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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Indicatore per il collegamento di apparecchi elettrici a una rete da 220 V. Enciclopedia di radioelettronica e ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Indicatori, sensori, rivelatori Scrivo sulle orme Pubblicazione nel n. 12 "Elettricità" [1]. L'importanza di questo argomento mi sono resa conto di recente, quando la mia famiglia si è dimenticata di spegnere la stufa elettrica al mattino e la sera il contatore elettrico ha “aumentato” l'energia di 3 UAH in più. Lo schema in [1] è molto semplice, ma ha causato tali obiezioni. 1. Nelle case moderne i cavi elettrici sono nascosti nel muro. Dove si trova questo ingresso dell'appartamento? Molto probabilmente, nel posto più scomodo. 2. Va bene se in casa c'è un trasformatore. In caso contrario, è necessario acquistarlo e questa parte non è economica (e non tutti i trasformatori andranno bene). 3. Nell'appartamento ci sono elettrodomestici costantemente accesi. Alcuni si accendono di tanto in tanto (frigorifero), altri funzionano costantemente (orologio elettronico, termometro elettronico). cosa fare con loro? 4. Se ti dimentichi di spegnere la lampadina da 25 W della dispensa, la sera la spesa aggiuntiva sarà di pochi centesimi. È necessario installare un indicatore per questo? 5. L'apparecchiatura radio non spenta ricorda se stessa con il suono, quindi è difficile non notarla. 6. L'unico impianto elettrico che deve essere dotato di un indicatore di connessione è una stufa elettrica. Qui è dove devi posizionare l'indicatore di connessione. L'indicatore di connessione più semplice è una luce al neon o un indicatore LED collegato ai cavi di rete dopo lo switch. Se l'interruttore è spento, i dispositivi indicati non si illuminano. Ma ci sono molti di questi interruttori in una stufa elettrica e sono installati in luoghi difficili da raggiungere (dall'interno). Pertanto è necessario installare un sensore di consumo di corrente. Di solito si tratta di un resistore a bassa resistenza (per non assorbire molta energia dalla rete), collegato a un'interruzione in uno dei fili della rete. Adesso facciamo qualche piccolo calcolo. Alla potenza minima (circa 100 W), la stufa elettrica consuma dalla rete una corrente di 0,5 A. Quando si utilizza un resistore con una resistenza di 1 Ohm, al suo interno viene rilasciata una potenza di 0,25 W. Ma con una corrente massima del fornello elettrico di 30 A (tutti i bruciatori sono accesi), su questo resistore verrà rilasciata una potenza di 900 W con una tensione ai capi del resistore di 30 V! E questa è una parte importante del consumo della stufa che va sprecata. Pertanto, è necessario limitare in qualche modo la tensione ai capi del resistore. I potenti diodi VD1, VD2 sono perfetti per questo scopo, deviando il resistore R1 nelle direzioni avanti e indietro (Fig. 1).
Quando la corrente attraverso il resistore è 0,5 A, la caduta di tensione ai suoi capi è 0,5 V e a questa tensione i diodi al silicio VD1 e VD2 sono bloccati. Quando la tensione ai capi del resistore aumenta, i diodi si aprono gradualmente ed entrano in saturazione con una tensione diretta dell'ordine di 0,8...1 V (Fig. 2).
La potenza inizia a essere rilasciata sui diodi, si riscaldano e, come si può vedere dalle caratteristiche di Fig. 2, la tensione su di essi diminuisce. Pertanto, i diodi diventano limitatori di tensione ideali. Insieme ai diodi si riscalda anche la resistenza R1. Il termistore R2 è isolato elettricamente da R1, ma è collegato ad esso meccanicamente e quindi si riscalda anch'esso. Una linea di comunicazione (cavo telefonico) è tesa da R2 all'indicatore stesso (indicato da una linea tratteggiata in Fig. 1). Il divisore R4, R2, R3 nel circuito di base del transistor VT1 è progettato in modo tale che alla temperatura normale del termistore R2, il transistor VT1 sia bloccato e il LED HL1 non si accenda. Quando il termistore R2 si riscalda, il transistor si apre e il LED si accende, indicando che il carico è acceso. Come fonte di energia viene utilizzata una cella galvanica. Se il LED si accende semplicemente, potrebbe non attirare l'attenzione di una persona che esce dall'appartamento. Nel circuito di Fig. 3 (viene mostrato solo l'indicatore stesso), un generatore a bassa frequenza è installato sugli elementi NAND digitali CMOS DD1.
Alla temperatura normale del termistore R2, il divisore R2R3 fornisce una tensione all'ingresso 1 dell'elemento DD1.1 inferiore alla metà della tensione di alimentazione, quindi questo elemento è chiuso, alla sua uscita 3 c'è un log "1", rispettivamente, alla uscita 4 dell'elemento DD1.2 - un log "0". Il transistor VT1 è chiuso e il LED HL1 non si accende. Quando il termistore R2 si riscalda, la tensione sul divisore R2/R3 supera la metà della tensione di alimentazione, il generatore si avvia ad una frequenza di circa 1 Hz. Il LED inizia a lampeggiare a questa frequenza. Sotto carico pesante (corrente di carico fino a 15-20 A), i diodi VD1, VD2 iniziano a rilasciare circa 10 W di potenza. Pertanto i diodi devono essere installati sui radiatori, purtroppo ognuno sul proprio radiatore. Ogni transistor può essere trasformato in un diodo cortocircuitando il collettore e la base. Usando transistor di diversi tipi di conduttività (come mostrato in Fig. 4), puoi implementare la stessa coppia di diodi, ma poiché i collettori dei transistor sono collegati insieme, puoi cavartela con un radiatore.
Il calcolo più semplice di un radiatore con una potenza di 20 W può essere effettuato secondo il metodo [2]. Oltre alla comunicazione termica tra l'elemento di misura R1 e l'indicatore, è possibile utilizzare anche la comunicazione ottica. Ma per il funzionamento dell'elemento emettitore di luce non è sufficiente una tensione rilasciata sull'elemento di misura di circa 1 V. È necessario aumentare la resistenza del resistore R1 ad almeno 5-6 Ohm, in modo che con una corrente di 0,5 A la caduta di tensione sia di 2,5-3 V. Ma poi, per limitare la tensione su R1, è necessario installare due rami di tre diodi ciascuno. Invece dei diodi, è possibile utilizzare tiristori (Fig. 5).
I tiristori VS5, VS1 del tipo KU2 indicati in Fig. 202 vengono attivati con una tensione sugli elettrodi di controllo di circa 4...8 V. Il tiristore si accende e la tensione su di esso rimane di circa 2 V. La tensione su la resistenza R1 è ±2 V, ma all'inizio di ogni semiciclo della tensione di rete si formano dei “lampi” di 4...8 V. Questi “lampi” attivano il diodo di trasmissione del fotoaccoppiatore a transistor UB1. Il transistor di ricezione dell'accoppiatore ottico si apre e il LED HL1 si accende (in modalità dinamica). In tutti gli schemi sopra descritti l'indicatore era alimentato da un elemento galvanico. Se l'elemento è “agganciato”, l'indicatore potrebbe non funzionare. In Fig. 6 è mostrato il collegamento diretto dell'indicatore all'elemento di misura R1 (per il circuito di Fig. 5, per altri circuiti questo collegamento non funziona). In questo caso l'indicatore è sotto tensione di rete. Per ridurre il pericolo, l'elemento di misura deve essere incluso nell'intercapedine del filo neutro della rete.
letteratura:
Autore: I.N.Proksin
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