Forum stowarzyszenia „Trioda” - nowy serwer

Tak by było, gdyby termistor zasilał szereg lamp powoli wzrastającym napięciem. Ale on go zasila powoli wzrastającym prądem. To nie to samo.

Obawiam się, że prąd najpierw rośnie, a później maleje, ustalając się z czasem na wartości 0,3A. Gdyby prąd nie był przez chwilę wyższy od nominalnego, nie byłoby tych rozbłysków w lampach.

Pozdrawiam,
Romek

Jeżeli działanie termistora jest dużo wolniejsze od działania "błyskacza", to można ten termistor traktować jako stały w czasie opór. Jeżeli tak, to 20V odłożone na "błyskaczu" da tylko 10%-owe zmniejszenie prądu żarzenia (zakładając istnienie timera tylko w jednej lampie). To mało. Tylko o to mi chodzi.

Właśnie przyjrzałem się schematowi odbiornika "Neptun 311". W obwodzie żarzenia lamp, poza urodoksem, znajduje się jeszcze rezystor nastawny 130R i jedno z uzwojeń dławika. Zgadzam się z Tobą, że jedna błyskająca w obwodzie lampa nie jest w stanie znacząco wpłynąć na chwilową wartość prądu żarzenia. Szkoda, że aktualnie nie dysponuję żadnym lampowym telewizorem w którym mógłbym zbadać jak zmienia się prąd żarzenia w czasie nagrzewania się lamp
W przypadku lamp ECC, zasilanych napięciem 6,3V (12,6V) można być niemal pewnym, że rozbłysk końcówek grzejnika wpływa na spowolnienie nagrzewania się katod. Jednak przy szeregowym połączeniu wielu lamp z żarzeniem 0,3A trudno jest przewidzieć jaką maksymalną wartość osiąga prąd żarzenia, oraz jak w tym czasie rozkładają się spadki napięć na poszczególnych rezystancjach w obwodzie. Bez tych informacji trudno ocenić czy ten "błyskacz" cokolwiek zmienia.

Pozdrawiam,
Romek

A w ogóle, w telewizorach wyposażonych w "klasyczny" termistor (taki szary walec), występuje błyskanie końcówek żarników?

Chciałbym do zagadnienia podejsć tylko od strony technologicznej.

To, co było wcześniej nazywane w tym wątku "białym izolatorem" to alundum. Jest to tlenek glinu, odpowiednio czysty, który jest nakładany na grzejniki, najczęściej metodą kataforezy. Więcej o tym tutaj:
http://www.trioda.com/php/forum/viewtopic.php?t=9478

Grzejnik na całej swej długości jest wykonany z drutu wolframowego, bez zmiany średnicy wzdłuż długości. Wynika to z technologii sporządzania grzejnika.

Nie mam czasu śledzić katalogów, ani sprawzać które lampy rozbłyskują najsilniej. jestem jednak ciekaw czy przypadkiem nie te, które mają katalogowo duże dopuszczalne wartości napięć katoda-grzejnik

WitekJ pisze:A w ogóle, w telewizorach wyposażonych w "klasyczny" termistor (taki szary walec), występuje błyskanie końcówek żarników?

Owszem, błyskają. Po włączeniu odbiornika przez dłuższą chwilę nic się nie dzieje (rezystancja zimnego urodoksu wynosi kilka kom, więc dopiero po chwili jego temperatura zaczyna szybciej narastać), a po chwili widać powolne, a później coraz szybsze nagrzewanie się grzejników lamp, z charakterystycznym silniejszym świeceniem kilku z nich. Z tego co pamiętam w starych odbiornikach TV często rozbłyskały takie lampy jak PCF82, PY88, niektóre EAA91 i EF80, ale to czy błyskały zależało nie tylko od ich typu, ale właśnie od tego kto i w jakim okresie je wyprodukował, np. polskie PCF82 błyskały, a czeskie nie.

Czołem.

Nie chodzi to o "ograniczanie" prądu, ale o zapewnienie by żarniki wszystkich lamp rozgrzewały się z podobną prędkością.

Jeżeli połączymy szeregowo żarówkę 60W na 220V i żaróweczkę od latarki 2.4V/300mA, to mała żaróweczka ma małe szanse przetrwać włączenie takiego układu do sieci - mimo, że obie są na prąd z grubsza 300mA. Rozgrzeje się szybciej, wydzieli się na niej duża moc, co spowoduje, że rozgrzeje się jeszcze bardziej itd... Duża pewnie nie zdąży nawet zaróżowieć, a mała odejdzie w niebyt. Podobna sytuacja (choć nie tak dramatyczna) występuje przy okazji szeregowego żarzenia lamp o różnej mocy żarzenia.

Rozwiązanie wcale nie musi być specjalnie proste, choć pewnie jest... Wyobrażam sobie ten katodowy timerek tak, że żarnik jest stosunkowo cieniutki i maleńki (bo musi) otoczony materiałem o stosunkowo dużej pojemności cieplnej (by się powoli nagrzewał) a o niewielkiej powierzchni (by ostateczna temperatura była odpowiednia). Alund jest tu bardzo dobrym materiałem na "rezerwuar cieplny", bo jak na izolator elektryczny dobrze przewodzi ciepło i ma spore ciepło właściwe. Rozbłysk grzejnika w części poza "rezerwuarem" byłby wtedy efektem ubocznym takiej konstrukcji. Rozgrzewa się szybciej i mocniej, ale nie zdąży się przepalić, bo nadmiar ciepła jednak ma gdzie odpływać. Może też grać pewną rolę zmiana przewodnictwa cieplnego alundu przy wzroście temperatury. W większości substancji dielektrycznych przewodnictwo trochę rośnie, ale z ceramikami może być różnie - trzeba by sprawdzić.

Pozdrawiam,
Jasiu

WitekJ pisze: Nieustalony ruch ciepła? Drucik po chwili rozbłysku stygnie (mimo tego samego prądu) - znaczy to, że w miarę rozgrzewania się dalszej części żarnika jest ten drucik coraz lepiej chłodzony?
Naprawdę wszyscy uważają, że lampa zasilana ze żródła prądowego ma prawo rozbłyskiwać przy starcie?

Oczywiście że tak. Rozbłyskuje tylko fragment żarnika a nie jego całość.

Chłodzony jest - i na dodatek tym lepiej im ma wyższa temperaturę - mamy próżnię wiec tylko mamy przewodzenie i promieniowanie. To drugie jest bardzo istotne w ilości odprowadzanego ciepła - jet proporcjonalne do różnicy czwartych potęg bezwzględnych (Kelviny) temperatur podzielonych przez 100. Przewodzenie jest proporcjonalne do różnicy temperatur. Z jednej strony masz temperaturę rozgrzanego do pomarańczowego koloru drutu - około 1000'C z drugiej temperaturę otoczenia czyli 20'C.

Ponadto jest to nieustalony ruch ciepła. Masz zimną lampę gdzie każdy jej element ma temperaturę pokojową. Nagle uruchamiasz w niej źródło ciepła. To ciepło ucieka no różne sposoby do otoczenia - promieniowanie - i przewodzenia. Ponadto lampa nie jest jednorodna w środku, tak samo nie jest jednorodne źródło ciepła czyli grzejnik katody.

Źródło prądowe nie wyeliminuje błyskania - chyba że będziesz bardzo powoli zwiększał prąd żarzenia (a to nie musi być źródłem prądowym) - owszem błyśnięcia nie zauważysz ale to nie oznacza ze różnić w temperaturze włókna nie ma.

Wyobraź sobie dwa kawałki włókna żarzenia. Połączone ze sobą szeregowo. Pierwszy to goły drut. Drugi to drut z izolacją elektryczna acz dobrą cieplną i przytwierdzoną sporą masą w postaci metalowego cylindra.

Na samym początku masz jednakową temperaturę jednego i drugiego odcinka. Czyli na każdy milimetr wydziela się ta sama ilość ciepła. Zgodzisz się z tym. Przepuszczasz prąd grzejąc drut. Czyli nagrzewasz go - (nieustalony ruch ciepła czyż nie?). Po krótkiej chwili zastanów sie co sie dzieje. Ta sam ilość ciepła na jednostkę długości spowoduje szybsze nagrzanie się pierwszego odcinka bo ma mała masę. Czyli tam przy tej samej ilości energii cieplnej uzyskasz wyższą temperaturę niż w drugi m odcinku - masz do ogrzania sporą masę. Te dwa odcinki są w próżni więc ciepło może być odprowadzone tylko na drodze przewodnictwa cieplnego oraz promieniowania. Wzdłuż druta powstaje gradient temperatury - bo pierwszy odcinek jest nagrzany do wyższej temperatury a drugi do niższej. Jeśli j est gradient to jest i ruch ciepła - przewodzenie poprzez sam drut. Druga ucieczka ciepła to promieniowanie na zewnątrz.

Większa masa potrzebuje więcej energii by ogrzać ją o jednostkę temperatury. Przykład - zapałką stopisz cienki drucik miedziany ale grubego drutu o średnicy 1mm już nie.

A teraz do podanego powyżej opisu dodaj zmiany oporu elektrycznego od temperatury. Nawet wymuszają jednakową wartość natężenia prądu w czasie - to i tak powstaje różna ilość wydzielanej energii cieplnej na jednostkę długości drutu. Dlaczego - bowiem każdy milimetr drutu ma inną rezystancje - w pierwszym odcinku jak i drugim. Ba wzdłuż tegoż drutu też powstaje płynny gradient temperatury. Ale uprośćmy sprawę i załóżmy że te dwa odcinki są jednakowe i mają jednakową temperaturę (skokowa jej zmiana na granicy tych odcinków). Odcinek o wyższej temperaturze będzie miał większy opór elektryczny niż ten drugi. Czyli większa moc (energia cieplna) wydzieli sie na pierwszym odcinku niż na drugim. Czyli pierwszy odcinek jest grany mocniej od tego drugiego.

Trzeci krok - to stygnięcie jak piszesz. Załóżmy dla uproszenie że nie ma odprowadzania na zewnątrz ciepła przez promieniowanie i przewodzenie przez końce druta. Przewodzenie poprzez drut pomiędzy dwoma odcinkami będzie prowadzić do tego aby temperatury sie wyrównały.
Czyli uzyskamy w końcu w stanie ustalonym jednakową temperaturę i jednakowy opór elektryczny w każdym miejscu drutu w jednym i drugim odcinku. Czyli uzyskamy jednakową ilość ciepła wydzielaną w pierwszym i drugi odcinku. A to oznacza że ten pierwszy odcinek będzie mniej grzany niż wtedy gdy miał on większą temperaturę niż drugi odcinek. Stąd jego stygnięcie nawet jeśli zapewnisz stałość natężenia prądu płynącego przez dwa odcinki.

Prościej nie potrafię wytłumaczyć tak prostego zjawiska. Źródłu prądowemu nic do tego że obiekt jest niejednorodny cieplnie.

Tym sie różni rozpatrywanie obiektu jako obiektu o stałych rozłożonych jak powyżej opisałem od Twojego podejścia zakładającego że obiekt jest idealnie jednorodny - czyli obiekt o stałych skupionych. Według Twojego podejścia rozbłysk może mieć tylko wtedy miejsce jak zmienia się natężenie prądu. Traktując żarnik jako coś niejednorodnego można wykazać że rozbłyśnie jego fragment przy stałym niezmiennym natężeniu prądu.

Dodam jeszcze to ze samo ogrzewanie to proces który trwa określony czas.
Tym wolniej się nagrzewa ciało im ma większą masę i większą pojemność cieplną i tym szybciej im większe natężenie strumienia cieplnego dopływa do ciała (lub większa moc w nim jest wydzielania)

STUDI pisze:

WitekJ pisze: Nieustalony ruch ciepła? Drucik po chwili rozbłysku stygnie (mimo tego samego prądu) - znaczy to, że w miarę rozgrzewania się dalszej części żarnika jest ten drucik coraz lepiej chłodzony?
Naprawdę wszyscy uważają, że lampa zasilana ze żródła prądowego ma prawo rozbłyskiwać przy starcie?

Oczywiście że tak. Rozbłyskuje tylko fragment żarnika a nie jego całość.

STUDI pisze:Źródło prądowe nie wyeliminuje błyskania - chyba że będziesz bardzo powoli zwiększał prąd żarzenia (a to nie musi być źródłem prądowym) - owszem błyśnięcia nie zauważysz ale to nie oznacza ze różnić w temperaturze włókna nie ma.

STUDI pisze:Źródłu prądowemu nic do tego że obiekt jest niejednorodny cieplnie.

STUDI, nie wiem skąd wziąłeś te informacje, ale z całą pewnością są one błędne. Gdy zupełnie zimną i mocno błyskającą (w typowych warunkach zasilania) lampę z serii ECC podłączysz do źródła prądu o wydajności 0,3A, to absolutnie żadne błyśnięcie nie wystąpi (nawet okiem uzbrojonym w lupę go nie dostrzeżesz, bo go po prostu nie będzie). Opisane przez Ciebie zjawisko stygnięcia końców grzejnika, przy dochodzeniu katod do swojej normalnej temperatury pracy, też nie wystąpi. Zimne włókno mocno błyskającej lampy ECC81 cechuje się rezystancją ok. 3R (przy grzejnikach połączonych równolegle, jak dla zasilania napięciem 6,3V). Po podłączeniu lampy do źródła prądu 0,3A wystąpi na grzejniku spadek napięcia rzędu 0,9V i napięcie to będzie stopniowo rosło do ok. 6,3V. Czas nagrzewania się włókna (i powolnego wzrostu napięcia) wyniesie ok. 40 sekund. Jeżeli tą samą lampę podłączymy do źródła napięcia o wartości 6,3V, w pierwszym momencie "szarpnie" ona prąd o wartości przekraczającej 2A i mocno rozbłyśnie! Możesz to sprawdzić doświadczalnie.

Fakt, że w lampowych odbiornikach telewizyjnych, mimo zastosowania w obwodzie żarzenia lamp termistora spowalniającego narastanie prądu, lampy jednak błyskają, świadczy niezbicie, że w pewnym momencie nagrzewania grzejników wartość płynącego w obwodzie prądu jest dużo większa od wartości nominalnej 0,3A.

Pozdrawiam,
Romek

Wierz mi że błyśnie - a na pewno nie będzie jednakowej temperatury oraz będzie zjawisko pozornego stygnięcia (mimo iż w całości średnia temperatura nie maleje!!!!). Przeanalizuj to co napisałem. Nierównomierne odprowadzanie ciepła plus wynikające z tego nierównomierne wydzielanie mocy. A potem dążenie do równowagi.

Po za tym też traktujesz włókno jako jednorodny obiekt dynamiczny. Stąd taki wniosek jaki podałeś. Więc jedyną prawdą z tego wynikającą jest fakt zmian uśrednionej temperatury do całego włókna. Niestety pod względem dynamicznym jest błędne założenie.

Źródło prądowe nie wyrówna nierównomierne ilości ciepła wydzielanej w drucie ....

Taki sam paradoks jak to że cienkie rury izolowane świetnym izolatorem tracą więcej ciepła niż bez tej izolacji. To jeszcze prostsze do wyjaśnienia.

Hmmm... Widzisz, zanim napisałem poprzedniego posta, przetestowałem ponad 30 sztuk różnych "błyskających" lamp, zasilając je z precyzyjnego źródła prądowego 0,3A. Doświadczenie przeprowadzałem w godzinach wieczornych (w tym również po zgaszeniu światła, w kompletnej ciemności, używając lupy) i nie dostrzegłem ani błysku, ani stygnięcia końców włókien w momencie osiągania przez lampę pełnej emisji. Przeprowadziłem też pomiar zmian prądu żarzenia jakie zachodzą w ciągu pierwszych 60 sekund od momentu włączenia zimnej lampy do źródła napięcia 6,3V. Testowałem w ten sposób lampy "błyskające" i "niebłyskające". Mam zdjęcia obrazów oscyloskopowych przedstawiających zmiany prądów dla różnych typów lamp podczas ich nagrzewania. Spróbuję jeszcze zbadać jak wpływa błyskanie na szybkość osiągania przez katody pełnej emisji (teoria timera, podana przez Jasia). W tej chwili niestety nie dysponuję czasem by skończyć te eksperymenty, ale jeżeli tylko znajdę jakąś lukę w pracy, to doprowadzę te eksperymenty do końca i przedstawię wyniki na Forum.
Weź pod uwagą, że zimna lampa ECC81 (rezystancja zimnego włókna wynosi dla niej 3R) w pierwszym momencie po podłączeniu do źródła napięcia 6,3V pobiera ponad 12W mocy (prąd ponad 2A przy napięciu 6,3V), a po podłączeniu do źródła prądu o wydajności 0,3A tylko 0, 27W (0,9V przy 0,3A). W pierwszym przypadku moc pobierana dość szybko spada z ponad 12W do 1,89W, w drugim bardzo powoli narasta z 0,27W do 1,89W (oczywiście bez rozbłysku).

Pozdrawiam,
Romek

cytat...
(...)
Widzisz, zanim napisałem poprzedniego posta, przetestowałem ponad 30 sztuk różnych "błyskających" lamp, zasilając je z precyzyjnego źródła prądowego 0,3A. Doświadczenie przeprowadzałem w godzinach wieczornych (w tym również po zgaszeniu światła, w kompletnej ciemności, używając lupy) i nie dostrzegłem ani błysku, ani stygnięcia końców włókien w momencie osiągania przez lampę pełnej emisji.
(...)

Ja w swoim poście udowadniałem że na niejednorodność zjawisk cieplnych nie ma wpływu stałość natężenia. Owszem zmiany tego natężenia w czasie moa zarówno zintensyfikować błyśniecie jak i je niemalże zniwelować (powolnie narastająca wydajność prądowa zasilania żarzenia) - o tym na końcu.

To że nie zauważysz błysku nie oznacza złożonych funkcji zmian temperatury (nawet z maksimami) w każdym z dowolnych punktów żarzenia.

(...)
Przeprowadziłem też pomiar zmian prądu żarzenia jakie zachodzą w ciągu pierwszych 60 sekund od momentu włączenia zimnej lampy do źródła napięcia 6,3V. Testowałem w ten sposób lampy "błyskające" i "niebłyskające". Mam zdjęcia obrazów oscyloskopowych przedstawiających zmiany prądów dla różnych typów lamp podczas ich nagrzewania.
(...)

Ale wtedy badasz włókno żarzenia jako obiekt o stałych skupionych. Dlatego takie a nie inne wyniki - nie uzyskasz profilów temperatur wzdłuż włókna w funkcji czasu - oszacujesz tylko uśrednioną temperaturę i nic więcej. Taka cecha Twojego pomiaru - on nie jest w stanie wniknąć w strukturę budowy żarnika. Musiałbyś wstawić sondy temperaturowe - mikrominiaturowe w środek katody. Twój pomiar jest OK ale wnioski dotyczą żarzeni jako całości i jednakowej strukturze w każdym dowolnym punkcie. Nie jesteś w stanie tego pomierzyć jako obiektu o stałych rozproszonych. Możesz jedynie stworzyć model i sobie zasymulować - zarówno przy stałym napięciu zasilania jaki przy stałym natężeniu prądu.

Są to tylko równania bilansowe oraz równania różniczkowe dynamiczne związane z czasem. (obiekty mają bezwładność termiczną). Wystarczy że stworzysz model dwóch części grzejnika - jeden goły drucik doprowadzenie oraz drugi odcinek drut z izolacją elektryczną (lecz z dobrym przewodnictwem cieplnym!!!) wsadzony w masywny cylinder.
Obydwa odcinki potraktuj jak jednorodne obiekty (czyli o stałych skupionych). Masz ich cechy - temperatura, opór elektryczny (funkcja temperatury!!!!) a lepiej opór elektryczny odniesiony na jednostkę długości, przewodnictwo cieple oraz masa i pojemność cieplna. No gęstość pozwalająca określić masę.....

Ilość ciepła wydzielana - proste natężenie prądu, rezystancja - inaczej moc. Ciepło ucieka z docinków na dwa sposoby - promieniowanie do otoczenia (dość istotne gdy powierzchnia gorąca!!!!) oraz przez przewodzeni pomiędzy odcinkami orz odcinkiem i otoczeniem - założ że końce drutów są dołączone do super radiatora - czyli tam jest zawsze temperatura otoczenia.

Pobaw się parametrami. Zgrubny to model ale i tak lepszy niż potraktowanie żarnika jako jednorodnego obiektu.

(...)
Spróbuję jeszcze zbadać jak wpływa błyskanie na szybkość osiągania przez katody pełnej emisji (teoria timera, podana przez Jasia). W tej chwili niestety nie dysponuję czasem by skończyć te eksperymenty, ale jeżeli tylko znajdę jakąś lukę w pracy, to doprowadzę te eksperymenty do końca i przedstawię wyniki na Forum.
(...)

Ale nic sensownego w praktyce nie wykażesz. Będziesz miał i tak rożne katody. Różne włókna żarzenia - różne przewodności cieplne izolacji elektrycznej od włókna do rurki katody itd. Pomijam różnie aktywowane katody - różna ich emisja. Będzie Tobie ciężko udowodnić że to tylko i wyłącznie wpływ tegoż timerka a nie np. rozrzutu parametrów katody...

(...)
Weź pod uwagą, że zimna lampa ECC81 (rezystancja zimnego włókna wynosi dla niej 3R) w pierwszym momencie po podłączeniu do źródła napięcia 6,3V pobiera ponad 12W mocy (prąd ponad 2A przy napięciu 6,3V), a po podłączeniu do źródła prądu o wydajności 0,3A tylko 0, 27W (0,9V przy 0,3A).
(...)

Patrz jak temperatura wpływa na ilość wydzielanego chwilowo ciepła. Wystarczy że masz niejednakową szybkość narastania temperatury spowodowaną różną masa (czyli też odbiornik ciepłą - masa i pojemność cieplna) i różnym strumieniem odbioru ciepła na zewnątrz. Czyli może mieć znacznie różniące się ilości wydzielanego ciepła na jednostkę długości.

(...)
W pierwszym przypadku moc pobierana dość szybko spada z ponad 12W do 1,89W, w drugim bardzo powoli narasta z 0,27W do 1,89W (oczywiście bez rozbłysku).
(...)

I tu dochodzimy do kwestii porównania stałych czasowych dwóch zjawisk - pierwsze narastanie pobieranej mocy z zasilania żarzenia - stałe czasowej zmian profili temperaturowych. Jeśli pierwsza stała czasowa jest istotnie większa od drugiej to owszem błyśnięcia nie zauważysz.

I jeszcze jedno przy szybkim udarze prądowym - zanim pokrycie włókna alundem sie nagrzeje może zmniejszyć się ilość doprowadzanej mocy. Zobaczysz wtedy błyśniecie tylko odsłoniętych fragmentów żarnika.

(...)
Pozdrawiam,
Romek
(...)