Biudžeto variantas pagrindiniams elektros srovės parametrams konvertuoti yra įtampos dalikliai. Tokį įrenginį lengva pasigaminti patiems, tačiau norint tai padaryti, reikia žinoti paskirtį, pritaikymą, veikimo principą ir skaičiavimo pavyzdžius.
Turinys
Tikslas ir taikymas
Kintamajai įtampai konvertuoti naudojamas transformatorius, kurio dėka galima išlaikyti pakankamai didelę srovės vertę. Jei prie elektros grandinės reikia prijungti apkrovą, sunaudojančią nedidelę srovę (iki šimtų mA), tada nepatartina naudoti įtampos transformatoriaus (U).
Tokiais atvejais galite naudoti paprasčiausią įtampos daliklį (DN), kurio kaina yra daug mažesnė. Gavus reikiamą reikšmę, U ištiesinamas ir vartotojui tiekiama maitinimas. Jei reikia, norėdami padidinti srovę (I), turite naudoti išėjimo pakopą, kad padidintumėte galią.Be to, yra dalikliai ir pastovus U, tačiau šie modeliai naudojami rečiau nei kiti.
DN dažnai naudojami įkrauti įvairius įrenginius, kuriuose reikia gauti mažesnes U vertes ir sroves nuo 220 V skirtingų tipų akumuliatoriams. Be to, patartina naudoti prietaisus U dalijimui kurti elektros matavimo prietaisus, kompiuterinę įrangą, taip pat laboratorinius impulsinius ir paprastus maitinimo šaltinius.
Veikimo principas
Įtampos daliklis (DN) yra įrenginys, kurio išėjimas ir įėjimas U yra tarpusavyje sujungti naudojant perdavimo koeficientą. Perdavimo koeficientas yra U reikšmių santykis skirstytuvo išėjime ir įėjime. Įtampos daliklio grandinė yra paprasta ir yra dviejų nuosekliai sujungtų vartotojų grandinė - radijo elementai (rezistoriai, kondensatoriai arba induktoriai). Jie skiriasi našumu.
Kintamoji srovė turi tokius pagrindinius dydžius: įtampą, srovę, varžą, induktyvumą (L) ir talpą (C). Pagrindinių elektros energijos kiekių (U, I, R, C, L) skaičiavimo formulės, kai vartotojai jungiami nuosekliai:
- Atsparumo vertės sumuojasi;
- Įtempimai didėja;
- Srovė bus apskaičiuojama pagal Omo dėsnį grandinės atkarpai: I = U / R;
- Induktyvumas sumuojasi;
- Visos kondensatoriaus grandinės talpa: C = (C1 * C2 * .. * Cn) / (C1 + C2 + .. + Cn).
Paprasto rezistoriaus DN gamybai naudojamas nuosekliai sujungtų rezistorių principas. Tradiciškai schemą galima suskirstyti į 2 pečius. Pirmasis petys yra viršutinis ir yra tarp įvesties ir nulinio DN taško, o antrasis yra apatinis, o išėjimas U pašalinamas iš jo.
U suma šiose rankose yra lygi gaunamai įeinančio U vertei. Yra linijiniai ir nelinijiniai RP tipai. Linijiniai įrenginiai apima įrenginius su išvestimi U, kuri tiesiškai kinta priklausomai nuo įvesties vertės. Jie naudojami norint nustatyti norimą U įvairiose grandinių dalyse. Netiesiniai naudojami funkciniuose potenciometruose. Jų varža gali būti aktyvi, reaktyvi ir talpinė.
Be to, DN gali būti ir talpinis. Jis naudoja 2 kondensatorių grandinę, sujungtą nuosekliai.
Jo veikimo principas pagrįstas kondensatorių varžos reaktyviuoju komponentu srovės grandinėje su kintamu komponentu. Kondensatorius turi ne tik talpines charakteristikas, bet ir varžą Xc. Ši varža vadinama talpine, priklauso nuo srovės dažnio ir nustatoma pagal formulę: Xc \u003d (1 / C) * w \u003d w / C, kur w yra ciklinis dažnis, C yra kondensatoriaus vertė .
Ciklinis dažnis apskaičiuojamas pagal formulę: w = 2 * PI * f, kur PI = 3,1416 ir f yra kintamosios srovės dažnis.
Kondensatorius arba talpinis tipas leidžia priimti palyginti dideles sroves nei naudojant varžinius įrenginius. Jis buvo plačiai naudojamas aukštos įtampos grandinėse, kuriose U vertė turi būti sumažinta kelis kartus. Be to, jis turi nemenką pranašumą – neperkaista.
Indukcinis DN tipas yra pagrįstas elektromagnetinės indukcijos principu srovės grandinėse su kintamu komponentu. Srovė teka per solenoidą, kurio varža priklauso nuo L ir vadinama indukcine. Jo vertė yra tiesiogiai proporcinga kintamos srovės dažniui: Xl \u003d w * L, kur L yra grandinės ar ritės induktyvumo vertė.
Indukcinis DN veikia tik grandinėse su srove, kuri turi kintamą komponentą ir turi indukcinę varžą (Xl).
Privalumai ir trūkumai
Pagrindiniai varžinio DN trūkumai yra tai, kad jo negalima naudoti aukšto dažnio grandinėse, didelis įtampos kritimas tarp rezistorių ir sumažėjusi galia. Kai kuriose grandinėse būtina pasirinkti varžų galią, nes atsiranda didelis kaitinimas.
Daugeliu atvejų kintamosios srovės grandinės naudoja DN su aktyvia apkrova (varža), tačiau naudojant kompensacinius kondensatorius, lygiagrečiai prijungtus prie kiekvieno rezistoriaus. Šis metodas leidžia sumažinti šilumą, tačiau nepašalina pagrindinio trūkumo, ty galios praradimo. Privalumas yra naudojimas nuolatinės srovės grandinėse.
Norint pašalinti varžinio DN galios nuostolius, aktyvius elementus (rezistorius) reikia pakeisti talpiniais. Talpinis elementas, palyginti su varžiniu DN, turi keletą privalumų:
- Jis naudojamas kintamosios srovės grandinėse;
- Nėra perkaitimo;
- Galios nuostoliai sumažėja, nes kondensatorius, skirtingai nei rezistorius, neturi galios;
- Galimas pritaikymas aukštos įtampos įtampos šaltiniuose;
- Didelis efektyvumo koeficientas (COP);
- Mažiau nuostolių I.
Trūkumas yra tas, kad jo negalima naudoti grandinėse su pastovia U. Taip yra dėl to, kad nuolatinės srovės grandinėse esantis kondensatorius neturi talpos, o veikia tik kaip talpa.
Indukcinis DN grandinėse su kintamu komponentu taip pat turi nemažai privalumų, tačiau jis taip pat gali būti naudojamas grandinėse su pastovia U verte.Induktorius turi varžą, bet dėl induktyvumo ši parinktis netinka, nes smarkiai sumažėja U. Pagrindiniai privalumai lyginant su varžinio tipo DN:
- Taikymas tinkluose su kintamuoju U;
- Nedidelis elementų pašildymas;
- Mažesni galios nuostoliai kintamosios srovės grandinėse;
- Santykinai didelis efektyvumas (didesnis nei talpinis);
- Naudoti didelio tikslumo matavimo įrangoje;
- Yra mažesnė klaida;
- Apkrova, prijungta prie skirstytuvo išėjimo, neturi įtakos padalijimo santykiui;
- Srovės nuostoliai yra mažesni nei talpinių daliklių.
Trūkumai apima šiuos dalykus:
- Nuolatinis U naudojimas elektros tinkluose sukelia didelius srovės nuostolius. Be to, įtampa smarkiai krenta dėl elektros energijos suvartojimo induktyvumui.
- Pasikeičia išėjimo signalas pagal dažnio atsaką (nenaudojant lygintuvo tiltelio ir filtro).
- Netaikoma aukštos įtampos kintamosios srovės grandinėms.
Rezistorių, kondensatorių ir induktyvumo įtampos daliklio apskaičiavimas
Pasirinkę įtampos daliklio tipą skaičiavimui, turite naudoti formules. Jei skaičiavimas neteisingas, gali sudegti pats įrenginys, srovės stiprinimo išėjimo pakopa ir vartotojas. Neteisingų skaičiavimų pasekmės gali būti dar blogesnės nei radijo komponentų gedimas: gaisras dėl trumpojo jungimo, taip pat elektros smūgis.
Skaičiuodami ir surenkant grandinę, turite griežtai laikytis saugos taisyklių, prieš įjungdami patikrinti, ar prietaisas tinkamai sumontuotas, ir nebandyti jo drėgnoje patalpoje (padidėja elektros smūgio tikimybė). Pagrindinis dėsnis, naudojamas skaičiavimams, yra Omo dėsnis grandinės atkarpai.Jo formuluotė yra tokia: srovės stiprumas yra tiesiogiai proporcingas įtampai grandinės skyriuje ir atvirkščiai proporcingas šios sekcijos varžai. Formulės įrašas atrodo taip: I = U / R.
Rezistorių įtampos daliklio apskaičiavimo algoritmas:
- Bendra įtampa: Upit \u003d U1 + U2, kur U1 ir U2 yra kiekvieno rezistoriaus U vertės.
- Rezistorių įtampos: U1 = I * R1 ir U2 = I * R2.
- Upit \u003d I * (R1 + R2).
- Srovė be apkrovos: I = U / (R1 + R2).
- U kritimas kiekviename iš rezistorių: U1 = (R1 / (R1 + R2)) * Upit ir U2 = (R2 / (R1 + R2)) * Upit.
R1 ir R2 reikšmės turi būti 2 kartus mažesnės už atsparumą apkrovai.
Norėdami apskaičiuoti kondensatorių įtampos daliklį, galite naudoti formules: U1 = (C1 / (C1 + C2)) * Upit ir U2 = (C2 / (C1 + C2)) * Upit.
Induktyvumo DN apskaičiavimo formulės yra panašios: U1 = (L1 / (L1 + L2)) * Upit ir U2 = (L2 / (L1 + L2)) * Upit.
Skirstytuvai dažniausiai naudojami su diodiniu tilteliu ir zenerio diodu. Zenerio diodas yra puslaidininkinis įtaisas, kuris veikia kaip stabilizatorius U. Diodai turėtų būti parinkti su didesniu atvirkštiniu U, nei leidžiama šioje grandinėje. Zenerio diodas parenkamas pagal reikiamos stabilizavimo įtampos vertės žinyną. Be to, į priešais esančią grandinę turi būti įtrauktas rezistorius, nes be jo puslaidininkinis įtaisas sudegs.
Panašūs straipsniai:
