Sie müssen wissen, wie Sie die Spannung im Stromkreis senken können.um Elektrogeräte nicht zu beschädigen. Jeder weiß, dass zwei Drähte für Häuser geeignet sind - Null und Phase. Dies wird als einphasiges Netzwerk bezeichnet. Dreiphasen werden im privaten Sektor und in Mehrfamilienhäusern äußerst selten eingesetzt. Es besteht einfach keine Notwendigkeit, da alle Haushaltsgeräte über ein einphasiges Wechselstromnetz gespeist werden. In der Technik selbst ist es jedoch erforderlich, Transformationen durchzuführen - die Wechselspannung zu senken, in eine Konstante umzuwandeln, die Amplitude und andere Eigenschaften zu ändern. Es sind diese Punkte, die berücksichtigt werden müssen.
Spannungsreduzierung mit Transformatoren
Der einfachste Weg ist zu verwendenUnterspannungstransformator, der die Umwandlung durchführt. Die Primärwicklung enthält eine größere Anzahl von Windungen als die Sekundärwicklung. Wenn die Spannung um die Hälfte oder drei reduziert werden muss, darf die Sekundärwicklung nicht verwendet werden. Die Primärwicklung des Transformators wird als induktiver Teiler verwendet (wenn Abgriffe vorhanden sind). In Haushaltsgeräten werden Transformatoren verwendet, aus deren Sekundärwicklungen die Spannung von 5, 12 oder 24 Volt entfernt wird.
Dies sind die am häufigsten verwendeten Werte inmoderne Haushaltsgeräte. Vor 20 bis 30 Jahren wurde der größte Teil der Ausrüstung mit einer Spannung von 9 Volt betrieben. Röhrenfernseher und Verstärker benötigten eine konstante Spannung von 150-250 V und eine Wechselspannung von 6,3 für Filamente (einige Lampen wurden mit 12,6 V betrieben). Daher enthielt die Sekundärwicklung der Transformatoren die gleiche Anzahl von Windungen wie die Primärwicklung. In der modernen Technologie werden zunehmend Wechselrichter-Netzteile (wie bei Computer-Netzteilen) verwendet. Ihr Design umfasst einen Aufwärtstransformator, der sehr kleine Abmessungen aufweist.
Induktor Spannungsteiler
Die Induktivität ist eine Spule, die um ein Kupfer gewickelt ist(normalerweise) ein Draht auf einem Metall- oder ferromagnetischen Kern. Ein Transformator ist eine Art Induktivität. Wenn ein Abgriff von der Mitte der Primärwicklung aus erfolgt, liegt zwischen dieser und den Anschlussleitungen die gleiche Spannung an. Und es wird gleich der Hälfte der Versorgungsspannung sein. Dies ist jedoch der Fall, wenn der Transformator selbst für eine solche Versorgungsspannung ausgelegt ist.
Sie können jedoch mehrere Spulen verwenden (zSie können zwei Beispiele nehmen, sie in Reihe schalten und an ein Wechselstromnetz anschließen. Wenn man die Werte der Induktivitäten kennt, ist es einfach, den Abfall auf jeder von ihnen zu berechnen:
- U (L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- U (L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).
In diesen Formeln sind L1 und L2 die Induktivitäten der ersten undzweite Spulen, U1 ist die Versorgungsspannung in Volt, U (L1) und U (L2) sind die Spannungsabfälle an der ersten bzw. zweiten Induktivität. Die Schaltung eines solchen Teilers ist in Schaltungen von Messgeräten weit verbreitet.
Kondensatorteiler
Sehr beliebte Schaltung zum ReduzierenWechselstromwerte. Es kann nicht in Gleichstromkreisen verwendet werden, da der Kondensator nach Kirchhoffs Theorem in einem Gleichstromkreis eine Lücke ist. Mit anderen Worten, es fließt kein Strom durch. Andererseits hat der Kondensator beim Arbeiten in einem Wechselstromkreis eine Reaktanz, die die Spannung löschen kann. Die Teilerschaltung ähnelt der oben beschriebenen, es werden jedoch Kondensatoren anstelle von Induktivitäten verwendet. Die Berechnung erfolgt nach folgenden Formeln:
- Kondensatorreaktanz: X (C) = 1 / (2 · 3,14 · f · C).
- Spannungsabfall an C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- Spannungsabfall an C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).
Hier sind C1 und C2 die Kapazitäten der Kondensatoren, U ist die Spannung im Versorgungsnetz, f ist die Stromfrequenz.
Widerstandsteiler
Das Schema ist in vielerlei Hinsicht den vorherigen ähnlich, aberFestwiderstände werden verwendet. Die Methode zur Berechnung eines solchen Teilers unterscheidet sich geringfügig von den oben angegebenen. Die Schaltung kann sowohl in Wechselstrom- als auch in Gleichstromkreisen verwendet werden. Wir können sagen, dass es universell ist. Mit seiner Hilfe können Sie einen Abwärtsspannungswandler zusammenbauen. Der Abfall über jeden Widerstand wird unter Verwendung der folgenden Formeln berechnet:
- U (R1) = (R1 · U) / (R1 + R2).
- U (R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).
Eine Nuance sollte beachtet werden: Der Wert des Lastwiderstands sollte 1-2 Größenordnungen kleiner sein als der der Teilungswiderstände. Andernfalls ist die Berechnungsgenauigkeit sehr grob.
Praktische Stromversorgungsschaltung: Transformator
Um einen Versorgungstransformator auszuwählen, müssen Sie einige grundlegende Daten kennen:
- Die Macht der Verbraucher, verbunden zu werden.
- Versorgungsspannungswert.
- Der Wert der erforderlichen Spannung in der Sekundärwicklung.
Um die Anzahl der Windungen in der Primärwicklung zu berechnen, müssen Sie 50 durch die Querschnittsfläche des Kerns teilen. Der Abschnitt wird nach folgender Formel berechnet:
S = 1,2 * √P1.
Und die Leistung P1 = P2 / Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad des Transformators wird niemals mehr als 0,8 (oder 80%) betragen. Daher wird bei der Berechnung der Maximalwert - 0,8 angenommen.
Sekundärmacht:
P2 = U2 * I2.
Diese Daten sind also standardmäßig bekanntes wird nicht schwer zu berechnen sein. Hier erfahren Sie, wie Sie die Spannung mit einem Transformator auf 12 Volt senken. Aber das ist noch nicht alles: Haushaltsgeräte werden mit Gleichstrom und am Ausgang der Sekundärwicklung im Wechsel betrieben. Es sind einige weitere Transformationen erforderlich.
Stromversorgungskreis: Gleichrichter und Filter
Als nächstes folgt die Umwandlung von AC inKonstante. Hierzu werden Halbleiterdioden oder Baugruppen verwendet. Der einfachste Gleichrichtertyp besteht aus einer einzelnen Diode. Es heißt Halbwelle. Am weitesten verbreitet ist jedoch die Brückenschaltung, mit der nicht nur der Wechselstrom gleichgerichtet, sondern auch Welligkeiten so weit wie möglich beseitigt werden können. Eine solche Wandlerschaltung ist jedoch immer noch unvollständig, da Halbleiterdioden allein die variable Komponente nicht entfernen können. Und Abwärtsspannungswandler 220 V können eine Wechselspannung in die gleiche Frequenz umwandeln, jedoch mit einem niedrigeren Wert.
Elektrolytkondensatoren werden in verwendetNetzteile als Filter. Nach dem Satz von Kirchhoff ist ein solcher Kondensator in einem Wechselstromkreis ein Leiter, und wenn mit einem konstanten Strom gearbeitet wird, ist er eine Lücke. Daher fließt die konstante Komponente ungehindert und die Variable schließt sich selbst, daher wird sie diesen Filter nicht überschreiten. Einfachheit und Zuverlässigkeit zeichnen solche Filter aus. Widerstände und Induktivitäten können auch verwendet werden, um Welligkeiten auszugleichen. Ähnliche Konstruktionen werden auch bei Automobilgeneratoren verwendet.
Spannungsstabilisierung
Sie haben gelernt, die Spannung nach rechts zu senkenNiveau. Jetzt muss es stabilisiert werden. Hierzu werden spezielle Bauelemente eingesetzt - Zenerdioden, die aus Halbleiterkomponenten bestehen. Sie werden am Ausgang der Gleichstromversorgung installiert. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass ein Halbleiter eine bestimmte Spannung durchlassen kann, der Überschuss in Wärme umgewandelt und durch den Strahler an die Atmosphäre abgegeben wird. Mit anderen Worten, wenn der Ausgang des Netzteils 15 Volt beträgt und ein 12-V-Stabilisator installiert ist, wird genau so viel wie nötig übersprungen. Und die Differenz von 3 V wird zum Erhitzen des Elements verwendet (das Gesetz der Energieeinsparung gilt).
Fazit
Ein völlig anderes Design ist der StabilisatorAbwärtsspannung macht es mehrere Umwandlungen. Zunächst wird die Netzspannung in eine konstante Spannung mit einer hohen Frequenz (bis zu 50.000 Hz) umgewandelt. Es wird stabilisiert und einem Impulstransformator zugeführt. Ferner erfolgt die umgekehrte Umwandlung in die Betriebsspannung (Netzspannung oder weniger). Dank der Verwendung elektronischer Schalter (Thyristoren) wird die Gleichspannung in Wechselspannung mit der erforderlichen Frequenz umgewandelt (in den Netzen unseres Landes - 50 Hz).
