لامپ ثابت و برابر 100 وات است، می شه گفت راندمان احتمالا تا یک فرکانس بهینه افزایش یافته و سپس با افزایش حرارت فیلامان، رفته رفته به یک مقدار حدی میل می کند.

نوری که ما از لامپ رشته ای میبینیم حاصل سرخ و بعد تقریبا سفید شدن رشته فیلامان داخلشه که این عمل در هر ثانیه 100 بار( هم تو نیم سیکل مثبت و هم تو نیم سیکل منفی) تکرار میشه.
اما بعلت اینکه ثابت زمانی سرد شده فیلامان و رسیدن به دمای خاموش بیشتر از تغییرات ولتاژشه، بنا براین ما تو این لامپ خاموش و روشن شدن متوالی نداریم. فقط نور کم و زیاد میشه که کم شدنش هم با فرکانس نسبت عکس داره.

یعنی اگه پارامتر حالت رو خاموش شدن لامپ فرض کنیم ، علاوه بر چشم انسان، لامپ هم براش مثل یه فیلتر پائین گذر عمل میکنه و با افزایش فرکانس، مقدار خاموشی به صفر میرسه.

مسئله بعدی اینه که وقتی فیلامان به دمای سفید رسید، دیگه افزایش جریان، فقط حرارت تولیدی رو زیاد میکنه و شدت نور رو افزایش نمیده، عملا بهترین بازده وقتی بدست میاد که جریان در حد سفید کردن فیلامان تنظیم بشه و نه بیشتر.

ولی در کل افزایش فرکانس بعلت افزایش امپدانس قطعه، باعث کاهش راندمان میشه.
یه قانون کلی توی طبیعت هست که میگه: توی آفرینش، تمام اشیا و موجودات فیلتر پائین گذر هستن، مگه اینکه خلافش ثابت بشه :biggrin: