Як знизити постійну та змінну напругу - огляд способів. Як знизити напругу: способи та прилади Як зменшити напругу на виході блоку живлення

PILOT_SVM 15-08-2016 14:33

Є старий блок живлення від мобільного (т.зв. "заряджання").
На виході – 5,25 Ст.
Потрібно від нього запитати прилад, який працює від двох батарей АА.

Чи є простий спосіб знизити до 3 В?

PILOT_SVM 15-08-2016 14:40

Postoronnim V 15-08-2016 17:39



Наприклад, резистор. І якщо так, то якого опору?


Резистор гаситиме до трьох вольт лише за умови постійного струму споживання.
Але якщо струм споживання зменшиться - то на виході отримаєте напругу вище за три вольти (у перспективі ті ж 5.25 ст.). І добре, якщо тривольтовий пристрій це витримає.
А збільшиться струм - напруга буде нижчою за три вольти (у перспективі до нуля).
Найпростіший спосіб - включення стабістора, який сяк-так можна замінити послідовним включенням декількох діодів.
Падіння напруги на кремнієвому діоді в районі 06-08-10 вольта.
3-4 діоди, як раз зменшать 5,25 до трьох вольт. Діоди візьміть соотв. максимальному струму споживання тривольтного навантаження.

ЗИ. Так, забув сказати.
Не робіть так, як запропонував Dachnik_Miha.
Та схема - це стабілізатор струму, а чи не напруги.
З усіма наслідками підвищення напруги на кінцевому навантаженні, як і у випадку з просто резистором.

unname22 16-08-2016 11:48


На одному падає 0.7 вольта грубо.

PILOT_SVM 16-08-2016 12:08


правильно підказали діоди, тільки вам потрібні прості випрямлячі, не Шоттки.
На одному падає 0.7 вольта грубо.

Марку підкажіть пжлста!

Postoronnim V 16-08-2016 13:44



Для побутового використання міцності буде достатньо.

unname22 16-08-2016 13:56

PILOT_SVM
скажіть у якому магазині купувати будете - з асортименту виберемо.

PILOT_SVM 19-08-2016 22:01


Який струм споживання тривольтного навантаження?
Ну чи хоча б скажіть, який макс. допустимий струм вказано на заряднику?
У принципі можна, звичайно взяти які не будь КД202 та їх запасу по струму точно вистачить, але, при знанні макс. струму споживання навантаженням .. можна підібрати діоди менш габаритні і, не ламаючи голову куди їх помістити, .. взяти та й просто впаяти їх прямо в розрив одного з дротів живлення .. та заізолювати поверх.
Для побутового використання міцності буде достатньо.

Але зроблю.

І напевно простіше сказати, що за споживач.
Це електродвигун.
Найпростіший.
У мережі він, вимикач, дві батареї.

І причому - двигун дуже дубовий і батареї (акумулятори) зжирає за 15-20 хвилин. Очевидно, що це не економічний споживач.
А мені здається, що такий режим для акумуляторів – не найпростіший.
Ось я і хочу зробити його на мережному харчуванні.

Струм споживання я виміряю і повідомлю.

PILOT_SVM 19-08-2016 22:04

quote: Спочатку написано unname22:
PILOT_SVM
скажіть у якому магазині купувати будете - з асортименту виберемо.

У Пітері багато магазинів з електронікою та електрикою.
Напевно, якщо буде названо два-три типи діодів (якщо зупинилися на цьому варіанті), то в одному з пітерських магазинів я зможу знайти потрібний тип.

Але спершу я визначу струм.

Повідомлю, і тоді може буде простіше і точніше підібрати потрібне.

Postoronnim V 19-08-2016 22:36

quote: Original Posted by PILOT_SVM:

Питання струму споживача мене завжди напружує, т.к. вольти змінювати легко (контакти кинув на висновки та фсе), то струм, треба заміряти розірвавши мережу (послідовно), а це треба щось городити.


Ну, так у найпростішому тестері є режим вимірювання струму. Увімкніть тестер у такому режимі послідовно з двигуном і дізнаєтесь про реальний струм споживання.
Тільки цьому двигун повинен бути навантажений, т.к. у холостому режимі струм завжди нижче, ніж під робочим навантаженням на двигун.
Якщо в розпорядженні тільки один вольтметр, то увімкніть послідовно з двигуном резистор опором 1 ом і напруга на цьому резисторі приблизно чисельно дорівнює струму споживання.

До речі, на зарядниках для мобільного телефону зазвичай пишуть допустимий струм навантаження. Зазвичай це 0,5-1 А.

PILOT_SVM 19-08-2016 23:03

quote: Спочатку написано Postoronnim V:
1. Ну так у найпростішому тестері є режим вимірювання струму.

2. Увімкніть тестер у такому режимі послідовно з двигуном і дізнаєтесь реальний струм споживання.

3. Тільки цьому двигун повинен бути навантажений, т.к. в холостому режимі струм завжди нижче, ніж під робочим навантаженням на двигун.

4. Якщо в розпорядженні тільки один вольтметр, то увімкніть послідовно з двигуном резистор опором 1 ом і напруга на цьому резисторі приблизно чисельно дорівнює струму споживання.
Замість резистора можна взяти відрізок тонкого дроту опором 1 ом. правда для цього знадобиться ще й омметр.

5. До речі, на зарядниках для мобільного телефону зазвичай пишуть допустимий струм навантаження. Зазвичай це 0,5-1 А.

2. Саме так і планую вдіяти. Просто для цього треба зробити "врізання".

3. Фактично двигун не силовий, а крутить крильчатку. Тож там немає особливої ​​різниці.

4. У розпорядженні мультитестер.



Не тягне.

AZProtect 20-08-2016 01:28

quote: Original Posted by PILOT_SVM:

Потрібно від нього запитати прилад, який працює від двох батарей АА.

quote: Original Posted by PILOT_SVM:

І причому - двигун дуже дубовий і батареї (акумулятори) зжирає за 15-20 хвилин. Очевидно, що це не економічний споживач.

Допустимо акумулятор ємності 1000 мА (або 1 А)
15 хвилин це 1/4 години.


Якщо нічого не плутаю.

PILOT_SVM 20-08-2016 02:05

quote: Спочатку написано AZProtect:
Допустимо акумулятор ємності 1000 мАЧ (або 1 АЧ)
15 хвилин це 1/4 години.
Разом споживання приблизно 4 ампера максимальне.
При 3 вольтах, це моторчик десь ват на 12.
Якщо нічого не плутаю.

p.s. Іншими словами, лінія ~8 ват тепла треба на діодах розсіяти.

У цих розрахунках я не сильний.
Акуми на 2700 мА.

Postoronnim V 20-08-2016 06:46

quote: Original Posted by PILOT_SVM:

А вставка в мережу резистора 1 Мом - дало таке падіння напруги, що двигун не тягнув.
Спочатку показало - 2, потім взагалі 1 ст.
Не тягне.

5. На зарядці написано - 4.9 В та 450 мА.



Звичайно буде падіння рівне практично всій напрузі
Тому що 1 МОм у мільйон разів більше, ніж 1 Ом.

Якщо заряднику написано 450 мА, те й діоди потрібно шукати струм не вище. Від сили із запасом 20%.
Тому що при перевищенні струму згорить зарядник, а не діоди.

З іншого боку, якщо двигун працює приводом вентилятора, то його струм споживання можна вважати постійним і вистачить простого резистора.
Але щоб розрахувати опір і розсіювану потужність цього резистора все одно потрібно струм споживання двигуна дізнатися.

quote: Original Posted by PILOT_SVM:

У цих розрахунках я не сильний.
Акуми на 2700 мА.

Але в процесі роботи явно – хвилин 15 мотор гуде сильно, а потім помітно просідає.

А наскільки я пам'ятаю – для нікель-металгідритних акумуляторів швидкий розряд небажаний.



Зважаючи на те, що ви розповідаєте, зарядник на 450 мА просто не потягне.
Виміряйте струм споживання від акумуляторів.
На звичайному мультитестері є окреме гніздо для вимірювання струмів амперних (10А)
Ось один щуп залиште в гнізді "земля", другий переставте в гніздо 10А, оберіть перемикачем режим 10А і підключіться щупами до ланцюга живлення двигуна послідовно.
У цьому непогано б другим тестером контролювати напруга акумуляторах, т.к. якщо акумулятори напівживі, то ця напруга може просісти, а нам треба знати його величину для розрахунку резистора або діода.

RTDS 20-08-2016 08:46

Вже схем нагородили.
Увімкніть для початку двигун безпосередньо до зарядника, до 5 вольтів.
Цілком ймовірно, напруга підпросить до необхідного - 3,4-4,5 вольта ваш мотор не перевантажать, тим більше, що він ще й крильчатку крутить.

unname22 20-08-2016 14:03

Просто зайдіть в магазин і скажіть, чи потрібен діод 5 Ампер напругою від 50 вольт до нескінченності, тільки не Шоттки, підберуть легко.

hunter1957 21-08-2016 22:08

quote: Питання струму споживача мене завжди напружує, т.к. вольти змінювати легко (контакти кинув на висновки і фсе), то струм, треба заміряти розірвавши мережу (послідовно), а це треба щось городити. Але я зроблю. І напевно простіше сказати що за споживач. І він, вимикач, дві батарейки. І причому - двигун зовсім дубовий і батареї (акумулятори) зжирає за 15-20 хвилин. Очевидно, що це не найекономічніший споживач. А мені здається, що такий режим для акумуляторів - не найпростіший. Ось я і хочу зробити його на мережевому харчуванні.

quote: У цих розрахунках я не сильний. Акуми на 2700 мА. Але в процесі роботи явно – хвилин 15 мотор гуде сильно, а потім помітно просідає. А наскільки я пам'ятаю – для нікель-металгідритних акумуляторів швидкий розряд небажаний.

З вихідних даних вимальовується: Джерело живлення два металогідридні акумулятори номінальною ємністю 2.7А/год напруга повністю заряджених акумуляторів 2.4 вольта кінцева напруга для них 1 вольт на 1 елемент.За чверть години акумулятори сідають....Реальний струм розряду джерела живлення потрібно ще врахувати що пусковий короткочасний споживаний струм буде порядку в 2-3 рази більше ... Ваша зарядка 5 вольт непридатна - не видає вона необхідний струм.
З доступних масових джерел живлення практично без переробки підійде імпульсний блок живлення комп'ютера стандарту АТХ - там є вихід 3.3 вольта 10 ампер.

alexaa1 22-08-2016 06:01

Щось підказує що це щось типу зістригати катишки-нема там ніяких великих ампер-максимум одна ампера.

PILOT_SVM 22-08-2016 09:35

Замір показав:





PILOT_SVM 22-08-2016 09:36

quote: Спочатку написано alexaa1:
Щось підказує що це щось типу зістригати катишки

Так, саме так.

hunter1957 22-08-2016 10:10

quote: Замір показав:
Шкала вимірів сили струму – 200 мікроАмпер, 2000 мікроАмпер, 20 міліАмпер, 200 міліАмпер.
Наступне значення – 10 А, при цьому треба переставити контакт.
На шкалі мультитестера було виставлено 200 мА (max) - при цьому спочатку (без навантаження) на дисплеї вискакувало 3-4,5, потім плавно з'їжджало до 1-1,2.
При невеликому навантаженні починало скакати 2, 3 і до 4.8.
Щоправда, іноді заскакувало і більше, але на короткий час.
На моторчику - немає ніяких маркувань, крім "-" і "+" і стрілочки (якщо приймати, що це напрямок обертання при саме такому підключенні плюсу і мінусу).
Причому – я глянув на напрямок руху – чомусь контакти переплутані.
Що б це означало – я в незрозумілих.
Намірили Ви ціни на овес .... По всій видимості акумулятори у Вас втратили ємність. 3 ампер .... Ідете до комп'ютерників - ставите завдання підключити моторчик до 3.3 вольта і буде вам щастя. Провід для підключення до моторчика не менше 0.75 мм2.

PILOT_SVM 22-08-2016 11:47

quote: По правильному струм потрібно міряти на межі 10 ампер і використовувати якісні батарейки алкалінові

На 10 А – взагалі і не показує та не працює.
Акуми нові – 2700 мА.
Так що Ваші числа – явно завищені.

hunter1957 22-08-2016 12:09

quote: Акуми нові - 2700 мА.Так що Ваші числа - явно завищені.
Чим ви заряджаєте акумулятори? користуватися.У елементів живлення АА/ААА напруга 1.5 вольта робоча та внутрішній опірменше ніж у акумулятора.З електронікою на ти півстоліття.

PILOT_SVM 22-08-2016 13:14

quote: Чим ви заряджаєте акумулятори? У мене правильна зарядка від Лакрос

Заряджання GP, і тієї ж марки акумулятора.
quote: У елементів живлення АА/ААА напруга 1.5 вольта робочий і внутрішній опір менше ніж у акумулятора

У батарей – 1,5 В, а у акумуляторів – 1,3 В.

При вимірі напруги та сили струму – тестер не показував, а при вимірі опору – показав слабку батарею.
Куплю батарейку – повторю виміри опору.

hunter1957 22-08-2016 13:40

quote: Заряджання GP, і тієї ж марки акумулятора.

Зарядка за великим рахунком найпростіша бюджетна, вбиває вона акумулятори досить швидко.

PILOT_SVM 22-08-2016 16:13


Зарядка за великим рахунком найпростіша бюджетна, вбиває вона акумулятори досить швидко.

А що означає "швидко вбиває"?

На зарядці написано:
для акумуляторів АА:
Якщо на зарядці 4 штуки, то при напрузі 2,8 дається по 525 мА.
Якщо на зарядці 2 штуки, то при 2,8 В – по 1050 мА.

Що невірно?

Неправильні ма?
Потрібно більше? Потрібно менше?

Потрібен змінний режим заряджання?

Попередній комплект акумуляторів (2500 мА) пропрацював 4 роки.
Мало?

Ваші акумулятори служать 10 років?

hunter1957 22-08-2016 17:05

quote: На зарядці написано: для акумуляторів АА: Якщо на зарядці 4 штуки, то при напрузі 2,8 В дається по 525 мА. Якщо на зарядці 2 штуки, то при 2,8 В, - по 1050 мА. мА? Треба більше? Треба менше? Потрібен змінний режим зарядки? Попередній комплект акумуляторів (2500 мА) пропрацював 4 роки. Мало? Ваші акуми служать 10 років?
У сина в минулому столітті плеєр харчувався від акумуляторів GP - вистачало трохи більше року. ... По всіх мануала стандартний режим заряду 0.1 від повної ємності протягом 14 годин, розряд струмом не більше 0.1 ємності протягом 10 годин або до напруги 1 вольт. Заявлений ресурс 500 циклів заряд - розряд .... У мене завдяки Лакроссу ще працюють пальчикові акумулятори радянські ЦНК-0.45 за прикидками вже 800 циклів відпрацювали .... GP починали відразу ємність втрачати і після 50 циклів заряд - розряд фірмовою зарядкою у них залишалося менше 15% заявленої ємності. Комп'ютерний блок живлення гарантовано без переробок забезпечить 100% працездатність вашого гаджета

PILOT_SVM 22-08-2016 18:49

quote: По всіх мануалах стандартний режим заряду 0.1 від повної ємності протягом 14 годин

Зазвичай на самих акумуляторах пишуть - 0,1 від ємності протягом 16 годин.
quote: Заявлений ресурс 500 циклів заряд - розряд....У мене завдяки Лакроссу ще працюють пальчикові акумулятори радянські ЦНК-0.45 за прикидками вже 800 циклів відпрацювали

Як я вже сказав акумулятори GP 2500 мА служили 4 роки. Особливо напружено у літній період. Я думаю, не менше 500 циклів.
До речі - раніше для Нікель-метагідрів акумуляторів всі заявляли 1000 циклів.
Нині чомусь 500.

До речі про марки - дуже сподівався на акуми ВАРТА,
але вони прослужили не більше GP.

До речі - Ви казали, що треба блок живлення та дроту 0,75 мм2.
А за фактом там проводки приблизно як нитка?20.

Але загалом про акумулятори все зрозуміло.
Вони у мене працюють, і з цим все нормально.

Мені б розібратися із харчуванням моторчика.
І тут, заявлені вами параметри, мені видаються надмірними.

hunter1957 22-08-2016 20:02

quote: До речі про марки - дуже сподівався на акуми ВАРТА,але вони прослужили не більше GP.До речі - Ви говорили, що треба блок живлення і дроту 0,75 мм2. про акуми все зрозуміло. Вони у мене працюють і з цим все нормально. Мені б розібратися з харчуванням моторчика. І тут, заявлені вами параметри, мені здаються надмірними.
І Варту і GP і ще дуже багато брендів виготовляють у Китаї, мало того різної якості та різного призначення та різної відпускної ціни... потужності - запас не зайвий - просто 10 ампер максимальний струм у специфікації. Провід по специфікації якщо не помиляюся повинен бути? хороших брендіву преміальних блоках живлення може бути товстіший провід.

PILOT_SVM 28-08-2016 19:54

а чи можна послідовно з'єднати лампочку на 1,5 В?

hunter1957 29-08-2016 12:15

quote: а чи можна послідовно з'єднати лампочку на 1,5 В?

Немає сенсу - опір ламп на 1.5 В занадто великий.
Альтернативи комп'ютерному БП для Вас немає, універсальний лабораторний блок живлення коштує мінімум на порядок дорожче... Зворотній діод полярності схема просто не буде працювати.Падіння напруги на діоді 0.7-1.5 вольта в залежності від струму і літері в маркуванні.

PILOT_SVM 17-09-2016 20:25

Ще одне питання щодо зарядки.
Розібрав зарядку, що зламалася.
Причина швидше за все в транзисторі, що згорів, від нього відлетів шматок корпусу.
А принагідно побачив, що на платі намальовано 4 діоди, які швидше за все мають скласти діодний міст, але...

Коштує лише один діод, а трьох просто немає.
До того ж діод стоїть не після трансформатора, а відразу за контактом на 220 В.
Діод розміром – довжина 6-7 мм, діам –2-2,5 мм.

Невже на 220 В стоять такі ліліпутські деталі?

Є у мене діоди розраховані на 220 – вони дуже великі та контакти там під гайки.

hunter1957 17-09-2016 20:35

quote: Ще одне питання по зарядці. Розібрав зламану зарядку. Причина швидше за все в згорілому транзисторі, від нього відлетів шматок корпусу. один діод, а трьох просто немає. Причому діод стоїть не після трансформатора, а відразу за контактом на 220 В. Діод розміром – довжина 6-7 мм, діам –2-2,5 мм. Невже на 220 В стоять такі ліліпутські деталі? Є у мене діоди розраховані на 220 – вони дуже великі та контакти там під гайки.

Імпульсне джерело живлення.
Розмір не залежить від напруги, розмір залежить від випрямленого струму і потужності, що розсіюється.

PILOT_SVM 18-09-2016 13:25

quote: Спочатку написано hunter1957:
Імпульсне джерело живлення.
Розмір не залежить від напруги, розмір залежить від випрямленого струму і потужності, що розсіюється.

Є в мене почуття, що ви - людина в темі.
Але зрозуміти вас важко.
Напевно, це притаманне всім фахівцям.

hunter1957 19-09-2016 01:04

quote: Є в мене почуття, що ви - людина в темі. Але зрозуміти вас важко. Напевно це властиво всім фахівцям.

Якщо є бажання вникнути є прекрасний двотомник / тритомник Хоровиця і Хілла "Мистецтво схемотехніки" де дуже доступно пояснено що як працює.

PILOT_SVM 19-09-2016 09:32

quote: Спочатку написано hunter1957:
Якщо є бажання вникнути є прекрасний двотомник / тритомник Хоровиця і Хілла "Мистецтво схемотехніки" де дуже доступно пояснено що як працює.

Зараз - мені 6 чого простіше, типу "натисни на кнопку, отримай результат".
Наче прозвучала раніше порада - поставити діод.

hunter1957 20-09-2016 02:15

quote: Зараз - мені 6 чого простіше, типу "натисни на кнопку, отримай результат". Начебто прозвучала раніше поради - поставити діод.
Все не так просто у вашому випадку - діоди різні, на різні напруги і струми і з різним падінням напруги при різному струмі.

Postoronnim V 20-09-2016 08:54

Хоч уже й пояснював кілька разів вище, але повторюсь:
В даному випадку потрібно обов'язково знати максимальний струм споживання пристрою, що запитується. (Далі I потр. макс.)

Далі шукаємо діоди, розраховані на роботу при такому струмі.
Цей параметр діода називається I пр. макс. (Є ще й I пр. макс. імпульсний - але в даному випадку на нього орієнтуватися не потрібно).
Ось вибираєте діоди з I пр. Макс. не нижче півтора I потр. макс.
Далі дивимося такий параметр діода, як пряма напруга на відкритому діоді - U ін.
У різних типівдіодів цей параметр різний. Від малих часток вольта (діоди Шоттки, германієві діоди) до кількох вольт (тиристори, світлодіоди, стабістори).
В даному випадку досить найпересічніших кремнієвих випрямляючих діодів.
Для звичайних кремнієвих випрямлювальних діодів пр. U в районі 0,5-1,0 вольта. (причому розкид в 0,1-0,3 вольта може бути навіть на однотипних діодах і на різних прямих струмах).
Ось орієнтуйтесь на паспортне U пр.. закуповуйте діодів на 2-3 штуки більше, з'єднуйте їх послідовно, підключайте навантаження, контролюйте напругу вольтметром. якщо воно трохи менше необхідного – виключіть (перемкніть) один діод. Напруга на навантаженні підвищиться на величину падіння U пр. конкретно відключеному діоді.
Буде мало – виключіть наступний діод.
І т.д. до досягнення необхідного результату.

ЗИ. З найважливіших параметрів діода є ще й максимально допустиме зворотне напруга, але у разі його не враховувати, т.к. 5-10 вольт зворотного витримає практично будь-який випрямний діод, а тут їх назад-допустимі ще й складуться.

PILOT_SVM 20-09-2016 11:29

PILOT_SVM 20-09-2016 17:16

Якщо можна – підкажіть, із цих деталей можна зробити додаток для зниження напруги?

hunter1957 20-09-2016 18:34

quote: Якщо можна – підкажіть, із цих деталей можна зробити додаток для зниження напруги?

Шість елементів розташованих на 3 години з дуже великою ймовірністю діоди, перевірити справність за допомогою мультиметра займе одну хвилину.
По фото достовірно визначити марку не можу - я не чарівник .... Вангую що навіть якщо ці діоди справні - вони з дуже великим ступенем ймовірності не зможуть працювати через перевищення допустимого максимального струму.

PILOT_SVM 21-09-2016 20:55

Там діоди: 5 щт. IN4007.
1 шт - ДБ 3 bufan

hunter1957 21-09-2016 21:25

quote: Там діоди: 5 щт. IN4007.1 шт - ДБ 3 bufan

Дані деталі не придатні,обгрунтовую:IN4007 має максимальний струм 1 ампер - при перевищенні його він просто вийде з ладу - пусковий струм Вашої іграшки набагато більше 1 ампера...... ДБ 3 - не є діод - це диністор і він за визначенням не придатний.

PILOT_SVM 21-09-2016 22:33

А резисторами можна щось підправити?

hunter1957 22-09-2016 08:55

quote: А резисторами можна щось підправити?

Цими немає.....Тут резистори потрібні з набагато більшою потужністю розсіювання та опором менше 1 ома - вони дуже рідкісні, мають великі габарити і коштують іноді пристойних грошей.

Потрібно знати, як зменшити напругу в ланцюгу, щоб не пошкодити електричні прилади. Всім відомо, що до будинків підходить два дроти - нуль та фаза. Це називається однофазною вкрай рідко використовується у приватному секторі та багатоквартирних будинках. Потреби в ній просто немає, тому що вся побутова техніка живиться від мережі змінного однофазного струму. Але в самій техніці потрібно робити перетворення - знижувати змінну напругу, перетворювати її на постійне, змінювати амплітуду та інші характеристики. Саме ці моменти потрібно розглянути.

Зниження напруги за допомогою трансформаторів

Найпростіший спосіб – це використовувати трансформатор зниженої напруги, який здійснює перетворення. Первинна обмотка містить більша кількістьвитків, ніж вторинна. Якщо необхідно знизити напругу вдвічі чи втричі, вторинну обмотку можна і не використовувати. Первинна обмотка трансформатора використовується як індуктивний дільник (якщо від неї є відводи). У побутовій техніці використовують трансформатори, з вторинних обмоток яких знімається напруга 5, 12 або 24 Вольта.

Це значення, що найчастіше використовуються в сучасній побутовій техніці. 20-30 років тому більшість техніки харчувалася напругою в 9 Вольт. А лампові телевізори та підсилювачі вимагали наявності постійної напруги 150-250 В та змінного для ниток розжарення 6,3 (деякі лампи харчувалися від 12,6 В). Тому вторинна обмотка трансформаторів містила таку кількість витків, як і первинна. У сучасній техніці все частіше використовуються інверторні блоки живлення (як на комп'ютерних БП), до їхньої конструкції входить трансформатор підвищуючого типу, він має дуже маленькі габарити.

Дільник напруги на індуктивності

Індуктивність - це котушка, намотана мідним (як правило) дротом на металевому або феромагнітному сердечнику. Трансформатор – це один із видів індуктивності. Якщо від середини первинної обмотки зробити відведення, то між ним та крайніми висновками буде рівна напруга. І воно дорівнюватиме половині напруги харчування. Але це в тому випадку, якщо сам трансформатор розрахований на роботу саме з такою напругою.

Але можна використовувати кілька котушок (для прикладу можна взяти дві), з'єднати їх послідовно та включити до мережі змінного струму. Знаючи значення індуктивностей, неважко зробити розрахунок падіння кожному з них:

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

У цих формулах L1 і L2 - індуктивності першої та другої котушок, U1 - напруга мережі живлення у Вольтах, U(L1) і U(L2) - падіння напруги на першій і другій індуктивностях відповідно. Схема такого дільника широко застосовується у ланцюгах вимірювальних пристроїв.

Дільник на конденсаторах

Дуже популярна схема, використовується для зниження значення мережі змінного струму. Застосовувати її в ланцюгах постійного струму не можна, тому що конденсатор, за теоремою Кірхгофа, в ланцюзі постійного струму – це розрив. Іншими словами, струм по ньому протікати не буде. Але при роботі в ланцюгу змінного струму конденсатор має реактивний опір, який і здатний погасити напругу. Схема дільника схожа на ту, що була описана вище, але замість індуктивностей використовуються конденсатори. Розрахунок здійснюється за такими формулами:

  1. Реактивний опір конденсатора: Х(С) = 1/(2*3,14*f*C).
  2. Падіння напруги на С1: U (C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
  3. Падіння напруги на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Тут С1 і С2 - ємності конденсаторів, U - напруга в мережі живлення, f - частота струму.

Дільник на резисторах

Схема багато в чому нагадує попередні, але використовуються постійні резистори. Методика розрахунку такого дільника дещо відрізняється від наведених вище. Використовуватися схема може як у ланцюгах змінного, і постійного струму. Можна сміливо сказати, що вона універсальна. З її допомогою можна зібрати понижувальний перетворювач напруги. Розрахунок падіння кожному резисторі проводиться у разі наступним формулам:

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

Потрібно відзначити один нюанс: величина опору навантаження має бути на 1-2 порядки менше, ніж у розподільчих резисторів. В іншому випадку точність розрахунку буде дуже груба.

Практична схема блоку живлення: трансформатор

Для вибору трансформатора, що живить, вам знадобиться кілька основних даних:

  1. Потужність споживачів, які потрібно підключати.
  2. Значення напруги мережі живлення.
  3. Значення необхідної напруги у вторинній обмотці.

S = 1,2*√P1.

А потужність Р1 = Р2/ККД. Коефіцієнт корисної дії трансформатора ніколи не буде більше ніж 0,8 (або 80%). Тому при розрахунку береться максимальне значення – 0,8.

Потужність у вторинній обмотці:

Р2 = U2 * I2.

Ці дані відомі за умовчанням, тому зробити розрахунок не важко. Ось як знизити напругу до 12 вольт, використовуючи трансформатор. Але це не все: побутова техніка живиться постійним струмом, а на виході вторинної обмотки – змінний. Потрібно зробити ще кілька змін.

Схема блоку живлення: випрямляч та фільтр

Далі йде перетворення змінного струму на постійний. Для цього використовуються напівпровідникові діоди або збирання. Найпростіший тип випрямляча складається з одного діода. Називається він однонапівперіодний. Але максимальне поширення набула мостова схема, яка дозволяє не просто випрямити змінний струм, а й позбутися максимально пульсацій. Але така схема перетворювача все одно неповна, тому що змінної складової одними напівпровідниковими діодами не позбутися. А понижуючі трансформатори здатні перетворити змінну напругу на таку ж частотою, але з меншим значенням.

Електролітичні конденсатори використовуються в блоках живлення як фільтри. За теоремою Кірхгофа, такий конденсатор у ланцюзі змінного струму є провідником, а при роботі з постійним - розривом. Тому постійна складова протікатиме безперешкодно, а змінна замкнеться сама на себе, отже, не пройде далі цього фільтра. Простота та надійність – це саме те, що характеризує такі фільтри. Також можуть застосовуватися опори та індуктивності для згладжування пульсацій. Подібні конструкції використовуються навіть у автомобільних генераторах.

Стабілізація напруги

Ви дізналися, як зменшити напругу до потрібного рівня. Тепер його потрібно стабілізувати. Для цього використовуються спеціальні прилади – стабілітрони, які виготовлені з напівпровідникових компонентів. Вони встановлюються на виході блоку постійного струму. Принцип роботи полягає в тому, що напівпровідник здатний пропустити певну напругу, надлишок перетворюється на тепло і віддається за допомогою радіатора в атмосферу. Іншими словами, якщо на виході БП 15 вольт, а встановлений стабілізатор на 12, то він пропустить саме стільки, скільки потрібно. А різниця 3 В піде на нагрівання елемента (закон збереження енергії діє).

Висновок

Зовсім інша конструкція - це стабілізатор напруги, що знижує, він робить кілька перетворень. Спочатку напруга мережі перетворюється на постійне з великою частотою (до 50 000 Гц). Воно стабілізується та подається на імпульсний трансформатор. Далі відбувається зворотне перетворення до робочої напруги (мережевої чи меншої за значенням). Завдяки використанню електронних ключів(тиристорів) постійна напруга перетворюється на змінну з необхідною частотою (у мережах нашої країни - 50 Гц).

Відповідно до ПУЕ для живлення переносного освітлення має застосовуватися напруга не вище 50 Вольт, а при роботі в особливо небезпечних та замкнутих просторах – 12 Вольт (ПУЕ 6.1.16-18). При цьому живлення має здійснюватись через трансформатори. Це потрібно для того, щоб унеможливити ураження електричним струмом. Та й не завжди вихідні параметри блоків живлення чи акумуляторів дозволяють підключити гаджети чи іншу електроніку. У зв'язку з цим ми розповімо про те, як знизити напругу постійного і змінного струму до потрібного вам значення.

Знижуємо змінну напругу

Розглянемо типові ситуації, коли потрібно опустити напругу, щоб підключити прилад, який працює від змінного струму, але напруга живлення не відповідає звичним 220 Вольтам. Це може бути як різна побутова техніка, інструмент, так і згадані вище світильники.

Підключення побутової техніки зі США на 110 В до мережі 220 В

Мабуть, найчастіша ситуація виникає, коли людина купує із зарубіжних інтернет-магазинів якийсь прилад, а після її отримання визначає, що вона розрахована на харчування від 110 Вольт. Перший варіант - це перемотати трансформатор живлення, але більшість приладів працюють від імпульсного джерела живлення, а для підключення електроінструменту - краще взагалі обійтися без перемотування. Для цього необхідно використовувати понижувальний трансформатор. Крім цього, ви можете знизити напругу в мережі за допомогою автотрансформатора або звичайного трансформатора з відведеннями від первинної обмотки на 110-127В - такі часто зустрічалися в радянських телевізорах та інших електроприладах.

Однак при використанні такого включення трансформатора, якщо відбудеться, обрив частини обмотки після відведення 110 Вольт (див. малюнок нижче) всі 220В підійдуть на прилад і він вийде з ладу.

Якщо говорити про готові пристрої, то можна звернути увагу на автотрансформатори «ШТІЛЬ».

Важливо!При покупці трансформаторів або автотрансформаторів враховуйте номінальний струм його обмоток та потужність, яку він витримає.

Більш надійним варіантом вирішення проблеми буде знизити напругу з 220 до 110В або 220 до 127В за допомогою трансформатора. На ринку є безліч компаній, які продають такі вироби, переважно це тороїдальні трансформатори. Вони бувають у металевих боксах або корпусах менших розмірів із вбудованою розеткою, а також у вигляді адаптерів у пластикових корпусах.

Підіб'ємо підсумки, перерахувавши основні вимоги до трансформатора для живлення 110В приладів:

  1. На виході трансформатора має бути 110В, але в вході – 220В.
  2. Потужність трансформатора повинна бути більшою ніж потужність приладу, що підключається хоча б на 20%.
  3. Бажано захистити первинний та вторинний ланцюг за допомогою запобіжника.
  4. Доступ до висновків високої напруги має бути обмеженим, а всі з'єднання ізольовані.

Знижуємо напругу для живлення низьковольтних світильників

На початку статті ми згадали про те, що переносний світильник повинен живитись від зниженої напруги. У побуті це питання буде особливо актуальним для автолюбителів під час ремонту автомобіля в гаражі. Такі ж світильники використовуються і як місцеве джерело світла на верстатах (свердлильних, токарних, заточувальних та інших).

Для того, щоб знизити напругу з 220 до 36В, можна використовувати трансформатори марки:

  • ВЗГ 0.25 220/36В;
  • ОСМ 0.063кВт 220/36;
  • ОСЗР 0.063кВт 220/36В;
  • Ящик з понижувальним трансформатором ЯТП-0,2522036В (це готове рішення в металевому корпусі для монтажу в приміщеннях, клас захисту IP54).

Для зниження напруги з 220 до 12В можна використовувати трансформатори марки:

  • ОСО25 220/12В;
  • TRS 300W AC 220 B-AC 12B (тороїдальний не займає багато місця);
  • 30ВА, 230/12В, 2,5А INDEL TSZS30/005M (маломощний для встановлення на DIN рейку).

Зниження напруги у будинку

Поряд із часто виникає проблема з підвищеною та зниженою напругою. Це призводить до передчасного виходу з експлуатації нагрівальних приладів, ламп та інших пристроїв у споживача. Допустимо вам потрібно знизити напругу з 260 до 220В, отже ваш вибір – використання стабілізатора напруги. Вони бувають різних типів, найдешевший із них – релейний, по суті це автотрансформатор, у якому реле автоматично перемикають відводи від обмотки.

Якщо вам потрібно захистити конкретний прилад, наприклад комп'ютер - використовуйте малопотужні моделі потужністю близько 1000 ВА (1 кВа), такі як SVEN VR-L1000, його вартість 17-20 доларів. Але врахуйте, що активна вихідна потужність у них менша за зазначену повну у Вольт-Амперах. Наприклад, модель на 1 кВА може живити навантаження до 0,3-0,4 кВт. Також дивіться характеристики. Вказана модель витримує до 285 Вольт, але більшість моделей упираються в 260 В.

Щоб захистити весь будинок найчастіше вистачить моделі RUCELF SRWII-12000-L її повна потужність 12000 ВА, а здатність навантаження по активній потужності - 10000 Вт. Він витримує вхідну напругу до 270В.

Більш докладно дізнатися про те, як вибрати стабілізатор напруги та які бувають стабілізатори, ми розповідали у статтях:

Баластний конденсатор для живлення малопотужних пристроїв

Для живлення малопотужних пристроїв можна обійтися без трансформатора одним конденсатором. Така схема називається безтрансфторматорний блок живлення на баластному конденсаторі. Принцип його роботи ґрунтується на обмеженні струму за допомогою реактивного опору ємності. Нижче ви бачите варіанти її реалізації.

Розрахунок ємності баластного конденсатора для бестранформаторного живлення проводиться виходячи із споживання струму навантаженням та напруги її живлення.

Або за такою формулою результат вони дають приблизно однаковий:

До речі, вираз під коренем в результаті при розрахунках конденсаторів для живлення пристроїв від 5-20В дає приблизно 220 або значення дорівнює Uвхідному.

Таке джерело живлення підходить для підключення приймачів, світлодіодів, нічників, заряджання невеликих акумуляторів та інших малопотужних споживачів.

Знижуємо постійну напругу

При конструюванні електроніки нерідко виникає необхідність зниження напруги наявного блоку живлення. Ми також розглянемо кілька типових ситуацій.

Якщо ви працюєте з мікроконтролерами – могли помітити, деякі з них працюють від 3 Вольт. Знайти відповідні блоки живлення буває непросто, тому можна використовувати зарядний пристрій телефону. Тоді вам потрібно знизити його вихід із 5 до 3 Вольт (3,3В). Це можна зробити, якщо опустити вихідну напругу блоку живлення шляхом заміни стабілітрона в ланцюзі зворотного зв'язку. Ви можете досягти будь-якої напруги як підвищеної, так і зниженої – встановивши стабілітрон потрібного номіналу. Визначити його можна методом підбору, на схемі нижче виділено червоним еліпсом.

А на платі він виглядає так:

на зарядні пристроїбільш досконалої конструкції використовується регульований стабілітрон TL431, тоді регулювання можливе заміною резистора або співвідношенням пари резисторів, залежно від схемотехніки. На схемі нижче вони позначені червоним.

Крім заміни стабілітрона на платі ЗУ, можна опустити напругу за допомогою резистора та стабілітрона - це називається параметричний стабілізатор.

Ще один варіант - встановити в розрив ланцюга ланцюжок з діодів. На кожному кремнієвому діоді впаде близько 0,6-0,7 Вольт. Так опустити напругу до потрібного рівня можна, набравши потрібну кількість діодів.

Часто виникає необхідність підключити пристрій до бортової мережі автомобіля, він коливається від 12 до 14,3-14,7 Вольт. Щоб знизити напругу постійного струму з 12 до 9 Вольт можна використовувати лінійний стабілізатор типу L7809, а щоб опустити з 12 до 5 Вольт – використовуйте L7805. Або їх аналоги ams1117-5.0 або ams1117-9.0 або amsr-7805-nz і подібні до будь-якої потрібної напруги. Схему підключення таких стабілізаторів зображено нижче.

Для живлення потужніших споживачів зручно використовувати імпульсні перетворювачі для зниження та регулювання напруги від джерела живлення. Прикладом таких пристроїв є плати на LM2596, а в англомовних інтернет-магазинах їх можна знайти за запитами DC-DC step down або DC-DC buck converter.

Подобається( 0 ) Не подобається( 0 )

Сайт Віктора Корольова. Як знизити напругу на виході трансформатора

Як зменшити вольтаж трансформатора

Привіт колеги!

Наприклад, візьму транс від китайського ч/б телевізора «Jinlipu».

Отже, для початку нам потрібно визначити первинну та вторинні обмотки. Щоб це зробити, потрібний звичайний омметр. Вимірюємо опір на висновках трансформатора. На первинній обмотці опір більший, ніж на вторинній і становить, як правило, не менше 85 Ом. Після того, як ми визначили ці обмотки, можна приступати до аналізу трансформатора. Потрібно відокремити одна від одної Ш-подібні пластини. Для цього нам знадобляться деякі інструменти, а саме: круглогубці, плоскогубці, маленька викрутка для «підчепу» пластин, кусачки, ніж.

Щоб витягнути найпершу платівку, доведеться попрацювати, але потім решта піде, як «по маслу». Працювати потрібно дуже обережно, тому що легко можна порізатися об пластини. Саме цьому трансформаторі відомо, що у виході в нього 32 У. У разі, коли ми цього не знаємо, потрібно перед розбором обов'язково заміряти напругу, щоб надалі ми змогли обчислити, скільки витків йде на 1 В.

Потім знаходимо на вторинній обмотці доступний для розмотування контакт і кусачками "відкушуємо" його від місця спайки. Далі починаємо розмотувати обмотку, при цьому обов'язково рахуємо кількість витків. Щоб дріт не заважав, його можна намотувати на лінійку або щось подібне. Так як на цьому трансформаторі на вторинній обмотці 3 висновки (два крайніх і один середній), то логічно припустити, що напруга на середньому виводі дорівнює 16В, рівно половина від 32В. Розмотуємо обмотку до середнього контакту, тобто. до половини, та підраховуємо кількість витків, яку ми розмотали. (Якщо у трансформатора два висновки на вторинній обмотці, то розмотуємо «на око» до половини, рахуємо витки при цьому, потім відрізаємо розмотаний дріт, зачищаємо його кінець, припаюємо назад до контакту і збираємо трансформатор, роблячи все те ж, що при розбиранні, тільки в зворотному порядку. Після цього потрібно знову заміряти напругу, яка у нас вийшла після зменшення витків і вираховуємо скільки витків припадає на 1В. назад, у вас стала напруга 18В. Кількість витків, яке ви розмотали, дорівнює 105. Значить 105 витків припадає на 17В (35В-18В = 17В). ) Тепер, щоб нам зменшити напругу ще на 6В (18В-12В = 6В), вам потрібно розмотати приблизно 36,6 витків (6,1 * 6 = 36,6). знову розібрати трансформатор і зробити цю «процедуру».). У нашому випадку, дійшовши до половини обмотки, у нас вийшло 106 витків. Значить ці 106 витків припадають на 16В. Обчислюємо скільки витків посідає 1В (106/16=6,625) і відмотуємо ще приблизно 26,5 витків (16В-12В=4В; 4В*6,625витков=26,5 витков). Потім "відкушуємо" відмотаний дріт, зачищаємо від лаку його кінець, залуджуємо і припаюємо до контакту на трансформаторі, від якого він був "відкусаний".

viktorkorolev.ru

Як зменшити вольтаж трансформатора?

Як зменшити вольтаж на трансформаторі

У цій статті я розповім вам, як із трансформатора з виходом 32 В, зробити трансформатор із виходом 12 В. Іншими словами – зменшити вольтаж трансформатора.

Я думаю, дуже багато хто зустрічався з ним чи подібним.

Отже, для початку нам потрібно визначити первинну та вторинні обмотки. Щоб це зробити, потрібний звичайний омметр. Вимірюємо опір на висновках трансформатора. На первинній обмотці опір більший, ніж на вторинній і становить, як правило, не менше 85 Ом. Після того, як ми визначили ці обмотки, можна приступати до аналізу трансформатора. Потрібно відокремити одна від одної Ш-подібні пластини. Для цього нам знадобляться деякі інструменти, а саме: круглогубці, плоскогубці, маленька викрутка для «підчепу» пластин, кусачки, ніж.

Щоб витягнути найпершу платівку, доведеться попрацювати, але потім решта піде, як «по маслу». Працювати потрібно дуже обережно, тому що легко можна порізатися об пластини. Саме цьому трансформаторі відомо, що у виході в нього 32 У. У разі, коли ми цього не знаємо, потрібно перед розбором обов'язково заміряти напругу. щоб надалі ми змогли обчислити, скільки витків йде на 1 ст.

Отже, приступимо до розбору. Ножем потрібно відклеїти пластини одна від одної і, за допомогою кусачок та круглогубців, витягуємо їх із трансформатора. Ось так це виглядає:

Після того, як пластини витягли, потрібно зняти з обмоток пластмасовий корпус. Робимо це сміливо, тому що на роботу трансформатора це не вплине.

Потім знаходимо на вторинній обмотці доступний для розмотування контакт і кусачками "відкушуємо" його від місця спайки. Далі починаємо розмотувати обмотку, при цьому обов'язково рахуємо кількість витків. Щоб дріт не заважав, його можна намотувати на лінійку або щось подібне. Так як на цьому трансформаторі на вторинній обмотці 3 висновки (два крайніх і один середній), то логічно припустити, що напруга на середньому виводі дорівнює 16В, рівно половина від 32В. Розмотуємо обмотку до середнього контакту, тобто. до половини, та підраховуємо кількість витків, яку ми розмотали. (Якщо у трансформатора два висновки на вторинній обмотці, то розмотуємо «на око» до половини, вважаємо витки при цьому, потім відрізаємо розмотаний дріт, зачищаємо його кінець, припаюємо назад до контакту і збираємо трансформатор. роблячи все те ж, що при розбиранні, тільки в зворотному порядку. Після цього потрібно знову заміряти напругу, яка у нас вийшла після зменшення витків і вираховуємо скільки витків припадає на 1В. назад, у вас стала напруга 18В. Кількість витків, яке ви розмотали, дорівнює 105. Значить 105 витків припадає на 17В (35В-18В = 17В). ) Тепер, щоб нам зменшити напругу ще на 6В (18В-12В = 6В), вам потрібно розмотати приблизно 36,6 витків (6,1 * 6 = 36,6). знову розібрати трансформатор і зробити цю «процедуру».). У нашому випадку, дійшовши до половини обмотки, у нас вийшло 106 витків. Отже ці 106 витків припадають на 16В. Обчислюємо скільки витків посідає 1В (106/16=6,625) і відмотуємо ще приблизно 26,5 витків (16В-12В=4В; 4В*6,625витков=26,5 витков). Потім "відкушуємо" відмотаний дріт, зачищаємо від лаку його кінець, залуджуємо і припаюємо до контакту на трансформаторі, від якого він був "відкусаний".

Тепер збираємо трансформатор так само, як і розбирали, лише у зворотному порядку. Не хвилюйтеся, якщо у вас залишиться одна-дві платівки, головне щоб вони дуже щільно «сиділи».

Залишається виміряти напругу, яка у нас вийшла:

Вітаю вас, колеги, все вийшло чудово!

Якщо щось не вийшло з першого разу, не засмучуйтесь і не здавайтеся. Тільки виявляючи завзятість та терпіння, можна чомусь навчитися. Якщо виникнуть якісь питання, залишайте їх у коментарях, і я обов'язково відповім.

У наступній статті я розповім, як із цього трансформатора зробити блок живлення постійного струму на 12В.

http://viktorkorolev.ru

legkoe-delo.ru

Вітаю вас, читачу мого сайту ceshka.ru!

У цій статті я хочу розповісти вам, як регулюється напруга у силового трансформатора 110/10 кВ- під навантаженням.

Для тих, хто взагалі не в темі, пояснюю про що взагалі йдеться.

Електроенергія від електростанції (АЕС, ТЕЦ, ГРЕС тощо) передається по опорах повітряних ліній на багато сотень кілометрів до підстанції (я вестиму мову про підстанцію 110 000 Вольт), де встановлені понижуючі трансформатори – дуже великі і дуже потужні.

Ці трансформатори знижують напругу (у моєму прикладі до 10 000 Вольт) і передають електроенергію далі, але вже на більш коротку відстань-в межах 10-40км до наступного понижуючого трансформатора, який перетворює вже високу напругу 10 кВ в низьку трифазну напругу 40 і йде по дротах до нас додому.

Так от, до трансформатора 110/10 кВ, встановленого на підстанції, приєднується дуже багато навантаження-це може бути цілий сільський район або частина великого міста.

Навантаження протягом дня і протягом пір року постійно змінюється і дуже сильно.

Наприклад, у зимовий період багато сільських жителів обігріваються електрокотлами, тому споживаний струм набагато більше, ніж влітку.

Або є ранкові та вечірні години максимуму навантажень коли люди прокидаються або навпаки приходять з роботи, включають електроприлади-споживання електроенергії сильно зростає. Протягом дня навантаження знижується і іноді навіть у рази менше, ніж вранці або ввечері.

Що відбувається з понижувальним трансформатором зі збільшенням навантаження

А нічого з ним не відбувається))) Як знижував він напругу-так і продовжує знижувати-так вже він влаштований.

На первинну обмотку (обмотка високої напруги) подається 110 000 Вольт, а з вторинної (обмотка низької напруги) знімається 10 000 Вольт.

Це ідеальний варіант, коли напруга на первинній обмотці стабільна і не змінюється, а навантаження вторинної обмотки або дуже мало або її зовсім немає (трансформатор працює в режимі холостого ходу).

Насправді, це зовсім не так.

Насправді висока напруга на первинному навантаженні постійно змінюється в невеликих межах-110-117кВ

Оскільки коефіцієнт трансформації у трансформатора величина стала, то виходить що й на вторинної обмотці 10 кВ напруга теж коливається “в ногу” з первинним напругою.

А після цього коливання напруги передаються наступним понижувальним трансформаторам 10/0,4 кВ.

І так ці коливання сягнуть і наших квартир і напруга коливалася б пропорційно з високою напругою 110 кВ.

І було б у нас у розетках то 180 Вольт, то 250 і безперервно б воно змінювалося протягом доби. Думаю що нікому не сподобається коли світло в будинку постійно змінює яскравість, як у тому анекдоті-то згасне, то згасне, то зовсім не засмагне)))

Чому змінюється напруга

А змінюється напруга від навантаження, від того, яка потужність підключена до трансформатора.

Хто товаришує з фізикою той знає- чим більше потужність, тим більше струм. У свою чергу, збільшення значення електричного струмупризводить до того, що збільшується падіння напруги у провідниках електричного струму.

Це обмотки трансформатора, дроти повітряної лінії електропередачі, силові кабелі тощо - на них відбувається основне падіння напруги.

Що це таке падіння напруги

Говорячи спрощено і що було б зрозуміліше - це енегрія (причому активна!), що виділяється у вигляді тепла.

Наведу приклад. Для кожного перерізу дроту є максимальний допустимий струм. Якщо до мідного дроту перерізом 2,5 кв. мм підключити однофазний електротіл потужністю 9 кВт зі споживаним струмом 9000:220=41 ампер, то провід дуже сильно грітиметься.

Матеріал, з якого виготовлений дріт-мідь надає активний опір електричному струму.

За законом Ома-електричний струм прямо пропорційний змінам напруги, тому при підключенні електрокотла на цій ділянці дроту збільшується і напруга і відбувається нагрівання дроту.

Не зрозуміло? Давайте ще докладніше. Допустимо опір проводу0 1 Ом. Оскільки вже визначили - 41 ампер.

Тоді на дроті напруга становитиме U=R*I= 41 Вольт

Це і є падіння напруги на дроті. При цьому виділятиметься потужність у вигляді тепла P=U*I=41*41=1681 Ватт

А це цілий електрообігрівач потужністю 1,7 кВт!

Звичайно така розсіювана потужність у дроті призводить до перегріву та плавлення ізоляції. Саме тому для кожного перерізу струм обмежений.

В даному випадку для 2,5 кв.мм допустимий струм 25-27 ампер.

З усього вищесказаного випливає:

При збільшенні навантаження - збільшується струм і збільшується падіння напруги та втрати енергії у проводах

Іншими словами - частина напруги та енергії до наших розеток просто не доходить, а виділяється в повітря у вигляді тепла.

А зараз найважливіше!

Щоб компенсувати такі неминучі втрати енергії, на вторинній обмотці силового трансформатора підвищують напругу.

Тобто підвищують напругу вище 10 000 Вольт-до 11, а то й більше кіловольт. Тоді навіть якщо частина енергії “губиться” у проводах, у нас у квартирах та будинках напруга знаходиться в межах норми – близько 220 Вольт.

Як регулюється напруга

Як можна змінювати вторинну напругу на понижувальному трансформаторі? Можна змінювати напругу, що підводиться до первинної обмотки; тоді на вторинній вона буде змінюватися прямо пропорційно.

Але цей варіант не підходить, так як у трансформаторів, підключених до мережі 110 кВ різна завантаженість - в одних може бути 100% навантаженість, в інших - 20-50% і т.д.

І при цьому способі напруга на виході змінюватиметься одночасно на всіх-і там де треба і де не треба…

А трансформаторів підключено не просто багато-а дуже багато!

Тому застосовують інший спосіб.

Напруга регулюється зміною коефіцієнта трансформації самого трансформатора

Змінюється кількість витків первинної обмотки трансформатора.

А чому саме у первинній?

У принципі можна було б змінювати і на вторинній обмотці-коефіцієнту все одно, він все одно змінюватиметься, оскільки змінюватиметься співвідношення витків первинної до вторинної обмотками.

Однак змінюють саме на високій стороні-де вище напруга. Чому?

Все дуже просто. Де вище напруга там менше величина електричного струму.

А так як регулювання напруги відбувається під навантаженням-тобто трансформатор не відключають, то при зміні витків обмотки-при комутації-з'являється електрична дуга в місці перемикання контактів.

А чим більше струм - тим більше дуга, а цю дугу треба обов'язково гасити.

До речі значення струму між первинною та вторинною обмотками відрізняється дуже значно. Наприклад на вторинному навантаженні струм у 300 ампер цілком допустимо, а для первинної максимальний струм є 25-30 ампер.

Думаю не треба пояснювати, що перемикати контакти при струмі в 300 ампер набагато складніше ніж при 30, погодьтеся)))

А де ці контакти? У баку трансформатора зроблено відведення від первинної обмотки для зміни коефіцієнта трансформації і виведено в окремий відсік, де відбувається перемикання за допомогою спеціального механізму.

Зовні на баку трансформатора прикріплений привід цього механізму, називається він

Привід РНН

РПН розшифровується як Регулювання під навантаженням. У приводі розташований електродвигун та елементи автоматики РПН- пускачі, кінцеві вимикачі, автоматичний вимикач, Клемник з контрольними кабелями і т.д.

Є інший спосіб зниження напруги на навантаженні, але лише для ланцюгів постійного струму. Дивись тут.

Замість додаткового резистора використовують ланцюжок із послідовно включених у прямому напрямку діодів.

Весь сенс полягає в тому, що при протіканні струму через діод на ньому падає "пряма напруга" рівну, залежно від типу діода, потужності і струму, що протікає через нього - від 0,5 до 1,2 Волта.

На германієвому діоді падає напруга 0,5 - 0,7, на кремнієвому від 0,6 до 1,2 Вольта. Виходячи з того, на скільки вольт потрібно зменшити напругу на навантаженні, включають відповідну кількість діодів.

Щоб зменшити напругу на 6 В необхідно приблизно включити: 6 В: 1,0 = 6 штук кремнієвих діодів, 6 В: 0,6 = 10 штук германієвих діодів. Найбільш популярні та доступні кремнієві діоди.

Вище наведена схема з діодами, більш громіздка у виконанні, ніж із простим резистором. Але, вихідна напруга, у схемі з діодами, стабільніше і слабкіше залежить від навантаження. У чому різниця між цими двома способами зниження вихідної напруги?

На Рис 1 - додатковий опір - резистор (дротяний опір), Рис 2 - додатковий опір - діод.

У резистора (дротяного опору) лінійна залежністьміж струмом, що проходить через нього та падінням напруги на ньому. У скільки разів збільшиться струм, у стільки ж збільшиться і падіння напруги на резисторі.

З прикладу 1: якщо ми до лампочки підключимо паралельно ще одну, то струм у ланцюзі збільшиться, з урахуванням загального опору двох лампочок до 0,66 А. Падіння напруги на додатковому резистори буде: 12 Ом *0,66 А = 7,92 В .На лампочках залишиться: 12 В - 7,92 В = 4,08 В. Вони горітимуть в підлогу розжарення.

Зовсім інша картина буде якщо замість резистора буде ланцюжок діодів.

Залежність між струмом, що протікає через діод і падаючому на ньому напрузі, нелінійна. Струм може збільшитися в кілька разів, падіння напруги на діоді збільшиться всього на кілька десятих вольт.

Тобто. що більше струм діода, то (порівняно з резистором) менше збільшується його опір. Падіння напруги на діодах мало залежить від струму в ланцюзі.

Діоди в такому ланцюзі виконують роль стабілізатора напруги. Діоди необхідно підбирати за максимальним струмом у ланцюгу. Максимально допустимий струм діодів повинен бути більшим, ніж струм у ланцюгу, що розраховується.

Падіння напруги на деяких діодах при струмі 0,5 А наведено в таблиці.

У ланцюгах змінного струму як додатковий опір можна використовувати конденсатор, індуктивність, диністор або тиристор (з додаванням схеми управління).