Как понизить напряжение в сети: Как понизить напряжение постоянного и переменного тока

Схема для понижения напряжения постоянного тока. Высокое или повышенное напряжение. Как понизить напряжение в сети

Внимание новинка! Стабилизатор напряжения для всего дома SKAT ST-12345 разработан специально для сетей с нестабильным сетевым напряжением. Стабилизирует напряжение в диапазоне от 125 до 290 Вольт! Имеет большую мощность 12 кВА! Гарантия — 5 лет! Видео испытания стабилизатора смотрите .

Высокое и повышенное напряжение. Причины возникновения

Как в наших в наших электросетях могут появиться высокое или повышенное напряжение. Как правило к повышению напряжения могут привести некачественные электрические сети или аварии в сетях. К недостаткам сетей можно отнести: устаревшие сети, низкокачественное обслуживание сетей, высокий процент амортизации электрооборудования, неэффективное планирование линий передач и распределительных станций, не управляемый роста количества потребителей. Это приводит к тому, что соти тысяч потребителей, получают высокое или повышенное напряжение. Значение напряжения в таких сетях может достигать 260, 280, 300 и даже 380 Вольт.

Одной из причин повышенного, как не странно, может быть пониженное напряжение потребителей, находящихся далеко от трансформаторной подстанции. В этом случае часто электрики умышленно повышают выходное напряжение электрической подстанции, что бы добить удовлетворительных показателей тока у последних в линии передач потребителей. В итоге у первых в линии напряжение будет повышенным. По этой же причине можно наблюдать повышенное напряжение в дачных поселках. Здесь изменение параметров тока связаны с сезонностью и периодичностью потребления тока. Летом мы наблюдаем рост потребления электроэнергии. В этот сезон на дачах находится много людей они используют большое количество энергии, а зимой потребление тока резко падает. В выходные дни потребление на дачных участках растет, а в рабочие дни падает. В результате имеем картину неравномерно потребления энергии. В этом случае, если установить выходное напряжение на подстанции (а они как правило не достаточной мощности) нормальным (220 Вольт), то в летом и в выходные напряжение резко просядет и будет пониженным. Поэтому электрики изначально настраивают трансформатор на повышенное напряжение. В итоге зимой и в рабочие дни напряжение в поселках высоко или повышенное.

Вторая большая группа причин появления высокого напряжения — это перекосы по фазам при подключении потребителей. Часто бывает так, что подключение потребителей происходит хаотично, без предварительного плана и проекта. Или в ходе реализации проекта или развития поселений происходит изменение значения потребления на разных фазах линии передач. Это может привести к тому, что на одной фазе напряжение будет пониженным, а на другой фазе повышенным.

Третья группа причин повышенного напряжения в сети — это аварии на линиях электропередач и внутренних линиях. Здесь следует выделить две основные причины — обрыв нуля и попадание тока высокого напряжения в обычные сети. Второй случай — это редкость, случается в городах в сильный ветер, ураган. Бывает, что линия питания электротранспорта (трамвая или троллейбуса) попадает при обрыве на линии городских сетей. В этом случае в сеть может попасть и 300, и 400 Вольт.

Теперь рассмотрим, что происходит при пропадании «нуля» во внутренних домовых сетях. Этот случай бывает довольно часто. Если в одном подъезде дома используется две фазы, то при пропадании нуля (например нет контакта на нуле) происходит происходит изменение значения напряжения на разных фазах. На той фазе, где сейчас нагрузка в квартирах меньше, напряжение будет завышенным, на второй фазе заниженным. Причем напряжение распределяется обратно пропорционально нагрузке. Так если на одной фазе нагрузка именно в этот момент в 10 раз больше чем на другой, то мы можем получить на первой фазе 30 Вольт (низкое напряжение), а на второй фазе 300 Вольт (высокое напряжение). Что приведет к сгоранию электрических приборов, и возможно пожару.

Чем опасно высокое и повышенное напряжение

Высокое напряжение опасно для электрических приборов. Значительное повышение напряжения может привести к сгоранию приборов, их перегреву, дополнительному износу. Особенно критичны к высокому напряжению электронное оборудование и электромеханические приборы.

Повышенное напряжение может привести к пожару в доме, нанести большой ущерб.

Если речь идет о снижении напряжения в сети, то нахождение проблемы является более сложной задачей, поскольку она зависит от типа используемого потребителя электроэнергии. Можно выделить два основных типа потребителей: сопротивления и двигателя.

Что касается потребителя типа сопротивления, то для них снижение напряжения прямо пропорционально падению потребляемого тока (з-н Ома l = U /R). Для предохранителей слабый ток не несет никаких опасностей. Если взять сопротивление, потребляющее 300 Вт (рис. 55.2) при 240 В, то при напряжении 24 В оно будет потреблять только 3 Вт.

Что касается типа двигателя, то вначале необходимо отличать их по действию большего момента сопротивления (рис. 55.3). Так, можно сравнить поршневые (больший момент сопротивления? и приводные двигатели (меньший момент сопротивления?.

Относительно центробежных вентиляторов, то они находятся между двумя данными категориями. Преимущественно их характеристики не выдерживают значительного падения напряжения питания, в связи, с чем их относят к категории устройств с большим моментом сопротивления.

Напомним, что способность двигателя приводить в движение устройство (момент на валу) зависит от квадрата напряжения питания. То есть, если он предназначен для работы от питания 220 В, а напряжение снизится до 110 В, то крутящий момент уменьшится в 4 раза (рис. 55.4). Если при снижении напряжения момент сопротивления слишком велик, то двигатель остановится. При этом потребляемый двигателем ток, будет равен пусковому, который он будет потреблять во время вынужденной остановки. В этот момент спасти его от сильного перегрева может только встроенная защита (тепловое реле), которое быстро отключит питание.

При низком моменте сопротивления приводимого устройства снижение напряжения приведет к уменьшению скорости вращения, поскольку мотор обладает меньшей располагаемой мощностью. Данное свойство широко применяется в большинстве многоскоростных двигателей, которые вращают вентиляторы кондиционеров (рис. 55.5). При переключении на БС (большая скорость) сопротивление замкнуто на коротко и двигатель запитывается от 220 В. Скорость его вращения номинальная.

При переключении на МС (малая скорость) сопротивление соединено последовательно с обмоткой двигателя, из-за чего напряжение на нем снижается. Соответственно уменьшается и крутящий момент на валу, таким образом, вентилятор начинает вращаться с пониженной скоростью. Потребляемый ток становится меньше. Данной свойство широко применяется при изготовлении электронных регуляторов скорости (на основе тиристоров), служащих для регулирования давления конденсации, изменяя скорость вращения вентиляторов в конденсаторах с воздушным (рис. 55.6).

Данные регуляторы, называемые преобразователями или вентилями тока, функционируют, как и остальные регуляторы-ограничители, работая по принципу «срезания» частоты амплитуды переменного тока.

В первой позиции давление высокое и регулятор скорости полностью пропускает полупериоды сети. На клеммах двигателя напряжение (заштрихованная область) соответствует питанию в сети, и он начинает вращаться с максимальной скоростью, при этом потребляя номинальный ток.

Во второй позиции давление конденсации начинает снижаться. Вступает в регулятор, срезая часть каждого полупериода, поступающего на вход двигателя. Напряжение на клеммах двигателя уменьшается, вместе со скоростью и потребляемым током.

В третьей позиции напряжение слишком слабое. Поскольку крутящий момент двигателя меньше момента сопротивления вентилятора, он останавливается и начинает нагреваться. Таким образом, регуляторы скорости в основном настраиваются на предельно допустимое значение минимальной скорости.

Кроме того, метод «срезания» может применяться в однофазных двигателях, когда те используются для приводов с низким моментом сопротивления. Что касается трехфазных двигателей (используемых для привода машин с большим сопротивлением), то рекомендовано применение многоскоростных двигателей, двигателей постоянного тока или частотных преобразователей.

В повседневной жизни нам приходится часто сталкиваться с падением напряжения. Оно может быть вызвано кратковременным отключением или резким падением силы тока. Для того чтобы ограничить падение напряжения необходимо правильно подбирать сечение питающих проводов. Но в некоторых случаях снижение уровня напряжения не обусловлено снижением питания в подводящих проводах.

Для примера возьмем катушку электромагнита 24 В, управляющую небольшим контактором (рис. 55.7). Когда электромагнит срабатывает, то потребляет ток равный 3 А, а при удержании он составляет 0,3 А (10 раз меньше). Другими словами, подключенный электромагнит потребляет ток, равный десятикратному току режима удержания. Несмотря на то, что продолжительность включения невелика (20 мс), данный фактор может иметь влияние в больших командных цепях с большим количеством контакторов и реле.

На представленной схеме (рис. 55.8) установлено 20 контакторов — С1-С20. Как только ток выключается, все они находятся в ждущем режиме, а при включении одновременно срабатывают. При срабатывании каждый контактор потребляет 3 А, а это значит,что через вторичную обмотку трансформатора будет идти ток 3×20=60 А. Если сопротивление вторичной обмотки составляет 0,3 Ом, то снижение напряжения на ней при срабатывании контакторов составит 0,3×60=18 В. Поскольку напряжение контакторов достигает всего 6 В, они не смогут работать (рис. 55.9).

В этом случае трансформатор вместе с проводкой будут сильно перегреваться, а сами контакторы гудеть. И так будет продолжаться до тех пор, пока не сработает автомат защиты или не перегорит предохранитель.

Если сопротивление вторичной обмотки трансформатора составит 0,2 Ома, то при включении контакторов напряжение в ней составит 0,2×60=12 В. При этом контакторы будут запитаны от 12 В, вместо 24 В, и нет никакой вероятности, что они включатся. Их работа будет аналогичной кА в предыдущем примере, поскольку напряжение в сети аномально высокое.

Трудности с сопротивлением на вторичной обмотке объясняются значительным напряжением холостого хода на выходе трансформатора, в отличие от напряжения под нагрузкой. С увеличением потребляемого тока, выходное напряжение снижается.

В качестве примера рассмотрим трансформатор 220/24 (рис. 55.10) мощностью 120 ВА, подключенный к сети 220 В. Если трансформатор выдает ток 5 А, то выходное напряжение составит 24 В (24×5=120 ВА). Но при снижении потребляемого тока до 1 А, выходное напряжение становится большим, например, 27 В. Это спровоцировано воздействием сопротивления провода вторичной обмотки.

Как только ток начинает снижаться, выходное напряжение повышается. И обратная ситуация: как только потребляемый ток становится больше 5 А, выходное напряжение уменьшается до 24 В, в результате чего трансформатор перегревается.

Если трансформатор небольшой мощности, то могут возникнуть определенные трудности, поэтому не следует пренебрегать подбором мощности трансформатора.

Если надоело постоянно менять перегоревшие лампы, воспользуйтесь одним из приведенных советов. Но во всех случаях успех достигается за счет существенного снижения напряжения.

В дневное и особенно в ночное время напряжение в сети нередко достигает 230-240В что приводит к ускоренному выгоранию нитей накала электроламп. Подсчитано,что повышение напряжения всего лишь на 4% по сравнению с номинальным(то есть с 220 до 228В) сокращает срок службы электроламп на 40%, а при повышенном «питании» в 6% этот срок снижается более чем наполовину.

В то же время уменьшение напряжения на лампах всего на 8%(до 200-202В) увеличивает «стаж» их работы в 3,5 раза, при 195В он возрастает почти в 5 раз. Разумеется с понижением напряжения, снижается и яркость свечения, но во многих случаях, в частности в служебных помещениях, и в местах общего пользования, это обстоятельство не так уж и важно.

Как же снизить напряжение на электролампах? Существуют два простых способа.


Первый — включают последовательно две лампы (рис 1). А какую же лампу взять в качестве дополнительной?. Можно такую же, как и основная. Но тогда обе лампы будут светить слабо. Лучше всего подбирать лампу так, чтобы мощности ламп отличались в 1,5-2 раза, например 40 и 75 Вт, 60 и 100 Вт и.т.д. Тогда лампа меньшей мошности будет светиться достаточно ярко, а более мощная слабее, выполняя роль своеобразного балласта, гасящего избыточное напряжение (рис.2.).

На первый взгляд выигрыша нет-ведь приходится использовать сразу две лампы вместо одной. Но вот что показывает простейший расчет; падение напряжения на лампах при последовательном соединении распределяется обратно пропорционально их мощности. Поэтому при напряжении в сети 220В (возьмем пару ламп на 40 и 75 Вт) на 40- ваттной лампе напряжение будет около 145В, а на её 75-ваттной «партнерше»-чуть больше 75В.

Так как долговечность зависит от величины напряжения, понятно, что менять придется в основном лампу меньшей мощности. Да и та, как показывает практика, в худшем случае служит не менее года. В обычных условиях за это же время приходится менять от 5 до 8 ламп (имеется в виду ежесуточная работа в течении 12 часов). Как видите, экономия весьма ощутима.


Другой способ-последовательное включение лампы и полупроводникового диода. Благодаря малым размерам его можно установить в конусе выключателя между клеммой и одним из подводящих проводов. При этом варианте происходит едва заметное мерцание ламп (за счет однополупериодического выпрямления переменного тока), а среднее значение напряжения на них составляет около 155В.

Теперь о выборе типа диода. Он должен иметь определенный запас по допустимому току и быть рассчитан на напряжение не ниже 400В. Из миниатюрных диодов этому требованию отвечают серии КД150 и КД209.

Однако диоды марки КД105 следует применять с лампами, у которых мощность не превышает 40Вт, а диоды КД209 (с любым буквенным индексом)-для совместной работы с 75-ватными осветительными приборами.

Разумеется использовать можно и более мощные диоды других типов, но тогда их придется устанавливать вне выключателя. Правильно подобранный диод служит практически неограниченное время.

Теперь разберем ещё один вопрос. Как быть тем, если в доме общий выключатель на весь подъезд? В этом случае устанавливают один диод большой мощности.

Его крепят на металлическом уголке, привинчивают шурупами к стене рядом с выключателем, и закрывают кожухом с веньтиляционными отверстиями.
Рекомендуемые типы диодов: КД202М, Н,Р или С, КД203, Д232-Д234, Д246-248 с любым буквенным индексом.

При выборе типа диода помните, что его максимально допустимый рабочий ток (указан в паспорте полупроводникового прибора) на 20-25% должен превышать суммарный ток, потребляемый одновременно всеми лампами, относящимися к данному выключателю. Если диод допускает ток всех лампочек (его нетрудно посчитать разделив общую мощность всех ламп на напряжение сети 220В) не должен превышать 4А.

И последнее: подсоединяя дополнительную лампу или диод, не забывайте, что имеете дело с высоким напряжением, представляющим опасность для Вашей жизни. Поэтому обязательно обесточьте линию, а уже потом приступайте к работе. Всего доброго.

Как понизить входное напряжение

Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода – ноль и фаза. Это называется однофазной сетью. Трехфазная крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования – понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.

Снижение напряжения с помощью трансформаторов

Самый простой способ – это использовать трансформатор пониженного напряжения, который совершает преобразования. Первичная обмотка содержит большее число витков, чем вторичная. Если есть необходимость снизить напряжение вдвое или втрое, вторичную обмотку можно и не использовать. Первичная обмотка трансформатора используется в качестве индуктивного делителя (если от нее имеются отводы). В бытовой технике используются трансформаторы, со вторичных обмоток которых снимается напряжение 5, 12 или 24 Вольта.

Это наиболее часто используемые значения в современной бытовой технике. 20-30 лет назад большая часть техники питалась напряжением в 9 Вольт. А ламповые телевизоры и усилители требовали наличия постоянного напряжения 150-250 В и переменного для нитей накала 6,3 (некоторые лампы питались от 12,6 В). Поэтому вторичная обмотка трансформаторов содержала такое же количество витков, как и первичная. В современной технике все чаще используются инверторные блоки питания (как на компьютерных БП), в их конструкцию входит трансформатор повышающего типа, он имеет очень маленькие габариты.

Делитель напряжения на индуктивностях

Индуктивность – это катушка, намотанная медным (как правило) проводом на металлическом или ферромагнитном сердечнике. Трансформатор – это один из видов индуктивности. Если от середины первичной обмотки сделать отвод, то между ним и крайними выводами будет равное напряжение. И оно будет равно половине напряжения питания. Но это в том случае, если сам трансформатор рассчитан на работу именно с таким питающим напряжением.

Но можно использовать несколько катушек (для примера можно взять две), соединить их последовательно и включить в сеть переменного тока. Зная значения индуктивностей, несложно произвести расчет падения на каждой из них:

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

В этих формулах L1 и L2 – индуктивности первой и второй катушек, U1 – напряжение питающей сети в Вольтах, U(L1) и U(L2) – падение напряжения на первой и второй индуктивностях соответственно. Схема такого делителя широко применяется в цепях измерительных устройств.

Делитель на конденсаторах

Очень популярная схема, используется для снижения значения питающей сети переменного тока. Применять ее в цепях постоянного тока нельзя, так как конденсатор, по теореме Кирхгофа, в цепи постоянного тока – это разрыв. Другими словами, ток по нему протекать не будет. Но зато при работе в цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением, которое и способно погасить напряжение. Схема делителя похожа на ту, которая была описана выше, но вместо индуктивностей используются конденсаторы. Расчет производится по следующим формулам:

  1. Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
  2. Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
  3. Падение напряжения на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Здесь С1 и С2 – емкости конденсаторов, U – напряжение в питающей сети, f – частота тока.

Делитель на резисторах

Схема во многом похожа на предыдущие, но используются постоянные резисторы. Методика расчета такого делителя немного отличается от приведенных выше. Использоваться схема может как в цепях переменного, так и постоянного тока. Можно сказать, что она универсальная. С ее помощью можно собрать понижающий преобразователь напряжения. Расчет падения на каждом резисторе производится по следующим формулам:

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

Нужно отметить один нюанс: величина сопротивления нагрузки должна быть на 1-2 порядка меньше, чем у делительных резисторов. В противном случае точность расчета будет очень грубая.

Практическая схема блока питания: трансформатор

Для выбора питающего трансформатора вам потребуется знать несколько основных данных:

  1. Мощность потребителей, которые нужно подключать.
  2. Значение напряжения питающей сети.
  3. Значение необходимого напряжения во вторичной обмотке.

Чтобы рассчитать число витков в первичной обмотке, вам нужно 50 разделить на площадь сечения сердечника. Сечение вычисляется по формуле:

А мощность Р1 = Р2 / КПД. Коэффициент полезного действия трансформатора никогда не будет более 0,8 (или 80%). Поэтому при расчете берется максимальное значение – 0,8.

Мощность во вторичной обмотке:

Эти данные известны по умолчанию, поэтому произвести расчет не составит труда. Вот как понизить напряжение до 12 вольт, используя трансформатор. Но это не все: бытовая техника питается постоянным током, а на выходе вторичной обмотки — переменный. Потребуется совершить еще несколько преобразований.

Схема блока питания: выпрямитель и фильтр

Далее идет преобразование переменного тока в постоянный. Для этого используются полупроводниковые диоды или сборки. Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода. Называется он однополупериодный. Но максимальное распространение получила мостовая схема, которая позволяет не просто выпрямить переменный ток, но и избавиться максимально от пульсаций. Но такая схема преобразователя все равно неполная, так как от переменной составляющей одними полупроводниковыми диодами не избавиться. А понижающие трансформаторы напряжения 220 В способны преобразовать переменное напряжение в такое же по частоте, но с меньшим значением.

Электролитические конденсаторы используются в блоках питания в качестве фильтров. По теореме Кирхгофа, такой конденсатор в цепи переменного тока является проводником, а при работе с постоянным — разрывом. Поэтому постоянная составляющая будет протекать беспрепятственно, а переменная замкнется сама на себя, следовательно, не пройдет дальше этого фильтра. Простота и надежность – это именно то, что характеризует такие фильтры. Также могут применяться сопротивления и индуктивности для сглаживания пульсаций. Подобные конструкции используются даже в автомобильных генераторах.

Стабилизация напряжения

Вы узнали, как понизить напряжение до нужного уровня. Теперь его нужно стабилизировать. Для этого используются специальные приборы – стабилитроны, которые изготовлены из полупроводниковых компонентов. Они устанавливаются на выходе блока питания постоянного тока. Принцип работы заключается в том, что полупроводник способен пропустить определенное напряжение, излишек преобразуется в тепло и отдается посредством радиатора в атмосферу. Другими словами, если на выходе БП 15 вольт, а установлен стабилизатор на 12 В, то он пропустит именно столько, сколько нужно. А разница в 3 В пойдет на нагрев элемента (закон сохранения энергии действует).

Заключение

Совершенно другая конструкция – это стабилизатор напряжения понижающий, он делает несколько преобразований. Сначала напряжение сети преобразуется в постоянное с большой частотой (до 50 000 Гц). Оно стабилизируется и подается на импульсный трансформатор. Далее происходит обратное преобразование до рабочего напряжения (сетевого или меньшего по значению). Благодаря использованию электронных ключей (тиристоров) постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимой частотой (в сетях нашей страны — 50 Гц).

Напряжение и сила тока — две основных величины в электричестве. Кроме них выделяют и ряд других величин: заряд, напряженность магнитного поля, напряженность электрического поля, магнитная индукция и другие. Практикующему электрику или электронщику в повседневной работе чаще всего приходится оперировать именно напряжением и током — Вольтами и Амперами. В этой статье мы расскажем именно о напряжении, о том, что это такое и как с ним работать.

Определение физической величины

Напряжение это разность потенциалов между двумя точками, характеризует выполненную работу электрического поля по переносу заряда из первой точки во вторую. Измеряется напряжение в Вольтах. Значит, напряжение может присутствовать только между двумя точками пространства. Следовательно, измерить напряжение в одной точке нельзя.

Потенциал обозначается буквой «Ф», а напряжение буквой «U». Если выразить через разность потенциалов, напряжение равно:

Если выразить через работу, тогда:

где A — работа, q — заряд.

Измерение напряжения

Напряжение измеряется с помощью вольтметра. Щупы вольтметра подключают на две точки напряжение, между которыми нас интересует, или на выводы детали, падение напряжения на которой мы хотим измерить. При этом любое подключение к схеме может влиять на её работу. Это значит, что при добавлении параллельно элементу какой-либо нагрузки ток в цепи изменить и напряжение на элементе измениться по закону Ома.

Вывод:

Вольтметр должен обладать максимально высоким входным сопротивлением, чтобы при его подключении итоговое сопротивление на измеряемом участке оставалось практически неизменным. Сопротивление вольтметра должно стремиться к бесконечности, и чем оно больше, тем большая достоверность показаний.

На точность измерений (класс точности) влияет целый ряд параметров. Для стрелочных приборов – это и точность градуировки измерительной шкалы, конструктивные особенности подвеса стрелки, качество и целостность электромагнитной катушки, состояние возвратных пружин, точность подбора шунта и прочее.

Для цифровых приборов — в основном точность подбора резисторов в измерительном делителе напряжения, разрядность АЦП (чем больше, тем точнее), качество измерительных щупов.

Для измерения постоянного напряжения с помощью цифрового прибора (например, мультиметра), как правило, не имеет значения правильность подключения щупов к измеряемой цепи. Если вы подключите положительный щуп к точке с более отрицательным потенциалом, чем у точки, к которой подключен отрицательный щуп — то на дисплее перед результатом измерения появится знак «–».

А вот если вы меряете стрелочным прибором нужно быть внимательным, При неправильном подсоединении щупов стрелка начнет отклоняться в сторону нуля, упрется в ограничитель. При измерении напряжений близких к пределу измерений или больше она может заклинить или погнуться, после чего о точности и дальнейшей работе этого прибора говорить не приходится.

Для большинства измерений в быту и в электронике на любительском уровне достаточно и вольтметра встроенного в мультиметры типа DT-830 и подобных.

Чем больше измеряемые значения — тем ниже требования к точности, ведь если вы измеряете доли вольта и у вас погрешность в 0.1В — это существенно исказит картину, а если вы измеряете сотни или тысяч вольт, то погрешность и в 5 вольт не сыграет существенной роли.

Что делать если напряжение не подходит для питания нагрузки

Для питания каждого конкретного устройства или аппарата нужно подать напряжение определенной величины, но случается, так что имеющийся у вас источник питания не подходит и выдает низкое или слишком высокое напряжение. Решается эта проблема разными способами, в зависимости от требуемой мощности, напряжения и силы тока.

Как понизить напряжение сопротивлением?

Сопротивление ограничивает ток и при его протекании падает напряжение на сопротивление (токоограничивающий резистор). Такой способ позволяет понизить напряжение для питания маломощных устройств с токами потребления в десятки, максимум сотни миллиампер.

Примером такого питания можно выделить включение светодиода в сеть постоянного тока 12 (например, бортовая сеть автомобиля до 14.7 Вольт). Тогда, если светодиод рассчитан на питание от 3.3 В, током в 20 мА, нужен резистор R:

R=(14.7-3.3)/0.02)= 570 Ом

Но резисторы отличаются по максимальной рассеиваемой мощности:

Ближайший по номиналу в большую сторону — резистор на 0.25 Вт.

Именно рассеиваемая мощность и накладывает ограничение на такой способ питания, обычно мощность резисторов не превышает 5-10 Вт. Получается, что если нужно погасить большое напряжение или запитать таким образом нагрузку мощнее, придется ставить несколько резисторов т.к. мощности одного не хватит и ее можно распределить между несколькими.

Способ снижения напряжения резистором работает и в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока.

Недостаток — выходное напряжение ничем нестабилизировано и при увеличении и снижении тока оно изменяется пропорционально номиналу резистора.

Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?

Если речь вести только о переменном токе, то можно использовать реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление есть только в цепях переменного тока, это связно с особенностями накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности и законами коммутации.

Дроссель и конденсатор в переменном токе могут быть использованы в роли балластного сопротивления.

Реактивное сопротивление дросселя (и любого индуктивного элемента) зависит от частоты переменного тока (для бытовой электросети 50 Гц) и индуктивности, оно рассчитывается по формуле:

где ω – угловая частота в рад/с, L-индуктивность, 2пи – необходимо для перевода угловой частоты в обычную, f – частота напряжения в Гц.

Реактивное сопротивление конденсатора зависит от его емкости (чем меньше С, тем больше сопротивление) и частоты тока в цепи (чем больше частота, тем меньше сопротивление). Его можно рассчитать так:

Пример использования индуктивного сопротивление — это питание люминесцентных ламп освещения, ДРЛ ламп и ДНаТ. Дроссель ограничивает ток через лампу, в ЛЛ и ДНаТ лампах он используется в паре со стартером или импульсным зажигающем устройством (пусковое реле) для формирования всплеска высокого напряжения включающего лампу. Это связано с природой и принципом работы таких светильников.

А конденсатор используют для питания маломощных устройств, его устанавливают последовательно с питаемой цепью. Такой блок питания называется «бестрансфоматорный блок питания с балластным (гасящим) конденсатором».

Очень часто встречают в качестве ограничителя тока заряда аккумуляторов (например, свинцовых) в носимых фонарях и маломощных радиоприемниках. Недостатки такой схемы очевидны — нет контроля уровня заряда аккумулятора, их выкипание, недозаряд, нестабильность напряжения.

Как понизить и стабилизировать напряжение постоянного тока

Чтобы добиться стабильного выходного напряжения можно использовать параметрические и линейные стабилизаторы. Часто их делают на отечественных микросхемах типа КРЕН или зарубежных типа L78xx, L79xx.

Линейный преобразователь LM317 позволяет стабилизировать любое значение напряжения, он регулируемый до 37В, вы можете сделать простейший регулируемый блок питания на его основе.

Если нужно незначительно снизить напряжение и стабилизировать его описанные ИМС не подойдут. Чтобы они работали должна быть разница порядка 2В и более. Для этого созданы LDO(low dropout)-стабилизаторы. Их отличие заключается в том, что для стабилизации выходного напряжение нужно, чтобы входное его превышало на величину от 1В. Пример такого стабилизатора AMS1117, выпускается в версиях от 1.2 до 5В, чаще всего используют версии на 5 и 3.3В, например в платах Arduino и многом другом.

Конструкция всех вышеописанных линейных понижающих стабилизаторов последовательного типа имеет существенный недостаток – низкий КПД. Чем больше разница между входным и выходным напряжением – тем он ниже. Он просто «сжигает» лишнее напряжение, переводя его в тепло, а потери энергии равны:

Компания AMTECH выпускает ШИМ аналоги преобразователей типа L78xx, они работают по принципу широтно-импульсной модуляции и их КПД равен всегда более 90%.

Они просто включают и выключают напряжение с частотой до 300 кГц (пульсации минимальны). А действующее напряжение стабилизируется на нужном уровне. А схема включения аналогичная линейным аналогам.

Как повысить постоянное напряжение?

Для повышения напряжения производят импульсные преобразователи напряжения. Они могут быть включены и по схеме повышения (boost), и понижения (buck), и по повышающе-понижающей (buck-boost) схеме. Давайте рассмотрим несколько представителей:

1. Плата на базе микросхемы XL6009

2. Плата на базе LM2577, работает на повышение и понижение выходного напряжения.

3. Плата преобразователь на FP6291, подходит для сборки 5 V источника питания, например powerbank. С помощью корректировке номиналов резисторов может перестраиваться на другие напряжения, как и любые другие подобные преобразователь – нужно корректировать цепи обратной связи.

4. Плата на базе MT3608

Здесь всё подписано на плате – площадки для пайки входного – IN и выходного – OUT напряжения. Платы могут иметь регулировку выходного напряжения, а в некоторых случая и ограничения тока, что позволяет сделать простой и эффективный лабораторный блок питания. Большинство преобразователей, как линейных, так и импульсных имеют защиту от КЗ.

Как повысить переменное напряжение?

Для корректировки переменного напряжения используют два основных способа:

Автотрансформатор – это дроссель с одной обмоткой. Обмотка имеет отвод от определенного количества витков, так подключаясь между одним из концов обмотки и отводом, на концах обмотки вы получаете повышенное напряжение во столько раз, во сколько соотносится общее количество витков и количество витков до отвода.

Промышленностью выпускаются ЛАТРы – лабораторные автотрансформаторы, специальные электромеханические устройства для регулировки напряжения. Очень широко применение они нашли в разработке электронных устройств и ремонте источников питания. Регулировка достигается за счет скользящего щеточного контакта, к которому подключается питаемое устройство.

Недостатком таких устройств является отсутствие гальванической развязки. Это значит, что на выходных клеммах может запросто оказаться высокое напряжение, отсюда опасность поражения электрическим током.

Трансформатор – это классический способ изменения величины напряжения. Здесь есть гальваническая развязка от сети, что повышает безопасность таких установок. Величина напряжения на вторичной обмотке зависит от напряжений на первичной обмотки и коэффициента трансформации.

Отдельный вид – это импульсные трансформаторы. Они работают на высоких частотах в десятки и сотни кГц. Используются в подавляющем большинстве импульсных блоках питания, например:

Зарядное устройство вашего смартфона;

Блок питания ноутбука;

Блок питания компьютера.

За счет работы на большой частоте снижаются массогабаритные показатели, они в разы меньше чем у сетевых (50/60 Гц) трансформаторов, количество витков на обмотках и, как следствие, цена. Переход на импульсные блоки питания позволил уменьшить габариты и вес всей современной электроники, снизить её потребление за счет увеличения кпд (в импульсных схемах 70-98%).

В магазинах часто встречаются электронные траснформаторы, на их вход подаётся сетевое напряжение 220В, а на выходе например 12 В переменное высокочастотное, для использования в нагрузке которая питается от постоянного тока нужно дополнительно устанавливать на выход диодный мост из высокоскоростных диодов.

Внутри находится импульсный трансформатор, транзисторные ключи, драйвер, или автогенераторная схема, как изображена ниже.

Достоинства – простота схемы, гальваническая развязка и малые размеры.

Недостатки – большинство моделей, что встречаются в продаже, имеют обратную связь по току, это значит что без нагрузки с минимальной мощностью (указано в спецификациях конкретного прибора) он просто не включится. Отдельные экземпляры оборудованы уже ОС по напряжению и работают на холостом ходу без проблем.

Используются чаще всего для питания 12В галогенных ламп, например точечные светильники подвесного потолка.

Заключение

Мы рассмотрели базовые сведения о напряжении, его измерении, а также регулировки. Современная элементная база и ассортимент готовых блоков и преобразователей позволяет реализовывать любые источники питания с необходимыми выходными характеристиками. Подробнее о каждом из способов можно написать отдельную статью, в пределах этой я постарался уместить базовые сведения, необходимые для быстрого подбора удобного для вас решения.

Напряжение и сила тока — две основных величины в электричестве. Кроме них выделяют и ряд других величин: заряд, напряженность магнитного поля, напряженность электрического поля, магнитная индукция и другие. Практикующему электрику или электронщику в повседневной работе чаще всего приходится оперировать именно напряжением и током — Вольтами и Амперами. В этой статье мы расскажем именно о напряжении, о том, что это такое и как с ним работать.

Определение физической величины

Напряжение это разность потенциалов между двумя точками, характеризует выполненную работу электрического поля по переносу заряда из первой точки во вторую. Измеряется напряжение в Вольтах. Значит, напряжение может присутствовать только между двумя точками пространства. Следовательно, измерить напряжение в одной точке нельзя.

Потенциал обозначается буквой «Ф», а напряжение буквой «U». Если выразить через разность потенциалов, напряжение равно:

Если выразить через работу, тогда:

где A — работа, q — заряд.

Измерение напряжения

Напряжение измеряется с помощью вольтметра. Щупы вольтметра подключают на две точки напряжение, между которыми нас интересует, или на выводы детали, падение напряжения на которой мы хотим измерить. При этом любое подключение к схеме может влиять на её работу. Это значит, что при добавлении параллельно элементу какой-либо нагрузки ток в цепи изменить и напряжение на элементе измениться по закону Ома.

Вывод:

Вольтметр должен обладать максимально высоким входным сопротивлением, чтобы при его подключении итоговое сопротивление на измеряемом участке оставалось практически неизменным. Сопротивление вольтметра должно стремиться к бесконечности, и чем оно больше, тем большая достоверность показаний.

На точность измерений (класс точности) влияет целый ряд параметров. Для стрелочных приборов – это и точность градуировки измерительной шкалы, конструктивные особенности подвеса стрелки, качество и целостность электромагнитной катушки, состояние возвратных пружин, точность подбора шунта и прочее.

Для цифровых приборов — в основном точность подбора резисторов в измерительном делителе напряжения, разрядность АЦП (чем больше, тем точнее), качество измерительных щупов.

Для измерения постоянного напряжения с помощью цифрового прибора (например, мультиметра), как правило, не имеет значения правильность подключения щупов к измеряемой цепи. Если вы подключите положительный щуп к точке с более отрицательным потенциалом, чем у точки, к которой подключен отрицательный щуп — то на дисплее перед результатом измерения появится знак «–».

А вот если вы меряете стрелочным прибором нужно быть внимательным, При неправильном подсоединении щупов стрелка начнет отклоняться в сторону нуля, упрется в ограничитель. При измерении напряжений близких к пределу измерений или больше она может заклинить или погнуться, после чего о точности и дальнейшей работе этого прибора говорить не приходится.

Для большинства измерений в быту и в электронике на любительском уровне достаточно и вольтметра встроенного в мультиметры типа DT-830 и подобных.

Чем больше измеряемые значения — тем ниже требования к точности, ведь если вы измеряете доли вольта и у вас погрешность в 0.1В — это существенно исказит картину, а если вы измеряете сотни или тысяч вольт, то погрешность и в 5 вольт не сыграет существенной роли.

Что делать если напряжение не подходит для питания нагрузки

Для питания каждого конкретного устройства или аппарата нужно подать напряжение определенной величины, но случается, так что имеющийся у вас источник питания не подходит и выдает низкое или слишком высокое напряжение. Решается эта проблема разными способами, в зависимости от требуемой мощности, напряжения и силы тока.

Как понизить напряжение сопротивлением?

Сопротивление ограничивает ток и при его протекании падает напряжение на сопротивление (токоограничивающий резистор). Такой способ позволяет понизить напряжение для питания маломощных устройств с токами потребления в десятки, максимум сотни миллиампер.

Примером такого питания можно выделить включение светодиода в сеть постоянного тока 12 (например, бортовая сеть автомобиля до 14.7 Вольт). Тогда, если светодиод рассчитан на питание от 3.3 В, током в 20 мА, нужен резистор R:

R=(14.7-3.3)/0.02)= 570 Ом

Но резисторы отличаются по максимальной рассеиваемой мощности:

Ближайший по номиналу в большую сторону — резистор на 0.25 Вт.

Именно рассеиваемая мощность и накладывает ограничение на такой способ питания, обычно мощность резисторов не превышает 5-10 Вт. Получается, что если нужно погасить большое напряжение или запитать таким образом нагрузку мощнее, придется ставить несколько резисторов т.к. мощности одного не хватит и ее можно распределить между несколькими.

Способ снижения напряжения резистором работает и в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока.

Недостаток — выходное напряжение ничем нестабилизировано и при увеличении и снижении тока оно изменяется пропорционально номиналу резистора.

Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?

Если речь вести только о переменном токе, то можно использовать реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление есть только в цепях переменного тока, это связно с особенностями накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности и законами коммутации.

Дроссель и конденсатор в переменном токе могут быть использованы в роли балластного сопротивления.

Реактивное сопротивление дросселя (и любого индуктивного элемента) зависит от частоты переменного тока (для бытовой электросети 50 Гц) и индуктивности, оно рассчитывается по формуле:

где ω – угловая частота в рад/с, L-индуктивность, 2пи – необходимо для перевода угловой частоты в обычную, f – частота напряжения в Гц.

Реактивное сопротивление конденсатора зависит от его емкости (чем меньше С, тем больше сопротивление) и частоты тока в цепи (чем больше частота, тем меньше сопротивление). Его можно рассчитать так:

Пример использования индуктивного сопротивление — это питание люминесцентных ламп освещения, ДРЛ ламп и ДНаТ. Дроссель ограничивает ток через лампу, в ЛЛ и ДНаТ лампах он используется в паре со стартером или импульсным зажигающем устройством (пусковое реле) для формирования всплеска высокого напряжения включающего лампу. Это связано с природой и принципом работы таких светильников.

А конденсатор используют для питания маломощных устройств, его устанавливают последовательно с питаемой цепью. Такой блок питания называется «бестрансфоматорный блок питания с балластным (гасящим) конденсатором».

Очень часто встречают в качестве ограничителя тока заряда аккумуляторов (например, свинцовых) в носимых фонарях и маломощных радиоприемниках. Недостатки такой схемы очевидны — нет контроля уровня заряда аккумулятора, их выкипание, недозаряд, нестабильность напряжения.

Как понизить и стабилизировать напряжение постоянного тока

Чтобы добиться стабильного выходного напряжения можно использовать параметрические и линейные стабилизаторы. Часто их делают на отечественных микросхемах типа КРЕН или зарубежных типа L78xx, L79xx.

Линейный преобразователь LM317 позволяет стабилизировать любое значение напряжения, он регулируемый до 37В, вы можете сделать простейший регулируемый блок питания на его основе.

Если нужно незначительно снизить напряжение и стабилизировать его описанные ИМС не подойдут. Чтобы они работали должна быть разница порядка 2В и более. Для этого созданы LDO(low dropout)-стабилизаторы. Их отличие заключается в том, что для стабилизации выходного напряжение нужно, чтобы входное его превышало на величину от 1В. Пример такого стабилизатора AMS1117, выпускается в версиях от 1.2 до 5В, чаще всего используют версии на 5 и 3.3В, например в платах Arduino и многом другом.

Конструкция всех вышеописанных линейных понижающих стабилизаторов последовательного типа имеет существенный недостаток – низкий КПД. Чем больше разница между входным и выходным напряжением – тем он ниже. Он просто «сжигает» лишнее напряжение, переводя его в тепло, а потери энергии равны:

Компания AMTECH выпускает ШИМ аналоги преобразователей типа L78xx, они работают по принципу широтно-импульсной модуляции и их КПД равен всегда более 90%.

Они просто включают и выключают напряжение с частотой до 300 кГц (пульсации минимальны). А действующее напряжение стабилизируется на нужном уровне. А схема включения аналогичная линейным аналогам.

Как повысить постоянное напряжение?

Для повышения напряжения производят импульсные преобразователи напряжения. Они могут быть включены и по схеме повышения (boost), и понижения (buck), и по повышающе-понижающей (buck-boost) схеме. Давайте рассмотрим несколько представителей:

1. Плата на базе микросхемы XL6009

2. Плата на базе LM2577, работает на повышение и понижение выходного напряжения.

3. Плата преобразователь на FP6291, подходит для сборки 5 V источника питания, например powerbank. С помощью корректировке номиналов резисторов может перестраиваться на другие напряжения, как и любые другие подобные преобразователь – нужно корректировать цепи обратной связи.

4. Плата на базе MT3608

Здесь всё подписано на плате – площадки для пайки входного – IN и выходного – OUT напряжения. Платы могут иметь регулировку выходного напряжения, а в некоторых случая и ограничения тока, что позволяет сделать простой и эффективный лабораторный блок питания. Большинство преобразователей, как линейных, так и импульсных имеют защиту от КЗ.

Как повысить переменное напряжение?

Для корректировки переменного напряжения используют два основных способа:

Автотрансформатор – это дроссель с одной обмоткой. Обмотка имеет отвод от определенного количества витков, так подключаясь между одним из концов обмотки и отводом, на концах обмотки вы получаете повышенное напряжение во столько раз, во сколько соотносится общее количество витков и количество витков до отвода.

Промышленностью выпускаются ЛАТРы – лабораторные автотрансформаторы, специальные электромеханические устройства для регулировки напряжения. Очень широко применение они нашли в разработке электронных устройств и ремонте источников питания. Регулировка достигается за счет скользящего щеточного контакта, к которому подключается питаемое устройство.

Недостатком таких устройств является отсутствие гальванической развязки. Это значит, что на выходных клеммах может запросто оказаться высокое напряжение, отсюда опасность поражения электрическим током.

Трансформатор – это классический способ изменения величины напряжения. Здесь есть гальваническая развязка от сети, что повышает безопасность таких установок. Величина напряжения на вторичной обмотке зависит от напряжений на первичной обмотки и коэффициента трансформации.

Отдельный вид – это импульсные трансформаторы. Они работают на высоких частотах в десятки и сотни кГц. Используются в подавляющем большинстве импульсных блоках питания, например:

Зарядное устройство вашего смартфона;

Блок питания ноутбука;

Блок питания компьютера.

За счет работы на большой частоте снижаются массогабаритные показатели, они в разы меньше чем у сетевых (50/60 Гц) трансформаторов, количество витков на обмотках и, как следствие, цена. Переход на импульсные блоки питания позволил уменьшить габариты и вес всей современной электроники, снизить её потребление за счет увеличения кпд (в импульсных схемах 70-98%).

В магазинах часто встречаются электронные траснформаторы, на их вход подаётся сетевое напряжение 220В, а на выходе например 12 В переменное высокочастотное, для использования в нагрузке которая питается от постоянного тока нужно дополнительно устанавливать на выход диодный мост из высокоскоростных диодов.

Внутри находится импульсный трансформатор, транзисторные ключи, драйвер, или автогенераторная схема, как изображена ниже.

Достоинства – простота схемы, гальваническая развязка и малые размеры.

Недостатки – большинство моделей, что встречаются в продаже, имеют обратную связь по току, это значит что без нагрузки с минимальной мощностью (указано в спецификациях конкретного прибора) он просто не включится. Отдельные экземпляры оборудованы уже ОС по напряжению и работают на холостом ходу без проблем.

Используются чаще всего для питания 12В галогенных ламп, например точечные светильники подвесного потолка.

Заключение

Мы рассмотрели базовые сведения о напряжении, его измерении, а также регулировки. Современная элементная база и ассортимент готовых блоков и преобразователей позволяет реализовывать любые источники питания с необходимыми выходными характеристиками. Подробнее о каждом из способов можно написать отдельную статью, в пределах этой я постарался уместить базовые сведения, необходимые для быстрого подбора удобного для вас решения.

Как решить проблему повышенного (пониженного) напряжения в бытовой сети?

Номинальное напряжение однофазной бытовой сети – 220 В. Допускается незначительное отклонение напряжения от номинального значения — +/- 5%. То есть если напряжение в бытовой сети находятся в пределах 210-230 В, то оно считается нормальным и не оказывает негативного влияния на работу бытовых электроприборов, включаемых в сеть. Но если напряжение бытовой сети выходит за эти рамки, то оно считается ненормальным и большинство электроприборов, включаемых в бытовую сеть, в лучшем случае могут работать некорректно, в худшем – могут выйти из строя. Если напряжение в бытовой сети на порядок выше допустимого максимального значения, то оно считается повышенным, если ниже минимально допустимого уровня – соответственно пониженным. Иногда отклонение напряжения в электрической сети может быть обусловлено временным режимом работы электрической сети. Например, на период ремонта одной из понижающих подстанций 10/0,4 кВ, когда значительная часть потребителей была переведена на питание от другой понижающей подстанции, что привело к некоторому снижению напряжения в бытовой сети в связи с тем, что увеличилась суммарная нагрузка на трансформаторы понижающей подстанции. В данном случае пониженное напряжение бытовой сети – это временное явление и после ремонта подстанции и перевода на нее нагрузки, напряжение в сети нормализуется. Если же пониженное (повышенное) напряжение в бытовой сети не обусловлено изменениями режима работы электрической сети, и оно находится в данных пределах достаточно долгое время, то данный вопрос необходимо решать. Как решить проблему пониженного (повышенного) напряжения бытовой сети? Ниже постараемся ответить на данный вопрос. Для того чтобы решить данный вопрос, необходимо, прежде всего определить причину понижения или повышения напряжения в электрической сети. Для снижения потерь, электрическая энергия передается на высоком напряжении. Далее напряжение понижается до значений, которое является рабочим для тех или иных потребителей. Электрические сети, питающие жилые дома, квартиры, различные учреждения имеют номинальное напряжение 220/380 В. Для того чтобы обеспечить данное значение напряжения в электрической сети, на электрических распределительных подстанциях осуществляется понижение напряжения при помощи понижающих трансформаторов (автотрансформаторов). На подстанциях 110 кВ напряжение понижается до значений 35 или 10 (6) кВ; на подстанциях 35 кВ до значений 10 (6) кВ; и уже на подстанциях 10 (6) кВ напряжение понижается до значений 220/380 В. Для регулировки напряжения на трансформаторах предусматриваются устройства РПН и ПБВ. Переключением данных устройств обеспечивается необходимое значение напряжение в электрической сети того или иного класса напряжения.

Понижение напряжения при помощи понижающих трансформаторов

Понижение напряжения при помощи понижающих трансформаторов Если проблема повышенного (пониженного) напряжения наблюдается на нескольких подстанциях, которые питаются от одного источника, например, районной подстанции, то регулировка напряжения осуществляется на данной подстанции. Если проблема отклонения напряжения от номинальных значений наблюдается на отдельных участках электрической сети, питающихся от одной понижающей подстанции 10 (6)/0,4 кВ, то напряжение необходимо регулировать на данной подстанции. Для решения данной проблемы необходимо обратиться в энергоснабжающую компанию вашего района (РЭС, ПЭС и т.д.). Работники данной организации, осуществляющие оперативное обслуживание понижающих подстанций, должны определить проблему пониженного или повышенного напряжения и устранить ее.

Для решения данной проблемы необходимо обратиться в энергоснабжающую компанию

Для решения данной проблемы необходимо обратиться в энергоснабжающую компанию Возможно, также причиной понижения или повышения напряжения может быть неравномерное распределение нагрузки по фазам электрической сети. Например, на одной фазе напряжение пониженное, на двух других фазах электрической сети – повышенное. В таком случае решение проблемы несоответствия напряжения сводится к правильному распределению однофазных потребителей по фазам электрической сети. Также одной из наиболее распространенных причин понижения или повышения напряжения бытовой сети является сезонное изменение нагрузки. Например, в период низких температур нагрузка бытовой электрической сети увеличивается, что приводит к падению напряжения в сети. Это особенно актуально для тех районов, где основным источником обогрева жилья в период низких температур являются электрические обогреватели. При этом летом, когда значительно снижается нагрузка бытовых электроприборов (в большей степени за счет отключения электрических обогревателей), напряжение в бытовой сети повышается выше номинального значения. В данном случае для нормализации напряжения, работники энергоснабжающих компаний должны несколько раз в год, в зависимости от сезона, осуществлять регулирования напряжения на трансформаторных подстанциях (при помощи устройств РПН, ПБВ). Очень часто, когда нагрузка потребителей большая и трансформаторы работают в режиме перегрузки, регулировкой напряжения на трансформаторах не решить проблему. В таком случае проблема решается установкой более мощных трансформаторов на понижающих подстанций или установкой дополнительного трансформатора, на который переключается некоторая часть потребителей в период повышения нагрузки потребителей бытовой электрической сети. Также следует отметить, что значение напряжения зависит от расстояния от источника до потребителя. По мере удаления от источника происходит некоторое падение напряжения. Как правило, напряжение в бытовой электрической сети регулируется таким образом, чтобы обеспечить номинальное значение в средней части электрической сети. Таким образом, в непосредственной близости к источнику (понижающей подстанции) у потребителей наблюдается некоторое повышение напряжение, а в конце линии – уменьшение напряжения. Если длина линий сети 380/220 В сравнительно небольшая, то проблем с регулировкой напряжения не возникает. Значение напряжения во всех участках электрической сети находятся в пределах допустимых значений. В том случае, если линия бытовой сети протяженная, то у некоторых потребителей: тех, которые находятся близко к источнику питания или наоборот далеко от него, возникает проблема повышенного (пониженного) напряжения бытовой сети. Также следует отметить, что проблема значительного падения напряжения в электрических сетях проявляется из-за неудовлетворительного состояния электрических сетей, простыми словами — изношенность линий электропередач. Для решения данной проблемы в быту применяют стабилизаторы напряжения. Существует достаточно много различных стабилизаторов напряжения, применяемых в быту, которые классифицируются по таким параметрам: диапазон изменения рабочего (входного) напряжения, количество фаз, номинальная мощность подключаемой нагрузки, точность, быстродействие.

Применение стабилизаторов напряжения

Применение стабилизаторов напряжения Следует отметить, что стабилизаторы напряжения, помимо нормализации значения напряжения бытовой сети решают такую проблему, как скачки напряжения, которые также являются признаками некачественного электроснабжения. Таким образом, стабилизаторы напряжения продлевают срок службы большинства типов ламп, различных электронных устройств и других бытовых электроприборов, для которых скачки напряжения могут привести к выходу их из строя. Стабилизаторы напряжения, по сути, предназначены для нормализации напряжения в случае незначительного отклонения и для сравнительно небольшой нагрузки. Есть также стабилизаторы напряжения, которые характеризуются достаточно широким диапазоном входного напряжения. Но, чем выше данный диапазон и номинальная мощность, тем больше габаритные размеры стабилизатора напряжения и выше его стоимость. Если отклонения значения напряжения существенные и нагрузка подключаемых электроприборов большая, то целесообразнее для нормализации напряжения применять понижающие (повышающие) трансформаторы. Во-первых, они значительно дешевле и имеют меньшие габаритные размеры. Единственный недостаток применения данных трансформаторов – сложность подключения, выбора, расчета требуемых номинальных параметров. Если стабилизатор напряжения с легкость можно включить в сеть самостоятельно, то для подключения трансформатора не обойтись без специалиста. Следует отметить, что при использовании повышающего (понижающего) трансформатора в быту, необходимо в обязательном порядке предусмотреть защиту от возможных перенапряжений. Для этой цели используются бытовые реле напряжения, устанавливаемые на вводе в электрическом распределительном щитке квартиры. На реле напряжения устанавливается требуемая уставка минимального и максимального напряжения и, в случае ее отклонения, данный защитный аппарат размыкает электрическую цепь, тем самым защищая бытовые электроприборы, включенные в сеть от выхода из строя по причине значительного отклонения напряжения от допустимых значений.

Причины повышения и понижения напряжения в сети

Во многих российских регионах электрические сети находятся в очень плохом состоянии. Нередко там возникает повышение или понижение, скачки напряжения, из-за чего случаются сбои в функционировании всех видов электронной аппаратуры, бытовой техники, а иногда и их возгорание.

Каковы показатели аномального напряжения?

В ГОСТе строго прописано, что нормальным отклонением напряжения от показателя в 220 В можно считать 10%, то есть, пределы 200-240 В считаются приемлемыми. На данный момент чаще встречается проблема пониженного напряжения, связанного с износом линий электропередач, а также увеличением нагрузки на них. Повышенное напряжение встречается реже, но это явление считается более опасным, так как из-за него техника выходит из строя намного быстрее.

В некоторых случаях при внезапном отключении подачи напряжения возникают импульсные помехи, при которых происходит бросок напряжения и тока. В редких случаях в квартирные электросети попадает напряжение в 380 В, а не 220 В, как это должно быть. Это становится причиной поломки электрических устройств и бытовой техники, а также возникновения очагов возгорания.

Повышенное напряжение

Повышение напряжения может наблюдаться в жилых домах, где проводка находится в аварийном состоянии. При этом из-за отсоединения общего нулевого провода случается «обгорание нуля», а соседние фазы получают опасное напряжение в 360 вольт. Однофазное напряжение в квартирах берется из трехфазного. Обрыв нуля делает так, что напряжение становится зависимым от нагрузки, влияющей на соседние фазы. При разном значении нагрузки отмечается и различное напряжение на бытовой электронике, иногда достигающее 380 В. С этим связано отсутствие предохранителей на нулевом проводе. При повышении напряжения даже до 250 вольт бытовая техника будет служить вдвое меньше, а при сильном превышении нормального уровня напряжения на входе можно говорить о возможности выхода техники из строя и ее возгорании. Чаще всего, напряжение в бытовой электросети ниже нормального уровня.

Пониженное напряжение

Напряжение может понизиться по разным причинам, к примеру, при одновременном подключении ряда мощных электрических приборов, включении отопительных приборов в большом количестве (свойственно для зимы), сбои в функционировании подстанции и прочих. При продолжительной работе электротехники в условиях пониженного напряжения можно говорить о вероятности ускорения износа компонентов, перегрева деталей, а также возгорания. Статистика такова, что количество пожаров заметно увеличивается именно во время холодного сезона. Первая причина состоит в халатном отношении со стороны самих жильцов, а вторая связана со скачками напряжения и неисправностями электрической сети.

Как же поступить рядовому потребителю, если в доме наблюдаются скачки напряжения? Самым очевидным вариантом выхода из ситуации и защиты от повышения или понижения напряжения является монтаж бытового стабилизатора подходящей мощности. Ее требуется рассчитать в зависимости от электроприборов, которые будут подключены к стабилизатору. Наиболее востребованными показателями мощности стабилизаторов является 8-10 кВт.

Симисторные стабилизаторы российского и украинского производства считаются более надежными. Их особенностями является более продолжительный срок эксплуатации, отсутствие шума при работе и лучшие эксплуатационные качества, а также безопасность в эксплуатации. Их установка освободит вас от беспокойства за правильность работы техники, подключенной к ним.

Подключение стабилизатора напряжения выполняется между энергосетью и электронным устройством. Этот прибор берет из сети имеющееся напряжение, которое он преобразует в «правильное», подавая его к конечному электроустройству. При возникновении критической ситуации, когда происходит чрезмерное падение или повышение сетевого напряжения, устройство просто отключает его от потребителя, переходя в состояние ожидания до того момента, пока не произойдет восстановление напряжения до разумных пределов. Это позволяет стабилизатору не только выполнять функцию по стабилизации напряжения, но и защищать электроприборы, с чем не способны справиться предохранители или автоматические выключатели.

Принцип работы стабилизатора

В стандартном варианте контролером сравнивается напряжение на выходе с опорным, после чего происходит изменение воздействия на регулирующий элемент. В качестве последнего может выступать проходной транзистор или ключевая схема в зависимости от типа устройства. Изменение направлено на компенсацию возникающего расхождения. Воздействие может быть таким, что на регулирующем элементе меняется напряжение, либо производится изменение частоты или скважности управляющих импульсов.

Узнаем как понизить напряжение: способы и приборы

Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода – ноль и фаза. Это называется однофазной сетью. Трехфазная крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования – понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.

Снижение напряжения с помощью трансформаторов

Самый простой способ – это использовать трансформатор пониженного напряжения, который совершает преобразования. Первичная обмотка содержит большее число витков, чем вторичная. Если есть необходимость снизить напряжение вдвое или втрое, вторичную обмотку можно и не использовать. Первичная обмотка трансформатора используется в качестве индуктивного делителя (если от нее имеются отводы). В бытовой технике используются трансформаторы, со вторичных обмоток которых снимается напряжение 5, 12 или 24 Вольта.

Это наиболее часто используемые значения в современной бытовой технике. 20-30 лет назад большая часть техники питалась напряжением в 9 Вольт. А ламповые телевизоры и усилители требовали наличия постоянного напряжения 150-250 В и переменного для нитей накала 6,3 (некоторые лампы питались от 12,6 В). Поэтому вторичная обмотка трансформаторов содержала такое же количество витков, как и первичная. В современной технике все чаще используются инверторные блоки питания (как на компьютерных БП), в их конструкцию входит трансформатор повышающего типа, он имеет очень маленькие габариты.

Делитель напряжения на индуктивностях

Индуктивность – это катушка, намотанная медным (как правило) проводом на металлическом или ферромагнитном сердечнике. Трансформатор – это один из видов индуктивности. Если от середины первичной обмотки сделать отвод, то между ним и крайними выводами будет равное напряжение. И оно будет равно половине напряжения питания. Но это в том случае, если сам трансформатор рассчитан на работу именно с таким питающим напряжением.

Но можно использовать несколько катушек (для примера можно взять две), соединить их последовательно и включить в сеть переменного тока. Зная значения индуктивностей, несложно произвести расчет падения на каждой из них:

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

В этих формулах L1 и L2 – индуктивности первой и второй катушек, U1 – напряжение питающей сети в Вольтах, U(L1) и U(L2) – падение напряжения на первой и второй индуктивностях соответственно. Схема такого делителя широко применяется в цепях измерительных устройств.

Делитель на конденсаторах

Очень популярная схема, используется для снижения значения питающей сети переменного тока. Применять ее в цепях постоянного тока нельзя, так как конденсатор, по теореме Кирхгофа, в цепи постоянного тока – это разрыв. Другими словами, ток по нему протекать не будет. Но зато при работе в цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением, которое и способно погасить напряжение. Схема делителя похожа на ту, которая была описана выше, но вместо индуктивностей используются конденсаторы. Расчет производится по следующим формулам:

  1. Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
  2. Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
  3. Падение напряжения на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Здесь С1 и С2 – емкости конденсаторов, U – напряжение в питающей сети, f – частота тока.

Делитель на резисторах

Схема во многом похожа на предыдущие, но используются постоянные резисторы. Методика расчета такого делителя немного отличается от приведенных выше. Использоваться схема может как в цепях переменного, так и постоянного тока. Можно сказать, что она универсальная. С ее помощью можно собрать понижающий преобразователь напряжения. Расчет падения на каждом резисторе производится по следующим формулам:

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

Нужно отметить один нюанс: величина сопротивления нагрузки должна быть на 1-2 порядка меньше, чем у делительных резисторов. В противном случае точность расчета будет очень грубая.

Практическая схема блока питания: трансформатор

Для выбора питающего трансформатора вам потребуется знать несколько основных данных:

  1. Мощность потребителей, которые нужно подключать.
  2. Значение напряжения питающей сети.
  3. Значение необходимого напряжения во вторичной обмотке.

Чтобы рассчитать число витков в первичной обмотке, вам нужно 50 разделить на площадь сечения сердечника. Сечение вычисляется по формуле:

S = 1,2 * √P1.

А мощность Р1 = Р2 / КПД. Коэффициент полезного действия трансформатора никогда не будет более 0,8 (или 80%). Поэтому при расчете берется максимальное значение – 0,8.

Мощность во вторичной обмотке:

Р2 = U2 * I2.

Эти данные известны по умолчанию, поэтому произвести расчет не составит труда. Вот как понизить напряжение до 12 вольт, используя трансформатор. Но это не все: бытовая техника питается постоянным током, а на выходе вторичной обмотки — переменный. Потребуется совершить еще несколько преобразований.

Схема блока питания: выпрямитель и фильтр

Далее идет преобразование переменного тока в постоянный. Для этого используются полупроводниковые диоды или сборки. Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода. Называется он однополупериодный. Но максимальное распространение получила мостовая схема, которая позволяет не просто выпрямить переменный ток, но и избавиться максимально от пульсаций. Но такая схема преобразователя все равно неполная, так как от переменной составляющей одними полупроводниковыми диодами не избавиться. А понижающие трансформаторы напряжения 220 В способны преобразовать переменное напряжение в такое же по частоте, но с меньшим значением.

Электролитические конденсаторы используются в блоках питания в качестве фильтров. По теореме Кирхгофа, такой конденсатор в цепи переменного тока является проводником, а при работе с постоянным — разрывом. Поэтому постоянная составляющая будет протекать беспрепятственно, а переменная замкнется сама на себя, следовательно, не пройдет дальше этого фильтра. Простота и надежность – это именно то, что характеризует такие фильтры. Также могут применяться сопротивления и индуктивности для сглаживания пульсаций. Подобные конструкции используются даже в автомобильных генераторах.

Стабилизация напряжения

Вы узнали, как понизить напряжение до нужного уровня. Теперь его нужно стабилизировать. Для этого используются специальные приборы – стабилитроны, которые изготовлены из полупроводниковых компонентов. Они устанавливаются на выходе блока питания постоянного тока. Принцип работы заключается в том, что полупроводник способен пропустить определенное напряжение, излишек преобразуется в тепло и отдается посредством радиатора в атмосферу. Другими словами, если на выходе БП 15 вольт, а установлен стабилизатор на 12 В, то он пропустит именно столько, сколько нужно. А разница в 3 В пойдет на нагрев элемента (закон сохранения энергии действует).

Заключение

Совершенно другая конструкция – это стабилизатор напряжения понижающий, он делает несколько преобразований. Сначала напряжение сети преобразуется в постоянное с большой частотой (до 50 000 Гц). Оно стабилизируется и подается на импульсный трансформатор. Далее происходит обратное преобразование до рабочего напряжения (сетевого или меньшего по значению). Благодаря использованию электронных ключей (тиристоров) постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимой частотой (в сетях нашей страны — 50 Гц).

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема) ?

 В этой статье расскажу о весьма банальных вещах, что не менялись уже не одно десятилетие, да они вообще не менялись. Другое дело, что с тех пор как был изучен принцип снижения напряжения в замкнутой цепи за счет сопротивления, появились и другие принципы питания нагрузки, за счет ШИМ, но тема это отдельная, хотя и заслуживающая внимания. Поэтому продолжу все-таки по порядку логического русла, когда расскажу о законе Ома, потом о его применении для различных радиоэлементов участвующих в понижении напряжения, а после уже можно упомянуть и о ШИМ.

Закон Ома при понижении напряжения

 Собственно был такой дядька Георг Ом, который изучал протекание тока в цепи. Производил измерения, делал определенные выводы и заключения. Итогами его работы стала формула Ома, как говорят закон Ома. Закон описывает зависимость падения напряжения, тока от сопротивления.
Сам закон весьма понятен и схож с представлением таких физических событий как протекание жидкости по трубопроводу. Где жидкость, а вернее ее расход это ток, а ее давление это напряжение. Ну и само собой любые изменения сечения или препятствия в трубе для потока, это будет сопротивлением. Итого получается, что сопротивление «душит» давление, когда из трубы под давлением, могут просто капать капли, и тут же падает и расход. Давление и расход величины весьма зависящие друг от друга, как ток и напряжение. В общем если все записать формулой, то получается так:

R=U/I; То есть давление (U) прямо пропорционально сопротивлению в трубе (R), но если расход (I) будет большой, то значит сопротивления как такового нет… И увеличенный расход должен показывать на пониженное сопротивление.

 Весьма туманно, но объективно! Осталось сказать, что закон то этот впрочем, был получен эмпирическим путем, то есть окончательные факторы его изменения весьма не определены.
Теперь вооружившись теоретическими знаниями, продолжим наш путь в познании того, как же снизить нам напряжение.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью резистора

 Самое простое это взять и использовать нестабилизированную схему. То есть когда напряжение просто понизим за счет сопротивления и все. Рассказывать о таком принципе особо нечего, просто считаем по формуле выше и все. Приведу пример. Скажем снижаем с 12 вольт до 5.

R=U/I. С напряжением понятно, однако смотрите, у нас недостаточно данных! Ничего не известно о «расходе», о токе потребления. То есть если вы решите посчитать сопротивление для понижения напряжения, то обязательно надо знать, сколько же «хочет кушать» наша нагрузка.

Эту величину вам необходимо будет посмотреть на приборе, который вы собираетесь питать или в инструкции к нему. Примем условно ток потребления 50 мА=0,05 А. Осталось также еще заметить, что по этой формуле мы подберем сопротивление, которое будет полностью гасить напряжение, а нам надо оставить 5 вольт, то 12-5=7 вольт подставляем в формулу.
R= 7/0,05=140 Ом нужно сопротивление, чтобы после из 12 вольт получить 5, с током на нагрузке в 50 мА.
 Осталось упомянуть о не менее важном! О том, что любое гашение энергии, а в данном случае напряжение, связано с рассеиваемой мощностью, то есть наш резистор должен будет «выдержать» то тепло, которое будет рассеивать. Мощность резистора считается по формуле.
P=U*I. Получаем. P=7*0,05=0,35 Вт должна быть мощность резистора. Не менее. Вот теперь курс расчет для резистора можно считать завершенным.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью микросхемы

 Ничего принципиально не меняется и в этом случае. Если сравнивать этот вариант понижения через микросхему, с вариантом использующим резистор. По факту здесь все один в один, разве что добавляются полезные «интеллектуальные» особенности подстройки внутреннего сопротивления микросхемы исходя из тока потребления. То есть, как мы поняли из абзаца выше, в зависимости от тока потребления, расчетное сопротивление должно «плавать». Именно это и происходит в микросхеме, когда сопротивление подстраивается под нагрузку таким образом, что на выходе микросхемы всегда одно и тоже напряжение питания! Ну и плюсом идут такие «полезные плюшки» как защита от перегрева и короткого замыкания. Что касательно микросхем, так называемых стабилизаторов напряжения на 5 вольт, то это могут быть: LM7805, КРЕН142ЕН5А. Подключение тоже весьма простое.

Само собой для эффективной работы микросхемы ставим ее на радиатор. Ток стабилизации ограничен 1,5 -2 А.
Вот такие вот принципы понижения напряжения с 12 на 5 вольт. Теперь один раз их поняв, вы сможете легко рассчитать какое сопротивление надо поставить или как подобрать микросхему, чтобы получить любое другое более низкое напряжение.
Осталось сказать пару слов о ШИМ.

 Широко импульсная модуляция весьма перспективный и самое главное высокоэффективный метод питания нагрузки, но опять же со своими подводными камнями. Вся суть ШИМ сводится к тому, чтобы выдавать импульсами такое напряжение питание, которое суммарно с моментами отсутствия напряжения будет давать мощность и среднее напряжение достаточное для работы нагрузки. И здесь могут быть проблемы, если подключить источник питания от одного устройства к другому. Ну, самые простые проблемы это отсутствие тех характеристик, которые заявлены. Возможны помехи, неустойчивая работа. В худшем случае ШИМ источник питания может и вовсе сжечь прибор, под которые не предназначен изначально!

Повышенное напряжение в сети: опасные последствия

Повышенное напряжение в сети — далеко не редкость и может быть чревато серьезными последствиями для жизни и здоровья человека, а также порчей дорогостоящей техники и оборудования. Поломка приборов, создание аварийной ситуации в жилом доме или производственном помещении — те последствия, которых также стоит опасаться.

Напряжение в сети часто имеет повышенное значение по разным причинам, включая обрыв нулевого провода, быстрое подключение и снятие нагрузки нагрузки, неправильную работу питающего трансформатора, резкие колебания значений мощности, неравномерное подключение нагрузок по фазам. Подобной ситуации трудно предотвратить, а значит нужно позаботиться о возможных последствиях повышенного напряжения и постепенно принять меры для решения проблемы.

Самая главная опасность состоит в перегреве проводниковой изоляции, элементов проводки и электрооборудования. Возможно, высокое напряжение сразу и не испортят вашу технику, но приведет к ее быстрому износу и выходу из строя после непродолжительной эксплуатации.

Подобная ситуация очень опасна для техники, которая оснащена компрессорными установками и электрическими силовыми двигателями. Это холодильное оборудование, сплит-системы, миксеры, кухонные комбайны, пылесосы. Повышение напряжения всегда отрицательно сказывается на их функционировании. Часто техника выходит из строя, что ведет к необходимости осуществления дорогостоящего ремонта.

Электронные платы и схемы управления могут очень серьезно пострадать при высоких показателях напряжения в сети. Их элементы могут быть полностью уничтожены под воздействием повышенного напряжения в электросети.

Взрыв конденсатора, короткое замыкание, перегрев проводников, пожарные ситуации воспламенение оборудования — все это может быть спровоцировано постепенными отклонениями от допустимого сетевого напряжения. Теперь становится понятно, что владелец частного дома, коммерческой или производственной недвижимости должен принять все меры, чтобы обезопасить свою территорию. Как понизить напряжение ?Специалисты рекомендуют установку нормализаторов напряжения, которые помогут справиться с проблемами высокого напряжения в сети, нейтрализуя подобные ситуации. Например, такие нормализаторы производит отечественная фирма «Звезда Электроника», занимающаяся разработкой и изготовлением различных тиристорных преобразователей напряжения и тока: http://www.zvezda-el.ru/articles/stati-ob-elektrotekhnike/tiristorniy-preobrazovatel-kak-sredstvo-modernizacii/ При выборе подобного оборудования следует обратить внимание на его фактическую и номинальную мощность, возможность круглосуточной эксплуатации, надежность и скорость работы. Важно избегать риска повышения сетевого напряжения.
 

4 шага к минимизации перепадов напряжения

Падение напряжения — это то, как снижается подаваемая энергия источника напряжения при прохождении электрического тока через пассивных элементов (элементов, не питающих напряжение) электрической цепи. Предпочтительны падения напряжения на нагрузках и других активных элементах цепи, поскольку подводимая энергия выполняет полезную работу.

Падение напряжения более 5 % может отрицательно сказаться на сроке службы и эффективности работы электрических цепей и оборудования.Поэтому необходимо приложить усилия, чтобы падение напряжения не превышало 5%. Существует множество способов свести к минимуму эти перепады напряжения, включая снижение температуры проводника, уменьшение длины проводника, увеличение количества/размера проводников или уменьшение нагрузки по мощности.

 

1. Снижение температуры проводника

Что касается потока энергии, высокая температура проводников будет препятствовать потоку и приведет к увеличению процента падения напряжения.Решение этой проблемы простое, уменьшите температуру проводника, если хотите, чтобы падение напряжения было значительно меньше. Существует важная формула, связывающая сопротивление с температурой:

.

Р2 = Р1[1+а*(Т2-Т1)]

Где R — сопротивление, T — температура, а «a» — коэффициент электрического сопротивления меди. Что вы можете получить из этого уравнения, так это то, что по мере уменьшения разницы между температурами сопротивление «а» также уменьшается.

 

2.Уменьшение длины проводника

Длина проводника напрямую зависит от подводимого сопротивления. Следовательно, когда длина проводника уменьшается, сопротивление также падает, что также приводит к снижению падения напряжения. Лучшим способом уменьшить проводник будет установка панелей и подпанелей рядом с внешними нагрузками. Этот тип панели рекомендуется для высокочувствительного электронного оборудования.

 

3.Увеличение количества/размера проводников

Если вы увеличите количество/размер проводников, сопротивление уменьшится, что приведет к уменьшению падения напряжения и повышению эффективности. Это также может снизить общие потери мощности, связанные с проводниками стандартного размера. Вставка изолированного проводника может свести к минимуму падение напряжения, вызванное заземлением.

 

4. Снижение энергетической нагрузки

Другим способом уменьшения перепадов напряжения может быть уменьшение количества электрооборудования, подключенного к вашей цепи.Следует соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что количество розеток, подключенных к каждой ответвленной цепи, не превышает шести. Каждая розетка должна быть подключена к отдельной цепи с минимальной емкостью 12 AWG. Это может дополнительно уменьшить падение напряжения.

 

Минимизация перепадов напряжения с помощью высококачественных настраиваемых панелей управления

Электрики в PanelShop.com являются экспертами в сборке панелей и имеют опыт  тестирования панели управления и установки.Свяжитесь с нами сейчас, чтобы получить решения для электрических испытаний и получить профессиональный опыт, необходимый для вашего следующего проекта:

 

Вам также может быть интересно прочитать

как уменьшить постоянное напряжение с помощью резисторов?

как уменьшить постоянное напряжение с помощью резисторов? — Stack Overflow на русском
Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетите биржу стека
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Электротехника Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для специалистов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация занимает всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Любой может задать вопрос

Любой может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину

спросил

Просмотрено 432k раз

\$\начало группы\$

Как можно использовать источник питания постоянного тока 12 В для питания чего-то, что требует 4.5 В постоянного тока с использованием резисторов? Есть ли способ определить, насколько добавление резистора понизит напряжение?

спросил 10 июля, 2013 в 4:07

Джон Джон

47711 золотой знак44 серебряных знака66 бронзовых знаков

\$\конечная группа\$ \$\начало группы\$

Короткий ответ: «Не делай этого.»

Падение напряжения на резисторе определяется законом Ома: V = I R.

Итак, если вы точно знаете, какой ток будет потреблять ваше устройство, вы можете выбрать резистор, который будет падать точно на 7,5 В, и оставить 4,5 В для вашего устройства, когда через него будет проходить этот ток. Но если ток, протекающий через ваше устройство, меняется или если вы хотите создать более одной системы, и не все устройства одинаково потребляют ток, вы не сможете постоянно получать 4,5 В на устройстве, используя только резистор.

Ваши другие варианты включают

  • Линейный регулятор. По сути, это переменный резистор, который регулирует свое значение, чтобы поддерживать выходной сигнал там, где вы хотите. Это, вероятно, хорошее решение только в том случае, если ваше устройство потребляет очень мало энергии (возможно, до 100 мА).

  • Шунтовой регулятор. Это означает использование резистора для снижения напряжения, как вы предлагаете, но затем добавление дополнительного устройства параллельно с нагрузкой для управления напряжением. Шунтовой регулятор будет регулировать свой ток (в определенных пределах), чтобы ток через резистор оставался правильным для поддержания желаемого выходного напряжения.

  • Импульсный регулятор. Здесь используются некоторые приемы для создания желаемого выходного напряжения с гораздо большей энергоэффективностью, чем у линейного регулятора. Это, вероятно, лучший выбор, если вашему устройству требуется ток более 10 или 20 мА.

0 comments on “Как понизить напряжение в сети: Как понизить напряжение постоянного и переменного тока

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.