Πώς να συνδέσετε έναν λαμπτήρα σε διαφορετική τάση

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για την τροφοδοσία ενός λαμπτήρα με μικρή τάση από ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με υψηλή τάση. Το άρθρο εξετάζει τις επιλογές σύνδεσης της λάμπας σε διαφορετική τάση, επιλέγοντας πρόσθετη αντίσταση από σύρμα υψηλής αντοχής και χρησιμοποιώντας διόδους σε σειρά στην "κατεύθυνση προς τα εμπρός".

Ας υποθέσουμε ότι χρειαζόμαστε ένα λαμπτήρα ονομαστικής ισχύος 6 βολτ και ένα ρεύμα των 0,5 αμπέρ που ενεργοποιείται από μια μπαταρία 12 βολτ. Το απλούστερο από τα κυκλώματα μεταγωγής αποτελείται από έναν λαμπτήρα που συνδέεται σε σειρά, μια πρόσθετη αντίσταση Rdop και μια πηγή τάσης Ua, μια μπαταρία.

Είναι απαραίτητο να επιλέξετε πρόσθετη αντίσταση κατά τέτοιο τρόπο ώστε μια τάση 6 βολτ "να πέσει" στη λάμπα με ένα ρεύμα στο κύκλωμα I = 0,5 αμπέρ. Η αντίσταση εκτελείται από οποιοδήποτε σύρμα υψηλής αντοχής: nichrome, constantan, κλπ.

Μπορείτε να υπολογίσετε την τιμή αντίστασης Rdop με βάση την αντίσταση του σύρματος υψηλής αντοχής σύμφωνα με τους τύπους του νόμου του Ohm. Αλλά υπάρχει ένα πράγμα, ΑΛΛΑ! Για να γίνει αυτό, πρέπει να γνωρίζετε ότι το καλώδιο είναι κατασκευασμένο από χρωμίου ή άλλο υλικό και έχει τις απαραίτητες παραμέτρους. Δεν μπορείτε να το ορίσετε στα μάτια σας. Και ένα τέτοιο σύρμα συνήθως "δεν βρίσκεται στο χέρι που βρίσκεται γύρω". Θα κατασκευάσουμε πρόσθετη αντίσταση "με πρακτικό τρόπο".

Είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε ένα καλώδιο υψηλής αντοχής σε απομόνωση. Αλλά για να πάρει ένα τέτοιο καλώδιο και για ένα τέτοιο ρεύμα είναι αρκετά δύσκολο. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούμε όσα συμβαίνουν. Τα καταστήματα υλικού πωλούν πηνία για ηλεκτρικές εστίες ή ηλεκτρικούς φούρνους. Ένα τέτοιο σύρμα υψηλής αντοχής είναι αρκετά κατάλληλο για την περίπτωσή μας. Το καλώδιο έχει διάμετρο από 0,35 έως 0,7 χιλιοστά και μπορεί να αντέχει σε τρέχον I = 0,5 αμπέρ.

Ας συναρμολογήσουμε ένα κύκλωμα για την επιλογή του μήκους του σύρματος.

Για να επιλέξετε το μήκος του καλωδίου και να ελέγξετε την τάση στο κύκλωμα, χρειαζόμαστε ένα βολτόμετρο DC για τάση έως 15 βολτ. Το μήκος του σπειροειδούς σύρματος επιλέγεται προφανώς περισσότερο από το αναγκαίο. Ξεκινώντας από το μακρύτερο άκρο, ο καθετήρας κινείται σε μια σπείρα.

Δεδομένου ότι η σπείρα είναι "γυμνή", χωρίς μόνωση, πρέπει να είναι ελαφρώς τεντωμένη έτσι ώστε οι άκρες των στροφών να μην αγγίζουν το ένα το άλλο. Χρησιμοποιώντας ένα βολτόμετρο, ελέγξουμε την τάση στη λάμπα. Όταν η τάση Ul επί του λαμπτήρα θα είναι ίση με 6 βολτ, αυτό θα αντιστοιχεί στο απαιτούμενο μήκος του σπειροειδούς σύρματος και της αντίστασης του Rdop.

Δεδομένου ότι το σύρμα είναι γυμνό, τυλίγεται σε ένα πλαίσιο μονωτικού υλικού με ένα κενό μεταξύ των στροφών. Αν το σύρμα στο πλαίσιο δεν ταιριάζει σε ένα στρώμα, τοποθετήστε τη μόνωση, βάλτε το δεύτερο στρώμα κλπ.

Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου μείωσης της τάσης στο λαμπτήρα (φορτίο) είναι ότι για έναν λαμπτήρα με την ίδια τάση αλλά διαφορετική ισχύ χρειάζεστε πρόσθετη αντίσταση διαφορετικού μεγέθους, καθώς το ρεύμα στο ηλεκτρικό κύκλωμα θα είναι διαφορετικό.

Ή, αν συνδέσουμε άλλο παράλληλο με αυτόν τον λαμπτήρα, η συνολική αντίσταση θα είναι 6 Ohms, και η συνολική αντίσταση του κυκλώματος θα αλλάξει. Δεν θα δώσω έναν υπολογισμό εδώ με τον τύπο του νόμου του Ohm. Μπορώ να πω μόνο ότι το ρεύμα στο κύκλωμα θα αυξηθεί από 0.5 amperes σε 0.67 amperes, η τάση στην αντίσταση Rdop θα αυξηθεί σε 8.0 volts, η τάση σε δύο λαμπτήρες παράλληλα θα είναι ίση με U = 4.0 volts, η οποία είναι 2.0 volts λιγότερο από ό, τι είναι απαραίτητο. Οι λαμπτήρες θα καούν στο φως, κάτι που δεν είναι αποδεκτό. Αυτή η μέθοδος μείωσης της τάσης φορτίου είναι κατάλληλη τόσο για την άμεση όσο και για την εναλλασσόμενη τάση.

Υπάρχει ένας άλλος τρόπος να μειωθεί η τάση στο φορτίο, αλλά μόνο για τα κυκλώματα συνεχούς ρεύματος.

Αντί για μια πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα, συμπεριλαμβάνουμε μια αλυσίδα από δίοδοι που συνδέονται σε σειρά κατά την "κατεύθυνση προς τα εμπρός".Όταν το ρεύμα ρέει διαμέσου της διόδου, πέφτει πάνω του μια "άμεση τάση", ίσα, ανάλογα με τον τύπο της διόδου, την ισχύ της και το ρεύμα που διέρχεται από αυτήν, από 0,4 έως 1,2 βολτ. Σε μια δίοδο γερμανίου, "πέφτει" από 0,4 έως 0,7 volts, σε δίοδο πυριτίου από 0,6 έως 1,2 βολτ.

Με βάση το πόσα βολτ θα πρέπει να μειώσετε την τάση στο φορτίο, συμπεριλάβετε τον κατάλληλο αριθμό διόδων. Συγκρίνετε δύο κυκλώματα μεταγωγής: το προηγούμενο με πρόσθετη αντίσταση και το νέο με τις δίοδοι.

Σε ένα κύκλωμα με αντίσταση στο κύκλωμα, η σχέση μεταξύ του ρεύματος στο κύκλωμα και της πτώσης τάσης Udop είναι γραμμική. Πόσες φορές το ρεύμα μέσω της αντίστασης θα αυξηθεί, η "πτώση τάσης" Udop σε αυτό θα αυξηθεί κατά το ίδιο ποσό. Σε βολβούς, ωστόσο, η τάση πέφτει από 6 βολτ σε 4 βολτ.

Μια εντελώς διαφορετική εικόνα θα είναι αν αντί για αντίσταση ενεργοποιούμε μια αλυσίδα από διόδους. Η σχέση μεταξύ του ρεύματος που διέρχεται από τη δίοδο και της τάσης που προκαλείται από αυτήν είναι μη γραμμική. Το ρεύμα μπορεί να αυξηθεί αρκετές φορές, η πτώση τάσης κατά μήκος της διόδου θα αυξηθεί μόνο κατά μερικά δέκατα του βολτ.

Ας ρίξουμε μια ματιά στο χαρακτηριστικό του βολτόμετρου της διόδου. Αυτή είναι μια καμπύλη γραμμή μεταξύ του ρεύματος και της τάσης στη δίοδο. Η γραμμή μεταξύ των σημείων 0 - 4 είναι η έξοδος της διόδου στη λειτουργία διόρθωσης.

Η γραμμή μεταξύ των σημείων 4 - 7 και μετά είναι σχεδόν ευθύγραμμη. Μπορεί να φανεί από αυτό ότι με μια σημαντική αλλαγή στο ρεύμα μέσω της διόδου (αρκετές φορές), η τάση στη δίοδο αλλάζει λίγο (0,1 - 0,3 βολτ). Αυτή η ενότητα χρησιμοποιείται για τη σταθεροποίηση της τάσης. Οι δίοδοι πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με το μέγιστο ρεύμα στο κύκλωμα.

Το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα των διόδων πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα στο υπολογισμένο κύκλωμα. Σύμφωνα με αυτό το σχήμα, ενεργοποίησα φορητό ραδιόφωνο εννέα βολτ από μπαταρία 12 βολτ. Χρησιμοποιήθηκε αλυσίδα από 4 δίοδο D226.

Victor Egel