Morate znati kako smanjiti napon u krugu,kako ne bi oštetili električne uređaje. Svatko zna da su dvije žice prikladne za kuće - nula i faza. To se naziva jednofaznom mrežom. Trofazna se izuzetno rijetko koristi u privatnom sektoru i višestambenim zgradama. Jednostavno nema potrebe, jer se svi kućanski uređaji napajaju iz mreže izmjenične jednofazne struje. Ali u samoj tehnici potrebno je izvršiti transformacije - kako bi se smanjio izmjenični napon, pretvorio u stalni napon, promijenila amplituda i druge karakteristike. To su točke koje treba uzeti u obzir.
Smanjivanje napona transformatorima
Najlakši način je koristititransformator smanjenog napona koji vrši pretvorbe. Primarni namot sadrži više zavoja od sekundarnog. Ako postoji potreba za smanjenjem napona za pola ili tri puta, možda se neće koristiti sekundarni namot. Primarni namot transformatora koristi se kao induktivni razdjelnik (ako iz njega postoje slavine). U kućanskim aparatima koriste se transformatori s čijih se sekundarnih namota uklanja napona od 5, 12 ili 24 Volta.
To su najčešće korištene vrijednosti usuvremeni kućanski aparati. Prije 20-30 godina, većina opreme napajala se naponom od 9 volti. A cijevni televizori i pojačala zahtijevali su stalni napon od 150-250 V i izmjenični napon za žarne niti od 6,3 (neke svjetiljke napajale su se od 12,6 V). Stoga je sekundarni namot transformatora sadržavao jednak broj zavoja kao i primarni. U modernoj tehnologiji sve se više koriste inverterski izvori napajanja (kao i na računalnim napajanjima), njihov dizajn uključuje pojačavajući transformator, ima vrlo male dimenzije.
Razdjelnik napona induktora
Induktivnost je zavojnica namotana bakrom(obično) žica na metalnoj ili feromagnetskoj jezgri. Transformator je vrsta induktiviteta. Ako napravite slavinu iz sredine primarnog namota, tada će biti jednak napon između njega i krajnjih stezaljki. I to će biti jednako polovici napona napajanja. Ali to je u slučaju da je sam transformator dizajniran za rad s upravo takvim opskrbnim naponom.
Ali možete koristiti više zavojnica (zamožete uzeti dva primjera), spojite ih u seriju i spojite na izmjeničnu mrežu. Poznavajući vrijednosti induktiviteta, lako je izračunati pad na svakoj od njih:
- U (L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- U (L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).
U tim su formulama L1 i L2 induktivnosti prvog idruge zavojnice, U1 je opskrbni napon u voltima, U (L1) i U (L2) pad napona na prvoj, odnosno drugoj induktivnosti. Shema takvog razdjelnika široko se koristi u krugovima mjernih uređaja.
Kondenzatorski razdjelnik
Vrlo popularna shema koja se koristi za smanjenjevrijednost napajanja izmjeničnom strujom. Ne može se koristiti u istosmjernim krugovima, jer je kondenzator, prema Kirchhoffovom teoremu, u istosmjernom krugu praznina. Drugim riječima, kroz njega neće teći struja. Ali s druge strane, kad radi u krugu izmjenične struje, kondenzator ima reaktanciju koja je sposobna ugasiti napon. Razdjelni krug sličan je gore opisanom, ali umjesto induktora koriste se kondenzatori. Izračun se vrši prema sljedećim formulama:
- Reaktancija kondenzatora: X (C) = 1 / (2 * 3,14 * f * C).
- Pad napona na C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- Pad napona na C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).
Ovdje su C1 i C2 kapacitivnosti kondenzatora, U je napon u opskrbnoj mreži, f je frekvencija struje.
Otporni razdjelnik
Shema je u mnogočemu slična prethodnim, alikoriste se fiksni otpornici. Metoda izračunavanja takvog razdjelnika malo se razlikuje od gore danih. Krug se može koristiti u izmjeničnim i istosmjernim krugovima. Možemo reći da je univerzalna. Uz njegovu pomoć možete sastaviti pretvarač napona za smanjenje. Pad na svakom otporu izračunava se prema sljedećim formulama:
- U (R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
- U (R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).
Treba imati na umu jednu nijansu: vrijednost otpora opterećenja trebala bi biti za 1-2 reda veličine manja od vrijednosti otpornih otpora. Inače, točnost izračuna bit će vrlo gruba.
Praktični krug napajanja: transformator
Da biste odabrali opskrbni transformator, trebat ćete znati nekoliko osnovnih podataka:
- Snaga potrošača koji se trebaju povezati.
- Vrijednost napona napajanja.
- Vrijednost potrebnog napona u sekundarnom namotu.
Da biste izračunali broj zavoja u primarnom namotu, morate 50 podijeliti površinom presjeka jezgre. Odjeljak se izračunava po formuli:
S = 1,2 * √P1.
A snaga P1 = P2 / učinkovitost. Učinkovitost transformatora nikada neće biti veća od 0,8 (ili 80%). Stoga se prilikom izračuna uzima maksimalna vrijednost - 0,8.
Sekundarna snaga:
P2 = U2 * I2.
Ti su podaci prema zadanim postavkama poznatineće biti teško izračunati. Evo kako s napona spustiti transformator na 12 volti. Ali to nije sve: kućanski uređaji napajaju se istosmjernom i izmjeničnom strujom na izlazu sekundarnog namota. Potrebno je još nekoliko transformacija.
Krug napajanja: ispravljač i filter
Slijedi pretvorba izmjenične struje ukonstantno. Za to se koriste poluvodičke diode ili sklopovi. Najjednostavniji tip ispravljača sastoji se od jedne diode. Zove se poluval. Ali najrašireniji je mostni krug, koji omogućuje ne samo ispravljanje izmjenične struje, već i rješavanje mreškanja što je više moguće. Ali takav sklop pretvarača još uvijek nije dovršen, jer se poluvodičke diode same ne mogu riješiti promjenjive komponente. I silazni naponski transformatori 220 V mogu pretvoriti izmjenični napon u istu frekvenciju, ali s nižom vrijednošću.
U. Se koriste elektrolitski kondenzatorinapajanja kao filteri. Prema Kirchhoffovom teoremu, takav kondenzator u krugu izmjenične struje je vodič, a kod rada s konstantnom strujom to je razmak. Stoga će konstantna komponenta nesmetano teći, a varijabla će se zatvoriti u sebe, stoga neće proći dalje od ovog filtra. Jednostavnost i pouzdanost upravo su obilježja takvih filtara. Otpori i prigušnice također se mogu koristiti za izravnavanje mreškanja. Slični se dizajni koriste čak i u automobilskim generatorima.
Stabilizacija napona
Naučili ste kako spustiti napon udesnonivo. Sada to treba stabilizirati. Za to se koriste posebni uređaji - zener diode, koje su izrađene od poluvodičkih komponenata. Instaliraju se na izlazu istosmjernog napajanja. Načelo rada je da poluvodič može proći određeni napon, višak se pretvara u toplinu i ispušta kroz radijator u atmosferu. Drugim riječima, ako je izlaz PSU 15 volti i ugrađen je stabilizator od 12 V, preskočit će točno onoliko koliko je potrebno. A razlika od 3 V ići će na zagrijavanje elementa (vrijedi zakon očuvanja energije).
zaključak
Potpuno drugačiji dizajn je stabilizatorsilazni napon, vrši nekoliko pretvorbi. Prvo se mrežni napon pretvara u stalni napon visoke frekvencije (do 50 000 Hz). Stabilizira se i napaja u impulsni transformator. Nadalje, vrši se obrnuta pretvorba u radni napon (mrežni napon ili manji). Zahvaljujući upotrebi elektroničkih prekidača (tiristora), izravni napon pretvara se u izmjenični napon s potrebnom frekvencijom (u mrežama naše zemlje - 50 Hz).
