|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Calcolo delle alimentazioni. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radioamatore principiante La stragrande maggioranza dei progetti di radioamatori è alimentata dalla rete tramite l'alimentatore. Di solito contiene un trasformatore di rete T1 (Fig. 45), un raddrizzatore a diodi VD1 -VD4 e un condensatore di livellamento dell'ossido ad alta capacità C1. I dispositivi ausiliari, ma necessari includono l'interruttore SA1, il fusibile FU1 e l'indicatore di accensione: una lampada a incandescenza HL1 in miniatura, con una tensione nominale, una tensione leggermente superiore dell'avvolgimento secondario del trasformatore (le lampade che bruciano a bassa temperatura durano molto più a lungo ). Un regolatore di tensione, se presente, è collegato tra l'uscita del raddrizzatore e il carico. La tensione alla sua uscita, di regola, è inferiore a Uout e una notevole potenza viene spesa per lo stabilizzatore. Iniziamo con il calcolo del trasformatore di rete. Le sue dimensioni ed il suo peso sono completamente determinati dalla potenza che l'alimentatore deve erogare: Рout = Uout ·Iout. Se sono presenti più avvolgimenti secondari, è necessario sommare tutte le potenze consumate da ciascuno degli avvolgimenti. Alla potenza calcolata aggiungere la potenza della spia Rind e le perdite di potenza sui diodi raddrizzatori Rvyp = 2Upr Iout dove Unp è la caduta di tensione diretta su un diodo, per i diodi al silicio è 0,6 ... 1 V, a seconda della corrente. Unp può essere determinato dalle caratteristiche dei diodi fornite nei libri di consultazione. Dalla rete, il trasformatore consumerà energia, leggermente maggiore di quanto calcolato, che è associato a perdite nel trasformatore stesso. Ci sono "perdite nel rame" - per riscaldare gli avvolgimenti quando la corrente li attraversa - si tratta di perdite ordinarie causate dalla resistenza attiva degli avvolgimenti e "perdite nel ferro" causate dal lavoro di rimagnetizzazione del nucleo e correnti parassite in i suoi piatti. Il rapporto tra la potenza consumata dalla rete e la potenza di uscita è uguale all'efficienza del trasformatore η. L'efficienza dei trasformatori a bassa potenza è bassa e ammonta al 60 ... 65%, aumentando fino al 90% o più solo per trasformatori con una potenza di diverse centinaia di watt. COSÌ, Рtr \uXNUMXd (Pout + Buccia + Rvyp) / η Ora è possibile determinare l'area della sezione trasversale dell'asta centrale del nucleo (passante per la bobina) utilizzando la formula empirica: S2=Pt. Le designazioni dei circuiti magnetici contengono già dati per determinare la sezione trasversale. Ad esempio, W25x40 significa che la larghezza della parte centrale della piastra a forma di W è di 25 mm e lo spessore del set di piastre è di 40 mm. Dato l'accoppiamento libero delle piastre tra loro e lo strato isolante sulle piastre, la sezione trasversale di tale nucleo può essere stimata a 8 ... 9 cm2 e la potenza del trasformatore avvolto su di esso - a 65 .. 80 W. L'area della sezione trasversale del nucleo centrale del circuito magnetico del trasformatore S determina il prossimo parametro importante: il numero di giri per volt. Non dovrebbe essere troppo piccolo, altrimenti l'induzione magnetica nel circuito magnetico aumenta, il materiale del nucleo entra in saturazione, mentre la corrente al minimo dell'avvolgimento primario aumenta bruscamente e la sua forma diventa non sinusoidale - compaiono grandi picchi di corrente ai vertici di le semionde positive e negative. Il campo vagante e la vibrazione delle piastre aumentano notevolmente. L'altro estremo - un numero eccessivo di spire per volt - porta a un consumo eccessivo di rame e ad un aumento della resistenza attiva degli avvolgimenti. È inoltre necessario ridurre il diametro del filo in modo che gli avvolgimenti si adattino alla finestra del circuito magnetico. Questi problemi sono considerati più dettagliatamente in [1]. Il numero di giri per volt n per trasformatori di fabbrica avvolti su un nucleo standard di piastre a forma di W viene solitamente calcolato dal rapporto n \u45d (50 ... 2) / S, dove S è preso in cm10. Determinando n e moltiplicandolo per la tensione nominale dell'avvolgimento, si ottiene il suo numero di spire. Per gli avvolgimenti secondari, la tensione dovrebbe essere presa il XNUMX% in più rispetto alla tensione nominale per tener conto della caduta di tensione attraverso la loro resistenza attiva. Tutte le tensioni sugli avvolgimenti del trasformatore (UI e UII in Fig. 45) sono prese in valori effettivi.
Il valore di ampiezza delle sollecitazioni sarà 1,41 volte superiore. Se l'avvolgimento secondario è caricato sul raddrizzatore a ponte, la tensione all'uscita del raddrizzatore Uout al minimo è quasi uguale all'ampiezza sull'avvolgimento secondario. Sotto carico, la tensione raddrizzata diminuisce e diventa uguale a: Uout = 1,41UII-2Unp-Ioutp.tp. Qui rtp è la resistenza del trasformatore dal lato dell'avvolgimento secondario. Con sufficiente precisione per la pratica, possiamo impostare rtp = (0,03 ... 0,07) Uout / Iout e vengono presi coefficienti più piccoli per trasformatori più potenti. Dopo aver determinato il numero di giri, si dovrebbero trovare le correnti negli avvolgimenti. Corrente dell'avvolgimento secondario Iii = Iind + Pout/UII. Corrente attiva dell'avvolgimento primario (dovuta alla corrente di carico) Iia = Ptr / UI. Inoltre, nell'avvolgimento primario scorre anche una corrente reattiva, "magnetizzatrice", che crea un flusso magnetico nel nucleo, quasi uguale alla corrente a vuoto del trasformatore. Il suo valore è determinato dall'induttanza L dell'avvolgimento primario: Iip = Ui/2πfL In pratica, la corrente a vuoto viene determinata sperimentalmente: per un trasformatore di media e alta potenza adeguatamente progettato, è (0,1 ... 0,3) IiA. La corrente reattiva dipende dal numero di giri per volt, decrescente all'aumentare di n. Per i trasformatori a bassa potenza, è consentito Iip = (0,5 ... 0,7) IiA. Le correnti attiva e reattiva dell'avvolgimento primario si sommano in quadratura, quindi la corrente totale dell'avvolgimento primario Ii2 = Iiai2 + Iipi2. Dopo aver determinato le correnti di avvolgimento, è necessario trovare il diametro del filo in base alla densità di corrente consentita per trasformatori da 2 ... 3 A / mm2. Il calcolo è facilitato dal grafico riportato in Fig. 46[2].
La possibilità di posizionare gli avvolgimenti nella finestra viene valutata come segue: misurando l'altezza della finestra (larghezza della bobina), viene determinato il numero di spire di uno strato di ciascun avvolgimento e quindi il numero di strati richiesto. Moltiplicando il numero di strati per il diametro del filo e sommando lo spessore dei distanziatori isolanti si ottiene lo spessore dell'avvolgimento. Lo spessore di tutti gli avvolgimenti non dovrebbe essere superiore alla larghezza della finestra. Inoltre, poiché l'avvolgimento stretto a mano è impossibile, lo spessore risultante degli avvolgimenti dovrebbe essere aumentato di 1,2 ... 1,4 volte. In conclusione, presentiamo un calcolo semplificato del raddrizzatore (Fig. 45). La corrente media continua consentita dei diodi nel circuito a ponte deve essere di almeno 0,5 Iout, in pratica vengono scelti diodi con una grande corrente diretta (per affidabilità). La tensione inversa consentita non deve essere inferiore a 0,71 Uii + 0,5Uout, ma poiché a riposo Uout raggiunge 1,41Uii, è consigliabile scegliere la tensione inversa dei diodi non inferiore a questo valore, ovvero il valore di ampiezza della tensione sul avvolgimento secondario. È inoltre utile tenere conto di eventuali fluttuazioni della tensione di rete. L'ampiezza dell'ondulazione di tensione rettificata in volt può essere stimata utilizzando una formula semplificata: Upulse = 5Iout/S. La corrente di uscita è sostituita in ampere, la capacità del condensatore C1 è in microfarad. A correnti di carico di diverse decine di milliampere o inferiori, è consentito limitare il dispositivo più semplice con un diodo zener. Per correnti di carico elevate, si consiglia di utilizzare uno stabilizzatore leggermente più complesso, il cui circuito è mostrato in Fig. 47.
Come puoi vedere, qui, allo stabilizzatore più semplice sugli elementi R1, VD1, viene aggiunto un inseguitore di emettitore, assemblato su un transistor VT1. Se nello stabilizzatore più semplice la corrente di carico non può essere maggiore della corrente del diodo zener, qui può superare la corrente del diodo zener di h21e volte, dove h21e è il coefficiente di trasferimento di corrente statico della base del transistor in un circuito con un emettitore comune. Per aumentarlo, viene spesso utilizzato un transistor composito al posto di VT1. La tensione di uscita dello stabilizzatore è inferiore di 0,6 V rispetto alla tensione di stabilizzazione VD1 (1,2 V per un transistor composito). Si consiglia di iniziare il calcolo di un alimentatore stabilizzato con uno stabilizzatore. In base alla tensione e alla corrente di carico richieste, vengono selezionati il transistor VT1 e il diodo zener VD1. La corrente di base del transistor sarà: Ib \u21d Iout / hXNUMXe. Sarà la corrente di uscita dello stabilizzatore più semplice sugli elementi R1 e VD1. Quindi valutare la tensione minima all'uscita del raddrizzatore Uout-Upulse: dovrebbe essere 2 ... 3 V in più rispetto alla tensione richiesta al carico anche alla tensione di rete minima consentita. Inoltre, il calcolo viene eseguito nel modo descritto. Schemi più avanzati e calcolo degli stabilizzatori sono riportati in [3]. Domande per l'autotest 1. Utilizzando le informazioni delle sezioni precedenti (la risposta all'impulso del circuito RC), ricavare la formula precedente per l'ampiezza dell'ondulazione all'uscita di un raddrizzatore non regolato. In questo caso, sia la durata della scarica del condensatore al carico del raddrizzatore 0,01 s (frequenza impulsi 100 Hz) e si utilizzi l'approssimazione et/RC - 1 - t/RC. 2. Dopo aver trovato un vecchio trasformatore di rete (può essere bruciato), smontalo e srotolalo, ricordando o addirittura annotando come funziona (questo tornerà utile quando realizzi tu stesso i trasformatori). Stimare il numero di spire degli avvolgimenti e il diametro del filo. Calcola questo trasformatore secondo il metodo descritto e confronta i risultati. 3. Calcolare un alimentatore completamente regolato per una tensione di 13,5 V e una corrente di 1 A. Risposte Viene mostrata la forma d'onda della tensione all'uscita di un raddrizzatore a onda intera senza condensatore di livellamento Fig. 64 linea sottile. Vediamo che la tensione pulsa da zero a Um con una frequenza di 100 Hz. In presenza di un condensatore, viene caricato ai picchi della tensione raddrizzata ad un valore leggermente inferiore a Um, e scarichi tra i picchi. Il valore medio della tensione rettificata è indicato come UO. ampiezza della pulsazione - Uimpulso.
Durante la scarica del condensatore, la tensione su di esso cambia secondo la legge specificata nella condizione dal valore UO +Uimpulso fino al valore UO - Uimpulso Pertanto, si può scrivere UO - Uimpulso =(uO +Uimpulso)e-t / RC-(uO +Uimpulso).(1 - t/RC), dove t = 0,01 s; R è la resistenza di carico del raddrizzatore; C è la capacità del condensatore di livellamento. Staffe di apertura, accorciamento UO e trascurando il termine Uimpulsot/RC a causa della sua piccolezza (l'ampiezza della pulsazione è inferiore a UO) otteniamo 2Uimpulso = uOt/RC. Nota ora che UO/R è uguale alla corrente di carico I e sostituisce t: Uimpulso = 5 10-3l/C, dove tutte le quantità devono essere sostituite in unità di base: volt, ampere e farad. Se la corrente è presa in milliampere e la capacità è in microfarad, otteniamo la formula sopra per la tensione di ripple in volt: Uimpulso= 5 l/C. Letteratura
Autore: V.Polyakov
Un nuovo modo di controllare e manipolare i segnali ottici
05.05.2024 Tastiera Seneca Premium
05.05.2024 Inaugurato l'osservatorio astronomico più alto del mondo
04.05.2024
▪ L'estinzione della specie dipende dalle dimensioni degli animali ▪ Embrioni artificiali che causano la gravidanza
▪ sezione del sito Unità Apparecchiature Radioamatoriali. Selezione dell'articolo ▪ Siamo abituati a credere che senza i tedeschi non ci sia salvezza per noi. Espressione popolare ▪ Articolo Isola Madagascar. Miracolo della natura ▪ articolo Metal detector semplice. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica ▪ articolo Indovinare una ad una tutte le carte del mazzo. Messa a fuoco segreta
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina