民家講堂丨為何交流電每周期過零不會(huì)燒壞電燈，而我們頻繁合分開關(guān)卻容易燒壞？
人民電器報(bào)
2021年09月22日
本報(bào)記者
提問：為什么交流電每周期過零電燈不會(huì)燒壞，而我們頻繁合分開關(guān)卻會(huì)燒壞？
回答：這是因?yàn)殡姛魺襞莼蛘邿艄艿臒釕T性產(chǎn)生的結(jié)果。對(duì)于正常運(yùn)行的燈具，由于電流過零的時(shí)間十分短促，熱慣性使電燈的燈絲或者燈管不會(huì)產(chǎn)生沖擊，燈具自然不會(huì)燒壞。而當(dāng)燈具開關(guān)時(shí)它不存在熱慣性，沖擊電流強(qiáng)烈地沖擊在燈絲或者燈管上，燈具相對(duì)容易燒壞。
如果我們要深入探究這個(gè)問題，還需要了解幾組概念。
什么叫做冷態(tài)電阻和熱態(tài)電阻？以及燈泡的點(diǎn)燃沖擊電流Ip
冷態(tài)電阻：就是指某器件在沒有電流時(shí)，常溫下的電阻，一般是指25℃時(shí)的電阻。
熱態(tài)電阻：簡(jiǎn)單點(diǎn)來說,是指其電阻值會(huì)隨著自身溫度的變化而變換的導(dǎo)體，很多情況下都是金屬導(dǎo)體，譬如說銅、鉑、鎢絲等。
沖擊電流Ip：在給燈具通電時(shí)，由于電燈的冷態(tài)電阻，它會(huì)產(chǎn)生沖擊電流Ip，其值約為熱態(tài)電阻的四倍，沖擊電流Ip約為幾十毫秒，可見白熾燈燈泡的點(diǎn)燃過程對(duì)燈絲的沖擊極大。
什么叫熱慣性？
熱慣性是指，當(dāng)電流快速增加或減小時(shí)，游離作用或消游離作用來不及變化，使得弧柱溫度的變化相對(duì)滯后。對(duì)于白熾燈來說，它的燈絲材料是金屬鎢，電流改變后，燈絲的溫度調(diào)節(jié)很快。但對(duì)于日光燈，它的發(fā)光屬于氣體的輝光放電，當(dāng)快速改變電流時(shí)，日光燈管的熱慣性特別明顯。正是因?yàn)橛袩釕T性，燈泡對(duì)于非常短暫的電流變化有一定抵御能力。
正弦交流電流過零時(shí)，日光燈會(huì)有何種變化？
每當(dāng)交流電流過零時(shí)，燈管的輝光放電熄滅。過零后，由于有熱慣性存在，燈管氣體具有一定溫度，其中殘存著一些正負(fù)離子，形成了剩余電流。當(dāng)電壓達(dá)到一定數(shù)值后，氣體再次被擊穿，出現(xiàn)輝光放電。盡管電流每10毫秒就過零一次，但燈絲溫度有穩(wěn)定值存在，因此點(diǎn)燃后的燈絲電阻不會(huì)降至最小值，當(dāng)然也不會(huì)出現(xiàn)沖擊電流Ip。
因此，不管是白熾燈還是日光燈，頻繁地合分開關(guān)對(duì)燈具壽命的影響很大，而交流電流的過零現(xiàn)象，由于有熱慣性存在，對(duì)燈具的壽命影響很小。