Du måste veta hur man sänker spänningen i kretsen,för att inte skada elektriska apparater. Alla vet att två ledningar är lämpliga för hus - noll och fas. Detta kallas ett enfasnätverk. Trefas används extremt sällan i den privata sektorn och flerbostadshus. Det finns helt enkelt inget behov av det, eftersom alla hushållsapparater drivs från ett växlande enfasströmsnätverk. Men i själva tekniken är det nödvändigt att göra transformationer - att sänka växelspänningen, konvertera den till konstant spänning, ändra amplituden och andra egenskaper. Det här är de punkter som måste övervägas.
Minska spänningen med transformatorer
Det enklaste sättet är att användaen reducerad spänningstransformator som utför omvandlingar. Primärlindningen innehåller fler varv än sekundärlindningarna. Om det finns ett behov av att minska spänningen med hälften eller tre gånger, kan sekundärlindningen inte användas. Transformatorns primära lindning används som en induktiv avdelare (om det finns kranar från den). I hushållsapparater används transformatorer, från sekundära lindningar där spänningen på 5, 12 eller 24 volt avlägsnas.
Dessa är de vanligaste värdena imoderna hushållsapparater. För 20-30 år sedan drevs större delen av utrustningen med en spänning på 9 volt. Och rör-TV-apparater och förstärkare krävde en konstant spänning på 150-250 V och en växelspänning för filament på 6,3 (vissa lampor matades från 12,6 V). Därför innehöll sekundärlindningen av transformatorerna samma antal varv som den primära. I modern teknik används växelströmsförsörjningsenheter alltmer (som på datorns strömförsörjning), deras design inkluderar en steg-upp-transformator, den har mycket små dimensioner.
Induktorspänningsdelare
Induktans är en spollindad med koppar(vanligtvis) en tråd på en metall- eller ferromagnetisk kärna. En transformator är en typ av induktans. Om du gör en kran från mitten av primärlindningen, kommer det att finnas en lika spänning mellan den och de extrema terminalerna. Och det kommer att vara lika med hälften av matningsspänningen. Men det är i händelse av att själva transformatorn är konstruerad för att fungera med just en sådan matningsspänning.
Men du kan använda flera spolar (fördu kan ta två exempel), ansluta dem i serie och ansluta dem till nätverket. Att känna till induktansvärdena är det enkelt att beräkna fallet på var och en av dem:
- U (L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- U (L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).
I dessa formler är L1 och L2 induktanserna för den första ochav den andra spolen är U1 matningsspänningen i volt, U (L1) och U (L2) är spänningsfallet över den första respektive den andra induktorn. Schemat för en sådan avdelare används ofta i kretsar för mätanordningar.
Kondensatoravdelare
Ett mycket populärt system som används för att minskavärdet på nätaggregatet. Den kan inte användas i likströmskretsar, eftersom en kondensator enligt Kirchhoffs sats i en likströmskrets är en lucka. Med andra ord kommer ingen ström att strömma genom den. Men å andra sidan, när man arbetar i en växelströmskrets, har kondensatorn en reaktans som kan släcka spänningen. Avdelningskretsen liknar den som beskrivs ovan, men istället för induktorer används kondensatorer. Beräkningen görs enligt följande formler:
- Kondensatorreaktans: X (C) = 1 / (2 * 3,14 * f * C).
- Spänningsfall över C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- Spänningsfall över C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).
Här är C1 och C2 kondensatorernas kapacitanser, U är spänningen i nätet, f är frekvensen för strömmen.
Motståndsdelare
Schemat liknar på många sätt de tidigare, menfasta motstånd används. Metoden för beräkning av en sådan avdelare skiljer sig något från ovan. Kretsen kan användas både i växelström och likströmskrets. Vi kan säga att det är universellt. Med hjälp kan du montera en nedströms spänningsomvandlare. Nedgången över varje motstånd beräknas med hjälp av följande formler:
- U (R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
- U (R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).
En nyans bör noteras: värdet på lastmotståndet bör vara 1-2 storleksordningar mindre än värdet hos delningsmotstånden. I annat fall kommer beräkningsnoggrannheten att vara mycket grov.
Praktisk strömförsörjningskrets: transformator
För att välja en matningstransformator måste du känna till några grundläggande data:
- Konsumenternas kraft att vara ansluten.
- Matningsspänningsvärde.
- Värdet på den erforderliga spänningen i sekundärlindningen.
För att beräkna antalet varv i primärlindningen måste du dela 50 med kärnans tvärsnittsarea. Avsnittet beräknas med formeln:
S = 1,2 * √P1.
Och kraft P1 = P2 / effektivitet. Transformatorns effektivitet kommer aldrig att vara mer än 0,8 (eller 80%). Därför, vid beräkning, tas det maximala värdet - 0,8.
Sekundär kraft:
P2 = U2 * I2.
Dessa data är kända som standard, sådet blir inte svårt att beräkna. Så här sänker du spänningen till 12 volt med en transformator. Men det är inte allt: hushållsapparater drivs av likström och växelström vid sekundärlindningens utgång. Det krävs några fler omvandlingar.
Strömförsörjningskrets: likriktare och filter
Därefter kommer omvandlingen av växelström tillkonstant. För detta används halvledardioder eller -enheter. Den enklaste typen av likriktare består av en enda diod. Det kallas halvvåg. Men det mest utbredda är bryggkretsen, som tillåter inte bara att korrigera växelströmmen utan också att bli av med krusningen så mycket som möjligt. Men en sådan omvandlingskrets är fortfarande ofullständig, eftersom enbart halvledardioder inte kan bli av med den variabla komponenten. Och nedåtgående spänningstransformatorer 220 V kan omvandla växelspänning till samma frekvens, men med ett lägre värde.
Elektrolytkondensatorer används inätaggregat som filter. Enligt Kirchhoffs sats är en sådan kondensator i en växelströmskrets en ledare, och när man arbetar med en konstant ström är det ett gap. Därför kommer den konstanta komponenten att flyta obehindrat och variabeln kommer att stänga på sig själv, därför kommer den inte att passera bortom detta filter. Enkelhet och tillförlitlighet är just det som kännetecknar sådana filter. Motstånd och induktorer kan också användas för att jämna ut krusning. Liknande konstruktioner används även i bilgeneratorer.
Spänningsstabilisering
Du har lärt dig hur man sänker spänningen till högernivå. Nu måste den stabiliseras. För detta används speciella enheter - zenerdioder, som är gjorda av halvledarkomponenter. De installeras vid utgången av likströmsförsörjningen. Funktionsprincipen är att en halvledare kan passera en viss spänning, överskottet omvandlas till värme och släpps ut genom en radiator till atmosfären. Med andra ord, om PSU-utgången är 15 volt och en 12 V-stabilisator är installerad, hoppar den exakt så mycket som behövs. Och skillnaden på 3 V går till att värma upp elementet (lagen om bevarande av energi är giltig).
slutsats
En helt annan design är stabilisatornnedgångsspänning gör det flera omvandlingar. Först omvandlas nätspänningen till en konstant spänning med hög frekvens (upp till 50 000 Hz). Den stabiliseras och matas till en pulstransformator. Vidare sker omvänd omvandling till driftspänningen (nätspänning eller mindre). Tack vare användningen av elektroniska omkopplare (tyristorer) omvandlas direktspänningen till växelspänning med erforderlig frekvens (i vårt lands nätverk - 50 Hz).
