電球の電流電圧特性
電気回路の要素としての電球の特性は、その電流電圧特性、つまり、流れる電流の値に対する電圧降下の依存性によって完全に表すことができます。
ガス放電ランプの電流電圧特性
ガス放電放射線源の動作は、不活性ガス (ほとんどの場合アルゴン) と水銀蒸気の雰囲気中での放電に基づいています。放射線は、水銀原子の電子が高エネルギーの軌道から低エネルギーの軌道に遷移することによって発生します。さまざまな放電 (無音、発光など) のうち、人工放電源はアーク放電によって特徴付けられ、放電チャネル内の高い電流密度によって特徴付けられます。電気回路の要素としてのアーク放電の特性は、 ガス放電源を組み込むスキームの特徴.
アーク放電の電流電圧特性を図に示します。 1 (曲線 1)。また、定抵抗の電流電圧特性も示しています (曲線 2)。抵抗が一定の場合、比率は特性上のすべての点で同じになります。動的抵抗の大きさと符号、および特性の直線性を小さなステップで決定します。
アーク放電特性の場合、この比率は、第一に、さまざまな点で数値的に変化し、第二に、符号が負になります。最初の特性は特性の非線形性を決定し、2 番目の特性は曲線のいわゆる「立ち下がり」特性を決定します。したがって、アーク放電は非線形の下降電流電圧特性を持ちます。
曲線上のいくつかの点 (R = U / I) で静的アーク抵抗を計算すると、電流が増加するにつれてアーク抵抗が減少することがわかります。
米。 1. アーク放電（1）、定抵抗（2）、白熱灯の電流電圧特性（3）
アーク放電が DC ネットワークに直接接続されると、放電は不安定になり、電流が無限に増加します。したがって、この場合には、放電を安定させるための措置を講じる必要がある。安定化は、外部特性が低下する電圧源 (このような特性は、たとえば、溶接アークを安定させるために溶接発電機用に特別に設計されています) を使用するか、ガス放電ギャップと直列に接続された追加のバラスト抵抗を使用することによって実現できます。 。ガス放電放射線源の場合、放電を安定化する 2 番目の方法が使用されます。
アクティブ抵抗と直列にガスギャップを含めた場合を考えてみましょう。図では。図２は、ガス放電ギャップの電流電圧特性（曲線１）と、主電源電圧と電流に応じた安定器内の電圧降下との差（直線２）を示す。
米。 2. バラスト抵抗と直列にガス放電ギャップをオンにするスキーム (a) および要素の電流電圧特性 (b)
このような回路内を流れる電流のすべての定常状態モードは準拠する必要があります。 キルヒホッフの法則Uc = Ub +Ul。この条件は、直線２（Ｕｃ－Ｕｂ＝ｆ（Ｉ））と電流－電圧特性Ｉガス放電ギャップとの交点で満たされる。ただし、特性が低下すると、いくつかの点で交差が発生する可能性があり、そのすべてが安定モードに対応するわけではありません。安定モードは、電流が増加するにつれて、ランプと安定器の両端の電圧降下の合計が大きくなる点です。抵抗は電源電圧を超えます。 Ub +Ulb +Ul
この不平等が持続可能性の基準となります。図の安定性の基準は次のとおりです。 2 は B 点を満たします。B 点より左側のモードでは、正の過電圧 ΔU が発生し、電流が増加します。B 点よりも右側のモードでは、負の過電圧 ΔU が発生し、電流が増加します。電流の減少。したがって、点 B の体制は安定しています。
バラスト抵抗をオンにすることによって電圧も電流も安定化されず、アーク燃焼モードのみが安定化されることに注意してください。実際、主電源電圧が Uc1 に増加すると、燃焼モードは安定したままで、電流と電圧が点 B の対応する値と異なる点 B1 に移行します。低下した電圧 Uc2 の安定点 B2 でもアーク電流と電圧が異なります。
これらの考察から、ガス放電ランプの電圧を安定させることによっては、放電の安定性を確保することはできないと結論付けることができます。上記の DC 電圧の導出と関係は、AC 電圧回路に完全に適用できます。交流での放電を安定させるには、損失が能動安定器よりも小さいため、誘導性安定器と容量性安定器が使用されます。
白熱灯の電流電圧特性
白熱灯の電流-電圧特性は非線形であり、上昇する特性を持っています。非線形性は、フィラメントの抵抗が温度に依存し、したがって電流に依存するためです。電流が大きくなるほど、フィラメントの抵抗も大きくなります。曲線の増加する性質は、動的抵抗の正の値によって説明されます。曲線の各点で、電流の正の増加は電圧降下の正の増加に対応します。安定モードが自動的に作成されます。つまり、内部的な理由により定電圧での電流が変化することはありません。これにより、フィラメントランプを電圧に直接接続できます。