Способ стабилизации тока в электрических цепях Советский патент 1981 года по МПК H01C17/00 

(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

Изобретение относится к способам изготовления резисторов и может быть использовано при разработке электрических и электронных схем для осуществления автоматической стабилизации тока цепи при изменении в определенном интервале напряжения питания. Известны способы стабилизации тока в элек рических цепях, основанные на использовании в схемах полупроводниковых элементов Т. Недостатками этих способов являются слож ность схем, возможность использования только в цепях постоянного тока и высокая стоимость. , Известен также способ, осуществляемый с помощью устройств, называемых бареттерапш, заключающийся в использовании в схеме вольфрамового проволочного сопротивления, находящегося в водородной среде и включаемого в цепь последовательно. Вольт-амперная характеристика такого сопротивления характеризуется наличием интервала значений напряжения, внутри которого ток остается неизменным 2. Недостатки бареттерного способа - связан с обязательным применением водорода высокой степени очистки; неразборность бареттирующего устройства, что обуславливает необходимость полной его замены при переходе с одного уровня регулирования на другой, кроме того, использование известного способа для стабилизации больших токов весьма затруднительно в силу необходимости изготовления сложных, крупногабаритных, цельнопаяных ламп, заполняемых водородом. Цель изобретения - упрощение способа стабилизации тока и расщирение диапазона регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в способе стабилизации тока в электрических цепях путем последовательного включения в цепь проволочного сопротивления, помещенного в рабочую среду, в качестве среды используют воду, а сечение проволочного сопротивления определяют по формуле Ь 3 .. - -L. . где d - диаметр сечения проволочного сопро тивления; Э - требуемый ток стабилизации; f - удельиое сопротивление материала проволочного сопротивления при температуре кипения жидкости; р.- значение критической тепловой нагрузки, соответствующее выбранной жидкости. В указанных условиях на поверхности про волочиого сопротивления образуются две зоны кипения, различающиеся температурным режимом: на части проволочного сопротивления на которой кипение происходит в пузырьковом режиме, установится температура, близкая к температуре кипения жидкости, на другой части, где кипение идет в пленочном режиме, температура будет значительно выше. Если напряжение питания постоянно, то возникшее температурно-неоднородное состояние проволочного сопротивления будет стационарно и устойчиво. При увеличении напряжения высокотемпературная зона начнет волной вытеснять низкотемпературную, и этот процесс будет длиться до тех пор, пока возрастающее сопротивление проволоки не приведет к снйжению тока до определенного значения, кото рое соответствует стабилизируемому. При уменьшении напряжения процесс стабилизации тока будет проходить в обратном порядке путем уменьшения длины высокотемпературной зоны. Таким образом, вольт-амперная характеристика проволочного сопротивления. Помещенного в указанные условия, имеет интервал напряжения, внутри которого ток будет оставаться постоянным. Пример. Стабилизация тока величиной Л - ЗА. В качестве рабочей жидкости выбирают воду, для которой критическая тепловая нагрузка с,«р . при кипении на проволоках 60-100 Вт/см Материал проволочного сопротивления никель, удельное сопротивление которого f ,2-1, Ом-см. Расчетное значение сечения никелевой проволоки 1,. На фиг. 1 приведена вольт-амперная характеристика такого проволочного сопротивления длиной 4 см, в интервале напряжений 3,37,9 В, ток постоянен и равен 3,3 А; на фиг. 2 - переходные характеристики (время перестройки для никеля диаметром 1,0 10 см 8 с. Предлагаемый способ позволяет существен-, но упростить стабилизацию тока, при его реализации может быть использована проволока любого металла, а в качестве рабочей среды пригодны дешевые безопасные жидкости (например, вода). Расширение диапазона регулирования достигается заменой проволочного сопротивления, которую легко осуществить, так как устройство, реализующее способ, не требует герметизации. Формула изобретения Способ стабилизации тока в электрических цепях путем последовательного включения в цепь проволочного сопротивления, помещенного в рабоч)ао среду, отличающийс я тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона регулирования, в качестве рабочей среды используют воду, а сечение проволочного сопротивления определяют по формуле с| - диаметр сечения проволочного сопротивления; J - ток стабилизации; р - удельное сопротивление материала проволочного сопротивления при температуре кипения жидкости;С),,р- значение критической тепловой нагрузки жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. М., Энергия, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 73548, кл. Н 01 С 3/04, 31.01.49.

УИ

5

3,0

5 10 15 го 2 30 35 d,c Фи.г. 1

,б

. /