Dispositif de cloche électrique

Depuis l'enfance, nous connaissons le bouton au-dessus de la porte d'un appartement ou d'un immeuble. Lorsque vous cliquez dessus, le propriétaire reçoit un signal sonore - une sonnerie mélodique d'une cloche ou une simple composition musicale avertissant de l'apparition d'un invité.

Voici comment fonctionne une cloche électrique ordinaire. Nous démonterons sa conception sans affecter les modèles électroniques sur les multivibrateurs, les microcircuits et autres composants.

La cloche électrique existe depuis deux siècles, utilise l'énergie du champ électromagnétique. Ses structures domestiques sont alimentées par le courant:

1. valeur constante;

2. avec une harmonique sinusoïdale variable, généralement alimentée par une tension de 220 volts.

Principe de fonctionnement et cloche électrique à courant continu

Pour créer des ondes sonores, les impacts d'un petit malléus sont utilisés sous la forme d'une bille d'acier située à l'extrémité d'une plaque élastique, qui, lors de vibrations mécaniques, frappe la cloche.

Ce marteau est monté fixe sur un ancrage mobile, capable de se déplacer par rapport à un point d'appui fixe. Voici montés:

• la partie mobile du noyau magnétique composite de l'électro-aimant;

• un ressort avec un dispositif de réglage de la force pour ramener l'armature à sa position d'origine, qui fonctionne après un circuit ouvert de l'alimentation en courant électrique;

• contact mobile commutant l'alimentation en tension des bobines d'électroaimant.

Autour du circuit magnétique, il y a deux bobines électriques avec des enroulements connectés en série. Lorsque le courant continu traverse les bobines, un flux magnétique est créé dans le circuit magnétique, dont l'amplitude est additionnée des flux de chaque bobine et est plusieurs fois supérieure aux valeurs qui se produisent dans un seul fil. Voir - Inductances et champs magnétiques. 

La force magnétique créée par le circuit magnétique peut atteindre de grandes valeurs et effectuer un travail mécanique important. Dans notre cas, il sert à faire pivoter l'ancre: tirez-la vers la partie fixe afin d'effectuer un coup de marteau sur la cloche.

La source de tension / courant dans le circuit peut être une certaine cellule galvanique (batterie ou accumulateur), ou un dispositif redresseur, alimenté par une source d'énergie électrique variable.

Dans le schéma ci-dessus, un bouton avec un auto-reset mécanique n'est pas représenté, lorsqu'il est enfoncé, un courant est fourni de la source au circuit électrique de la cloche. Il est montré dans l'image ci-dessous.

Lorsque le bouton est enfoncé, un circuit fermé est créé pour faire passer le courant électrique I à travers les fils posés de la "source plus" à travers le groupe de contact fermé vers la plaque conductrice de l'armature et à travers les enroulements des bobines vers la "source moins".

Un flux magnétique est induit dans le circuit magnétique.

Il forme une force mécanique F, tournant l'ancre et la tirant vers la partie fixe.

Dans le même temps, le marteau frappe sur la cloche, provoquant une sonnerie, et le contact mobile s'écarte du fixe fixe. Une étincelle électrique saute entre eux. En même temps, un ressort mécanique s'étire et sa tension augmente.

Après que l'étincelle ait traversé le groupe de contact ouvert, le mouvement des charges électriques s'arrête, le courant disparaît, le flux magnétique disparaît.

Seule la force de traction du ressort P reste sous l'influence de l'ancre, sous l'influence de laquelle il revient à sa position d'origine. Dans le même temps, si le bouton de la cloche reste enfoncé, un courant électrique apparaît à nouveau dans le circuit pour délivrer des coups de marteau répétés et ultérieurs à la cloche.

Par conséquent, l'appel retentit tant que le visiteur appuie sur le bouton. En pratique, il existe des schémas qui limitent la durée du son.Ils sont basés sur l'insertion dans le circuit de courant d'un contact supplémentaire normalement fermé, contrôlé par une minuterie déclenchée. Mais cette méthode complique la conception et n'est pas toujours justifiée.

La séquence de dynamique des processus se produisant pendant le fonctionnement est illustrée par une image animée.

Vous pouvez contrôler un appel électrique à partir de différents endroits. Pour ce faire, il suffit de connecter un bouton supplémentaire ou un groupe d'entre eux pour une installation dans différentes pièces en parallèle avec les contacts des boutons. Au XIXe siècle, les propriétaires de grandes maisons utilisaient cette méthode pour appeler les domestiques à eux-mêmes.

Toutes les caractéristiques électriques et magnétiques des bobines, fils, contacts, boutons et alimentations sont calculées et sélectionnées en usine en fonction des charges thermiques et des forces mécaniques qui en découlent pour un fonctionnement fiable.

Les appels DC sont utilisés dans les téléphones plus anciens, systèmes d'alarme, protection incendie et d'autres appareils.

Le groupe de contact est particulièrement préoccupant dans ce programme. Pendant le fonctionnement, une décharge d'étincelles saute constamment à travers elle, ce qui détruit lentement mais délibérément le métal. Cela nécessite des inspections périodiques et une maintenance préventive.

Le principe de fonctionnement et le dispositif d'une cloche électrique à courant alternatif

L'énergie électromagnétique du courant alternatif varie selon une loi sinusoïdale harmonieuse. Les champs magnétiques et électriques interagissent constamment dans le temps, sont dirigés de manière opposée l'un par rapport à l'autre.

Lors du passage à travers la bobine, la direction et l'amplitude du courant dans le circuit magnétique induisent un flux magnétique de la forme correspondante. Dans le cas d'une conception de pièces correctement sélectionnée, la partie mobile de l'armature peut être forcée d'effectuer des mouvements de retour dans les deux sens sous l'influence de la force magnétique.

Lors du premier swing, la cloche est frappée, et dans le second, le marteau est ramené à sa position d'origine pour effectuer un coup ultérieur. La fréquence des changements de courant de 50 hertz correspondra à la fréquence de la sonnerie générée.

Selon ce principe, la cloche électrique montrée sur la photo est créée et fonctionne.

Il a été fabriqué dans les années 70 selon le GOST 7220 66, approuvé en 1966, et a toujours conservé sa capacité de travail.

Il se compose de:

• cloche;

• bobine d'enroulement;

• noyau magnétique avec plaque d'amortisseur et supports muraux;

• fils pour la connexion au circuit;

• la vis de fixation de la cloche au boîtier.

Il n'y a pas de groupe de contact. Cela augmente la fiabilité du système, élimine la nécessité d'une maintenance préventive fréquente.

Après avoir dévissé la vis, tous les composants d'une cloche électrique à courant sinusoïdal alternatif sont visibles.

Plus en détail, leur conception et leur apparence peuvent être vues dans les images ci-dessous.

Cette conception utilise une tension de 220 volts. Il est présent sur toutes les parties électriques du circuit, y compris le bouton, qui est considéré comme un facteur dangereux et nécessite une surveillance de l'état d'isolement. La connexion d'un tel appel au réseau avec des boutons conçus pour une tension inférieure est dangereuse et inacceptable.

Dans les appels modernes, la tension de l'enroulement et du bouton est réduite par l'inclusion de transformateurs abaisseurs dans le circuit. 220 volts du réseau d'appartements sont fournis à leur enroulement principal et une basse tension est appliquée au bouton et à la cloche.

La conception du transformateur sur courant alternatif se retrouve dans les téléphones, schémas de signalisation des installations industrielles.

Lisez aussi:À propos des farces pour bébés ou comment protéger une porte d'appartement contre le feu