Трябва да знаете как да намалите напрежението във веригата,за да не се повредят електрическите уреди. Всеки знае, че два жици са подходящи за къщи - нула и фаза. Това се нарича еднофазна мрежа. Трифазният се използва изключително рядко в частния сектор и жилищните сгради. Просто няма нужда от това, тъй като всички домакински уреди се захранват от променлива еднофазна токова мрежа. Но в самата техника е необходимо да се направят трансформации - да се намали променливото напрежение, да се преобразува в постоянно напрежение, да се промени амплитудата и други характеристики. Тези точки трябва да бъдат взети под внимание.
Намаляване на напрежението с трансформатори
Най-лесният начин е да се използватрансформатор с намалено напрежение, който извършва преобразувания. Първичната намотка съдържа повече завои от вторичната. Ако има нужда да се намали напрежението наполовина или три пъти, вторичната намотка може да не се използва. Първичната намотка на трансформатора се използва като индуктивен разделител (ако има кранове от него). В домакинските уреди се използват трансформатори, от вторичните намотки на които се отстранява напрежението от 5, 12 или 24 волта.
Това са най-често използваните стойности вмодерни домакински уреди. Преди 20-30 години по-голямата част от оборудването се захранваше от напрежение 9 волта. А ламповите телевизори и усилватели изискват постоянно напрежение от 150-250 V и променливо напрежение за нажежаеми жички от 6,3 (някои лампи се захранват от 12,6 V). Следователно вторичната намотка на трансформаторите съдържа същия брой завои като основната. В съвременните технологии инверторните захранвания се използват все по-често (както при компютърните захранвания), дизайнът им включва повишаващ трансформатор, той има много малки размери.
Индуктор делител на напрежението
Индуктивността е бобина, навита с мед(обикновено) тел върху метална или феромагнитна сърцевина. Трансформаторът е вид индуктивност. Ако направите кран от средата на първичната намотка, тогава ще има равно напрежение между него и крайните клеми. И ще бъде равно на половината захранващо напрежение. Но това е в случай, че самият трансформатор е проектиран да работи точно с такова захранващо напрежение.
Но можете да използвате множество намотки (заможете да вземете два примера), свържете ги последователно и ги свържете към променливотоковата мрежа. Познавайки стойностите на индуктивностите, е лесно да се изчисли спадът на всяка от тях:
- U (L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- U (L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).
В тези формули L1 и L2 са индуктивностите на първата ивтората намотка, U1 е захранващото напрежение във волта, U (L1) и U (L2) са спада на напрежението на първата и втората индуктори, съответно. Схемата на такъв разделител се използва широко в схеми на измервателни устройства.
Кондензаторен делител
Много популярна схема, използвана за намаляванестойността на захранването с променлив ток. Не може да се използва в DC вериги, тъй като кондензаторът, според теоремата на Kirchhoff, в DC верига е празнина. С други думи, през него няма да тече ток. Но от друга страна, когато работи в верига с променлив ток, кондензаторът има реактивно съпротивление, което е в състояние да гаси напрежението. Разделителната верига е подобна на описаната по-горе, но вместо индуктори се използват кондензатори. Изчислението се извършва по следните формули:
- Съпротивлението на кондензатора: X (C) = 1 / (2 * 3.14 * f * C).
- Спад на напрежението в C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- Спад на напрежението в C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).
Тук C1 и C2 са капацитетите на кондензаторите, U е напрежението в захранващата мрежа, f е текущата честота.
Резисторен делител
Схемата в много отношения е подобна на предишните, ноизползват се фиксирани резистори. Методът за изчисляване на такъв делител е малко по-различен от тези, дадени по-горе. Веригата може да се използва както в AC, така и в DC вериги. Можем да кажем, че е универсален. Може да се използва за сглобяване на преобразувател на напрежение. Спадът на всеки резистор се изчислява, като се използват следните формули:
- U (R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
- U (R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).
Трябва да се отбележи един нюанс: стойността на съпротивлението на натоварване трябва да бъде с 1-2 порядъка по-малка от тази на разделящите резистори. В противен случай точността на изчислението ще бъде много груба.
Практична верига за захранване: трансформатор
За да изберете захранващ трансформатор, трябва да знаете няколко основни данни:
- Силата на потребителите, които трябва да бъдат свързани.
- Стойност на захранващото напрежение.
- Стойността на необходимото напрежение във вторичната намотка.
За да изчислите броя на завоите в първичната намотка, трябва да разделите 50 на площта на напречното сечение на сърцевината. Разделът се изчислява по формулата:
S = 1,2 * √P1.
А мощността P1 = P2 / ефективност. Ефективността на трансформатора никога няма да бъде по-голяма от 0,8 (или 80%). Следователно при изчисляване се взема максималната стойност - 0,8.
Вторична мощност:
P2 = U2 * I2.
Тези данни са известни по подразбиране, така ченяма да е трудно да се изчисли. Ето как да намалите напрежението до 12 волта с помощта на трансформатор. Но това не е всичко: домакинските уреди се захранват от постоянен ток, а на изхода на вторичната намотка - променлив. Необходими са още няколко трансформации.
Електрическа верига: токоизправител и филтър
Следва преобразуването на AC впостоянна. За това се използват полупроводникови диоди или възли. Най-простият тип токоизправител се състои от един диод. Нарича се полувълна. Но най-широко разпространена е мостовата верига, която позволява не само да коригира променливия ток, но и да се отърве от пулсациите, доколкото е възможно. Но такава схема на преобразувател все още е непълна, тъй като само полупроводниковите диоди не могат да се отърват от променливия компонент. И понижаващите трансформатори на напрежение 220 V могат да преобразуват променливо напрежение в същата честота, но с по-ниска стойност.
Електролитни кондензатори се използват взахранващи устройства като филтри. Според теоремата на Kirchhoff, такъв кондензатор в верига с променлив ток е проводник, а когато работи с постоянен ток, е празнина. Следователно константният компонент ще тече безпрепятствено и променливата ще се затвори в себе си, следователно няма да премине отвъд този филтър. Простотата и надеждността са точно това, което характеризира такива филтри. Съпротивленията и индукторите също могат да се използват за изглаждане на пулсациите. Подобни конструкции се използват дори в автомобилните генератори.
Стабилизиране на напрежението
Научихте как да намалите напрежението вдяснониво. Сега трябва да се стабилизира. За това се използват специални устройства - ценерови диоди, които са направени от полупроводникови компоненти. Те се инсталират на изхода на постояннотоковото захранване. Принципът на работа е, че полупроводникът е в състояние да премине определено напрежение, излишъкът се преобразува в топлина и се изпуска през радиатор в атмосферата. С други думи, ако изходът на захранването е 15 волта и е инсталиран стабилизатор 12 V, той ще пропусне точно толкова, колкото е необходимо. И разликата от 3 V ще отиде за нагряване на елемента (законът за запазване на енергията е валиден).
заключение
Съвсем различен дизайн е стабилизаторътпонижаващо напрежение, то прави няколко преобразувания. Първо, мрежовото напрежение се преобразува в постоянно напрежение с висока честота (до 50 000 Hz). Той се стабилизира и подава към импулсен трансформатор. Освен това, обратното преобразуване се извършва към работното напрежение (мрежово напрежение или по-малко). Благодарение на използването на електронни превключватели (тиристори), постоянното напрежение се преобразува в променливо напрежение с необходимата честота (в мрежите на нашата страна - 50 Hz).
