Теоретический вопрос по длительности вспышки

[vm]

а на половине мощности скорость у большинства моноблоков падает драматически.

у меня нет причин в этом сомневаться, просто физику этого процесса я не понимаю.
может кто-нибудь объяснить популярно, почему при уменьшении мощности в моноблоках длительность импульса увеличивается?
хочу прояснить этот вопрос для себя.

[dolgachov]

разберёшься - расскажи. мне тоже интересно это знать.

[Vjom]

Выскажу лишь свое предположение, вылезшее из глубин головы. Возможно, оно натолкнет на истину.
1)Рассмотрим процесс разряда конденсатора на резистор. Чем больше R, тем дольше длится переходный процесс.
2)Газ в колбе вспышки - по сути переменный резистор, сопротивление которого зависит от числа ионизированный атомов, а это число, в свою очередь - от напряжения на конденсаторе.
3)Поскольку при мощном импульсе начальный заряд на конденсаторе должен быть большим, то и напряжение на нем тоже (емкость же постоянна)
4)Раз напряжение на конденсаторе высокое, то число ионов большое (точнее - нарастает круче), то сопротивление газа в трубке низкое, то и переходный процесс быстрый.

P.S. это первое, что пришло в голову, что-то мог напутать, но надеюсь, помог. 

[vm]

я подозреваю, что после пробоя газа его сопротивление сильно не меняется. у хороших ламп это меньше ома.
идея хорошая, но сомневаюсь, что сопротивление лампы меняется в несколько раз при изменении напряжения в несколько раз, т.к. для ламп обычно указывают диапазон рабочих напряжений.
время импульса вычисляется по формуле T=(U*C)/I, где U-напржение на конденсаторе(лампе) в вольтах, С-емкость конденсатора в фарадах, I-ток через лампу в амперах. т.к. сопротивление лампы не меняется (а теперь я в этом сомневаюсь)), то соотношение U/I при изменении напряжения должно тоже не меняться. что-то тут не так 

[Kobyakov]

Vjom все правильно описал, чем больше носителей заряда (ионизированных молекул газа), тем меньше будет сопротивление в лампе.

Осипов на своем форуме писал "Для очень коротких импульсов -- нужно повышать напряжение". Полагаясь на мнение эксперта, сопротивление лампы таки зависит от приложенного к ней напряжения и именно после пробоя - когда газ в лампе ионизирован.

Ну а насчет сопротивления "меньше ома" - лапоть туда, лапоть сюда. Для того, чтоб оценить изменение времени импульса нужно точнее считать. Изменится ли время импульса если сопротивление в лампе упадет с 1 до 0,5 Ом? Конечно да, поскольку сопротивление лампы не может не влиять на то, как быстро разряжаются через нее конденсаторы. Другое дело если конденсаторы электролитические вместо бумажных - что будет больше влиять на время импульса зависит от конкретных значений физических величин сопротивления лампы и скоростью разряда электролитов.

Ну а формула T=(U*C)/I - это как всегда приближение, хорошо работающее в определенном диапазоне величин. К примеру, оно может с хорошей точностью давать время импульса при паспортном напряжении на лампе. Приближение - упрощение описания процесса, когда мы выкидываем (или заменяем их постоянными коэффициентами) из формулы те величины, влияние которых на результат мало. Как правило, область действия приближения должна дополнительно оговариваться.

[dolgachov]

да, но почему менее мощные моноблоки той же линейки обычно имеют более короткий импульс?

[Crok]

Честно говоря, я тоже не могу уразуметь этот постулат насчет студийных вспышек. Хотелось бы понять без углубления в физические процессы.

В накамерных спидлайтах все с точностью наоборот - уменьшение мощности происходит именно за счет уменьшения длительности импульса. И это четко указано во всех инструкциях по эксплуатации, например для Nikon SB-900:


Т.е. получается, что студийные вспышки работают совершенно по обратному принципу и уменьшение мощности идет за счет физически меньшего разряда (или как оно там называется), а не за счет уменьшения длительности?


Что именно тут "удлиняется" - весь отрезок t а t0.1 и t0.5 остаются пропорциональными но более "длительными"? Или t0.5 становится более "растянутым" при том же t? Что происходит с импульсом при изменении мощности ("энергии") импульса в моноблоках? Интересный вопрос..))

[Kobyakov]

Я вообще-то разговор начал про "разгон" импульсного света (так будет корректнее назвать увеличение прилагаемого напряжения сверх паспортной нормы). В таких случаях обычно уменьшают полную энергию импульса чтоб лампа не сдохла. Т.е. напряжение увеличивают, а (эффективную) емкость конденсаторов уменьшают.

В любом случае если мы уменьшаем мощность импульса (энергию импульса), то уменьшается площадь под кривой, что Crok показал в предыдущем посте. Ну а если форма импульса остается похожей, а площадь уменьшается, то, логично, уменьшается и длина импульса. Тут тоже есть тот момент что при меньшей мощности напряжение меньше, но какова зависимость времени импульса от напряжения - линейная или сильно меняется в области выскоких напряжений - отдельный вопрос.

А вот если "разогнать" прибор, то время импульса уменьшается еще и за счет того, что конденсаторы быстрее разряжаются через лампу, сопротивление которой меньше при более высоких напряжениях.

Вообще время импульса зависит не только от типа лампы (ее сопротивления), но и приложенного к ней напряжения, как быстро могут разрядиться конденсаторы (электролиты медленно отдают заряд в сравнении с бумажными), сопротивления проводов по которым ток течет и т.д. Чтоб получить объективную картину ситуации нужно учесть все эти факторы, и тут уж формулы посложнее будут. Отдельно рассматривать какой-то один влияющий фактор на общую картину не так-то просто, да и смысла нет. Нужно рассматривать все в целом.

[Kobyakov]

К примеру почему форма "хвоста" импульса не явлеятся экспонентой? Если не вдаваться в детали, то должна быть. Даже в школе этому учат. И в простом приближении формула T=(U*C)/I таки работает.

А тут может быть несколько факторов - электролитические конденсаторы медленно заряд отдают, напряжение на лампе падает -> растет сопротивление лампы... Может еще чего забыл. Каждый из факторов может влиять в большей или меньшей степени. И тут уже формула T=(U*C)/I не совсем точна. Если учесть влияющие факторы формула длины импульса будет сложнее потому как ситуация на самом деле сложнее.

[Crok]

Ребят, а как насчет формулы "энергии импульса" (тех самых "Джоулей"), которая равняется мощности, выделенной за время импульса:
E(Дж) = P(Вт) х t(сек.) ?

Я беру ее для себя за основу для понимания, откуда берется эта величина (Дж) в классификации студийных вспышек (надеюсь, эта формула верная - иначе парулетнее заблуждение может неслабо присадить мосК..)))

И, согласно ей, при уменьшении "энергии" (Дж) и увеличении длительности ("скорости") импульса получается, что мощность самой импульсной лампы должна понижаться даже не пропорционально, а в арифметической прогрессии.... Зачем?..

Что-то я запутался..))

[vm]

наверное сначала нужно понимать, как регулируется мощность вспышки.

существуют три типа регулирования мощности:
1. самый дешовый: регулированием напряжения на конденсаторе
2. самый простой: коммутацией конденсаторов разной емкости с одинаковым напряжением
3. самый дорогой и сложный: отрезанием части импульса, гашением его через специальный транзистор/тиристор

в спидлайтах как раз используют последний вариант, т.к. он получается не дорогим из-за малых мощностей.
но для моноблоков, где напряжения сотни вольт а токи сотни ампер такой вариант становится дорогим.
поэтому в моноблоках в ценовой категории до штуки баксов как правило используется первая схема.
вот ее мы здесь и обсуждаем.

[vm]

тут еще есть одно непонятное место - сопротивление лампы на разных напряжениях.
к сожалению такой информации по современным импульсным лампам мне найти в интернете не удалось, пока. максимум что есть - рабочее напряжение и технические размеры.
единственное что есть, это данные по лампе ИФК-2000 на сайте осипоф.ру. там у лампы заявлено сопротивление 0.45 ом и на напряжении 320 В и на 1000 В.
можно предположить, что это ошибка, но  в тех же данных есть соответствия емкостей и напряжений для заданной мощности в 400 Дж.
режим3 - 400Дж - 1000 В - 800 Мкф
режим2 - 400Дж - 320 В  - 8000 Мкф

мощность высчитывается по формуле W = (C*U*U)/2 где С - емкость в фарадах, U - напряжение на конденсаторе в вольтах.

обратите внимание, что и для второго и для третьего режима формула работает правильно. т.е. сопротивление лампы в ней не учитывается.
и вот и как это понимать? приведенные данные не верны?

[vm]

да, но почему менее мощные моноблоки той же линейки обычно имеют более короткий импульс?

могу предположить, что в одной линейке приборов различаются только мощности, типа 300, 600, 900 Дж.
т.е. приборы, очень упрощенно говоря, различаются только накопительным конденсатором.
чем больше емкость, тем больше его сопротивление. таким образом даже при половинном напряжении на более мощном конденсаторе его сопротивлении все равно будет больше, чем на конденсаторе меньшей емкости с таким же напряжением.
это объясняет и то, что скоростные характеристики падают в одной линейке у более мощных приборов.

[dolgachov]

думаю, ты прав. у меня примерно те же мысли.

[Crok]

наверное сначала нужно понимать, как регулируется мощность вспышки.
...
поэтому в моноблоках в ценовой категории до штуки баксов как правило используется первая схема.
вот ее мы здесь и обсуждаем.

Владислав, спасибо большое! Теперь почти все пазлы в голове сложились - очень понятно и доходчиво.

Теперь бы еще окончательно понять, что происходит с кривой импульса при регулировании мощности - а то до сих пор я старался понижать мощность, когда фотографировал, например, развевающиеся ветродуем волосы... А получается что наоборот, моблоки тут лучше выкручивать на-полную, верно?

Что именно тут "удлиняется" - весь отрезок t а t0.1 и t0.5 остаются пропорциональными но более "длительными"? Или t0.5 становится более "растянутым" при том же t? Что происходит с импульсом при изменении мощности ("энергии") импульса в моноблоках? Интересный вопрос..))