So schließen Sie eine Glühbirne an eine andere Spannung an

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Glühbirne mit einer kleinen Spannung von einem Stromkreis mit einer hohen Spannung zu versorgen. In diesem Artikel werden Optionen zum Anschließen der Glühlampe an eine andere Spannung erläutert, indem ein zusätzlicher Widerstand aus einem hochohmigen Draht ausgewählt und Dioden in „Vorwärtsrichtung“ in Reihe geschaltet werden.

Angenommen, wir benötigen eine Glühbirne mit einer Nennspannung von 6 Volt und einem Strom von 0,5 Ampere, der von einer 12-Volt-Batterie eingeschaltet wird. Die einfachste der Schaltkreise besteht aus einer in Reihe geschalteten Glühbirne, einem zusätzlichen Widerstand Rdop und einer Spannungsquelle Ua, einer Batterie.

Es ist notwendig, den zusätzlichen Widerstand so zu wählen, dass eine Spannung von 6 Volt an der Glühlampe mit einem Strom im Stromkreis I = 0,5 Ampere „abfällt“. Der Widerstand wird von jedem hochohmigen Draht ausgeführt: Nichrom, Konstantan usw.

Sie können den Widerstandswert Rdop basierend auf dem spezifischen Widerstand des hochohmigen Drahtes gemäß den Formeln aus dem Ohmschen Gesetz berechnen. Aber es gibt eine Sache, ABER! Dazu müssen Sie wissen, dass der Draht aus Nichrom oder einem anderen Material besteht und die erforderlichen Parameter aufweist. Sie können dies nicht auf einen Blick feststellen. Und ein solcher Draht liegt normalerweise "nicht zur Hand herum". Wir werden zusätzlichen Widerstand "auf praktische Weise" herstellen.

Es ist notwendig, einen hochohmigen Draht isoliert zu verwenden. Aber einen solchen Draht und für einen solchen Strom zu bekommen, ist ziemlich schwierig. Deshalb verwenden wir das, was zur Hand ist. Baumärkte verkaufen Spulen für Elektroherde oder Elektroöfen. Ein solcher hochohmiger Draht ist für unseren Fall durchaus geeignet. Der Draht hat einen Durchmesser von 0,35 bis 0,7 Millimeter und kann unserem Strom I = 0,5 Ampere standhalten.

Lassen Sie uns eine Schaltung zur Auswahl der Drahtlänge zusammenstellen.

Um die Länge des Kabels auszuwählen und die Spannung im Stromkreis zu steuern, benötigen wir ein Gleichspannungsmessgerät für Spannungen bis zu 15 Volt. Die Länge des Spiraldrahtes wird offensichtlich länger als nötig gewählt. Ausgehend vom längsten Ende bewegt sich die Sonde spiralförmig.

Da die Spirale ohne Isolierung „blank“ ist, muss sie leicht gedehnt werden, damit sich die Kanten der Windungen nicht berühren. Mit einem Voltmeter steuern wir die Spannung an der Glühbirne. Wenn die Spannung Ul an der Glühlampe 6 Volt beträgt, entspricht dies der erforderlichen Länge des Spiraldrahtes und seinem Widerstand Rdop.

Da der Draht blank ist, wird er auf einen Rahmen aus Isoliermaterial mit einem Spalt zwischen den Windungen gewickelt. Wenn der Draht auf dem Rahmen nicht in eine Schicht passt, legen Sie die Isolierung, wickeln Sie die zweite Schicht usw. auf.

Der Nachteil dieser Methode zur Reduzierung der Spannung an der Glühlampe (Last) besteht darin, dass für eine Glühlampe mit derselben Spannung, aber unterschiedlicher Leistung ein zusätzlicher Widerstand unterschiedlicher Größe erforderlich ist, da der Strom im Stromkreis unterschiedlich ist.

Wenn wir eine weitere Parallele zu dieser Lampe anschließen, beträgt ihr Gesamtwiderstand 6 Ohm und der Gesamtwiderstand der Schaltung ändert sich. Ich werde hier keine Berechnung nach der Formel des Ohmschen Gesetzes geben. Ich kann nur sagen, dass der Strom in der Schaltung von 0,5 Ampere auf 0,67 Ampere ansteigt, die Spannung am Widerstand Rdop auf 8,0 Volt ansteigt und die Spannung an zwei parallelen Lampen gleich U = 4,0 Volt ist, was 2,0 ist Volt weniger als nötig. Die Glühbirnen brennen im Licht, was nicht akzeptabel ist. Diese Methode zur Reduzierung der Lastspannung ist sowohl für Gleich- als auch für Wechselspannung geeignet.

Es gibt eine andere Möglichkeit, die Spannung an der Last zu reduzieren, jedoch nur für Gleichstromkreise.

Anstelle eines zusätzlichen Widerstands in der Schaltung enthalten wir eine Kette von Dioden, die in Vorwärtsrichtung in Reihe geschaltet sind.Wenn der Strom durch die Diode fließt, fällt eine "Gleichspannung" darauf ab, die je nach Diodentyp, Leistung und durch sie fließendem Strom zwischen 0,4 und 1,2 Volt liegt. Bei einer Germaniumdiode "fällt" sie von 0,4 auf 0,7 Volt ab, bei einer Siliziumdiode von 0,6 auf 1,2 Volt.

Geben Sie die entsprechende Anzahl von Dioden an, je nachdem, wie viele Volt Sie benötigen, um die Spannung an der Last zu senken. Vergleichen Sie zwei Schaltkreise: den vorherigen mit einem zusätzlichen Widerstand und den neuen mit Dioden.

In einer Schaltung mit einem Widerstand in der Schaltung ist die Beziehung zwischen dem Strom in der Schaltung und dem Spannungsabfall Udop linear. Wie oft der Strom durch den Widerstand ansteigt, steigt der "Spannungsabfall" Udop darauf um den gleichen Betrag. Bei Glühlampen fällt die Spannung jedoch von 6 Volt auf 4 Volt ab.

Ein völlig anderes Bild ergibt sich, wenn wir anstelle eines Widerstands eine Diodenkette einschalten. Die Beziehung zwischen dem durch die Diode fließenden Strom und der darauf einfallenden Spannung ist nichtlinear. Der Strom kann um ein Vielfaches ansteigen, der Spannungsabfall an der Diode steigt nur um einige Zehntel Volt an.

Schauen wir uns die Volt-Ampere-Charakteristik der Diode an. Dies ist eine gekrümmte Linie zwischen Strom und Spannung an der Diode. Die Linie zwischen den Punkten 0 - 4 ist der Ausgang der Diode in den Gleichrichtungsmodus.

Die Linie zwischen den Punkten 4 - 7 ist ein fast gerader Abschnitt. Es ist ersichtlich, dass sich bei einer signifikanten Änderung des Stroms durch die Diode (mehrmals) die Spannung an der Diode wenig ändert (0,1 - 0,3 Volt). Dieser Abschnitt dient zur Stabilisierung der Spannung. Dioden müssen entsprechend dem maximalen Strom im Stromkreis ausgewählt werden.

Der maximal zulässige Strom der Dioden muss größer sein als der Strom in der berechneten Schaltung. Nach diesem Schema schaltete ich ein tragbares 9-Volt-Radio aus einer 12-Volt-Batterie ein. Verwendete eine Kette von 4 D226-Dioden.

Victor Egel