Jak snížit napětí: způsoby a zařízení

Musíte vědět, jak snížit napětí v obvodu tak, aby nedošlo k poškození elektrických spotřebičů. Každý ví, že se blíží dva kabely - nula a fáze. Toto se nazývá jednofázové sítě. Třífázové

Snížení napětí pomocí transformátorů

Nejjednodušší je použít podtlakový transformátor, který provádí transformace. Primární vinutí obsahuje více otáček než sekundární vinutí. Pokud je třeba snížit napětí o polovinu nebo třikrát, sekundární vinutí nelze použít. Primární vinutí transformátoru se používá jako indukční dělič (pokud jsou z něj odbočky). U domácích spotřebičů se používají transformátory se sekundárními vinutími, jejichž napětí 5, 12 nebo 24 V je odstraněno.

To jsou nejčastěji používané významy v moderních domácích spotřebičích. Před 20-30 lety byla většina technologie napájena napětím 9 voltů. Trubice televizory a zesilovač vyžaduje konstantní napětí 150-250 V a AC 6,3 vláken (některé lampy napájené z 12,6). Proto sekundární vinutí transformátorů obsahovalo stejný počet otáček jako primární vinutí. Moderní technologie, se stále častěji používají napájecí měnič napětí (jak v napájení počítače), jejich design zahrnuje krok typu transformátor, má velmi malé rozměry.

Napěťový delič na indukčnosti

Indukčnost je cívka navinutá kolem měděného (obvykle) drátu na kovovém nebo feromagnetickém jádře. Transformátor je jedním z typů indukčnosti. Pokud je tah proveden ze středu primárního vinutí, bude mezi ním a vnějšími svorkami rovnoměrné napětí. A bude se rovnat polovině napájecího napětí. Ale to je případ, kdy je samotný transformátor navržen tak, aby pracoval s takovým napájecím napětím.

Můžete však použít několik cívky (například si můžete vzít dva), zapojit je do série a zapnout na střídavý proud. Znát hodnoty indukčnosti není obtížné vypočítat pokles na každé z nich:

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

V těchto vzorcích, L1 a L2 - indukčnost první a druhé cívky, U1 - síťové napětí ve voltech, U (L1) a U (L2) - úbytek napětí na první a druhé cívky, resp. Obvod takového děliče je široce používán v obvodech měřících přístrojů.

Oddělovače kondenzátorů

Velmi oblíbený obvod, který se používá ke snížení síťového napájení. Nemůže být použit v obvodech stejnosměrného proudu, neboť kondenzátor je podle Kirchhoffovy teorému v DC obvodu nespojitostí. Jinými slovy, proudu přes to nebude proudit. Při práci v obvodu střídavého proudu má kondenzátor reaktance, která může potlačit napětí. Dělicí obvod je podobný tomu popsanému výše, ale kondenzátory se používají místo indukčností. Výpočet se provádí podle následujících vzorců:

1. Reakce kondenzátoru: X (C) = 1 / (2 * 3,14 * f * C).
2. Pokles napětí na C1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
3. Pokles napětí přes C2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Zde C1 a C2 jsou kapacitní kondenzátory, U je napětí v napájecí síti a f je frekvence proudu.

Oddělovače na rezistorech

Obvod je v mnoha ohledech podobný předchozímu, ale používají se konstantní rezistory. Postup výpočtu takového děliče se mírně liší od postupu uvedeného výše. Obvod lze použít jak v AC, tak i DC obvodech. Můžeme říci, že je univerzální. S ním můžete sestavit převodník napětí. Výpočet poklesu na každém rezistoru se provádí podle následujících vzorců:

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

Je třeba poznamenat jednu nuanci: velikost zatěžovacího odporu by měla být o 1-2 řády menší než velikost dělicích rezistorů. Jinak bude přesnost výpočtu velmi drsná.

Praktická schéma napájení: transformátor

Chcete-li zvolit silový transformátor, potřebujete znát několik základních údajů:

1. Spotřebiče elektrické energie, které se potřebují připojit.
2. Hodnota síťového napětí.
3. Hodnota požadovaného napětí v sekundárním vinutí.

Chcete-li vypočítat počet otáček v primárním vinutí, je třeba rozdělit hodnotu 50 průřezu jádra. Průřez se vypočítá podle vzorce:

S = 1,2 * radic-P1.

Napájení P1 = P2 / EFEKTIVITA. Účinnost transformátoru nikdy nebude vyšší než 0,8 (nebo 80%). Maximální hodnota je proto považována za 0,8.

Síla sekundárního vinutí:

P2 = U2 * I2.

Tato data jsou ve výchozím nastavení známa, takže není snadné provádět výpočet. Zde je postup, jak snížit napětí na 12 voltů pomocí transformátoru. Ale to není všechno: domácí spotřebiče jsou napájeny stejnosměrným proudem a na výstupu proměnné sekundárního vinutí. Bude to trvat několik dalších transformací.

Napájecí obvod: usměrňovač a filtr

Následuje konverze střídavého proudu na konstantní. Pro tento účel se používají polovodičové diody nebo sestavy. Nejjednodušší typ usměrňovače se skládá z jediné diody. Říká se to poloviční vlna. Maximální distribuce však získala mostovkový okruh, který umožňuje nejen narovnání střídavého proudu, ale také co nejvíce se zbavit pulsací. Ale takový obvod převodníku je stále neúplný, protože není možné se zbavit proměnné složky některými polovodičovými diodami. A spouštěcí transformátory 220V jsou schopny přeměnit střídavé napětí na stejnou frekvenci, ale s nižší hodnotou.

Elektrolytické kondenzátory se používají v napájecích zdrojích jako filtry. Podle Kirchhoffovy věty je takový kondenzátor v obvodu střídavého proudu vodičem a při práci s konstantní diskontinuitou. Proto bude konstantní složka proudit neomezeně a proměnná se sama uzavře, proto nepřekročí tento filtr. Jednoduchost a spolehlivost - přesně to charakterizuje takové filtry. Odolnost a indukčnost lze také použít k vyhlazení zvlnění. Podobné návrhy se používají i v automobilových generátorech.

Stabilizace napětí

Naučili jste se jak snížit napětí na požadovanou úroveň. Nyní je třeba ji stabilizovat. Pro tento účel se používají speciální přístroje - zenerovy diody, které jsou vyrobeny z polovodičových komponent. Jsou instalovány na výstupu stejnosměrného napájení. Princip činnosti je to, že polovodič je možné přeskočit určité napětí, přebytek se přemění na teplo a je dána radiátoru do atmosféry. Jinými slovy, pokud je výstup napájení 15 voltů, a stabilizátoru na 12, on bude chybět to tolik, kolik je potřeba. Rozdílem 3 V se dostanete na topný článek (zákon o zachování energie je platný).

Závěr

Absolutně odlišný design - to je snížení napětí regulátoru, dělá několik transformací. Nejprve se síťové napětí mění na konstantní napětí s vysokou frekvencí (až 50 000 Hz). Stabilizuje se a napájí se do pulsního transformátoru. Reverzní transformace se pak objeví na provozním napětí (síť nebo méně v hodnotě). Díky použití elektronických spínačů (tyristorů) se mění stejnosměrné napětí na střídavé napětí s požadovanou frekvencí (v sítích naší země - 50 Hz).