燈絲的熱特性:熱阻vs冷阻

作者 : John Dunn,EDN

白熾燈燈絲的熱阻和冷阻之比令人驚訝,其中最糟糕的是在通電瞬間的峰值電流突波相當大。畢竟,經過多年的使用,電燈插座及其相關線路不斷受到這些峰值電流突波的衝擊,早晚都可能會發生問題...

白熾燈燈絲的熱態電阻(hot resistance)和冷態電阻(cold resistance)之比著實讓我大感驚訝,儘管我一直以為自己對這些事情瞭若指掌。後來才知道,我並非對此「無所不知」,而且我對此無知的後果甚至可能會有引發潛在火災之虞。

在我家的餐桌上方有一盞水晶吊燈,它已經掛在那裡35年了,直到最近都還能正常運作。但是,時不時地,其中一顆100W的燈泡會忽然熄滅,但只要更換新的燈泡後,一切就又恢復正常了(1)。

然而,有一天,事情就不太樂觀了。

圖1:帶有100W燈泡的水晶吊燈。

那天當我走進餐廳後試著想打開燈,但卻還是一片漆黑。「該換燈泡了,」我心想,因此就拿了一個新燈泡來換並丟棄了舊燈泡。於是燈就亮起來了,我以為就像以前一樣一切都很好。

第二天,燈又暗了。難道新的燈泡有瑕疵?但似乎也不太可能。於是我取出昨晚才換上的那個新燈泡並測量其燈絲電阻,結果是9.4Ω。(請暫時記得這個數字。)很顯然地,燈泡並沒有燒壞,所以我又把它放回去,結果燈又亮起來了。

在那之後的幾天,這盞燈都會自己慢慢暗下來,然後再亮起來。有時燈泡會變暗一點,然後再變亮。很明顯地,問題要麼出在燈座上,不然就是牆上的開關有問題。但這也意味著我可能扔掉了一個還完好無缺的100W燈泡。因為那些燈泡已經都買不到了,我想到還覺得生氣。

然後我突然意識到,以一個在120V線路上運作的100W燈泡,燈泡的電阻必須為(120V)² /100W = 144Ω,但我卻只測量到9.4Ω?因此,我決定測量幾個其他瓦數的燈泡,並查看「熱」阻與「冷」阻的比例(1)。

1:測量房屋中各種燈泡的熱阻和冷阻。

也許大家都知道熱阻和冷阻之間有多麼不一樣,但甚差異之比卻令人大吃一驚。最糟糕的情況是在通電瞬間的峰值電流突波確實非常大。

經過多年的使用過程,電燈插座及其相關線路一次又一次地受到這些峰值電流突波的衝擊,早晚都可能會發生問題。

那盞水晶吊燈已經用了35年,我也換過很多次燈泡了。在這些變化過程中,接觸燈泡尖端的插座片可能逐漸變形,以至於它不無法再與燈泡尖端緊密接觸( 2)。

2多年的使用後,導致插座片變形,並造成燈泡尖端與插座片的接觸不良。

而當燈泡尖端和插座片之間的電接觸不牢固時,該接合處將會升溫,我要特別強調的是它會變得非常、非常熱。於是我後來更換掉插座了,原本的舊插座是長這樣的(3):

3:過熱損壞的舊插座。

從現在起,每當必須更換燈泡時,我打算都得順便偷偷看一下插座,檢查看看是否會有熱損壞的可能。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Hot resistance versus cold resistances,by John Dunn)

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