kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Acemi elektrikçiler
Görüntülenme sayısı: 56510
Makaleye yorum: 3
Voltaj nedir, voltaj nasıl düşürülür ve arttırılır
Gerilim ve amper, elektrikteki iki ana miktardır. Bunlara ek olarak, bir dizi başka miktar da ayırt edilir: yük, manyetik alan şiddeti, elektrik alan şiddeti, manyetik indüksiyon ve diğerleri. Günlük işlerde pratik bir elektrikçi veya elektronik mühendisi genellikle voltaj ve akımla çalışmak zorundadır - Volt ve Amper. Bu makalede, özellikle gerginlik, ne olduğu ve onunla nasıl çalışılacağı hakkında konuşacağız.
Fiziksel miktarın belirlenmesi
Voltaj, iki nokta arasındaki potansiyel farktır, yükün ilk noktadan ikinciye aktarılması için elektrik alanının yaptığı işi karakterize eder. Volt cinsinden ölçülen voltaj. Bu, voltajın uzaydaki sadece iki nokta arasında mevcut olabileceği anlamına gelir. Bu nedenle, voltajı bir noktada ölçmek imkansızdır.
Potansiyel "F" harfiyle ve voltaj "U" harfiyle gösterilir. Potansiyel fark açısından ifade edilirse, voltaj:
U = F1-F2
İş yoluyla ifade edilirse, o zaman:
U = A / q,
burada A çalışır, q yüktür.
Gerilim ölçümü
Voltaj bir voltmetre ile ölçülür. Voltmetre probları voltajı ilgilendiğimiz iki noktaya veya parçanın terminallerine, ölçmek istediğimiz voltaj düşüşüne bağlar. Ayrıca, devreye herhangi bir bağlantı çalışmasını etkileyebilir. Bu, bir elemana paralel bir yük eklendiğinde, devredeki akımın değiştiği ve eleman üzerindeki voltajın Ohm yasasına göre değiştiği anlamına gelir.
Sonuç:
Voltmetre en yüksek giriş direncine sahip olmalıdır, böylece bağlandığında, ölçülen bölümdeki toplam direnç neredeyse değişmeden kalır. Voltmetrenin direnci sonsuzluğa eğilimli olmalıdır ve ne kadar büyük olursa, okumaların güvenilirliği de o kadar büyük olur.
Ölçüm hassasiyeti (doğruluk sınıfı) bir dizi parametreden etkilenir. Kadranlı göstergeler için, ölçüm ölçeğinin mezuniyetinin doğruluğu, ok süspansiyonunun tasarım özellikleri, elektromanyetik bobinin kalitesi ve bütünlüğü, dönüş yaylarının durumu, şant seçiminin doğruluğu vb.
Dijital cihazlar için - esas olarak ölçüm voltajı bölmesinde direnç seçiminin doğruluğu, ADC'nin çözünürlüğü (daha doğru), ölçüm problarının kalitesi.
DC voltajını dijital bir cihazla ölçmek için (ör. multimetre), kural olarak, probların ölçülen devreye doğru bağlanması önemli değildir. Pozitif bir probu, negatif bir probun bağlandığı noktadan daha fazla negatif potansiyele sahip bir noktaya bağlarsanız, ölçüm sonucunun önünde “-” işareti görünür.
Ancak bir işaretçi cihazı ile ölçüm yaparsanız, dikkatli olmanız gerekir Problar doğru şekilde bağlanmazsa, ok sıfıra doğru sapmaya başlar, sınırlayıcıya dayanır. Ölçüm sınırına veya daha fazlasına yakın voltajları ölçerken, sıkışabilir veya bükülebilir, bundan sonra bu cihazın doğruluğu ve daha fazla çalışması hakkında konuşmak gerekli değildir.
Günlük yaşamdaki ve amatör seviyedeki elektronikteki çoğu ölçüm için DT-830 ve benzeri gibi multimetrelerde yerleşik bir voltmetre yeterlidir.
Ölçülen değerler büyüdükçe, doğruluk gereksinimleri azalır, çünkü volt ölçerseniz ve 0.1V'luk bir hatanız varsa, bu resmi önemli ölçüde bozar ve yüzlerce veya binlerce volt ölçerseniz, 5 voltluk bir hata önemli bir rol oynamaz.
Voltaj yükü beslemek için uygun değilse ne yapmalı
Her bir cihaza veya cihaza güç vermek için, belirli bir büyüklükte bir voltaj uygulamanız gerekir, ancak sahip olduğunuz güç kaynağının uygun olmadığı ve düşük veya çok yüksek bir voltaj ürettiği görülür.Bu problem, gerekli güç, voltaj ve akım gücüne bağlı olarak çeşitli şekillerde çözülür.
Gerilim direnci nasıl azaltılır?
Direnç akımı sınırlar ve aktığında voltaj dirence düşer (akım sınırlayıcı direnç). Bu yöntem, onlarca akım, maksimum yüz miliamper ile düşük güçlü cihazlara güç sağlamak için voltajı düşürmenizi sağlar.
Böyle bir güç kaynağına bir örnek, bir DC ağına (12) bir LED'in dahil edilmesidir (örneğin, 14,7 Volta kadar olan bir araç üstü ağ). Daha sonra, LED 20 V akımla 3,3 V'den beslenecek şekilde tasarlanmışsa, bir direnç R'ye ihtiyacınız vardır:
R = (14,7-3,3) /0,02) = 570 Ohm
Ancak dirençler maksimum güç dağılımında farklılık gösterir:
P = (14,7-3,3) * 0,02 = 0,228 W
Nominal değere en yakın olanı 0,25 W'lık bir dirençtir.
Genellikle bu tür güç kaynaklarına bir kısıtlama getiren güç kaybıdır güç dirençleri 5-10 watt'ı geçmez. Büyük bir voltajı ödemeniz veya yükü bu şekilde beslemeniz gerekiyorsa, çeşitli dirençleri birinin gücü yeterli değildir ve birkaç kişiye dağıtılabilir.
Direnç ile voltajı azaltma yöntemi hem DC hem de AC devrelerinde çalışır.
Dezavantajı, çıkış voltajının herhangi bir şekilde stabilize edilmemesi ve artan ve azalan akım ile direncin değeri ile orantılı olarak değişmesidir.
Bir jikle veya kapasitör ile alternatif voltaj nasıl azaltılır?
Sadece alternatif akımdan bahsediyorsak, reaktansı kullanabiliriz. Reaktif direnç sadece AC devrelerde, bunun nedeni kapasitörlerde ve indüktörlerde enerji depolamanın özellikleri ve anahtarlama yasalarıdır.
İndüktör bobini ve kondansatör balast olarak kullanılabilir.
Endüktörün (ve herhangi bir endüktif elemanın) reaktansı, alternatif akımın frekansına (50 Hz'lik bir ev elektrik şebekesi için) ve endüktansa bağlıdır, aşağıdaki formülle hesaplanır:
burada ω rad / s cinsinden açısal frekans, L-endüktans, açısal frekansı normale dönüştürmek için 2pi gereklidir, f Hz cinsinden voltaj frekansıdır.
Bir kapasitörün reaktansı, kapasitansına (daha düşük C, direnç daha büyük) ve devredeki akımın frekansına (frekans ne kadar yüksek olursa, direnç o kadar düşük) bağlıdır. Aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
Endüktif direncin bir örneği, floresan aydınlatma lambaları, DRL lambaları ve DNaT tedarikidir. İndüktör, lambanın içinden geçen akımı sınırlar, LL ve DNT lambalarında, lambayı açan yüksek voltaj dalgalanması oluşturmak için bir marş motoru veya darbeli ateşleme cihazı (başlatma rölesi) ile birlikte kullanılır. Bu, bu tür lambaların doğası ve çalışma prensibinden kaynaklanmaktadır.
Düşük güçlü cihazlara güç vermek için bir kondansatör kullanılır, güç devresi ile seri olarak monte edilir. Böyle bir güç kaynağına "balast (körleme) kapasitörlü transformatörsüz güç kaynağı" denir.
Çoğu zaman, portatif fenerlerde ve düşük güçlü radyolarda pillerin (örneğin kurşun) şarj edilmesi için bir akım sınırlayıcı olarak bulunurlar. Böyle bir şemanın dezavantajları açıktır - akü şarj seviyesinin, kaynamanın, düşük şarjın, voltaj kararsızlığının kontrolü yoktur.
DC gerilimi nasıl düşürülür ve stabilize edilir
Kararlı bir çıkış voltajı elde etmek için parametrik ve doğrusal stabilizatörler kullanılabilir. Genellikle ev tipi mikro devre KREN veya yabancı tip L78xx, L79xx üzerinde yapılır.
LM317 lineer dönüştürücü, herhangi bir voltaj değerini stabilize etmenizi sağlar, 37V'a kadar ayarlanabilir, buna dayanarak en basit regüle edilmiş güç kaynağını yapabilirsiniz.
Voltajı hafifçe azaltmanız ve stabilize etmeniz gerekiyorsa, açıklanan IC'ler çalışmaz. Çalışabilmeleri için 2V veya daha fazla sıra farkı olmalıdır. Bunun için LDO (düşük bırakma) stabilizatörleri oluşturulur.Farkları, çıkış voltajını stabilize etmek için, giriş voltajının 1V değerini aşması gerektiğinde yatmaktadır. Böyle bir dengeleyicinin bir örneği, 1.2 ila 5V arasındaki versiyonlarda bulunan AMS1117'dir, çoğu zaman 5 ve 3.3V versiyonlarını kullanırlar, örneğin Arduino panolarında ve çok daha fazlası.
Sıralı tipte yukarıda tarif edilen tüm lineer aşağı inme stabilizatörlerinin tasarımı önemli bir dezavantaja sahiptir - düşük verimlilik. Giriş ve çıkış voltajı arasındaki fark ne kadar büyük olursa, o kadar düşük olur. Aşırı voltajı basitçe “yakar” ve ısıya çevirir ve enerji kaybı eşittir:
Kayıp = (Uin-Uout) * I
AMTECH şirketi L78xx dönüştürücülerin PWM analoglarını üretir, darbe genişlik modülasyonu prensibi üzerinde çalışırlar ve verimlilikleri her zaman% 90'dan fazladır.
300 kHz'e kadar bir frekansla voltajı açar ve kapatırlar (dalgalanma minimumdur). Ve akım voltajı doğru seviyede sabitlenir. Ve anahtarlama devresi doğrusal analoglara benzer.
Sabit voltaj nasıl artırılır?
Voltajı artırmak için darbe voltaj dönüştürücüler üretin. Güçlendirme (yükseltme) ve kova (kova) ve kova yükseltme (kova yükseltme) programına dahil edilebilirler. Birkaç temsilciye bakalım:
1. Kurulu XL6009 çip dayalı
2. LM2577 tabanlı kart, çıkış voltajını arttırmak ve azaltmak için çalışır.
3. FP6291 üzerindeki dönüştürücü kartı, 5 V'luk bir güç kaynağının, örneğin bir powerbank'ın montajı için uygundur. Dirençlerin değerlerini ayarlayarak, benzer herhangi bir dönüştürücü gibi diğer voltajlara ayarlanabilir - geri besleme devrelerini ayarlamanız gerekir.
4. Kurulu MT3608 dayalı
Burada her şey tahtada imzalanmıştır - giriş ve çıkış - voltajlarını lehimleme platformu. Kartlar, çıkış voltajını ve bazı durumlarda, basit ve etkili bir laboratuvar güç kaynağının yapılmasını mümkün kılan akım sınırlarını ayarlayabilir. Hem dönüştürücü hem de darbeli çoğu dönüştürücü kısa devre korumalıdır.
Alternatif voltaj nasıl artırılır?
AC voltajını ayarlamak için iki ana yöntem kullanılır:
1. Otomatik transformatör;
2. Transformatör.
Otomatik transformatör - Bu tek bir sargı indüktörüdür. Sargının belirli sayıda turdan bir musluğu vardır, bu nedenle sargının uçlarından biri ile musluğun arasına bağlayarak, sargının uçlarında, toplam tur sayısı ve dokunmadan önce dönüş sayısı kadar artmış bir voltaj elde edersiniz.
Endüstri LATR'ler üretir - laboratuvar ototransformatörleri, voltaj regülasyonu için özel elektromekanik cihazlar. Elektronik cihazların geliştirilmesinde ve güç kaynaklarının onarımında çok geniş bir uygulama buldular. Ayarlama, elektrikli cihazın bağlı olduğu kayar fırça kontağı ile gerçekleştirilir.
Bu tür cihazların dezavantajı galvanik izolasyon eksikliğidir. Bu, çıkış terminallerinde yüksek voltajın kolayca ortaya çıkabileceği anlamına gelir, bu nedenle elektrik çarpması tehlikesi.
transformatör - Bu, voltajın büyüklüğünü değiştirmenin klasik bir yoludur. Bu kurulumların güvenliğini artıran ağdan galvanik izolasyon vardır. İkincil sargı üzerindeki voltajın büyüklüğü, birincil sargıdaki voltaja ve dönüşüm oranına bağlıdır.
Uvt = Yukarı * Ktr
Ktr = N1 / N2
Ayrı bir görünüm darbe transformatörleri. Onlarca ve yüzlerce kHz'lik yüksek frekanslarda çalışırlar. Anahtarlama güç kaynaklarının büyük çoğunluğunda kullanılırlar, örneğin:
-
Akıllı telefonunuzun şarj cihazı;
-
Laptop güç kaynağı;
-
Bilgisayar güç kaynağı.
Yüksek frekanstaki çalışma nedeniyle, genel boyutlar azalır, ağ (50/60 Hz) transformatörlerinkinden çok daha azdır, sargılardaki dönüş sayısı ve sonuç olarak fiyat.Anahtarlama güç kaynaklarına geçiş, tüm modern elektroniklerin boyutlarını ve ağırlığını azaltmayı ve verimliliği artırarak tüketimini azaltmayı mümkün kıldı (darbe devrelerinde,% 70-98).
Elektronik transformatörler genellikle mağazalarda bulunur.Girişlerine 220 V'luk bir ağ voltajı uygulanır ve örneğin 12 V'luk bir çıkış, DC ile çalışan bir yükte kullanım için yüksek frekanstır, ayrıca bir çıkış takmak gerekir diyot köprüsü yüksek hızlı diyotlardan.
İçeride, aşağıda gösterildiği gibi bir darbe transformatörü, transistör anahtarları, sürücü veya kendinden salınan devre bulunur.
Avantajları - devrenin sadeliği, galvanik izolasyon ve küçük boyut.
Dezavantajlar - satışa sunulan modellerin çoğunda akım geri bildirimi vardır, yani minimum güce sahip bir yük olmadan (belirli bir cihazın özelliklerinde belirtilir) basitçe açılmaz. Bireysel örnekler zaten voltaj işletim sistemleri ile donatılmıştır ve herhangi bir sorun olmadan rölantide çalışır.
Genellikle asma tavanın spot ışıkları gibi 12V halojen lambalara güç vermek için kullanılırlar.
Sonuç
Voltaj, ölçümü ve ayarlanması hakkında temel bilgilere baktık. Modern bir eleman tabanı ve çeşitli hazır üniteler ve dönüştürücüler, gerekli çıkış özelliklerine sahip herhangi bir güç kaynağını uygulamanıza izin verir. Yöntemlerin her biri hakkında daha ayrıntılı olarak ayrı bir makale yazabilirsiniz.Bu çerçevede, sizin için uygun olan bir çözümün hızlı seçimi için gerekli temel bilgilere uymaya çalıştım.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: