כיצד להפחית מתח: שיטות והתקנים

אתה צריך לדעת איך להפחית את המתח במעגל,כדי לא לפגוע מכשירי חשמל. כולם יודעים ששני חוטים מתאימים לבתים - אפס ושלב. זה נקרא רשת שלב אחד. שלושה שלבים הוא לעתים נדירות ביותר בשימוש במגזר הפרטי ובנייני דירות. פשוט אין צורך בכך, שכן כל מכשירי חשמל ביתיים מופעל על ידי רשת חד פעמית לסירוגין הנוכחי. אבל בטכניקה עצמה יש צורך לעשות טרנספורמציות - להוריד את מתח לסירוגין, להמיר אותו לתוך אחד קבוע, לשנות את משרעת ומאפיינים אחרים. אלה הרגעים האלה שצריך להיחשב.

הפחתת מתח עם שנאים

הדרך הקלה ביותר היא להשתמששנאי undervoltage, מה שהופך את ההמרה. הליפוף העיקרי מכיל מספר רב יותר של סיבובים מאשר המשנית. אם יש צורך להפחית את המתח בחצי או שלוש פעמים, לא ניתן להשתמש בפיתול המשני. סלילה ראשונית של שנאי משמש מחלק אינדוקטיבי (אם יש ברזים ממנו). ב מכשירי חשמל ביתיים, השנאים משמשים, משניות משנית של אשר להקל על 5, 12 או 24 וולט.

אלה הם הערכים הנפוצים ביותר במכשירי חשמל ביתיים מודרניים. לפני 20-30 שנה, רוב הציוד היה מופעל על ידי מתח של 9 וולט. וטלוויזיות מנורות ומגברים נזקקו למתח מתמיד של 150-250 V ו לסירוגין עבור נימים 6.3 (כמה מנורות היו מופעל מ 12.6 V). לכן, השילוח המשני של השנאים הכיל את אותו מספר של סיבובים כמו העיקרי. הטכנולוגיה המודרנית, מהפך יחידות אספקת החשמל (כמו על ספקי כוח המחשב) משמשים יותר ויותר, העיצוב שלהם כולל שנאי צעד, יש לה ממדים קטנים מאוד.

מחלק מתח משרן

השראות היא פצע סליל עם נחושת(בדרך כלל) חוט על ליבת מתכת או פרומגנטית. שנאי הוא סוג של השראות. אם אתה עושה ברז מאמצע הסיבוב הראשוני, יהיה מתח שווה בינו לבין המסופים הקיצוניים. וזה יהיה שווה למחצית מתח האספקה. אבל זה במקרה שהשנאי עצמו נועד לעבוד עם מתח אספקה ​​כזה בדיוק.

אבל אתה יכול להשתמש בסלילים מרובים (עבוראתה יכול לקחת שתי דוגמאות), לחבר אותן בסדרות ולחבר אותן לרשת AC. לדעת את ערכי ההשראות, קל לחשב את הירידה על כל אחד מהם:

1. U (L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
2. U (L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).

בנוסחאות אלה, L1 ו- L2 הם ההשראות של הראשון ו-של הסליל השני, U1 הוא מתח האספקה ​​בוולטים, U (L1) ו- U (L2) הם ירידת המתח על פני המשרנים הראשונים והשני, בהתאמה. התכנית של מחלק כזה נמצאת בשימוש נרחב במעגלים של מכשירי מדידה.

מחלק קבלים

תוכנית פופולרית מאוד המשמשת להפחתהערך אספקת החשמל. לא ניתן להשתמש בו במעגלי זרם ישר, מכיוון שקבל, על פי משפטו של קירכהוף, במעגל זרם ישר הוא פער. במילים אחרות, שום זרם לא יזרום דרכו. אך מצד שני, כאשר עובדים במעגל זרם חילופין, לקבל יש תגובתיות המסוגלת לכבות את המתח. מעגל החלוקה דומה לזה שתואר לעיל, אך במקום משרנים משתמשים בקבלים. החישוב נעשה על פי הנוסחאות הבאות:

1. תגובת קבלים: X (C) = 1 / (2 * 3.14 * f * C).
2. ירידת מתח על פני C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
3. ירידת מתח על פני C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

כאן C1 ו- C2 הם הקבלים של הקבלים, U הוא המתח ברשת האספקה, f הוא תדר הזרם.

מחלק נגד

התוכנית דומה מאוד לקודמות, אבלמשתמשים בנגדים קבועים. השיטה לחישוב מחלק כזה שונה במקצת מאלה שניתנו לעיל. ניתן להשתמש במעגל הן במעגלי זרם חילופין והן במעגלי DC. אנו יכולים לומר שזה אוניברסלי. בעזרתו תוכלו להרכיב ממיר מתח מדורג. הנפילה על פני כל הנגד מחושבת לפי הנוסחאות הבאות:

1. U (R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
2. U (R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).

יש לשים לב לניואנס אחד: ערך עמידות העומס צריך להיות 1-2 סדרי גודל פחות מזה של הנגדים המפרידים. אחרת, דיוק החישוב יהיה מחוספס מאוד.

מעגל אספקת חשמל מעשי: שנאי

כדי לבחור שנאי אספקה, יהיה עליך לדעת כמה נתונים בסיסיים:

1. כוחם של הצרכנים להיות מחובר.
2. ערך מתח אספקה.
3. ערך המתח הנדרש בפיתול המשני.

כדי לחשב את מספר הסיבובים בפיתול הראשוני, עליך לחלק 50 לפי שטח החתך של הליבה. החלק מחושב לפי הנוסחה:

S = 1.2 * √P1.

והספק P1 = P2 / יעילות. יעילות השנאי לעולם לא תעלה על 0.8 (או 80%). לכן, בעת חישוב לוקחים את הערך המקסימלי - 0.8.

כוח משני:

P2 = U2 * I2.

נתונים אלה ידועים כברירת מחדל, כךזה לא יהיה קשה לחשב. כך להוריד את המתח עד 12 וולט באמצעות שנאי. אבל זה לא הכל: מכשירי חשמל ביתיים מופעלים על ידי זרם ישר, וזרם חילופין ביציאת המתפתל המשני. יש עוד כמה שינויים.

מעגל אספקת חשמל: מיישר ומסנן

הבא מגיע המרת זרם חילופין לקָבוּעַ. לשם כך משתמשים בדיודות מוליכים למחצה או במכלולים. הסוג הפשוט ביותר של מיישר מורכב מדיודה אחת. זה נקרא חצי גל. אך הנפוץ ביותר הוא מעגל הגשר, המאפשר לא רק לתקן את זרם הסירוגין, אלא גם להיפטר מהאדווה ככל האפשר. אך מעגל ממיר כזה עדיין אינו שלם, מכיוון שדיודות מוליכים למחצה לבדם אינן יכולות להיפטר מהרכיב המשתנה. ושנאי מתח מדורגים 220 וולט מסוגלים להמיר מתח מתחלף לאותו תדר, אך עם ערך נמוך יותר.

משתמשים בקבלים אלקטרוליטיים בספקי כוח כמסננים. על פי משפטו של קירכהוף, קבל כזה במעגל זרם חילופין הוא מוליך, וכשעובדים עם זרם קבוע זה פער. לכן, הרכיב הקבוע יזרם באין מפריע, והמשתנה ייסגר על עצמו, ולכן הוא לא יעבור מעבר למסנן זה. פשטות ואמינות הם בדיוק המאפיינים פילטרים כאלה. עמידות ומשרנים יכולים לשמש גם להחלקת אדווה. עיצובים דומים משמשים גם בגנרטורים לרכב.

ייצוב מתח

למדת כיצד להוריד את המתח ימינהרָמָה. עכשיו צריך לייצב את זה. לשם כך משתמשים במכשירים מיוחדים - דיודות זנר, העשויות מרכיבי מוליכים למחצה. הם מותקנים בפלט ספק הכוח DC. עקרון הפעולה הוא שמוליך למחצה מסוגל להעביר מתח מסוים, העודף מומר לחום ומשוחרר דרך רדיאטור לאטמוספרה. במילים אחרות, אם תפוקת ה- PSU היא 15 וולט, ומותקן מייצב 12 וולט, היא תדלג בדיוק על פי הצורך. וההפרש של 3 וולט ילך לחימום האלמנט (חוק שימור האנרגיה תקף).

מסקנה

עיצוב שונה לחלוטין הוא המייצבמתח למטה, הוא מבצע מספר המרות. ראשית, מתח הרשת מומר למתח קבוע בתדר גבוה (עד 50,000 הרץ). הוא מיוצב ומוזר לשנאי דופק. יתר על כן, ההמרה ההפוכה מתבצעת למתח ההפעלה (מתח רשת או פחות). הודות לשימוש במתגים אלקטרוניים (תיריסטורים), המתח הישיר מומר למתח לסירוגין בתדר הנדרש (ברשתות בארצנו - 50 הרץ).