Jak připojit žárovku k jinému napětí

Existuje několik způsobů, jak napájet žárovku s malým napětím z elektrického obvodu s vysokým napětím. Článek pojednává o možnostech připojení žárovky k jinému napětí výběrem dalšího odporu z drátů s vysokým odporem a použitím diod v sérii v „dopředném směru“.

Předpokládejme, že potřebujeme žárovku dimenzovanou na 6 voltů a proud 0,5 ampér zapnutý z 12 voltové baterie. Nejjednodušší ze spínacích obvodů je žárovka zapojená do série, přídavný odpor Rdop a zdroj napětí Ua, baterie.

Je třeba zvolit dodatečný odpor tak, aby napětí 6 voltů „kleslo“ na žárovku s proudem v obvodu I = 0,5 ampér. Odpor je prováděn z jakéhokoli drátu s vysokým odporem: nichrom, konstantan atd.

Hodnotu odporu Rdop můžete vypočítat na základě odporu drátu s vysokým odporem podle vzorců z Ohmova zákona. Ale je tu jedna věc, ale! K tomu potřebujete vědět, že drát je vyroben z nichromu nebo jiného materiálu a má potřebné parametry. To nemůžete na první pohled určit. A takový drát obvykle „není po ruce, když leží kolem“. "Praktickým způsobem vyrobíme další odpor".

Je nutné použít vysoce odolný vodič izolovaně. Ale dostat takový drát a na takový proud je docela obtížné. Proto používáme to, co je po ruce. Železářství prodává cívky pro elektrické varné desky nebo elektrické trouby. Takový vysoce odolný vodič je pro náš případ docela vhodný. Drát má průměr 0,35 až 0,7 milimetru a vydrží naše současné I = 0,5 ampér.

Sestavíme obvod pro výběr délky drátu.

Pro výběr délky drátu a řízení napětí v obvodu potřebujeme stejnosměrný voltmetr pro napětí až 15 voltů. Délka spirálového drátu je zvolena zřejmě delší, než je nutné. Od nejdelšího konce se sonda pohybuje ve spirále.

Protože spirála je „holá“, bez izolace, je třeba ji mírně natáhnout, aby se okraje závitů nedotýkaly. Pomocí voltmetru kontrolujeme napětí na žárovce. Když bude napětí Ul na baňce rovna 6 voltů, bude to odpovídat požadované délce spirálového drátu a jeho odporu Rdop.

Protože je vodič holý, je navinut na rám izolačního materiálu s mezerou mezi zatáčkami. Pokud vodič na rámu nezapadá do jedné vrstvy, položte izolaci, naviňte druhou vrstvu atd.

Nevýhodou tohoto způsobu snižování napětí na baňce (zátěži) je to, že pro baňku se stejným napětím, ale různým výkonem, potřebujete další odpor jiné velikosti, protože proud v elektrickém obvodu se bude lišit.

Nebo, pokud k této žárovce připojíme další paralelu, jejich celkový odpor bude 6 Ohmů a celkový odpor obvodu se změní. Nebudu zde počítat podle vzorce Ohmova zákona. Mohu jen říci, že proud v obvodu se zvýší z 0,5 ampér na 0,67 ampér, napětí na odporu Rdop se zvýší na 8,0 voltů, napětí na dvou lampách paralelně se bude rovnat U = 4,0 voltů, což je 2,0 voltů méně, než je nutné. Žárovky budou hořet ve světle, což není přijatelné. Tento způsob snižování napětí napříč zátěží je vhodný pro přímé i střídavé napětí.

Existuje další způsob, jak snížit napětí při zátěži, ale pouze pro stejnosměrné obvody.

Namísto dalšího odporu v obvodu zahrnujeme řetěz diod zapojených sériově v „směru vpřed“.Když proud protéká diodou, klesá na něj „stejnosměrné napětí“, stejné, v závislosti na typu diody, její síle a proudu, který jím protéká, od 0,4 do 1,2 voltu. Na germaniové diodě „klesne“ z 0,4 na 0,7 V, na křemíkové diodě od 0,6 do 1,2 V.

Na základě toho, kolik voltů potřebujete ke snížení napětí při zátěži, uveďte příslušný počet diod. Porovnejte dva spínací obvody: předchozí s přídavným odporem a nový s diodami.

V obvodu s odporem v obvodu je vztah mezi proudem v obvodu a poklesem napětí Udop lineární. Kolikrát se proud přes odpor zvýší, "pokles napětí" Udop na něm vzroste o stejnou částku. U žárovek však napětí klesá ze 6 voltů na 4 volty.

Zcela odlišný obrázek bude, pokud místo odporu zapneme řetěz diod. Vztah mezi proudem protékajícím diodou a napětím na něm je nelineární. Proud se může několikrát zvýšit, úbytek napětí přes diodu se zvýší pouze o několik desetin voltu.

Pojďme se podívat na volt - ampérovou charakteristiku diody. Toto je zakřivená čára mezi proudem a napětím na diodě. Čára mezi body 0 - 4 je výstupem diody do režimu usměrňování.

Úsečka mezi body 4 - 7 a dále je téměř rovná. Je vidět, že při významné změně proudu diodou (několikrát) se napětí na diodě mění jen nepatrně (0,1 - 0,3 V). Tato část se používá ke stabilizaci napětí. Diody musí být zvoleny podle maximálního proudu v obvodu.

Maximální přípustný proud diod musí být větší než proud ve vypočítaném obvodu. Podle tohoto schématu jsem zapnul přenosné rádio s devíti volty z 12 voltové baterie. Používá se řetězec 4 D226 diod.

Victor Egel