電燈的電流-電壓特性

作為電路元件的電燈的特性可以完全通過其電流-電壓特性來表示，即通過其上的電壓降與電流值的相關性來表示。

氣體放電燈的電流-電壓特性

氣體放電輻射源的操作基於惰性氣體（最常見的是氬氣）和汞蒸氣氣氛中的放電。輻射的發生是由於汞原子的電子從高能量軌道躍遷到低能量軌道。在各種放電（無聲、發光等）中，人工源的特徵是電弧放電，其特徵是放電通道中的電流密度高。作為電路元件的電弧放電的特性決定和 包含氣體放電源的方案的特點.

電弧放電的電流-電壓特性如圖 1 所示。 1（曲線 1）。它還顯示了恆定電阻的電流-電壓特性（曲線 2）。對於恆定電阻，特性曲線上每個點的比率都相同。它以小步驟確定動態電阻的大小和符號以及特性的線性度。

對於電弧放電特性，該比率首先對於不同的點是數值可變的，其次是負號的。第一個特徵決定了特徵的非線性，第二個特徵決定了曲線的所謂“下降”特徵。因此，電弧放電具有非線性下降的電流-電壓特性。

如果計算曲線上幾個點的靜態電弧電阻（R=U/I），可以看出隨著電流的增大，電弧電阻減小。

米。 1. 電弧放電 (1)、恆定電阻 (2) 和白熾燈 (3) 的電流-電壓特性

電弧放電直接接入直流網絡時，放電不穩定，並伴有電流無限增大。因此，在這種情況下，需要採取措施使放電穩定。可以通過使用具有下降外部特性的電壓源（例如，這種特性專門為焊接發電機設計以穩定焊接電弧）或與氣體放電間隙串聯的附加鎮流電阻來提供穩定性.對於氣體放電輻射源，使用第二種穩定放電的方法。

讓我們考慮包含與有源電阻串聯的氣隙的情況。在圖。圖 2 顯示了氣體放電間隙的電流-電壓特性（曲線 1）以及電源電壓與鎮流器中的電壓降之間的差異，具體取決於電流（直線 2）。

米。 2. 鎮流電阻串聯氣體放電間隙導通方案(a)及元件電流-電壓特性(b)

這種電路中電流的所有穩態模式都必須符合 基爾霍夫定律Uc = Ub + Ul。該條件在直線 2 (Uc-Ub = f (I)) 與電流-電壓特性 I 氣體放電間隙的交點處得到滿足。然而，隨著特性的降低，可以在幾個點交叉，並非所有點都對應於穩定模式。穩定模式將在那些點處，隨著電流的增加，燈和鎮流器兩端的電壓降之和電阻將超過源電壓，即Ub +Ulb +Ul

這種不平等是可持續性的標準。圖 1 中的穩定性判據2滿足B點。在B點左側的模式中，出現正的過電壓ΔU，導致電流增加，在B點右側的模式中，出現負的過電壓ΔU，導致電流增加電流減少。因此，B 點的狀態是穩定的或穩定的。

需要注意的是，鎮流電阻的導通並不能穩定電壓和電流，只能穩定電弧燃燒模式。實際上，當市電電壓增加到Uc1時，燃燒模式保持穩定，並轉到B1點，此時電流和電壓與B點對應值不同。電弧電流和電壓在降低電壓 Uc2 的穩定點 B2 處也不同。

這些考慮使我們得出結論，不能通過穩定氣體放電燈中的電壓來確保放電的穩定性。上述直流電壓推導和關係完全適用於交流電壓電路。為了穩定交流電的放電，使用了電感和電容鎮流器，因為它們的損耗小於有源鎮流器。

白熾燈的電流-電壓特性

白熾燈的電流-電壓特性是非線性的，具有上升特性。非線性是由於燈絲的電阻對溫度的依賴性，因此對電流的依賴性：電流越大，燈絲的電阻就越大。曲線的增加特性由動態電阻的正值解釋：在曲線的每個點，電流的正增加對應於電壓降的正增加。自動創建穩定模式，即恆定電壓下的電流不會因內部原因而改變。這允許將白熾燈直接連接到電壓。