Kahjuks on meie kodudes elektrikatkestused saamas traditsiooniks. Kas tõesti peab laps oma kodutööd tegema küünlavalgel? Või lihtsalt mõni huvitav film telekast, tahaksin selle läbi vaadata.
Seda kõike saab parandada, kui teil on auto aku. Selle külge saate kokku panna seadme, mida nimetatakse DC-AC muunduriks (või lääne terminoloogias DC-AC muunduriks). Joonistel 1 ja 2 on kujutatud selliste muundurite kahte põhiahelat.
Skemaatiline diagramm
Joonisel 1 kujutatud vooluring kasutab nelja võimsat transistorit VT1...VT4, mis töötavad lülitusrežiimis. Ühe 50 Hz pinge poolperioodi jooksul on transistorid VT1 ja VT4 avatud.
Aku GB1 vool voolab läbi transistori VT1, trafo T1 primaarmähise (skeemil vasakult paremale) ja transistori VT4.
Riis. 1. 12V DC kuni 220V AC muunduri skemaatiline diagramm.
Teisel poolperioodil on transistorid VT2 ja VT3 avatud, aku GB1 vool läbib transistori VT3, trafo TV1 primaarmähise (skeemi järgi paremalt vasakule) ja transistori VT2.
Selle tulemusena on vool trafo TV1 mähises muutuv ja sekundaarmähises tõuseb pinge 220 6-ni. 12-voldise aku kasutamisel on koefitsient K = 220/12 = 18,3.
Impulssgeneraatori sagedusega 50 Hz saab ehitada transistoridele, loogikakiipidele ja mis tahes muule elemendialusele.
Joonisel 1 on näidatud KR1006VI1 integreeritud taimeril (DA1 kiip) põhinev impulssgeneraator. Väljundist DA1 läbivad impulsid sagedusega 50 Hz läbi kahe inverteri, kasutades transistore VT7, VT8.
Neist esimesest jõuavad impulsid läbi vooluvõimendi VT5 paari VT2, VT3, teisest - läbi vooluvõimendi VT6 paari VT1, VT4. Kui VT1...VT4-na kasutate suure vooluülekandeteguriga ("superbeta") transistore, näiteks tüüp KT827B või võimsaid väljatransistore, näiteks KP912A, siis vooluvõimendeid VT5, VT6 ei saa paigaldatud.
Joonisel 2 kujutatud vooluahel kasutab ainult kahte võimsat transistorit VT1 ja VT2, kuid trafo primaarmähisel on kaks korda rohkem pöördeid ja keskpunkt.
Riis. 2. Impulsspinge muunduri väljundosa skeem, kasutades kahte võimsat transistori.
Impulssgeneraator selles skeemis on sama, transistoride VT1 ja VT2 alused on ühendatud joonisel 1 näidatud impulssgeneraatori ahela punktidega A ja B.
Riis. 3. Aku tühjenemise indikaatori skeem.
Üksikasjad ja seadistus
Konverteri tööaja määrab aku mahutavus ja koormusvõimsus. Kui lubame akul tühjeneda 80% (pliiakud võimaldavad sellist tühjenemist), on muunduri tööaja avaldis järgmine:
T(h) = (0,7 WU)/P
kus W on aku mahutavus, Ah; U - aku nimipinge, V; P - koormusvõimsus, W. See avaldis võtab arvesse ka muunduri efektiivsust, mis on 0,85...0,9.
Siis näiteks 55 Ah võimsusega autoaku kasutamisel nimipingega 12 V ja koormusel 40 W võimsusega hõõglambil on tööajaks 10...12 tundi, ja 150 W võimsusega televiisori koormusega 2,5-3 tundi.
Toome välja trafo T1 andmed kahel juhul: maksimaalsel koormusel 40 W ja maksimaalsel koormusel 150 W.
Tabelis: S - magnetahela ristlõikepindala; W1, W2 - primaar- ja sekundaarmähiste keerdude arv; D1, D2 - primaar- ja sekundaarmähiste juhtmete läbimõõt.
Võite kasutada valmis toitetrafot, ärge puudutage võrgu mähist, vaid kerige primaarmähis. Sel juhul peate pärast mähistamist võrgumähise sisse lülitama ja veenduma, et primaarmähise pinge on 12 V.
Kui kasutate VT1...VT4 võimsate transistoridena joonisel 1 kujutatud ahelas või VT1, VT2 joonisel 2 kujutatud ahelas KT819A, siis peaksite meeles pidama järgmist.
Nende transistoride maksimaalne töövool on 15 A, nii et kui arvestada muunduri võimsusega üle 150 W, siis tuleb paigaldada kas transistorid maksimaalse vooluga üle 15 A (näiteks KT879A) või ühendada kaks transistorit. Paralleelselt.
Maksimaalse töövooluga 15 A on iga transistori võimsuse hajumine ligikaudu 5 W, samas kui jahutusradiaatorita on maksimaalne võimsuse hajumine 3 W. Seetõttu on nendele transistoridele vaja paigaldada väikesed radiaatorid metallplaadi kujul, mille pindala on 15-20 cm.
Konverteri väljundpinge on multipolaarsete impulsside kujul amplituudiga 220 V. See pinge on üsna sobiv erinevate raadioseadmete toiteks, rääkimata lambipirnidest.
Sellise pingega ühefaasilised elektrimootorid ei tööta aga hästi. Seetõttu ei tohiks te sellisesse muundurisse lisada tolmuimejat ega magnetofoni.
Olukorrast väljapääsu võib leida trafole T1 lisamähise kerides ja kondensaatorile Cp laadimisega (joonisel 2 näidatud punktiirjoonega).
See kondensaator on valitud sellise suurusega, et moodustada 50 Hz sagedusele häälestatud vooluahel. Konverteri võimsusega 150 W saab sellise kondensaatori mahtuvuse arvutada valemiga C = 0,25 / U2, kus U on lisamähisel genereeritud pinge, näiteks U = 100 V, C = 25 μF .
Sel juhul peab kondensaator töötama vahelduvpingel (võite kasutada metallist paberkondensaatoreid K42U vms) ja tal peab olema tööpinge vähemalt 2U.
Selline ahel neelab osa muunduri võimsusest. See osa võimsusest sõltub kondensaatori kvaliteeditegurist. Seega on metall-paberkondensaatorite puhul dielektrilise kao puutuja 0,02...0,05, mistõttu muunduri kasutegur väheneb ligikaudu 2...5%.
Aku rikke vältimiseks ei tee konverteri varustamine tühjenemise indikaatoriga. Sellise signaalimisseadme lihtne skeem on näidatud joonisel 3.
Transistor VT1 on läveelement. Kui aku pinge on normaalne, on transistor VT1 avatud ja selle kollektori pinge on alla DD1.1 kiibi lävipinge, mistõttu selle kiibi helisagedussignaali generaator ei tööta.
Kui aku pinge langeb kriitilise väärtuseni, lülitatakse transistor VT1 välja (väljalülituspunkt seatakse muutuva takistiga R2), DD1 kiibil olev generaator hakkab tööle ja akustiline element HA1 hakkab "piuksuma". Piesoelektrilise elemendi asemel võib kasutada väikese võimsusega dünaamilist valjuhääldit.
Pärast muunduri kasutamist tuleb akut laadida. Laadija jaoks saate kasutada sama trafot T1, kuid primaarmähise pöörete arvust ei piisa, kuna see on ette nähtud 12 V jaoks, kuid vaja on vähemalt 17 V.
Seetõttu tuleks trafo valmistamisel varustada laadija lisamähisega. Loomulikult tuleb aku laadimisel muunduri ahel välja lülitada.
V. D. Panchenko, Kiiev, Ukraina.
12-voldist pinget kasutatakse suure hulga elektriseadmete toiteks: vastuvõtjad ja raadiod, võimendid, sülearvutid, kruvikeerajad, LED-ribad jne. Sageli töötavad need patareide või toiteallikaga, kuid kui üks või teine ebaõnnestub, seisab kasutaja silmitsi küsimusega: "Kuidas saada 12 volti vahelduvvoolu"? Räägime sellest edasi, andes ülevaate kõige ratsionaalsematest meetoditest.
220-st saame 12 volti
Kõige tavalisem ülesanne on saada 12 volti 220 V kodumajapidamises kasutatavast toiteallikast. Seda saab teha mitmel viisil:
- Vähendage pinget ilma trafota.
- Kasutage 50 Hz võrgutrafot.
- Kasutage lülitustoiteallikat, mis võib olla ühendatud impulss- või lineaarmuunduriga.
Pinge vähendamine ilma trafota
Pinge saab teisendada 220 voltilt 12-le ilma trafota kolmel viisil:
- Vähendage pinget liiteseadise kondensaatori abil. Universaalset meetodit kasutatakse väikese võimsusega elektroonika, näiteks LED-lampide, ja väikeste akude, näiteks taskulampide, laadimiseks. Puuduseks on ahela madal koosinus Phi ja madal töökindlus, kuid see ei takista selle laialdast kasutamist odavates elektriseadmetes.
- Vähendage pinget (piirage voolutugevust) takisti abil. Meetod ei ole väga hea, kuid sellel on õigus eksisteerida, see sobib mõne väga nõrga koormuse, näiteks LED-i toiteks. Selle peamiseks puuduseks on suure aktiivvõimsuse vabanemine takistile soojuse kujul.
- Kasutage sarnase mähisloogikaga autotransformaatorit või induktiivpooli.
Karastuskondensaator
Enne kui hakkate seda skeemi kaaluma, tasub kõigepealt mainida tingimusi, mida peate järgima:
- Toiteallikas ei ole universaalne, seega on see loodud ja seda kasutatakse ainult ühe teadaoleva seadmega töötamiseks.
- Kõik toiteallika välised elemendid, näiteks regulaatorid, kui kasutate ahela jaoks lisakomponente, peavad olema isoleeritud ja metallist potentsiomeetri nuppudele tuleb asetada plastkorgid. Ärge puudutage toiteplokki ega väljundjuhtmeid, välja arvatud juhul, kui nendega on ühendatud koormus või kui vooluringi pole paigaldatud Zeneri dioodi või madala alalispinge regulaatorit.
Kuid selline skeem teid tõenäoliselt ei tapa, kuid võite saada elektrilöögi.
Diagramm on näidatud alloleval joonisel:
R1 - vajalik jahutuskondensaatori tühjendamiseks, C1 - põhielement, jahutuskondensaator, R2 - piirab voolusid, kui vooluring on sisse lülitatud, VD1 - dioodsild, VD2 - zeneri diood vajaliku pinge jaoks, 12 volti jaoks: sobivad: D814D, KS207V, 1N4742A. Võib kasutada ka lineaarmuundurit.
Või esimese skeemi täiustatud versioon:
Kustutuskondensaatori nimiväärtus arvutatakse järgmise valemi abil:
C(uF) = 3200*I(koormus)/√(Uinput²-Uoutput²)
C(uF) = 3200*I(koormus)/√Usisend
Kuid võite kasutada ka kalkulaatoreid, need on saadaval Internetis või arvutiprogrammi kujul, näiteks Vadim Goncharuki valikuna saate otsida Internetist.
Kondensaatorid peaksid olema sellised - film:
Või need:
Ülejäänud loetletud meetodeid pole mõtet kaaluda, sest Pinge vähendamine takisti abil 220-lt 12-le ei ole suure soojuse tekke tõttu efektiivne (takisti mõõtmed ja võimsus on sobivad) ning induktiivpooli mähkimine kraaniga teatud pöördest, et saada 12 volti, on ebapraktiline. tööjõukulude ja mõõtmete tõttu.
Toide võrgutrafol
Klassikaline ja töökindel vooluahel, mis sobib ideaalselt helivõimendite (nt kõlarid ja raadiod) toiteks. Eeldusel, et on paigaldatud tavaline filtrikondensaator, mis tagab vajaliku pulsatsioonitaseme.
Lisaks saate soovitud pinge jaoks paigaldada 12-voldise stabilisaatori, näiteks KREN või L7812 või mõne muu. Ilma selleta muutub väljundpinge vastavalt võrgu pinge tõusule ja võrdub:
Uout=Uin*Ktr
Ktr – teisendustegur.
Siinkohal väärib märkimist, et väljundpinge pärast dioodsilda peaks olema 2–3 volti suurem kui toiteallika väljundpinge - 12 V, kuid mitte üle 30 V, seda piiravad stabilisaatori tehnilised omadused ja kasutegur sõltub sisendi ja väljundi pinge erinevusest.
Trafo peaks tootma 12-15V vahelduvvoolu. Väärib märkimist, et alaldatud ja silutud pinge on 1,41 korda suurem sisendpingest. See on lähedane sisendsinusoidi amplituudi väärtusele.
Samuti tahaksin lisada LM317-le reguleeritava toiteahela. Sellega saate trafost mis tahes pinget alates 1,1 V kuni alaldatud pingeni.
12 volti 24 voltist või muust kõrgemast alalispingest
Alalispinge vähendamiseks 24 voltilt 12 voltile võite kasutada lineaarset või lülitusstabilisaatorit. Selline vajadus võib tekkida, kui on vaja toita bussi või veoauto pardavõrgust 12 V koormust pingega 24 V. Lisaks saate sõidukivõrku stabiliseeritud pinge, mis sageli muutub. Isegi pardasisese 12 V võrguga autodel ja mootorratastel ulatub see töötava mootori korral 14,7 V. Seetõttu saab seda vooluringi kasutada ka sõidukite LED-ribade ja LED-ide toiteks.
Lineaarse stabilisaatoriga vooluringi mainiti eelmises lõigus.
Sellega saab ühendada kuni 1-1,5A voolutugevusega koormuse. Voolu võimendamiseks võite kasutada läbipääsutransistorit, kuid väljundpinge võib veidi väheneda - 0,5 V võrra.
LDO stabilisaatoreid saab kasutada sarnaselt, need on samad lineaarsed pingestabilisaatorid, kuid madala pingelangusega, näiteks AMS-1117-12v.
Või impulssanaloogid nagu AMSR-7812Z, AMSR1-7812-NZ.
Ühendusskeemid on sarnased L7812 ja KRENKiga. Need valikud sobivad ka sülearvuti toiteallika pinge vähendamiseks.
Tõhusam on kasutada näiteks LM2596 IC baasil impulss-alandatud pingemuundureid. Plaat on tähistatud kontaktiplokkidega vastavalt In (sisend +) ja (- Out väljund). Müügist leiate nii fikseeritud väljundpingega kui ka reguleeritava versiooni, kuna ülaltoodud fotol paremal pool näete sinist mitmepöördelist potentsiomeetrit.
12 volti alates 5 voltist või muust vähendatud pingest
5V-lt saab 12V kätte näiteks USB pesast või mobiiltelefoni laadijast ning kasutada saab ka nüüd populaarsete liitiumakudega pingega 3,7-4,2V.
Kui me räägime toiteallikatest, saate sisemise ahelaga segada ja redigeerida võrdluspinge allikat, kuid selleks peate omama mõningaid teadmisi elektroonikast. Kuid saate seda lihtsamaks muuta ja saada 12 V, kasutades näiteks XL6009 IC-l põhinevat võimendusmuundurit. Müügil on valikud fikseeritud 12V väljundiga või reguleeritavad, mille reguleerimine jääb vahemikku 3,2-30V. Väljundvool - 3A.
Seda müüakse valmis plaadil ja sellel on märgid tihvtide otstarbega - sisend ja väljund. Teine võimalus on kasutada MT3608 LM2977, see tõuseb 24V-ni ja talub väljundvoolu kuni 2A. Ka fotol on kontaktiplokkide allkirjad selgelt näha.
Kuidas saada 12V improviseeritud vahenditest
Lihtsaim viis 12V pinge saamiseks on ühendada järjestikku 8 1,5V AA patareid.
Või kasutage valmis 12V patareid, millel on tähis 23AE või 27A, mida kasutatakse kaugjuhtimispultides. Selle sees on valik väikseid "tahvelarvuteid", mida näete fotol.
Vaatasime valikute komplekti, kuidas kodus 12V saada. Igal neist on oma plussid ja miinused, erineva tõhususe, töökindluse ja tõhususe astmed. Millist võimalust on parem kasutada, peate ise valima oma võimalustest ja vajadustest lähtuvalt.
Samuti väärib märkimist, et me ei kaalunud ühtki varianti. 12 volti saab ka ATX arvuti toiteallikast. Ilma arvutita käivitamiseks peate rohelise juhtme mõne mustaga lühistama. 12 volti on kollasel juhtmel. Tavaliselt on 12 V liini võimsus mitusada vatti ja vool kümneid ampreid.
Nüüd teate, kuidas saada 12 volti 220-st või muudest saadaolevatest väärtustest. Lõpuks soovitame vaadata seda kasulikku videot
Kodumasinate üksikute sõlmede töö testimiseks võib kodutehnik vajada 12 volti nii alalis- kui ka vahelduvvoolu. Analüüsime mõlemat juhtumit üksikasjalikult, kuid kõigepealt peame arvestama teise elektrienergia kogusega - võimsusega, mis iseloomustab seadme võimet usaldusväärselt tööd teha.
Kui allika võimsusest ei piisa, ei täida see ülesannet. Näiteks arvuti toiteallikas ja auto aku toodavad 12 volti. Arvuti koormusvoolud ületavad harva 20 amprit ja autoaku käivitusvool on üle 200 A.Autoakul on arvutiülesannete jaoks suur võimsusreserv, kuid sama pingega 12 volti arvuti toiteallikas ei sobi starteri keeramiseks absoluutselt, see põleb lihtsalt läbi.
Püsipinge saamise meetodid
Galvaanilistest elementidest (patareid)
Tööstus toodab erineva suurusega (olenevalt võimsusest) ümmargusi patareisid pingega 1,5 volti. Kui võtate 8 tükki, annavad need järjestikku ühendamisel 12 volti.
Akude klemmid tuleb ühendada vaheldumisi eelmise pluss ja järgmise "miinus". Pinge 12 volti jääb esimese ja viimase klemmi vahele ning vahepealseid väärtusi, näiteks 3, 6 või 9 volti, saab mõõta kahel, neljal, kuuel akul.
Elementide mahtuvus ei tohiks erineda, vastasel juhul väheneb vooluahela võimsus nõrgenenud aku tõttu. Selliste seadmete puhul on soovitatav kasutada kõiki sama tüüpi seeria elemente, millel on ühine tootmiskuupäev. Kõigi 8 järjestikku kokkupandud aku koormusvool vastab ühele elemendile näidatud väärtusele.
Kui selline aku on vaja ühendada allika nimiväärtusest kahekordse koormusega, peate looma teise sarnase kujunduse ja ühendama mõlemad akud paralleelselt, ühendades nende unipolaarsed klemmid kokku: “+” kuni “+” , ja "-" kuni "-".
Väikestest akudest
Nikkel-kaadmiumakud on saadaval 1,2-voldise pingega. Nendest 12 volti pinge saamiseks peate 10 elementi järjestikku ühendama, nagu eelnevalt käsitletud vooluringis.
Samal põhimõttel monteeritakse aku nikkel-metallhüdriidakudest.
Taaslaetavat akut kasutatakse pikemaks elueaks kui tavaliste galvaaniliste elementide puhul: akut saab laadida ja laadida mitu korda vastavalt vajadusele.
Vahelduvvoolu toiteallikatest
Paljudel kodumasinatel on sisseehitatud elektroonika, mille toiteallikaks on 220-voldise muundamisel saadud alaldatud pinge. Arvuti või sülearvuti toiteallikad toodavad lihtsalt 12 volti alaldatud ja .
Piisab, kui ühendada väljundpistiku vastavate klemmidega ja toide toiteallikaga, et saada sellest 12 volti.
Sarnaselt saate kasutada vanade raadiote, magnetofonide ja vananenud televiisorite toiteallikaid.
Lisaks saate iseseisvalt kokku panna alalisvoolu toiteallika, valides sellele sobiva vooluahela. Levinumad on need, mis muundavad 220 volti sekundaarpingeks, mida alaldatakse dioodsillaga, silutakse kondensaatoriga ja reguleeritakse trimmitakisti abil transistoriga.
Sarnaseid skeeme leiate palju. Neisse on mugav lisada stabilisaatorseadmeid.
Vahelduvpinge saamise meetodid
Trafo kaudu
Kõige ligipääsetavam meetod on astmelise trafo kasutamine, mis on juba näidatud eelmisel diagrammil. Tööstus on juba pikka aega tootnud selliseid seadmeid erinevatel eesmärkidel.
Vanadest konstruktsioonidest pole aga kodumeistril sugugi raske oma vajadustele vastavat trafot valmistada.
Trafo ühendamiseks võrguga 220 tuleb primaarmähisesse toide anda läbi kaitse, mida saab kasutada tõestatud kaitsmega, kuigi kaitselüliti sobib selleks paremini.
Kogu sekundaarkoormusahel tuleb eelnevalt kokku panna ja testida. Trafo umbes 30% võimsusreserv võimaldab seda pikka aega kasutada ilma isolatsiooni ülekuumenemiseta.
Muud meetodid
Tehniliselt on võimalik saada 12 volti vahelduvvoolu mootoriga käitatavast generaatorist või muundades alalisvoolu inverteriks. Need meetodid sobivad aga paremini tööstusrajatiste jaoks ja neil on keeruline disain. Seetõttu neid igapäevaelus praktiliselt ei kasutata.
Erinevate elektriseadmete ja elektritoitel töötavate seadmete kasutamine igapäevaelus eeldab meilt minimaalseid teadmisi elektrotehnika vallas. See on teadmine, mis hoiab meid elus. Vastused küsimustele, kuidas teha alalisvoolust vahelduvvoolu, milline pinge peaks korteris olema ja mida peaksid tänapäeva inimesed teadma, et vältida lüüasaamist ja surma.
Elektrienergia tootmise meetodid
Tänapäeval on võimatu ette kujutada oma elu ilma elektrita. Iga päev kasutab kogu meie planeedi elanikkond normaalse elu tagamiseks miljoneid vatti elektrit. Kuid taaskord ei mõtle inimene elektrikeetjat sisse lülitades sellele, millist teed pidi elekter läbima, et ta saaks endale hommikuse tassi aromaatset kohvi keeta.
Elektrienergia tootmiseks on mitu võimalust:
- soojusenergiast;
- vee energiast;
- aatomi (tuuma)energiast;
- tuuleenergiast;
- päikeseenergiast jne.
Elektrienergia esinemise olemuse mõistmiseks vaatleme mitut näidet.
Elekter tuuleenergiast
Elektrivool on selle saamiseks lihtsaim viis – loodusjõudude energia.
Selles näites tuuleenergiast. Loodusnähtust, milleks on erineva tugevusega tuul, õppisid inimesed kasutama juba ammu. Tuult taltsutab lihtne ajamiga varustatud ja generaatoriga ühendatud tuulik. Generaator toodab elektrienergiat.
Tuuleveski pidevast kasutamisest tekkinud ülevoolu saab salvestada akudesse. Tekkivat keskkonnasõbralikku alalisvoolu ei kasutata igapäevaelus ega tootmises.
Vastu võetud ja vahelduvvooluks muudetud, kasutatakse majapidamises. Kogunenud üleliigne elekter salvestatakse akudesse. Tuule puudumisel muundatakse akudesse salvestatud elektrivarud ja tarnitakse inimeste vajadustele.
Elekter veest
Kahjuks pole seda tüüpi looduslikku energiat, mis võimaldab saada elektrit, kõikjal saada. Vaatame kohti, kus on palju vett.
Lihtsaim veski põhimõttel puidust hüdroelektrijaam, mille suurus on umbes 1,5 meetrit, on võimeline andma eratalusid elektriga, mida kasutatakse ka kütteks. Sellise tammita hüdroelektrijaama valmistas vene leiutaja, Altai põliselanik Nikolai Lenev. Ta lõi hüdroelektrijaama, mida kaks täiskasvanud meest said kanda. Kõik edasised toimingud on sarnased tuulikust elektri saamisega.
Elektrit toodavad ka suured elektrijaamad ja hüdroelektrijaamad. Elektri tööstuslikuks tootmiseks kasutatakse tohutuid auru tootvaid katlaid. Auru temperatuur ulatub 800 kraadini ja rõhk torustikus tõuseb 200 atmosfäärini. See kõrge temperatuuri ja tohutu rõhuga ülekuumendatud aur siseneb turbiini, mis hakkab pöörlema ja genereerima voolu.
Sama juhtub hüdroelektrijaamades. Ainult siin toimub pöörlemine suurelt kõrguselt langeva vee suure kiiruse ja mahu tõttu.
Voolu määramine ja selle kasutamine igapäevaelus
Alalisvoolu tähistatakse alalisvooluga. Inglise keeles on see kirjutatud kui Direct Current. Töö käigus ei muuda see aja jooksul oma omadusi ja suunda. Alalisvoolu sagedus on null. Seda tähistatakse joonistel ja seadmetel sirge lühikese horisontaaljoonega või kahe paralleelse joonega, millest üks on punktiir.
Alalisvoolu kasutatakse tuttavates patareides ja akudes, mida kasutatakse paljudes erinevat tüüpi seadmetes, näiteks:
- masinate lisamine;
- Laste mänguasjad;
- kuuldeaparaadid;
- muud mehhanismid.
Kõik kasutavad mobiiltelefoni iga päev. Seda laetakse toiteallika kaudu, mis on kompaktne DC/AC muundur, mis on ühendatud majapidamispistikupessa.
Elektriseadmed tarbivad ühefaasilist vahelduvvoolu. Elektriseadmed töötavad ainult siis, kui trafo on ühendatud ja paljud tootjad paigaldavad alalis-/ vahelduvvoolumuunduri otse seadmesse. See lihtsustab oluliselt elektriseadmete tööd.
Kuidas teha alalisvoolust vahelduvvoolu?
Eespool öeldi, et kõik patareid, taskulampide patareid ja teleri puldid on alalisvooluga. Voolu muundamiseks on kaasaegne seade, mida nimetatakse inverteriks, see võib kergesti muuta alalisvoolu vahelduvvooluks. Vaatame, kuidas see igapäevaelus kehtib.
Juhtub, et autos viibides peab inimene kiiresti koopiamasinale dokumendi printima. Koopiamasin on olemas, masin töötab ja sigaretisüütajasse inverteradapteri ühendades saab ta sellega koopiamasina ühendada ja dokumente printida. Konverteri ahel on üsna keeruline, eriti inimestele, kellel on ebamäärane arusaam elektri toimimisest. Seetõttu on ohutuse huvides parem mitte proovida inverterit ise ehitada.
Vahelduvvool ja selle omadused
Voolamisel muudab vahelduvvool ühe sekundi jooksul suunda ja tugevust 50 korda. Voolu liikumise muutus on selle sagedus. Sagedus on näidatud hertsides.
Meie praegune sagedus on 50 hertsi. Paljudes riikides, näiteks USA-s, on sagedus 60 hertsi. Samuti on kolmefaasiline ja ühefaasiline vahelduvvool.
Kodusteks vajadusteks tuleb elekter 220 volti. See on vahelduvvoolu tegelik väärtus. Kuid maksimumväärtuse vooluamplituud on kahe juure võrra suurem. Mis annab lõpuks 311 volti. See tähendab, et majapidamisvõrgu tegelik pinge on 311 volti. Alalisvoolu muutmiseks vahelduvvooluks kasutatakse trafosid, mis kasutavad erinevaid muunduriahelaid.
Voolu edastamine kõrgepingeliinide kaudu
Kõik elektrilised välisvõrgud kannavad läbi oma juhtmete erineva pingega vahelduvvoolu. See võib olla vahemikus 330 000 volti kuni 380 volti. Edastamine toimub ainult vahelduvvoolu abil. See transpordiviis on kõige lihtsam ja odavam. Kuidas muuta vahelduvvool alalisvooluks, on juba ammu teada. Trafot õigesse kohta paigutades saame vajaliku pinge ja voolu.
Konverteri ahelad
Lihtsaim lahendus küsimusele, kuidas alalisvoolust 220 V vahelduvvoolu teha, pole olemas. Dioodsild suudab seda teha. DC/AC muunduri ahel sisaldab nelja võimsat dioodi. Nendest kokkupandud sild tekitab voolu liikumise ühes suunas. Sild lõikab ära sinusoidsete muutujate ülemised piirid. Dioodid on kokku pandud järjestikku.
Vahelduvvoolu muunduri teine ahel on dioodidest, kondensaatorist või filtrist kokkupandud silla väljund, mis silub ja korrigeerib sinusoidide tippude vahelisi langusi.
Suurepärane teisendab alalisvoolu vahelduvvoolu muunduriks. Selle skeem on keeruline. Kasutatavad osad ei ole odavad. Seetõttu on inverteri hind üsna kõrge.
Kumb elektrivool on ohtlikum – otsene või vahelduv?
Igapäevaelus puutume tööl ja kodus pidevalt kokku pistikupesadesse ühendatud elektriseadmetega. Elektrikilbist pistikupessa kulgev vool on ühefaasiline vahelduvvool. Toimuvad elektrilöögid. Ohutusmeetmed ja teadmised elektrilöögist on olulised.
Mis on põhimõtteline erinevus vahelduv- ja alalisvooluga pingestamise vahel? Statistika kohaselt on ühefaasiline vahelduvvoolu alalisvool viis korda ohtlikum kui alalisvool. Elektrilöök, olenemata selle tüübist, on iseenesest negatiivne fakt.
Elektrilöögi tagajärjed
Ettevaatamatus elektriseadmete käsitsemisel võib pehmelt öeldes negatiivselt mõjutada inimeste tervist. Seetõttu ei tohiks te elektriga katsetada, kui teil pole erilisi oskusi.
Voolu mõju inimesele sõltub mitmest tegurist:
- ohvri keha vastupanuvõime;
- stress, mille alla inimene langes.
- voolutugevuse kohta ajal, mil inimene elektriga kokku puutub.
Võttes arvesse kõike ülaltoodut, võime öelda, et vahelduvvool on palju ohtlikum kui alalisvool. Eksperimentaalsed andmed kinnitavad tõsiasja, et vigastuse korral võrdse tulemuse saamiseks peab alalisvoolu tugevus olema neli kuni viis korda suurem vahelduvvoolu omast.
Vahelduvvoolu olemus mõjutab negatiivselt südame tööd. Elektrilöögi korral tekib südame vatsakeste tahtmatu kokkutõmbumine. See võib põhjustada selle seiskumise. Kokkupuude avatud veenidega on eriti ohtlik inimestele, kellel on südamestimulaator.
Alalisvoolul pole sagedust. Kuid ka kõrgepinge ja vool võivad lõppeda surmaga. Alalisvooluga kokkupuutest on kergem pääseda kui vahelduvvooluga kokkupuutest.
See lühike ülevaade elektrivoolu olemusest ja selle muundumisest peaks olema kasulik inimestele, kes on elektrist kaugel. Minimaalsed teadmised elektri tekke ja töötamise valdkonnas aitavad teil mõista tavaliste kodumasinate töö olemust, mis on mugavaks ja vaikseks eluks nii vajalikud.
Teeme esmalt selgeks, mida me mõtleme "konstantse pinge" all. Nagu Wikipedia meile ütleb, on konstantne pinge (tuntud ka kui alalisvool) vool, mille parameetrid, omadused ja suund aja jooksul ei muutu. Alalisvool liigub ainult ühes suunas ja selle sagedus on null.
Vaatlesime alalisvoolu ostsillogrammi artiklis Oscilloscope. Töötamise põhitõed:
Nagu mäletate, on meil diagrammil horisontaalselt aega(X-telg) ja vertikaalselt Pinge(Y-telg).
Ühe väärtusega ühefaasilise vahelduvpinge teisendamiseks väiksema (võimalik, et suurema) väärtusega ühefaasiliseks vahelduvpingeks kasutame lihtsat ühefaasilist trafot. Ja selleks, et muutuda pidevaks pulseerivaks pingeks, ühendasime pärast trafot Dioodi silla. Väljund sai pideva pulseeriva pinge. Kuid sellise pingega, nagu öeldakse, ei saa te ilma muuta.
Kuidas aga pulseerivast konstantsest pingest välja tulla
saada kõige tõelisemat konstantset pinget?
Selleks vajame ainult ühte raadiokomponenti: kondensaator. Ja nii tuleks see dioodsillaga ühendada:
See ahel kasutab kondensaatori olulist omadust: laadimist ja tühjendamist. Väikese mahutavusega kondensaator laeb kiiresti ja tühjeneb kiiresti. Seetõttu peame ostsillogrammile peaaegu sirge joone saamiseks sisestama korraliku võimsusega kondensaatori.
Pulsatsiooni sõltuvus kondensaatori mahtuvusest
Vaatame praktilise pilguga, miks on vaja paigaldada suur kondensaator. Alloleval fotol on meil kolm erineva võimsusega kondensaatorit:
Vaatame esimest. Mõõdame selle väärtust oma LC-mõõturiga. Selle võimsus on 25,5 nanoFaradi või 0,025 mikroFaradi.
Ühendame selle dioodsillaga vastavalt ülaltoodud skeemile
Ja me klammerdume ostsilloskoobi külge:
Vaatame ostsillogrammi:
Nagu näha, siis pulsatsioonid jäävad ikka alles.
Noh, võtame suurema mahutavusega kondensaatori.
Saame 0,226 mikrofaradi.
Ühendame selle dioodisillaga samamoodi nagu esimene kondensaator ja võtame sellest näidud.
Ja siin on tegelik ostsillogramm
Mitte... peaaegu, aga siiski mitte sama. Pulsatsioonid on endiselt nähtavad.
Võtame meie kolmanda kondensaatori. Selle maht on 330 mikrofaradi. Isegi minu LC-meeter ei saa seda mõõta, kuna minu piirang on 200 mikrofaradi.
Kinnitame selle dioodsilla külge ja võtame sellelt ostsillogrammi.
Ja siin ta tegelikult on
Palun. See on hoopis teine asi!
Niisiis, teeme mõned järeldused:
– mida suurem on kondensaatori mahtuvus ahela väljundis, seda parem. Kuid ära kasuta võimsust üle! Kuna sel juhul on meie seade väga suur, kuna suure võimsusega kondensaatorid on tavaliselt väga suured. Ja esialgne laadimisvool on tohutu, mis võib põhjustada toiteahela ülekoormuse.
– mida väiksem on takistuskoormus sellise toiteallika väljundis, seda suurem on pulsatsiooni amplituud. Nad võitlevad selle vastu ja kasutavad ka integreeritud pingestabilisaatoreid, mis toodavad puhtaima konstantse pinge.
Kuidas valida alaldi raadioelemente
Pöördume tagasi oma küsimuse juurde artikli alguses. Kuidas saate ikkagi oma vajaduste jaoks väljundis 12 V alalisvoolu? Kõigepealt tuleb valida trafo nii, et väljundis toodab... 12 volti? Kuid nad ei arvanud õigesti! Trafo sekundaarmähisest saame.
Kus
U D – efektiivne pinge, V
U max – maksimaalne pinge, V
Seetõttu peab 12 V alalispinge saamiseks trafo väljund olema 12/1,41 = 8,5 V vahelduvpinge. Nüüd on see kord. Sellise pinge saamiseks trafol peame vähendama või lisama trafo mähiseid. Valem. Seejärel valime dioodid. Dioodid valime ahela maksimaalse voolu järgi. Otsime sobivaid dioode kasutades andmelehti (raadioelementide tehnilised kirjeldused). Sisestame korraliku võimsusega kondensaatori. Valime selle lähtuvalt sellest, et sellel olev püsipinge ei ületaks märgistusel kirjas olevat. Lihtsaim püsipingeallikas on kasutusvalmis!
Muide, sain 17-voldise konstantse pingeallika, kuna trafo väljundis on 12 volti (korrutage 12-ga 1,41).
Ja lõpuks, et oleks lihtsam meeles pidada:
