Musíte vědět, jak snížit napětí v obvodu,aby nedošlo k poškození elektrických spotřebičů. Každý ví, že dva kabely jsou vhodné pro domy - nula a fáze. Tomu se říká jednofázová síť. Třífázové použití je v soukromém sektoru a bytových domech velmi zřídka. Jednoduše to není potřeba, protože všechny domácí spotřebiče jsou napájeny jednofázovou sítí se střídavým proudem. Ale v samotné technice je nutné provést transformace - snížit střídavé napětí, převést je na konstantní, změnit amplitudu a další charakteristiky. Je třeba vzít v úvahu tyto body.
Snížení napětí pomocí transformátorů
Nejjednodušší způsob je použitípodpěťový transformátor, který provádí převod. Primární vinutí obsahuje větší počet závitů než sekundární. Pokud je třeba snížit napětí o polovinu nebo tři, nesmí být použito sekundární vinutí. Primární vinutí transformátoru se používá jako induktivní dělič (pokud z něj jsou odbočky). U domácích spotřebičů se používají transformátory, ze sekundárních vinutí, z nichž je odstraněno napětí 5, 12 nebo 24 V.
Jedná se o nejčastěji používané hodnoty vmoderní domácí spotřebiče. Před 20–30 lety byla většina zařízení napájena napětím 9 V. A trubkové televizory a zesilovače vyžadovaly konstantní napětí 150-250 V a střídavé napětí pro vlákno 6,3 (některé lampy byly napájeny z 12,6 V). Proto sekundární vinutí transformátorů obsahovalo stejný počet závitů jako primární. V moderní technologii se stále častěji používají napájecí zdroje střídače (jako na počítačových jednotkách PSU), jejich konstrukce zahrnuje stupňový transformátor, má velmi malé rozměry.
Oddělovač napětí induktoru
Indukčnost je cívka ovinutá kolem mědi(obvykle) drát na kovové nebo feromagnetické jádro. Transformátor je typ indukčnosti. Pokud je od středu primárního vinutí provedeno odbočení, bude mezi ním a svorkami stejné napětí. A bude se rovnat polovině napájecího napětí. Ale je tomu tak v případě, že transformátor sám je navržen pro práci s takovým napájecím napětím.
Ale můžete použít několik cívek (proMůžete si vzít dva příklady), zapojit je do série a zapojit je do sítě AC. Znát hodnoty indukčnosti, je snadné vypočítat pokles na každé z nich:
- U (L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- U (L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).
V těchto vzorcích jsou L1 a L2 indukčnosti první adruhé cívky, U1 je napájecí napětí ve voltech, U (L1) a U (L2) jsou úbytky napětí na prvním a druhém induktoru. Obvod takového děliče je široce používán v obvodech měřících zařízení.
Kondenzátor děliče
Velmi oblíbený obvod používaný k redukciHodnoty střídavého napájení. Nelze jej použít v obvodech stejnosměrného proudu, protože podle Kirchhoffovy věty je kondenzátor v obvodu stejnosměrného proudu mezera. Jinými slovy, nebude to protékat žádný proud. Ale na druhou stranu, při práci v obvodu se střídavým proudem má kondenzátor reaktanci, která může zhasnout napětí. Dělicí obvod je podobný obvodu popsanému výše, ale místo induktorů se používají kondenzátory. Výpočet se provádí podle následujících vzorců:
- Kondenzátorová reaktance: X (C) = 1 / (2 * 3,14 * f * C).
- Pokles napětí na C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- Pokles napětí na C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).
Zde C1 a C2 jsou kapacitní kondenzátory, U je napětí v napájecí síti, f je aktuální frekvence.
Oddělovač rezistorů
Schéma je velmi podobné předchozím, alePoužívají se stálé rezistory. Metoda výpočtu takového děliče se mírně liší od výše uvedeného. Obvod lze použít jak v AC, tak i DC obvodech. Můžeme říci, že je univerzální. S jeho pomocí můžete sestavit sestupný měnič napětí. Výpočet pádu na každém rezistoru se provádí podle následujících vzorců:
- U (R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
- U (R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).
Je třeba poznamenat jednu nuanci: hodnota odporu zátěže by měla být o 1-2 řády menší než u dělících rezistorů. Jinak bude přesnost výpočtu velmi hrubá.
Praktický napájecí obvod: transformátor
Chcete-li vybrat napájecí transformátor, potřebujete znát několik základních údajů:
- Síla připojených spotřebičů.
- Hodnota napájecího napětí.
- Hodnota požadovaného napětí v sekundárním vinutí.
Chcete-li vypočítat počet závitů v primárním vinutí, musíte vydělit 50 plochou průřezu jádra. Sekce se počítá podle vzorce:
S = 1,2 * √P1.
A výkon P1 = P2 / účinnost. Účinnost transformátoru nikdy nebude vyšší než 0,8 (nebo 80%). Při výpočtu se proto vezme maximální hodnota - 0,8.
Sekundární výkon:
P2 = U2 * I2.
Tato data jsou ve výchozím nastavení známá, takženebude to těžké vypočítat. Zde je příklad, jak pomocí transformátoru snížit napětí na 12 voltů. Ale to není vše: domácí spotřebiče jsou napájeny stejnosměrným proudem a na výstupu sekundárního vinutí - střídavé. Je zapotřebí několik dalších transformací.
Napájecí obvod: usměrňovač a filtr
Další je převod AC nakonstantní. K tomu se používají polovodičové diody nebo sestavy. Nejjednodušší typ usměrňovače se skládá z jediné diody. Říká se tomu půlvlna. Nejrozšířenější je ale můstkový obvod, který umožňuje nejen napravit střídavý proud, ale také se co nejvíce zbavit zvlnění. Ale takový obvod převodníku je stále neúplný, protože polovodičové diody samotné se nemohou zbavit proměnné složky. A transformátory napětí sestupného napětí 220 V jsou schopné převést střídavé napětí na stejnou frekvenci, ale s nižší hodnotou.
Elektrolytické kondenzátory se používají vnapájecí zdroje jako filtry. Podle Kirchhoffovy věty je takový kondenzátor v obvodu střídavého proudu vodičem a při práci s konstantním proudem je to mezera. Konstantní komponenta proto bude nerušeně proudit a proměnná se zavře sama, proto neprojde za tento filtr. Jednoduchost a spolehlivost jsou přesně to, co tyto filtry charakterizuje. K vyhlazení zvlnění lze také použít odpory a induktory. Podobné konstrukce se používají i v automobilových generátorech.
Stabilizace napětí
Naučili jste se, jak snížit napětí vpravoúroveň. Nyní je třeba ji stabilizovat. K tomu se používají speciální zařízení - zenerovy diody, které jsou vyrobeny z polovodičových součástek. Jsou instalovány na výstup stejnosměrného napájecího zdroje. Princip činnosti spočívá v tom, že polovodič je schopen projít určitým napětím, přebytek se přemění na teplo a uvolní se přes radiátor do atmosféry. Jinými slovy, pokud je výstup napájecího zdroje 15 voltů a je nainstalován stabilizátor 12 V, pak přeskočí přesně tolik, kolik je potřeba. Rozdíl 3 V půjde na ohřev prvku (platí zákon zachování energie).
Závěr
Zcela jinou konstrukcí je stabilizátorsestupné napětí, provede několik konverzí. Nejprve se síťové napětí převede na konstantní napětí s vysokou frekvencí (až 50 000 Hz). Je stabilizován a napájen pulzním transformátorem. Dále probíhá reverzní převod na provozní napětí (síťové napětí nebo méně). Díky použití elektronických spínačů (tyristorů) se přímé napětí převádí na střídavé napětí s požadovanou frekvencí (v sítích naší země - 50 Hz).
