Kā pieslēgt spuldzi citam spriegumam

Ir vairāki veidi, kā barot spuldzi ar nelielu spriegumu no elektriskās ķēdes ar augstu spriegumu. Rakstā apskatītas spuldzes pievienošanas iespējas citam spriegumam, izvēloties papildu pretestību no augstas pretestības stieples un izmantojot diodes virknē “uz priekšu”.

Pieņemsim, ka mums ir nepieciešama spuldze, kuras nominālā jauda ir 6 volti, un no 12 voltu akumulatora ir ieslēgta strāva 0,5 ampēri. Vienkāršākā no komutācijas ķēdēm sastāv no virknē savienotas spuldzes, papildu pretestības Rdop un sprieguma avota Ua, akumulatora.

Papildu pretestība ir jāizvēlas tādā veidā, lai spuldzei “nokristu” 6 voltu spriegums ar strāvu ķēdē I = 0,5 ampēri. Pretestību veic no jebkura augstas pretestības stieples: nihroma, konstanta utt.

Jūs varat aprēķināt pretestības vērtību Rdop, pamatojoties uz augstas pretestības stieples pretestību saskaņā ar Ohmas likuma formulām. Bet ir viena lieta, BET! Lai to izdarītu, jums jāzina, ka vads ir izgatavots no nihroma vai cita materiāla, un tam ir nepieciešamie parametri. Jūs to nevarat definēt acīs. Un šāds vads parasti "nav pie rokas, kas atrodas apkārt". Mēs ražosim papildu pretestību "praktiskā veidā".

Ir nepieciešams izolēti izmantot stiepli ar augstu pretestību. Bet iegūt šādu vadu un šādai strāvai ir diezgan grūti. Tāpēc mēs izmantojam to, kas ir pie rokas. Datortehnikas veikalos tiek pārdotas elektrisko plīšu vai elektrisko cepeškrāsņu spoles. Šāds augstas pretestības vads ir diezgan piemērots mūsu gadījumam. Stieples diametrs ir no 0,35 līdz 0,7 milimetriem, un tā var izturēt mūsu pašreizējo I = 0,5 ampērus.

Samontēsim ķēdi stieples garuma izvēlei.

Lai izvēlētos stieples garumu un kontrolētu spriegumu ķēdē, mums ir nepieciešams līdzstrāvas voltmetrs spriegumam līdz 15 voltiem. Spirālvada stieples garums tiek izvēlēts acīmredzami garāks nekā nepieciešams. Sākot ar garāko galu, zonde pārvietojas spirālē.

Tā kā spirāle ir “tukša”, bez izolācijas, tā ir nedaudz jāizstiepj, lai pagriezienu malas nepieskartos viena otrai. Izmantojot voltmetru, mēs kontrolējam spuldzes spriegumu. Kad spuldzes spriegums Ul būs vienāds ar 6 voltiem, tas atbildīs nepieciešamajam spirālveida stieples garumam un tā pretestībai Rdop.

Tā kā vads ir kails, tas tiek uzvilkts uz izolācijas materiāla rāmja ar atstarpi starp pagriezieniem. Ja vads uz rāmja neietilpst vienā slānī, tad uzlieciet izolāciju, vējiet otro slāni utt.

Šīs spuldzes (slodzes) sprieguma samazināšanas metodes trūkums ir tāds, ka spuldzei ar tādu pašu spriegumu, bet atšķirīgu jaudu ir nepieciešama papildu pretestība, kuras lielums ir atšķirīgs, jo strāva elektriskajā ķēdē būs atšķirīga.

Vai arī, ja mēs pievienosim vēl vienu paralēli šai spuldzei, to kopējā pretestība būs 6 omi, un ķēdes kopējā pretestība mainīsies. Es šeit nesniegšu aprēķinu pēc Ohma likuma formulas. Es varu tikai teikt, ka strāva ķēdē palielināsies no 0,5 ampēriem līdz 0,67 ampēriem, pretestības Rdop spriegums palielināsies līdz 8,0 voltiem, spriegums uz divām paralēli uzstādītām lampām būs vienāds ar U = 4,0 voltiem, kas ir 2,0 voltu mazāk nekā nepieciešams. Gaismas spuldzes degs, kas nav pieņemami. Šī slodzes sprieguma samazināšanas metode ir piemērota gan tiešam, gan maiņstrāvai.

Ir vēl viens veids, kā samazināt spriegumu pie slodzes, bet tikai līdzstrāvas ķēdēm.

Papildu rezistora vietā ķēdē mēs iekļaujam diožu ķēdi, kas virknē savienoti “uz priekšu”.Kad strāva plūst caur diodi, uz to nokrīt "tiešais spriegums", kas ir vienāds no 0,4 līdz 1,2 voltiem, atkarībā no diodes veida, tā jaudas un caur to plūstošās strāvas. Uz germānija diodes tas “nokrīt” no 0,4 līdz 0,7 voltiem, uz silīcija diodes - no 0,6 līdz 1,2 voltiem.

Balstoties uz to, cik voltu jums nepieciešams, lai pazeminātu spriegumu pie slodzes, iekļaujiet atbilstošo diožu skaitu. Salīdziniet divas komutācijas ķēdes: iepriekšējo ar papildu rezistoru un jauno ar diodēm.

Ķēdē ar rezistoru ķēdē sakarība starp strāvu ķēdē un sprieguma kritumu Udop ir lineāra. Cik reizes palielināsies strāva caur rezistoru, "Udop" "sprieguma kritums" uz tā palielināsies par tādu pašu summu. Spuldzēs spriegums tomēr samazinās no 6 voltiem līdz 4 voltiem.

Pilnīgi atšķirīgs attēls būs tad, ja rezistora vietā mēs ieslēgtu diožu ķēdi. Attiecība starp strāvu, kas plūst caur diodi, un spriegumu, kas uz tā atrodas, ir nelineāra. Strāva var palielināties vairākas reizes, sprieguma kritums visā diodē palielināsies tikai par dažām volta desmitdaļām.

Apskatīsim diodei raksturīgo volt-ampēru. Šī ir izliekta līnija starp strāvu un spriegumu uz diodes. Līnija starp punktiem 0 - 4 ir diodes izeja rektifikācijas režīmā.

Līnija starp 4. – 7. Punktu ir gandrīz taisna sadaļa. No tā var redzēt, ka ar ievērojamām strāvas izmaiņām caur diodi (vairākas reizes), spriegums uz diodes mainās maz (0,1 - 0,3 volti). Šo sadaļu izmanto sprieguma stabilizēšanai. Diodes jāizvēlas atbilstoši maksimālajai strāvai ķēdē.

Diožu maksimālajai pieļaujamajai strāvai jābūt lielākai par strāvu aprēķinātajā ķēdē. Saskaņā ar šo shēmu es ieslēdzu deviņu voltu portatīvo radio no 12 voltu akumulatora. Izmantota 4 D226 diožu ķēde.

Viktors Egels