Як панізіць напружанне: спосабы і прыборы

Трэба ведаць, як панізіць напружанне ў ланцугу, каб не пашкодзіць электрычныя прыборы. Усім вядома, што да дамоў падыходзіць два драты - нуль і фаза. Гэта называецца аднафазнай сеткай. Трохфазная вельмі рэдка выкарыстоўваецца ў прыватным сектары і шматкватэрных дамах. Неабходнасці ў ёй проста няма, бо ўся бытавая тэхніка сілкуецца ад сеткі пераменнага аднафазнага току. Але вось у самой тэхніцы патрабуецца рабіць пераўтварэнні - паніжаць пераменную напругу, ператвараць яго ў сталае, змяняць амплітуду і іншыя характарыстыкі. Менавіта гэтыя моманты і трэба паглядзець.

Зніжэнне напружання з дапамогай трансфарматараў

Самы просты спосаб - гэта выкарыстоўваць трансфарматар паніжанага напружання, які здзяйсняе пераўтварэнні. Першасная абмотка ўтрымлівае большая колькасць віткоў, чым другасная. Калі ёсць неабходнасць знізіць напружанне удвая ці утрая, другасную абмотку можна і не выкарыстоўваць. Першасная абмотка трансфарматара выкарыстоўваецца ў якасці індуктыўнага дзельніка (калі ад яе маюцца адводы). У бытавой тэхніцы выкарыстоўваюцца трансфарматары, са другасных абмотак якіх здымаецца напружанне 5, 12 або 24 Вольта.

Гэта найбольш часта выкарыстоўваюцца значэння ў сучаснай бытавой тэхніцы. 20-30 гадоў таму большая частка тэхнікі сілкавалася напругай у 9 Вольт. А лямпавыя тэлевізары і ўзмацняльнікі патрабавалі наяўнасці пастаяннага напружання 150-250 У і пераменнага для нітак напалу 6,3 (некаторыя лямпы сілкаваліся ад 12,6 У). Таму другасная абмотка трансфарматараў ўтрымоўвала такое ж колькасць віткоў, як і першасная. У сучаснай тэхніцы ўсё часцей выкарыстоўваюцца інвертарнага блокі харчавання (як на кампутарных БП), у іх канструкцыю ўваходзіць трансфарматар павышаючага тыпу, ён мае вельмі маленькія габарыты.

Дзельнік напругі на індуктыўнасць

Індуктыўнасць - гэта шпулька, наматаная медным (як правіла) провадам на металічным або ферамагнітных стрыжні. Трансфарматар - гэта адзін з відаў індуктыўнасці. Калі ад сярэдзіны першаснай абмоткі зрабіць адвод, то паміж ім і крайнімі высновамі будзе роўнае напружанне. І яно будзе роўна палове напружання харчавання. Але гэта ў тым выпадку, калі сам трансфарматар разлічаны на працу менавіта з такім сілкавальным напругай.

Але можна выкарыстоўваць некалькі шпулек (для прыкладу можна ўзяць дзве), злучыць іх паслядоўна і ўключыць у сетку пераменнага току. Ведаючы значэння індуктыўнасці, нескладана вырабіць разлік падзення на кожнай з іх:

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

У гэтых формулах L1 і L2 - індуктыўнасці першай і другой шпулек, U1 - напружанне сілкавальнай сеткі ў вольт, U (L1) і U (L2) - падзенне напружання на першай і другой індуктыўнасці адпаведна. Схема такога дзельніка шырока ўжываецца ў ланцугах вымяральных прылад.

Дзельнік на кандэнсатарах

Вельмі папулярная схема, выкарыстоўваецца для зніжэння значэння сілкавальнай сеткі пераменнага току. Ўжываць яе ў ланцугах сталага току нельга, так як кандэнсатар, па тэарэме Кірхгофа, у ланцугі пастаяннага току - гэта разрыў. Іншымі словамі, ток па ім працякаць не будзе. Але затое пры працы ў ланцугі пераменнага току кандэнсатар валодае рэактыўным супрацівам, якое і здольна пагасіць напружанне. Схема дзельніка падобная на тую, якая была апісана вышэй, але замест індуктыўнасці выкарыстоўваюцца кандэнсатары. Разлік вырабляецца па наступных формулах:

1. Рэактыўны супраціў кандэнсатара: Х (С) = 1 / (2 * 3,14 * f * C).
2. Падзенне напружання на С1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
3. Падзенне напружання на С2: U (C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Тут С1 і С2 - ёмістасці кандэнсатараў, U - напружанне ў сілкавальнай сеткі, f - частата току.

Дзельнік на рэзістарах

Схема шмат у чым падобная на папярэднія, але выкарыстоўваюцца пастаянныя рэзістары. Методыка разліку такога дзельніка трохі адрозніваецца ад прыведзеных вышэй. Выкарыстоўвацца схема можа як у ланцугах пераменнага, так і пастаяннага току. Можна сказаць, што яна ўніверсальная. З яе дапамогай можна сабраць паніжальны пераўтваральнік напругі. Разлік падзення на кожным рэзістары вырабляецца па наступных формулах:

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

Трэба адзначыць адзін нюанс: велічыня супраціву нагрузкі павінна быць на 1-2 парадку менш, чым у дзялільнай рэзістараў. У адваротным выпадку дакладнасць разліку будзе вельмі грубая.

Практычная схема блока сілкавання: трансфарматар

Для выбару сілкавальнага трансфарматара вам спатрэбіцца ведаць некалькі асноўных дадзеных:

1. Магутнасць спажыўцоў, якія трэба падключаць.
2. Значэнне напругі сілкавальнай сеткі.
3. Значэнне неабходнага напружання у другаснай абмотцы.

Каб разлічыць колькасць віткоў у першаснай абмотцы, вам трэба 50 падзяліць на плошчу перасеку стрыжня. Перасек вылічаецца па формуле:

S = 1,2 * √P1.

А магутнасць Р1 = Р2 / ККД. Каэфіцыент карыснага дзеяння трансфарматара ніколі не будзе больш за 0,8 (ці 80%). Таму пры разліку бярэцца максімальнае значэнне - 0,8.

Магутнасць у другаснай абмотцы:

Р2 = U2 * I2.

Гэтыя дадзеныя вядомыя па змаўчанні, таму правесці разлік не складзе працы. Вось як панізіць напружанне да 12 вольт, выкарыстоўваючы трансфарматар. Але гэта не ўсё: бытавая тэхніка сілкуецца пастаянным токам, а на выхадзе другаснай абмоткі - пераменны. Спатрэбіцца здзейсніць яшчэ некалькі пераўтварэнняў.

Схема блока сілкавання: выпрамнік і фільтр

Далей ідзе пераўтварэнне пераменнага току ў пастаянны. Для гэтага выкарыстоўваюцца паўправадніковыя дыёды або зборкі. Самы просты тып выпрамніка складаецца з аднаго дыёда. Завецца ён однополупериодный. Але максімальнае распаўсюджванне атрымала маставая схема, якая дазваляе не проста выпрастаць пераменны ток, але і пазбавіцца максімальна ад пульсацый. Але такая схема пераўтваральніка ўсё роўна няпоўная, бо ад зменнай складніку аднымі паўправадніковымі дыёдамі ня пазбавіцца. А паніжальныя трансфарматары напружання 220 У здольныя пераўтварыць пераменную напругу ў такі ж па частаце, але з меншым значэннем.

Электралітычныя кандэнсатары выкарыстоўваюцца ў блоках харчавання ў якасці фільтраў. Па тэарэме Кірхгофа, такі кандэнсатар у ланцугі пераменнага току з'яўляецца правадніком, а пры працы з пастаянным - разрывам. Таму пастаянная складнік будзе працякаць бесперашкодна, а зменная замкнецца сама на сябе, такім чынам, не пройдзе далей гэтай выявы. Прастата і надзейнасць - гэта менавіта тое, што характарызуе такія фільтры. Таксама могуць прымяняцца супраціву і індуктыўнасці для згладжвання пульсацый. Падобныя канструкцыі выкарыстоўваюцца нават у аўтамабільных генератарах.

стабілізацыя напружання

Вы даведаліся, як панізіць напружанне да патрэбнага ўзроўню. Цяпер яго трэба стабілізаваць. Для гэтага выкарыстоўваюцца адмысловыя прыборы - стабилитроны, якія выраблены з паўправадніковых кампанентаў. Яны ўсталёўваюцца на выхадзе блока харчавання пастаяннага току. Прынцып працы складаецца ў тым, што паўправаднік здольны прапусціць пэўнае напружанне, лішак пераўтворыцца ў цяпло і аддаецца пры дапамозе радыятара ў атмасферу. Іншымі словамі, калі на выхадзе БП 15 вольт, а усталяваны стабілізатар на 12 У, то ён прапусціць менавіта столькі, колькі трэба. А розніца ў 3 У пойдзе на нагрэў элемента (закон захавання энергіі дзейнічае).

заключэнне

Зусім іншая канструкцыя - гэта стабілізатар напругі паніжальны, ён робіць некалькі пераўтварэнняў. Спачатку напружанне сеткі пераўтворыцца ў сталае з вялікай частатой (да 50 000 Гц). Яно стабілізуецца і падаецца на імпульсны трансфарматар. Далей адбываецца адваротнае пераўтварэнне да працоўнай напругі (сеткавага або меншага па значэнні). Дзякуючы выкарыстанню электронных ключоў (тырыстараў) пастаяннае напружанне пераўтворыцца ў пераменнае з неабходнай частатой (у сетках нашай краіны - 50 Гц).