Modul de reducere a tensiunii: moduri și dispozitive

Trebuie să știți cum să reduceți tensiunea în circuit, pentru a nu deteriora aparatele electrice. Toată lumea știe că două fire se apropie de case - zero și fază. Aceasta se numește o singură fază de rețea. Trei faze

Reducerea tensiunii cu ajutorul transformatoarelor

Cea mai simplă cale este să utilizați un transformator sub tensiune care efectuează transformări. Înfășurarea primară conține mai multe rotații decât bobina secundară. Dacă există o necesitate de a reduce tensiunea de o jumătate sau de trei ori, înfășurarea secundară nu poate fi utilizată. Înfășurarea primară a transformatorului este utilizată ca un separator inductiv (dacă există robinete din acesta). În aparatele de uz casnic se utilizează transformatoare, cu înfășurările secundare ale căror tensiune este de 5, 12 sau 24 volți.

Acestea sunt cele mai utilizate înțelesuri în aparatele moderne de uz casnic. Acum 20-30 de ani, cea mai mare parte a tehnologiei a fost alimentată de o tensiune de 9 volți. Un tub TV și amplificatoare au necesitat prezența unei tensiuni constante de 150-250 V și a unui curent alternativ pentru filamentele 6.3 (unele lămpi au fost alimentate de la 12,6 V). Prin urmare, înfășurarea secundară a transformatoarelor conține același număr de rotații ca și înfășurarea primară. În tehnologia modernă, sursele de alimentare cu invertoare sunt din ce în ce mai folosite (ca și în PDU-urile pe calculator), designul lor include un transformator de tip în sus, are dimensiuni foarte mici.

Distribuitor de tensiune pe inductanțe

Inductanța este o bobină înfășurată în jurul unui fir de cupru (de obicei) pe un miez metalic sau feromagnetic. Un transformator este unul dintre tipurile de inductanță. Dacă o tragere este făcută din mijlocul înfășurării primare, atunci va exista o tensiune egală între ea și terminalele cele mai exterioare. Și va fi egală cu jumătate din tensiunea de alimentare. Dar acesta este cazul în cazul în care transformatorul în sine este proiectat să funcționeze cu o astfel de tensiune de alimentare.

Dar puteți utiliza mai multe bobine (de exemplu, puteți lua două), conectați-le în serie și comutați-le la sursa de curent alternativ. Cunoscând valorile inductanțelor, nu este greu de calculat căderea fiecăruia dintre ele:

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

In aceste formule, L1 și L2 - inductanța primul și al doilea mosoarele, U1 - tensiune de alimentare în volți, U (L1) și U (L2) - căderea de tensiune pe prima și a doua inductorilor respectiv. Circuitul unui astfel de divizor este utilizat pe scară largă în circuitele dispozitivelor de măsurare.

Dividere pe condensatoare

Un circuit foarte popular, folosit pentru a reduce puterea de alimentare cu curent alternativ. Nu se poate utiliza în circuitele de curent continuu, deoarece condensatorul, conform teoremei lui Kirchhoff, în circuitul DC este o discontinuitate. Cu alte cuvinte, curentul prin el nu va curge. Dar când lucrați într-un circuit de curent alternativ, condensatorul are o reactanță care poate suprima tensiunea. Circuitul separator este similar celui descris mai sus, dar condensatoarele sunt folosite în locul inductanțelor. Calculul se face prin următoarele formule:

1. Reacția condensatorului: X (C) = 1 / (2 * 3,14 * f * C).
2. Coborârea de tensiune pe C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
3. Coborârea de tensiune pe C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Aici C1 și C2 sunt condensatori de capacitate, U este tensiunea în rețeaua de alimentare și f este frecvența curentului.

Dividere pe rezistențe

Circuitul este similar în multe privințe cu cele anterioare, dar se folosesc rezistențe constante. Procedura pentru calcularea unui astfel de divizor diferă ușor de cele menționate mai sus. Circuitul poate fi utilizat atât în ​​circuitele AC, cât și în circuitele de curent continuu. Putem spune că este universal. Cu aceasta, puteți asambla un convertor de tensiune pas cu pas. Calcularea picăturii pe fiecare rezistor se face prin următoarele formule:

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

Trebuie remarcat un avertisment: valoarea rezistenței de sarcină ar trebui să fie 1-2 ordine de mărime mai mică decât cea a rezistențe de divizare. În caz contrar, precizia calculului va fi foarte dură.

Schema practică a alimentării cu energie: transformator

Pentru a selecta un transformator de putere, trebuie să cunoașteți câteva date de bază:

1. Consumatorii de energie care trebuie conectați.
2. Valoarea tensiunii de alimentare.
3. Valoarea tensiunii necesare în bobina secundară.

Pentru a calcula numărul de rotații în bobina primară, trebuie să împărțiți 50 de secțiunea transversală a miezului. Secțiunea transversală se calculează cu formula:

S = 1,2 * Radic-P1.

O putere P1 = P2 / EFICIENȚĂ. Eficiența transformatorului nu va fi niciodată mai mare de 0,8 (sau 80%). Prin urmare, valoarea maximă este luată ca 0,8.

Puterea de înfășurare secundară:

P2 = U2 * I2.

Aceste date sunt cunoscute în mod implicit, deci nu este dificil să se facă un calcul. Iată cum puteți reduce tensiunea la 12 volți utilizând un transformator. Dar aceasta nu este totul: aparatele de uz casnic sunt alimentate cu curent continuu și la ieșirea bobinei secundare - variabile. Vor fi necesare mai multe transformări.

Circuitul de alimentare: redresor și filtru

Următorul este conversia unui curent alternativ la unul constant. Pentru aceasta, se folosesc diode sau ansambluri semiconductoare. Cel mai simplu tip de redresor constă dintr-o singură diodă. Se numește jumătate de undă. Dar distribuția maximă a fost primită de circuitul de pod care permite nu numai îndreptarea curentului alternativ, dar și scăderea cât mai mult posibil a pulsațiilor. Dar un astfel de circuit de convertizor este încă incomplet, deoarece nu este posibil să scăpăm de componenta variabilă prin unele diode semiconductoare. Iar transformatoarele de coborâre de 220V sunt capabile să convertească o tensiune alternativă în aceeași frecvență, dar cu o valoare mai mică.

Condensatoarele electrolitice sunt utilizate în surse de alimentare ca filtre. Conform teoremei lui Kirchhoff, un astfel de condensator într-un circuit de curent alternativ este un conductor și atunci când lucrează cu o discontinuitate constantă. Prin urmare, componenta constantă va curge nestingherită, iar variabila se va închide, deci nu va trece dincolo de acest filtru. Simplitatea și fiabilitatea - exact ceea ce caracterizează astfel de filtre. Rezistența și inductanța pot fi, de asemenea, folosite pentru a netezi ripple. Proiecte similare sunt folosite chiar și în generatoarele de automobile.

Stabilizarea tensiunii

Ați învățat cum să reduceți tensiunea la nivelul dorit. Acum trebuie să fie stabilizată. În acest scop sunt utilizate dispozitive speciale - diode zener, care sunt fabricate din componente semiconductoare. Acestea sunt instalate la ieșirea alimentatorului de curent continuu. Principiul de funcționare este acela că un semiconductor este capabil să treacă o anumită tensiune, excedentul este transformat în căldură și este transferat prin radiator în atmosferă. Cu alte cuvinte, dacă ieșirea sursei de alimentare este de 15 volți și stabilizatorul este setat la 12 V, atunci acesta va trece la fel de mult cât este necesar. O diferență de 3 V va merge la elementul de încălzire (legea conservării energiei este valabilă).

concluzie

Design absolut diferit - aceasta este o scădere a regulatorului de tensiune, face mai multe transformări. În primul rând, tensiunea rețelei este transformată într-o tensiune constantă cu o frecvență ridicată (până la 50.000 Hz). Este stabilizat și alimentat la un transformator de impulsuri. Apoi, transformarea inversă are loc la tensiunea de funcționare (rețea sau mai puțin în valoare). Datorită utilizării comutatoarelor electronice (tiristoare), tensiunea DC este transformată într-o tensiune alternativă cu frecvența necesară (în rețelele țării noastre - 50 Hz).