Исследование спектра низкочастотных токовых флуктуаций в нитях накала электрических ламп

В диапазонах частот 2,5·10-4-5·10-1 Гц и температур 1260-2600 К экспериментально исследованы спектральные характеристики низкочастотных флуктуаций тока в вольфрамовых нитях накала осветительных ламп. Для уменьшения влияния краевых эффектов и повышения точности измерений использовалось вычитание (компенсация) постоянной составляющей тока. Применение специальных схем позволило существенно снизить влияние собственных шумов источников, используемых для питания нитей накала. Установлено, что низкочастотные токовые флуктуации представляют собой случайно чередующуюся во времени совокупность четырёх случайных процессов: релаксационных, импульсных, ступенчатых и квазинепрерывных. Показано, что во всём диапазоне исследованных частот относительные флуктуации не превышают значений 3·10-4, а частотная зависимость спектральной плотности мощности хорошо аппроксимируется функцией вида 1/fγ с индексом γ в пределах (1,6-1,8)±0,2. Исследована зависимость параметров спектральной плотности мощности низкочастотных токовых флуктуаций от среднего значения тока и средней по объёму температуры. Обнаруженные особенности низкочастотных флуктуаций авторы связывают с электронными, атомарными и деградационными процессами в нитях накала.

На английском языке
Study of the spectrum of low-frequency current fluctuations in filaments of electric lamps
Zakharov Yu.A.
Ghots S.S.
Bakhtizin R.Z.

We study experimentally the spectral characteristics of low-frequency current fluctuations in tungsten filaments of lighting lamps in the ranges of frequencies 2.5·10-4-5·10-1 Hz and temperatures 1260-2600 K. To decrease the influence of the edge effects and increase the measurement accuracy, subtraction (compensation) of the constant component of the current. Application of special schemes allowed decreasing significantly the influence of the inherent noise of power supplies which are used to feed the lamp filaments. It is found that low-frequency current fluctuations are a randomly time-interleaved aggregate of four random processes: relaxation, pulsed, stepwise, and quasi-continuous ones. We show that relative fluctuations do not exceed 3·10-4 in the entire range of the studied frequencies, and the frequency dependence of the spectral power density is well approximated by a function having the form 1/fγ and the index γ of the spectral power density within the (1.6-1.8)±0.2 limits. The dependence of the parameters of the spectral power density of low-frequency current fluctuations on the average value of the current and the volume-average temperature is studied. In our opinion, the revealed features of low-frequency fluctuations are related to the electron, atomic, and degradation processes in lamp filaments.