Для начала необходимо разобраться с какой частотой моргает лампа накаливания подключенная к сети 220V 50Гц. Популярные варианты ответов:
- не мерцает совсем
- 50Гц (50 раз в секунду)
- 100Гц (100 раз в секунду)
Переменный ток с течением времени изменяется по величине и по направлению. Происходит это быстро и поэтому глаз не замечает мерцания - однако мерцание прекрасно видно на высокоскоростной камере и может быть зарегистрировано другими приборами.
Подадим на обычную лампу накаливания от карманного фонарика переменное напряжение от понижающего трансформатора ~4,3V и снимем свечение лампы камерой с 1000fps.
Несмотря на то, что разогретая нить лампы накаливания не может остынуть моментально, в момент перехода переменного тока через ноль, наблюдается снижение яркости источника освещения. Осталось выяснить сколько раз в минуту это происходит.
Построим график изменения переменного напряжения с частотой 50Гц на лампе с помощью самодельного осциллографа.
Из графика видно, что за период времени 20 миллисекунд (временной интервал отчеркнут вертикальной чертой) напряжение на лампе достигало своего максимума 2 раза. Положительная полуволна + 6V и отрицательная полуволна -6V. При переходе через ноль яркость лампы будет минимальная. В какую сторону течет ток лампочке абсолютно "до лампочки". Таким образом до максимальной яркости лампа будет достигать 2 раза за 20 миллисекунд. Или один раз за 10 миллисекунд.
Таким образом лампа за одну секунду вспыхнет 1000/10=100 раз или с удвоенной частотой тока из бытовой электросети - т.е. 100Гц.
В Интернет довольно широко распространено мнение, что если подключить лампу через выпрямительные диод - частота пульсаций будет 25Гц.
Подключим еще одну лампу через выпрямительный диод и посмотрим на эту схему через высокоскоростную камеру
Видно, на глаз что лампа подключенная через диод мерцает в 2 раза реже.
Диод срезал положительную полуволну напряжения - первые 10 миллисекунд (ток через лампу не течет). Лампа светится только во время отрицательной полуволны (при напряжении -6V яркость будет максимальной, но происходить это будет 1 раз за 20 миллисекунд).
Ни каких "мифических" 25Гц не получается, лампа подключенная через диод будет моргать строго 50 раз в секунду, а противное свечение в таком случае получается из-за того, что спираль лампы 10 миллисекунд пока диод закрыт на одной из полуволн переменного напряжения вообще не нагревается.
Ожидаемо, что вольтметр показывает на лампе постоянное напряжение 2.1V
Если вам не понятно почему на лампе в пике до 6V, а вольтметр показывает 2,1V читайте мою следующую статью про действующее значение напряжения переменного тока.
А если Вам интересно как можно построить простой самодельный осциллограф читайте статью Рисуем Ардуиной синус из розетки
Полный список всех статей канала доступен по этой ссылке.
Всем удачи.