Hvordan koble en lyspære til en annen spenning

Det er flere måter å drive en lyspære med en liten spenning fra en elektrisk krets med høyspenning. Artikkelen diskuterer alternativene for å koble pæren til en annen spenning ved å velge tilleggsmotstand fra en høymotstandstråd og bruke dioder i serie i "frem retning".

Anta at vi trenger en lyspære som er vurdert til 6 volt og en strøm på 0,5 ampere slått på fra et 12 volt batteri. Den enkleste av byttekretsene består av en lyspære som er koblet i serie, en ekstra motstand Rdop og en spenningskilde Ua, et batteri.

Det er nødvendig å velge tilleggsmotstand på en slik måte at en spenning på 6 volt "synker" på en pære med en strøm i kretsen I = 0,5 ampere. Motstand utføres fra hvilken som helst høymotstandstråd: nichrome, constantan, etc.

Du kan beregne motstandsverdien Rdop basert på resistiviteten til høymotstandstråden i henhold til formlene fra Ohms lov. Men det er en ting, MEN! For å gjøre dette, må du vite at ledningen er laget av nichrom eller annet materiale og har de nødvendige parametrene. Du kan ikke bestemme dette med et øyeblikk. Og en slik ledning er vanligvis "ikke for hånden å ligge rundt." Vi vil produsere ekstra motstand "på en praktisk måte."

Det er nødvendig å bruke en høymotstandskabel isolert. Men å få en slik ledning og for en slik strøm er ganske vanskelig. Derfor bruker vi det som er for hånden. Jernvarehandel selger spoler for elektriske kokeplater eller elektriske ovner. En slik høy motstandstråd er ganske passende for vårt tilfelle. Ledningen er fra 0,35 til 0,7 millimeter i diameter og tåler vår nåværende I = 0,5 ampère.

La oss sette sammen en krets for valg av lengde på ledningen.

For å velge ledningens lengde og kontrollere spenningen i kretsen, trenger vi et likespenningsmåler for spenning opp til 15 volt. Lengden på spiraltråden velges åpenbart lenger enn nødvendig. Fra den lengste enden beveger sonden seg i en spiral.

Siden spiralen er "bar", uten isolasjon, må den strekkes litt slik at kantene på svingene ikke berører hverandre. Ved hjelp av et voltmeter styrer vi spenningen på lyspæren. Når spenningen Ul på pæren vil være lik 6 volt, vil dette tilsvare den nødvendige lengden på spiraltråden og dens motstand Rdop.

Siden ledningen er bar, vikles den på en ramme av isolerende materiale med et mellomrom mellom svingene. Hvis ledningen på rammen ikke passer i ett lag, legg deretter isolasjonen, vikle det andre laget osv.

Ulempen med denne metoden for å redusere spenningen på pæren (belastningen) er at for en pære med samme spenning, men forskjellig effekt, trenger du ytterligere motstand i en annen størrelse, siden strømmen i den elektriske kretsen vil være forskjellig.

Eller, hvis vi kobler en annen parallell til denne pæren, vil deres totale motstand være 6 ohm, og kretsens totale motstand vil endre seg. Jeg vil ikke gi en beregning her etter formelen til Ohms lov. Jeg kan bare si at strømmen i kretsen vil øke fra 0,5 ampere til 0,67 ampere, spenningen på motstanden Rdop vil øke til 8,0 volt, spenningen på to lamper parallelt vil være lik U = 4,0 volt, som er 2,0 volt mindre enn nødvendig. Lyspærene vil brenne i lyset, noe som ikke er akseptabelt. Denne metoden for å redusere belastningsspenningen er egnet for både direkte og vekslende spenning.

Det er en annen måte å redusere spenningen ved belastningen, men bare for likestrømkretser.

I stedet for en ekstra motstand i kretsen, inkluderer vi en kjede av dioder koblet i serie i "frem retning".Når strømmen strømmer gjennom dioden, faller en "direkte spenning" på den, lik, avhengig av type diode, dens kraft og strømmen som strømmer gjennom den, fra 0,4 til 1,2 volt. På en germaniumdiode "synker" den fra 0,4 til 0,7 volt, på en silisiumdiode fra 0,6 til 1,2 volt.

Basert på hvor mange volt du trenger for å senke spenningen ved belastningen, inkluderer passende antall dioder. Sammenlign to byttekretser: den forrige med en ekstra motstand og den nye med dioder.

I en krets med en motstand i kretsen er forholdet mellom strømmen i kretsen og spenningsfallet Udop lineært. Hvor mange ganger strømmen gjennom motstanden vil øke, vil "spenningsfallet" Udop på den øke med samme mengde. På pærer faller imidlertid spenningen fra 6 volt til 4 volt.

Et helt annet bilde vil være hvis vi i stedet for en motstand slår på en kjede med dioder. Forholdet mellom strømmen som strømmer gjennom dioden og spenningsforekomsten på den er ikke-lineær. Strømmen kan øke flere ganger, spenningsfallet over dioden vil øke med bare noen tideler av en volt.

La oss se på volt-ampere karakteristisk for dioden. Dette er en buet linje mellom strømmen og spenningen på dioden. Linjen mellom punktene 0 - 4 er utgangen fra dioden til ensretting.

Linjen mellom punktene 4 - 7 og utover er en nesten rett seksjon. Det kan sees av det at med en betydelig endring i strømmen gjennom dioden (flere ganger), endrer spenningen på dioden lite (0,1 - 0,3 volt). Denne delen brukes til å stabilisere spenningen. Dioder må velges i henhold til maksimal strøm i kretsen.

Diodenes maksimale tillatte strøm må være større enn strømmen i den beregnede kretsen. I henhold til denne ordningen, skrudde jeg på en ni-volts bærbar radio fra et 12-volts batteri. Brukte en kjede på 4 D226 dioder.

Victor Egel

Comments

[#1 Sergei]

På vekselstrøm kan en kondensator brukes til å koble lyspæren til en annen spenning (den har kapasitiv motstand). Kondensatoren i lampekretsen vil spille motstandens rolle og spenningen på lampen vil avta. Det er bare nødvendig å velge det riktig. Alternativet med seriekoblingen til kondensatoren er mye mer interessant og økonomisk enn å koble motstander til kretsen, fordi i dette tilfellet er det nesten ikke noe strømtap.