フィラメントは燃え尽きるが、電球の抵抗は小さい


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以下に示す電球は、クリスマスツリーのライトストリングからのものです。ストリングは、直列に接続された電球で構成されています。ただし、1つが切れた場合、他の電球は動作し続けます。ソケットから電球を取り出すと、直列に接続されている他のすべての電球が機能しなくなります。

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写真ではあまりはっきりとは示されていませんが、フィラメントは2つに分かれています。しかし、マルチメーターを使用してこの電球の抵抗を確認すると、動作を説明する約1.5オームが表示されました(他のすべての電球はまだ点灯しています)。

私の質問は、この電球の動作原理は何ですか?私はそれらが接続された並列抵抗器を使用していると思います(写真のフィラメントの左側にある電球内部の巻線を参照)。しかし、この抵抗が1.5オームしかない場合、電球はどのように点灯しますか?抵抗が等しいと仮定すると、各電球は約7 V ACになります。1.5オームの「抵抗」だけでどれだけの電流が流れるか想像してみてください...

回答:


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これらの電球にはシャントワイヤが含まれており、通常は電球から絶縁されていますが、高電圧が印加されると閉じます。スタッフの仕組みから:

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また、燃え尽きたフィラメントの下で、画像内のワイヤを見ることができます。

シャントワイヤは、絶縁破壊で低ブレークダウン電圧でコーティングされています。電球が燃え尽きると、他の電球はワイヤのように見え(特に冷えて抵抗が減少した後)、燃えた電球は開回路のように見えるため、壊れた電球にはほぼ完全な供給電圧(110または220 VAC)が現れます。これは、シャントワイヤの絶縁体を介してアークを発生させ、絶縁体を破壊し、シャントワイヤが電球を短絡させ、弦が機能し続けることを可能にします。

回路図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路

これはアンチヒューズの例です。通常のヒューズは低抵抗で始まり、特定の電流しきい値を超えると高抵抗に変換されます。アンチヒューズはあらゆる点で反対のことを行います。つまり、高抵抗から始まり、特定の電圧しきい値を超えると低抵抗に変換されます。2つは電気的な双生児と考えられました。

これらのクリスマスライトフィクサーは銃のような外観は、失敗したアンチヒューズの仕事を助けることができる高電圧スパイクを発生させること。電源電圧が絶縁体を破壊するのに十分でない場合、アンチヒューズが動作するのに役立つ、電源電圧よりも高い電圧を非常に短時間生成します(カメラのフラッシュとは異なります)。


これにはいくつかの異なるスキームがあります。私は、ガラス質の塊が高抵抗材料である(またはコーティングされている)スキームと、フィラメントが燃え尽きると、どういうわけか融合して回路を「作る」方式に精通しています。
ホットリック

1
アンチヒューズとしても知られています。
-ntoskrnl

3
バイパスに失敗した場合は、プラグに接続されたライターのスパークを使用して、数回トリガーできます。いくつかの笑いと例については、youtube.com / watch
Ismael Miguel

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他の答えは正しいです。私は自分の経験に基づいて、火災危険警告を追加したかっただけです。

20灯のストリングの1つの電球が切れて溶断すると、他のすべての電球の電圧が5%増加し、ストリングによって引き出される電流が5%増加します。したがって、ワット数は10.8%増加します。これにより、電球の寿命が短くなります。次の電球が切れると、ワット数は23%などに増加します(技術的には、ヒューズには少し抵抗があり、フィラメントの温度が上昇するとわずかに温度が上昇するため、この増加はそれほど大きくありません。抵抗。)

やがて、残りの電球は非常に熱くなり、最終的に電球が溶けなくなるか、ヒューズの1つが高電流で溶けるまで、色付きのコーティングが黒くなります。

そのため、いくつかの電球がツリー上の他の電球よりも明るいことに気付いた場合は、すぐにその文字列を確認してください!


3
表面上のプラグのヒューズは、これが火災の危険にエスカレートする前に溶断するように設計されていますが、私はそれを重要なエンジニアリングの一部を無視するために悪意のある中国のメーカーを通過させません。
フィルフロスト
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