电灯的电流-电压特性

作为电路元件的电灯的特性可以完全通过其电流-电压特性来表示，即通过其上的电压降与电流值的相关性来表示。

气体放电灯的电流-电压特性

气体放电辐射源的操作基于惰性气体（最常见的是氩气）和汞蒸气气氛中的放电。辐射的发生是由于汞原子的电子从高能量轨道跃迁到低能量轨道。在各种放电（无声、发光等）中，人工源的特征是电弧放电，其特征是放电通道中的电流密度高。作为电路元件的电弧放电的特性决定和 包含气体放电源的方案的特点.

电弧放电的电流-电压特性如图 1 所示。 1（曲线 1）。它还显示了恒定电阻的电流-电压特性（曲线 2）。对于恒定电阻，特性曲线上每个点的比率都相同。它以小步骤确定动态电阻的大小和符号以及特性的线性度。

对于电弧放电特性，该比率首先对于不同的点是数值可变的，其次是负号的。第一个特征决定了特征的非线性，第二个特征决定了曲线的所谓“下降”特征。因此，电弧放电具有非线性下降的电流-电压特性。

如果计算曲线上几个点的静态电弧电阻（R=U/I），可以看出随着电流的增大，电弧电阻减小。

米。 1. 电弧放电 (1)、恒定电阻 (2) 和白炽灯 (3) 的电流-电压特性

电弧放电直接接入直流网络时，放电不稳定，并伴有电流无限增大。因此，在这种情况下，需要采取措施使放电稳定。可以通过使用具有下降外部特性的电压源（例如，这种特性专门为焊接发电机设计以稳定焊接电弧）或与气体放电间隙串联的附加镇流电阻来提供稳定性.对于气体放电辐射源，使用第二种稳定放电的方法。

让我们考虑包含与有源电阻串联的气隙的情况。在图。图 2 显示了气体放电间隙的电流-电压特性（曲线 1）以及电源电压与镇流器中的电压降之间的差异，具体取决于电流（直线 2）。

米。 2. 镇流电阻串联气体放电间隙导通方案(a)及元件电流-电压特性(b)

这种电路中电流的所有稳态模式都必须符合 基尔霍夫定律Uc = Ub + Ul。该条件在直线 2 (Uc-Ub = f (I)) 与电流-电压特性 I 气体放电间隙的交点处得到满足。然而，随着特性的降低，可能会在几个点交叉，但并非所有点都对应于稳定模式。稳定模式将在那些点处，随着电流的增加，灯和镇流器两端的电压降之和电阻将超过源电压，即Ub +Ulb +Ul

这种不平等是可持续性的标准。图 1 中的稳定性判据2满足B点。在B点左侧的模式中，出现正的过电压ΔU，导致电流增加，在B点右侧的模式中，出现负的过电压ΔU，导致电流增加电流减少。因此，B 点的状态是稳定的或稳定的。

需要注意的是，镇流电阻的导通并不能稳定电压和电流，只能稳定电弧燃烧模式。事实上，当市电电压增加到Uc1时，燃烧模式保持稳定，并转到B1点，此时电流和电压与B点对应值不同。电弧电流和电压在降低电压 Uc2 的稳定点 B2 处也不同。

这些考虑使我们得出结论，不能通过稳定气体放电灯中的电压来确保放电的稳定性。上述直流电压推导和关系完全适用于交流电压电路。为了稳定交流电的放电，使用了电感和电容镇流器，因为它们的损耗小于有源镇流器。

白炽灯的电流-电压特性

白炽灯的电流-电压特性是非线性的，具有上升特性。非线性是由于灯丝的电阻对温度的依赖性，因此对电流的依赖性：电流越大，灯丝的电阻就越大。曲线的增加特性由动态电阻的正值解释：在曲线的每个点，电流的正增加对应于电压降的正增加。自动创建稳定模式，即恒定电压下的电流不会因内部原因而改变。这允许将白炽灯直接连接到电压。