Necesita saber cómo bajar el voltaje en el circuito,para no dañar los electrodomésticos. Todo el mundo sabe que dos cables son adecuados para casas: cero y fase. Esto se llama una red monofásica. Trifásico es extremadamente raro de usar en el sector privado y edificios de apartamentos. Simplemente no es necesario, ya que todos los electrodomésticos están alimentados por una red de corriente alterna monofásica. Pero en la técnica misma, se requiere hacer transformaciones: bajar el voltaje alterno, convertirlo a constante, cambiar la amplitud y otras características. Son estos puntos los que deben considerarse.
Reducción de tensión con transformadores.
La forma más fácil es usartransformador de baja tensión que realiza la conversión. El devanado primario contiene un mayor número de vueltas que el secundario. Si es necesario reducir el voltaje a la mitad o tres, no se puede utilizar el devanado secundario. El devanado primario del transformador se usa como un divisor inductivo (si hay tomas de él). En los electrodomésticos, se utilizan transformadores, de los devanados secundarios de los cuales se elimina un voltaje de 5, 12 o 24 voltios.
Estos son los valores más utilizados enElectrodomésticos modernos. Hace 20-30 años, la mayoría del equipo funcionaba con un voltaje de 9 voltios. Y los televisores y amplificadores de tubo requerían un voltaje constante de 150-250 V y un voltaje alterno de 6.3 para filamentos incandescentes (algunas lámparas funcionaban con 12.6 V). Por lo tanto, el devanado secundario de los transformadores contenía el mismo número de vueltas que el primario. En la tecnología moderna, las fuentes de alimentación del inversor (como las PSU de las computadoras) se usan cada vez más, su diseño incluye un transformador elevador, tiene dimensiones muy pequeñas.
Divisor de voltaje del inductor
La inductancia es una bobina enrollada alrededor de un cobre.(generalmente) un cable en un núcleo de metal o ferromagnético. Un transformador es un tipo de inductancia. Si se realiza un golpe desde el medio del devanado primario, entonces habrá un voltaje igual entre este y los terminales. Y será igual a la mitad de la tensión de alimentación. Pero este es el caso si el transformador en sí está diseñado para funcionar con un voltaje de suministro de este tipo.
Pero puede usar varias bobinas (paraPuede tomar dos ejemplos), conéctelos en serie y conéctelos a una red de CA. Conociendo los valores de inductancias, es fácil calcular la caída en cada uno de ellos:
- U (L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- U (L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).
В этих формулах L1 и L2 – индуктивности первой и segundas bobinas, U1 es la tensión de alimentación en voltios, U (L1) y U (L2) son las caídas de tensión en el primer y segundo inductores, respectivamente. El circuito de dicho divisor se usa ampliamente en circuitos de dispositivos de medición.
Divisor de condensador
Circuito muy popular utilizado para reducirValores de corriente alterna. No se puede usar en circuitos de CC, ya que el condensador, según el teorema de Kirchhoff, en un circuito de CC es un hueco. En otras palabras, no fluirá corriente a través de él. Pero, por otro lado, cuando se trabaja en un circuito de corriente alterna, el condensador tiene una reactancia que puede suprimir el voltaje. El circuito divisor es similar al descrito anteriormente, pero se usan condensadores en lugar de inductancias. El cálculo se realiza de acuerdo con las siguientes fórmulas:
- La reactancia del capacitor: X (C) = 1 / (2 * 3.14 * f * C).
- Caída de voltaje en C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- Caída de voltaje en C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).
Aquí C1 y C2 son las capacitancias de los capacitores, U es el voltaje en la red de suministro, f es la frecuencia actual.
Divisor de resistencia
El esquema es en muchos aspectos similar a los anteriores, peroSe utilizan resistencias fijas. El método para calcular dicho divisor es ligeramente diferente de los dados anteriormente. El circuito se puede utilizar tanto en circuitos de CA como de CC. Podemos decir que es universal. Puede usarse para ensamblar un convertidor de voltaje reductor. La caída en cada resistencia se calcula utilizando las siguientes fórmulas:
- U (R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
- U (R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).
Cabe señalar un matiz: el valor de la resistencia de carga debe ser 1-2 órdenes de magnitud menor que el de las resistencias divisorias. De lo contrario, la precisión del cálculo será muy aproximada.
Práctico circuito de alimentación: transformador
Para seleccionar un transformador de suministro, necesita conocer algunos datos básicos:
- El poder de los consumidores para estar conectados.
- Valor de la tensión de alimentación.
- El valor de la tensión requerida en el devanado secundario.
Para calcular el número de vueltas en el devanado primario, debe dividir 50 por el área de la sección transversal del núcleo. La sección se calcula mediante la fórmula:
S = 1,2 * √P1.
Y la potencia P1 = P2 / eficiencia. La eficiencia del transformador nunca superará el 0,8 (o el 80%). Por lo tanto, al calcular, se toma el valor máximo - 0.8.
Poder secundario:
P2 = U2 * I2.
Estos datos se conocen de forma predeterminada, por lo queno será difícil de calcular. Aquí se explica cómo bajar el voltaje a 12 voltios usando un transformador. Pero eso no es todo: los electrodomésticos funcionan con corriente continua y, en la salida del devanado secundario, de forma alterna. Se requieren algunas transformaciones más.
Circuito de alimentación: rectificador y filtro.
Lo siguiente es la conversión de CA aconstante. Para ello, se utilizan diodos semiconductores o conjuntos. El tipo más simple de rectificador consiste en un solo diodo. Se llama media onda. Pero el más extendido es el circuito de puente, que permite no solo rectificar la corriente alterna, sino también eliminar las ondulaciones tanto como sea posible. Pero dicho circuito convertidor todavía está incompleto, ya que los diodos semiconductores por sí solos no pueden deshacerse del componente variable. Y los transformadores reductores de tensión 220 V son capaces de convertir una tensión alterna a la misma frecuencia, pero con un valor menor.
Los condensadores electrolíticos se utilizan enfuentes de alimentación como filtros. Según el teorema de Kirchhoff, dicho condensador en un circuito de corriente alterna es un conductor, y cuando se trabaja con una corriente constante, es un espacio. Por lo tanto, el componente constante fluirá sin obstáculos y la variable se cerrará sobre sí misma, por lo que no pasará más allá de este filtro. La sencillez y la fiabilidad son precisamente lo que caracteriza a estos filtros. También se pueden utilizar resistencias e inductores para suavizar la ondulación. Se utilizan diseños similares incluso en generadores de automóviles.
Estabilización de voltaje
Has aprendido a bajar el voltaje a la derecha.nivel. Ahora necesita estabilizarse. Para esto, se utilizan dispositivos especiales: diodos Zener, que están hechos de componentes semiconductores. Se instalan en la salida de la fuente de alimentación CC. El principio de funcionamiento es que un semiconductor puede pasar un cierto voltaje, el exceso se convierte en calor y se libera a través del radiador a la atmósfera. En otras palabras, si la salida de la fuente de alimentación es de 15 voltios y se instala un estabilizador de 12 V, saltará exactamente tanto como sea necesario. Y la diferencia de 3 V irá a calentar el elemento (la ley de conservación de la energía es válida).
Conclusión
Un diseño completamente diferente es el estabilizador.voltaje reductor, realiza varias conversiones. Primero, la tensión de la red se convierte en una tensión constante de alta frecuencia (hasta 50.000 Hz). Se estabiliza y se alimenta a un transformador de pulsos. Además, la conversión inversa se produce a la tensión de funcionamiento (tensión de red o menos). Gracias al uso de interruptores electrónicos (tiristores), la tensión constante se convierte en tensión alterna con la frecuencia requerida (en las redes de nuestro país - 50 Hz).
