Главная > Теория > Современный источник электрического тока

Современный источник электрического тока

Существует множество различных принципов построения стабилизированных источников питания. В простейшем случае для стабилизации напряжения используется стабилитрон, но его возможности и характеристики весьма ограничены. Компания «НПП Марс-Энерго» более 25 лет разрабатывает и производит электроизмерительные приборы и поверочные установки для электроэнергетики, промышленности и органов Росстандарта, детальнее можно ознакомиться по адресу http://www.mars-energo.ru/

Мы предлагаем схему простого и эффективного регулируемого стабилизированного источника питания, который способен обеспечить питание для многих устройств.

Содержание

1 Работа устройства
2 Способы определения расхода электричества домашними приборами и инструментами

Работа устройства

Сетевое напряжение 220 В поступает на первичную обмотку трансформатора. Низкое напряжение, снимаемое с его вторичной обмотки, выпрямляется диодным мостом VD1. На стабилитроне VD2 и диодах VD3-VD5 формируется фиксированное опорное напряжение. Часть этого напряжения, задаваемая потенциометром R4, используется для определения выходного напряжения источника. После эмиттерного повторителя-на транзисторах VT1, VT2 и VT3, обеспечивающего усиление по току, напряжение подается на выход источника питания.

Работа устройства Трансформатор и выпрямитель

В источнике рекомендуется использовать трансформатор мощностью от 6 до 20 ВА, обеспечивающий на вторичной обмотке переменное напряжение с эффективным значением 24 В. Если трансформатор имеет две обмотки по 12 В, необходимо соединить их последовательно. Диодный мост VD1 осуществляет двухполупериодное выпрямление вторичного напряжения, а конденсатор С1 – сглаживание выпрямленного напряжения. На положительном выводе С1 величина напряжения, в зависимости от нагрузки, может составлять 26-30 В.

Получение управляющего потенциала

Благодаря стабилитрону VD2 (на 24 В) и диодам VD3-VD5 на положительном выводе С2 получается постоянное напряжение, равное 24 + (3 х 0,6) = 25,8 В. Потенциометр R4 предназначен для получения изменяемого от 0 до 25,8 В напряжения. Три диода (VD2, VD3, VD5) компенсируют падение напряжения на базбэмиттерных переходах трех транзисторов составного эмиттерного повторителя VT1-VT3.

Усиление тока

Транзисторы VT1, VT2 и VT3, включенные по схеме Дарлингтона, образуют усилитель тока. На эмиттере выходного транзистора VT3 величина напряжения, регулируемого резистором R4, составляет от 0 до 24 В. Внутренний нагрузочный резистор R3 необходим для измерения напряжения в отсутствии внешней нагрузки.

Моитаж источника

Учитывая большую величину возможной рассеиваемой мощности, транзистор VT3 должен монтироваться на теплоотводящем радиаторе.

Печатные проводники, идущие к выходным клеммам питания, должны быть достаточно широкими, с учетом передаваемой по ним мощности.

Чертеж печатной платы регулируемого источника постоянного напряжения

Монтажная схема регулируемого источника постоянного напряжения

Для улучшения теплового контакта транзистор VT3 крепится к радиатору (и вместе с ним – к печатной плате) с помощью винтов диаметром 4 мм. Не следует забывать, что корпус транзистора 2Ν3055 является его коллектором. Следовательно, он постоянно находится под напряжением порядка 30 В. Радиатор устанавливается между транзистором VT3 и платой.

Способы определения расхода электричества домашними приборами и инструментами

Блуждающие токи

Средний расход электроэнергии в квартирах граждан за месяц складывается из общего потребления электричества всеми электроприборами, которыми пользуются ее жильцы. Знание расхода электричества на каждый из них даст понимание, насколько рационально они используется. Изменение режима работы может дать существенную экономию электроэнергии.

Общее количество потребляемой электроэнергии в месяц в квартире или доме фиксирует счетчик. Получить данные по отдельным устройствам можно несколькими способами.

Практический способ расчета потребления электричества по мощности электроприбора

Среднесуточное потребление электроэнергии любой домашней техникой вычисляется по формуле, достаточно вспомнить основные характеристики электроприборов. Это три параметра – ток, мощность и напряжение. Ток выражается в амперах (А), мощность – в ваттах(Вт) или киловаттах (кВт), напряжение – в вольтах (В). Из школьного курса физики вспоминаем, в чем измеряется электроэнергия – это киловатт-час, он означает количество потребленного электричества в час.

Вся техника для дома оснащена ярлыками на кабеле или на самом приборе, где указываются входное напряжение и потребляемый ток (например, 220 В 1 А). Эти же данные обязательно присутствуют в паспорте изделия. По току и напряжению высчитывается потребляемая мощность прибора – P=U×I, где

P – мощность (Вт)
U – напряжение (В)
I – ток (А).

Подставляем числовые значения и получаем 220 В×1 А=220 Вт.

Далее, зная мощность прибора, рассчитываем его энергопотребление в единицу времени. Например, обычный литровый электрочайник имеет мощность 1600 Вт. В среднем он работает 30 минут в сутки, то есть ½ часа. Умножаем мощность на время работы и получаем:

1600 Вт×1/2 часа=800 Вт/ч, или 0,8 кВт/ч.

Чтобы посчитать затраты в денежном выражении, полученную цифру умножаем на тариф, например, 4 рубля за кВт/ч:

Таким способом производятся подсчеты по каждому электроприбору в доме.

Подсчет потребляемого электричества с помощью ваттметра

Расчеты дадут вам приблизительный результат. Гораздо надежней использовать бытовой ваттметр, или энергометр – прибор, измеряющий точное количество потребляемой энергии любым бытовым устройством.

Его функции:

замер мощности потребления в данный момент и за определенный промежуток времени;
замер тока и напряжения;
расчет стоимости потребляемого электричества по заложенным вами тарифам.

Ваттметр вставляется в розетку, к нему подключается прибор, который вы собираетесь тестировать. На дисплее высвечиваются параметры электропотребления.

Замерить силу тока и определить мощность, потребляемую бытовым прибором, не выключая его из сети, позволяют токоизмерительные клещи. Любое устройство (независимо от производителя и модификации) состоит из магнитопровода с подвижной размыкающей скобой, дисплея, переключателя диапазонов напряжения и кнопки фиксации показаний.

Установите нужный диапазон измерений.
Разомкните магнитопровод нажатием на скобу, заведите его за провод тестируемого прибора и замкните. Магнитопровод должен быть расположен перпендикулярно проводу питания.
Снимите показания с экрана.