Понижение напряжения постоянного тока: Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема) 📹

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема) 📹

 В этой статье расскажу о весьма банальных вещах, что не менялись уже не одно десятилетие, да они вообще не менялись. Другое дело, что с тех пор как был изучен принцип снижения напряжения в замкнутой цепи за счет сопротивления, появились и другие принципы питания нагрузки, за счет ШИМ, но тема это отдельная, хотя и заслуживающая внимания. Поэтому продолжу все-таки по порядку логического русла, когда расскажу о законе Ома, потом о его применении для различных радиоэлементов участвующих в понижении напряжения, а после уже можно упомянуть и о ШИМ.

Закон Ома при понижении напряжения

 Собственно был такой дядька Георг Ом, который изучал протекание тока в цепи. Производил измерения, делал определенные выводы и заключения. Итогами его работы стала формула Ома, как говорят закон Ома. Закон описывает зависимость падения напряжения, тока от сопротивления.
Сам закон весьма понятен и схож с представлением таких физических событий как протекание жидкости по трубопроводу. Где жидкость, а вернее ее расход это ток, а ее давление это напряжение. Ну и само собой любые изменения сечения или препятствия в трубе для потока, это будет сопротивлением. Итого получается, что сопротивление «душит» давление, когда из трубы под давлением, могут просто капать капли, и тут же падает и расход. Давление и расход величины весьма зависящие друг от друга, как ток и напряжение. В общем если все записать формулой, то получается так:

R=U/I; То есть давление (U) прямо пропорционально сопротивлению в трубе (R), но если расход (I) будет большой, то значит сопротивления как такового нет… И увеличенный расход должен показывать на пониженное сопротивление.

 Весьма туманно, но объективно! Осталось сказать, что закон то этот впрочем, был получен эмпирическим путем, то есть окончательные факторы его изменения весьма не определены.
Теперь вооружившись теоретическими знаниями, продолжим наш путь в познании того, как же снизить нам напряжение.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью резистора

 Самое простое это взять и использовать нестабилизированную схему. То есть когда напряжение просто понизим за счет сопротивления и все. Рассказывать о таком принципе особо нечего, просто считаем по формуле выше и все. Приведу пример. Скажем снижаем с 12 вольт до 5.

R=U/I. С напряжением понятно, однако смотрите, у нас недостаточно данных! Ничего не известно о «расходе», о токе потребления. То есть если вы решите посчитать сопротивление для понижения напряжения, то обязательно надо знать, сколько же «хочет кушать» наша нагрузка.

Эту величину вам необходимо будет посмотреть на приборе, который вы собираетесь питать или в инструкции к нему. Примем условно ток потребления 50 мА=0,05 А. Осталось также еще заметить, что по этой формуле мы подберем сопротивление, которое будет полностью гасить напряжение, а нам надо оставить 5 вольт, то 12-5=7 вольт подставляем в формулу.
R= 7/0,05=140 Ом нужно сопротивление, чтобы после из 12 вольт получить 5, с током на нагрузке в 50 мА.
 Осталось упомянуть о не менее важном! О том, что любое гашение энергии, а в данном случае напряжение, связано с рассеиваемой мощностью, то есть наш резистор должен будет «выдержать» то тепло, которое будет рассеивать. Мощность резистора считается по формуле.
P=U*I. Получаем. P=7*0,05=0,35 Вт должна быть мощность резистора. Не менее. Вот теперь курс расчет для резистора можно считать завершенным.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью микросхемы

 Ничего принципиально не меняется и в этом случае. Если сравнивать этот вариант понижения через микросхему, с вариантом использующим резистор. По факту здесь все один в один, разве что добавляются полезные «интеллектуальные» особенности подстройки внутреннего сопротивления микросхемы исходя из тока потребления. То есть, как мы поняли из абзаца выше, в зависимости от тока потребления, расчетное сопротивление должно «плавать». Именно это и происходит в микросхеме, когда сопротивление подстраивается под нагрузку таким образом, что на выходе микросхемы всегда одно и тоже напряжение питания! Ну и плюсом идут такие «полезные плюшки» как защита от перегрева и короткого замыкания. Что касательно микросхем, так называемых стабилизаторов напряжения на 5 вольт, то это могут быть: LM7805, КРЕН142ЕН5А. Подключение тоже весьма простое.

Само собой для эффективной работы микросхемы ставим ее на радиатор. Ток стабилизации ограничен 1,5 -2 А.
Вот такие вот принципы понижения напряжения с 12 на 5 вольт. Теперь один раз их поняв, вы сможете легко рассчитать какое сопротивление надо поставить или как подобрать микросхему, чтобы получить любое другое более низкое напряжение.
Осталось сказать пару слов о ШИМ.

 Широко импульсная модуляция весьма перспективный и самое главное высокоэффективный метод питания нагрузки, но опять же со своими подводными камнями. Вся суть ШИМ сводится к тому, чтобы выдавать импульсами такое напряжение питание, которое суммарно с моментами отсутствия напряжения будет давать мощность и среднее напряжение достаточное для работы нагрузки. И здесь могут быть проблемы, если подключить источник питания от одного устройства к другому. Ну, самые простые проблемы это отсутствие тех характеристик, которые заявлены. Возможны помехи, неустойчивая работа. В худшем случае ШИМ источник питания может и вовсе сжечь прибор, под которые не предназначен изначально!

Как понизить напряжение — Мои статьи — Каталог статей

Как понизить напряжение сопротивлением?

Сопротивление ограничивает ток и при его протекании падает напряжение на сопротивление (токоограничивающий резистор). Такой способ позволяет понизить напряжение для питания маломощных устройств с токами потребления в десятки, максимум сотни миллиампер.

Примером такого питания можно выделить включение светодиода в сеть постоянного тока 12 (например, бортовая сеть автомобиля до 14. 7 Вольт). Тогда, если светодиод рассчитан на питание от 3.3 В, током в 20 мА, нужен резистор R:

R=(14.7-3.3)/0.02)= 570 Ом

Но резисторы отличаются по максимальной рассеиваемой мощности:

P=(14.7-3.3)*0.02=0.228 Вт

Ближайший по номиналу в большую сторону — резистор на 0.25 Вт.

Именно рассеиваемая мощность и накладывает ограничение на такой способ питания, обычно мощность резисторов не превышает 5-10 Вт. Получается, что если нужно погасить большое напряжение или запитать таким образом нагрузку мощнее, придется ставить несколько резисторов т.к. мощности одного не хватит и ее можно распределить между несколькими.

Способ снижения напряжения резистором работает и в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока.

Недостаток — выходное напряжение ничем нестабилизировано и при увеличении и снижении тока оно изменяется пропорционально номиналу резистора.

Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?

Если речь вести только о переменном токе, то можно использовать реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление есть только в цепях переменного тока, это связно с особенностями накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности и законами коммутации.

Дроссель и конденсатор в переменном токе могут быть использованы в роли балластного сопротивления.

Реактивное сопротивление дросселя (и любого индуктивного элемента) зависит от частоты переменного тока (для бытовой электросети 50 Гц) и индуктивности, оно рассчитывается по формуле:

где ω – угловая частота в рад/с, L-индуктивность, 2пи – необходимо для перевода угловой частоты в обычную, f – частота напряжения в Гц.

Реактивное сопротивление конденсатора зависит от его емкости (чем меньше С, тем больше сопротивление) и частоты тока в цепи (чем больше частота, тем меньше сопротивление). Его можно рассчитать так:

Пример использования индуктивного сопротивление — это питание люминесцентных ламп освещения, ДРЛ ламп и ДНаТ. Дроссель ограничивает ток через лампу, в ЛЛ и ДНаТ лампах он используется в паре со стартером или импульсным зажигающем устройством (пусковое реле) для формирования всплеска высокого напряжения включающего лампу. Это связано с природой и принципом работы таких светильников.

А конденсатор используют для питания маломощных устройств, его устанавливают последовательно с питаемой цепью. Такой блок питания называется «бестрансфоматорный блок питания с балластным (гасящим) конденсатором».

Очень часто встречают в качестве ограничителя тока заряда аккумуляторов (например, свинцовых) в носимых фонарях и маломощных радиоприемниках. Недостатки такой схемы очевидны — нет контроля уровня заряда аккумулятора, их выкипание, недозаряд, нестабильность напряжения.

Как понизить и стабилизировать напряжение постоянного тока

Чтобы добиться стабильного выходного напряжения можно использовать параметрические и линейные стабилизаторы. Часто их делают на отечественных микросхемах типа КРЕН или зарубежных типа L78xx, L79xx.

Линейный преобразователь LM317 позволяет стабилизировать любое значение напряжения, он регулируемый до 37В, вы можете сделать простейший регулируемый блок питания на его основе.

Если нужно незначительно снизить напряжение и стабилизировать его описанные ИМС не подойдут. Чтобы они работали должна быть разница порядка 2В и более. Для этого созданы LDO(low dropout)-стабилизаторы. Их отличие заключается в том, что для стабилизации выходного напряжение нужно, чтобы входное его превышало на величину от 1В. Пример такого стабилизатора AMS1117, выпускается в версиях от 1.2 до 5В, чаще всего используют версии на 5 и 3.3В, например в платах Arduino и многом другом.

Конструкция всех вышеописанных линейных понижающих стабилизаторов последовательного типа имеет существенный недостаток – низкий КПД. Чем больше разница между входным и выходным напряжением – тем он ниже. Он просто «сжигает» лишнее напряжение, переводя его в тепло, а потери энергии равны:

Pпотерь = (Uвх-Uвых)*I

Компания AMTECH выпускает ШИМ аналоги преобразователей типа L78xx, они работают по принципу широтно-импульсной модуляции и их КПД равен всегда более 90%.

Они просто включают и выключают напряжение с частотой до 300 кГц (пульсации минимальны). А действующее напряжение стабилизируется на нужном уровне. А схема включения аналогичная линейным аналогам.

Как повысить постоянное напряжение?

Для повышения напряжения производят импульсные преобразователи напряжения. Они могут быть включены и по схеме повышения (boost), и понижения (buck), и по повышающе-понижающей (buck-boost) схеме. Давайте рассмотрим несколько представителей:

1. Плата на базе микросхемы XL6009

2. Плата на базе LM2577, работает на повышение и понижение выходного напряжения.

3. Плата преобразователь на FP6291, подходит для сборки 5 V источника питания, например powerbank. С помощью корректировке номиналов резисторов может перестраиваться на другие напряжения, как и любые другие подобные преобразователь – нужно корректировать цепи обратной связи.

4. Плата на базе MT3608

Здесь всё подписано на плате – площадки для пайки входного – IN и выходного – OUT напряжения. Платы могут иметь регулировку выходного напряжения, а в некоторых случая и ограничения тока, что позволяет сделать простой и эффективный лабораторный блок питания. Большинство преобразователей, как линейных, так и импульсных имеют защиту от КЗ.

Как повысить переменное напряжение?

Для корректировки переменного напряжения используют два основных способа:

1. Автотрансформатор;

2. Трансформатор.

Автотрансформатор – это дроссель с одной обмоткой. Обмотка имеет отвод от определенного количества витков, так подключаясь между одним из концов обмотки и отводом, на концах обмотки вы получаете повышенное напряжение во столько раз, во сколько соотносится общее количество витков и количество витков до отвода.

Промышленностью выпускаются ЛАТРы – лабораторные автотрансформаторы, специальные электромеханические устройства для регулировки напряжения. Очень широко применение они нашли в разработке электронных устройств и ремонте источников питания. Регулировка достигается за счет скользящего щеточного контакта, к которому подключается питаемое устройство.

Недостатком таких устройств является отсутствие гальванической развязки. Это значит, что на выходных клеммах может запросто оказаться высокое напряжение, отсюда опасность поражения электрическим током.

Трансформатор – это классический способ изменения величины напряжения. Здесь есть гальваническая развязка от сети, что повышает безопасность таких установок. Величина напряжения на вторичной обмотке зависит от напряжений на первичной обмотки и коэффициента трансформации.

Uвт=Uперв*Kтр

Kтр=N1/N2

Отдельный вид – это импульсные трансформаторы. Они работают на высоких частотах в десятки и сотни кГц. Используются в подавляющем большинстве импульсных блоках питания, например:

  • Зарядное устройство вашего смартфона;

  • Блок питания ноутбука;

  • Блок питания компьютера.

За счет работы на большой частоте снижаются массогабаритные показатели, они в разы меньше чем у сетевых (50/60 Гц) трансформаторов, количество витков на обмотках и, как следствие, цена. Переход на импульсные блоки питания позволил уменьшить габариты и вес всей современной электроники, снизить её потребление за счет увеличения кпд (в импульсных схемах 70-98%).

В магазинах часто встречаются электронные траснформаторы, на их вход подаётся сетевое напряжение 220В, а на выходе например 12 В переменное высокочастотное, для использования в нагрузке которая питается от постоянного тока нужно дополнительно устанавливать на выход диодный мост и высокоскоростных диодов.

Внутри находится импульсный трансформатор, транзисторные ключи, драйвер, или автогенераторная схема, как изображена ниже.

Достоинства – простота схемы, гальваническая развязка и малые размеры.

Недостатки – большинство моделей, что встречаются в продаже, имеют обратную связь по току, это значит что без нагрузки с минимальной мощностью (указано в спецификациях конкретного прибора) он просто не включится. Отдельные экземпляры оборудованы уже ОС по напряжению и работают на холостом ходу без проблем.

Как понизить напряжение с 12 до 5 вольт. Как понизить постоянное и переменное напряжение — обзор способов

Напряжение 12 Вольт используется для питания большого количества электроприборов: приемники и магнитолы, усилители, ноутбуки, шуруповерты, светодиодные ленты и прочее. Часто они работают от аккумуляторов или от блоков питания, но когда те или другие выходят из строя перед пользователем возникает вопрос: «Как получить 12 Вольт переменного тока»? Об этом мы расскажем далее, предоставив обзор наиболее рациональных способов.

Получаем 12 Вольт из 220

Наиболее часто стоит задача получить 12 вольт из бытовой электросети 220В. Это можно сделать несколькими способами:

  1. Понизить напряжение без трансформатора.
  2. Использовать сетевой трансформатор 50 Гц.
  3. Использовать импульсный блок питания, возможно в паре с импульсным или линейным преобразователем.

Понижение напряжения без трансформатора

Преобразовать напряжение из 220 Вольт в 12 без трансформатора можно 3-мя способами:

  1. Понизить напряжение с помощью балластного конденсатора. Универсальный способ используется для питания маломощной электроники, например светодиодных ламп, и для заряда небольших аккумуляторов, как в фонариках. Недостатком является низкий косинус Фи у схемы и невысокая надежность, но это не мешает её повсеместно использовать в дешевых электроприборах.
  2. Понизить напряжение (ограничить ток) с помощью резистора. Способ не очень хороший, но имеет право на существование, подойдет, чтобы запитать какую-то очень слабую нагрузку, типа светодиода. Его основной недостаток – это выделение большого количества активной мощности в виде тепла на резисторе.
  3. Использовать автотрансформатор или дроссель с подобной логикой намотки.

Гасящий конденсатор

Прежде чем приступить к рассмотрению этой схемы предварительно стоит сказать об условиях, которые вы должны соблюдать:

  • Блок питания не универсальный, поэтому его рассчитывают и используют только для работы с одним заведомо известным прибором.
  • Все внешние элементы блока питания, например регуляторы, если вы будете использовать дополнительные компоненты для схемы, должны быть изолированы, а на металлических ручках потенциометров надеты пластиковые колпачки. Не касайтесь платы блока питания и проводов для подключения выходного напряжения, если к ним не подключена нагрузка или если в схеме не установлен стабилитрон или стабилизатор для низкого постоянного напряжения.

Тем не менее, такая схема вряд ли вас убьёт, но удар электрическим током получить можно.

Схема изображена на рисунке ниже:

R1 – нужен для разрядки гасящего конденсатора, C1 – основной элемент, гасящий конденсатор, R2 – ограничивает токи при включении схемы, VD1 – диодный мост, VD2 – стабилитрон на нужное напряжение, для 12 вольт подойдут: Д814Д, КС207В, 1N4742A. Можно использовать и линейный преобразователь.

Или усиленный вариант первой схемы:

Номинал гасящего конденсатора рассчитывают по формуле:

С(мкФ) = 3200*I(нагрузки)/√(Uвход²-Uвыход²)

С(мкФ) = 3200*I(нагрузки)/√Uвход

Но можно и воспользоваться калькуляторами, они есть в онлайн или в виде программы для ПК, например как вариант от Гончарука Вадима, можете поискать в интернете.

Конденсаторы должны быть такими – пленочными:

Или такие:

Остальные перечисленные способы рассматривать не имеет смысла, т.к. понижение напряжения с 220 до 12 Вольт с помощью резистора не эффективно ввиду большого тепловыделения (размеры и мощность резистора будут соответствующие), а мотать дроссель с отводом от определенного витка чтобы получить 12 вольт нецелесообразно ввиду трудозатрат и габаритов.

Блок питания на сетевом трансформаторе

Классическая и надежная схема, идеально подходит для питания усилителей звука, например колонок и магнитол. При условии установки нормального фильтрующего конденсатора, который обеспечит требуемый уровень пульсаций.

В дополнение можно установить стабилизатор на 12 вольт, типа КРЕН или L7812 или любой другой для нужного напряжения. Без него выходное напряжение будет изменяться соответственно скачкам напряжения в сети и будет равно:

Uвых=Uвх*Ктр

Ктр – коэффициент трансформации.

Здесь стоит отметить, что выходное напряжение после диодного моста должно быть на 2-3 вольта больше, чем выходное напряжение БП – 12В, но не более 30В, оно ограничено техническими характеристиками стабилизатора, и КПД зависит от разницы напряжений между входом и выходом.

Трансформатор должен выдавать 12-15В переменного тока. Стоит отметить, что выпрямленное и сглаженное напряжение будет в 1,41 раз больше входного. Оно будет близко к амплитудному значению входной синусоиды.

Также хочется добавить схему регулируемого БП на LM317. С его помощью вы можете получить любое напряжение от 1,1 В до величины выпрямленного напряжения с трансформатора.

12 Вольт из 24 Вольт или другого повышенного постоянного напряжения

Чтобы понизить напряжение постоянного тока из 24 Вольт в 12 Вольт можно использовать линейный или импульсный стабилизатор. Такая необходимость может возникнуть, если нужно запитать 12 В нагрузку от бортовой сети автобуса или грузовика напряжением в 24 В. Кроме того вы получите стабилизированное напряжение в сети автомобиля, которое часто изменяется. Даже в авто и мотоциклах с бортовой сетью в 12 В оно достигает 14,7 В при работающем двигателе. Поэтому эту схему можно использовать и для питания светодиодных лент и светодиодов на транспортных средствах.

Схема с линейным стабилизатором упоминалась в предыдущем пункте.

К ней можно подключить нагрузку током до 1-1,5А. Чтобы усилить ток, можно использовать проходной транзистор, но выходное напряжение может немного снизится – на 0,5В.

Подобным образом можно использовать LDO-стабилизаторы, это такие же линейные стабилизаторы напряжения, но с низким падением напряжения, типа AMS-1117-12v.

Или импульсные аналоги типа AMSR-7812Z, AMSR1-7812-NZ.

Схемы подключения аналогичны L7812 и КРЕНкам. Также эти варианты подойдут и для понижения напряжения от блока питания от ноутбука.

Эффективнее использовать импульсные понижающие преобразователи напряжения, например на базе ИМС LM2596. На плате подписаны контактные площадки In (вход +) и (- Out выход) соответственно. В продаже можно найти версию с фиксированным выходным напряжением и с регулируемым, как на фото сверху в правой части вы видите многооборотный потенциометр синего цвета.

12 Вольт из 5 Вольт или другого пониженного напряжения

Вы можете получить 12В из 5В, например, от USB-порта или зарядного устройства для мобильного телефона, также можно использовать и с популярными сейчас литиевыми аккумуляторами с напряжением 3,7-4,2В.

Если речь вести о блоках питания, можно и вмешаться во внутреннюю схему, править источник опорного напряжения, но для этого нужно иметь определенные знания в электронике. Но можно сделать проще и получить 12В с помощью повышающего преобразователя, например на базе ИМС XL6009. В продаже имеются варианты с фиксированным выходом 12В либо регулируемые с регулировкой в диапазоне от 3,2 до 30В. Выходной ток – 3А.

Он продаётся на готовой плате, и на ней есть пометки с назначением выводов – вход и выход. Еще вариант — использовать MT3608 LM2977, повышает до 24В и выдерживает выходной ток до 2А. Также на фото отчетливо видны подписи к контактным площадкам.

Как получить 12В из подручных средств

Самый простой способ получить напряжение 12В – это соединить последовательно 8 пальчиковых батареек по 1,5 В.

Или использовать готовую 12В батарейку с маркировкой 23АЕ или 27А, такие используются в пультах дистанционного управления. В ней внутри подборка из маленьких «таблеток», которые вы видите на фото.

Мы рассмотрели набор вариантов для получения 12В в домашних условиях. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, различную степень эффективности, надежности и КПД. Какой вариант лучше использовать, вы должны выбрать самостоятельно исходя из возможностей и потребностей.

Также стоит отметить, что мы не рассмотрели один из вариантов. Получить 12 вольт можно и от блока питания для компьютера формата ATX. Для его запуска без ПК нужно замкнуть зеленый провод на любой из черных. 12 вольт находятся на желтом проводе. Обычно мощность 12В линии несколько сотен Ватт и ток в десятки Ампер.

Теперь вы знаете, как получить 12 Вольт из 220 или других доступных значений. Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео

Повышающий DC-DC преобразователь 5-12 вольт, проще всего собрать на LM2577, которая обеспечивает выход 12V, используя входной сигнал 5V и максимальный ток нагрузки 800 мА. М\С LM2577 — это повышающий прямоходовый импульсный преобразователь. Она доступна в трех различных версиях выходного напряжения: 12 В, 15 В и регулируемая. Вот подробная документация .

Схема на ней требует минимального количества внешних компонентов, а также такие регуляторы экономически эффективным и простые в использовании. Другие особенности: встроенный генератор на фиксированной частоте 52 кГц, который не требует никаких внешних компонентов, мягкий режим запуска для снижения пускового тока и режим регулирования по току для улучшения отклонении входного напряжения и выходной переменной нагрузки.

Характеристики преобразователя на LM2577

  • Входное напряжение 5 В постоянного тока
  • Выходное 12 В постоянного тока
  • Нагрузочный ток 800 мА
  • Функция плавного пуска
  • Отключение при перегреве

Здесь применена регулируемая микросхема LM2577-adj
. Для получения других выходных напряжений надо изменить величину резистора обратной связи R2 и R3. Выходное напряжение рассчитывается по формуле:

V Out = 1.23V (1+R2/R3)

В общем LM2577 стоит недорого, дроссель в этой схеме унифицированный — на 100 мкГн и предельный ток 1 А. Благодаря импульсной работе каких-то больших радиаторов для охлаждения не требуется — так что эту схему преобразователя можно смело рекомендовать для повторения. Особенно она пригодится в случаях, когда из USB выхода надо получить 12 вольт.

DC-DC преобразователь 12>3 Вольт, был создан для запитки маломощных плееров с питанием от двух пальчиковых батареек. Поскольку плееры были предназначены для работы в автомобиле, а бортовая сеть автомобиля доставляет 12 Вольт, то каким-то образом нужно было понизить напряжения до номинала 3-4 Вольт.

При заведенном двигателе автомобиля, напряжение бортовой сети повышается до 14 Вольт, это тоже нужно принять во внимание.

Недолго думая, решил изготовить самый простой понижающий преобразователь, если представленное устройство вообще можно назвать преобразователем. Конструкция DC-DC преобразователя довольно проста и основана на явлении спада напряжения, которое проходит через кристалл полупроводникового диода.
Как известно, проходя через полупроводниковый диод, номинал постоянного напряжения спадает в районе 0,7 Вольт. Поэтому, чтобы получить нужный спад напряжения, были использованы 12 дешевых полупроводниковых диода серии IN4007. Это обычные выпрямительные диоды с током 1 Ампер и с обратным напряжением порядка 1000 Вольт, желательно использовать именно эти диоды, поскольку они являются самым доступным и дешевым вариантом. Ни в коем случае не стоит использовать диоды с барьером Шоттки
, на них спад напряжения слишком мал, следовательно, для наших целей они не подходят.

После диодов желательно поставить конденсатор (электролит 100-470мкФ) для сглаживания пульсаций и помех.

Выходное напряжение нашего «DC-DC преобразователя» составляет 3,3-3,7 Вольт, выходной ток (максимальный) до 1 Ампер. В ходе работы диоды должны чуток перегреваться, но это вполне нормально.

Весь монтаж можно выполнить на обычной макетной плате или же навесным образом, но не стоит забывать, что вибрации могут разрушить места припоев, поэтому в случае использования навесного варианта, диоды желательно приклеить друг к другу с помощью термоклея.

Аналогичным способом можно понизить напряжение бортовой сети автомобиля до 5 Вольт, для зарядки портативной цифровой электроники — планшетных компьютеров, навигаторов, GPS приемников и мобильных телефонов.

Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода — ноль и фаза. Это называется однофазной крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования — понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.

Снижение напряжения с помощью трансформаторов

Самый простой способ — это использовать трансформатор пониженного напряжения, который совершает преобразования. Первичная обмотка содержит большее число витков, чем вторичная. Если есть необходимость снизить напряжение вдвое или втрое, вторичную обмотку можно и не использовать. Первичная обмотка трансформатора используется в качестве индуктивного делителя (если от нее имеются отводы). В бытовой технике используются трансформаторы, со вторичных обмоток которых снимается напряжение 5, 12 или 24 Вольта.

Это наиболее часто используемые значения в современной бытовой технике. 20-30 лет назад большая часть техники питалась напряжением в 9 Вольт. А ламповые телевизоры и усилители требовали наличия постоянного напряжения 150-250 В и переменного для нитей накала 6,3 (некоторые лампы питались от 12,6 В). Поэтому вторичная обмотка трансформаторов содержала такое же количество витков, как и первичная. В современной технике все чаще используются инверторные блоки питания (как на компьютерных БП), в их конструкцию входит трансформатор повышающего типа, он имеет очень маленькие габариты.

Делитель напряжения на индуктивностях

Индуктивность — это катушка, намотанная медным (как правило) проводом на металлическом или ферромагнитном сердечнике. Трансформатор — это один из видов индуктивности. Если от середины первичной обмотки сделать отвод, то между ним и крайними выводами будет равное напряжение. И оно будет равно половине напряжения питания. Но это в том случае, если сам трансформатор рассчитан на работу именно с таким питающим напряжением.

Но можно использовать несколько катушек (для примера можно взять две), соединить их последовательно и включить в сеть переменного тока. Зная значения индуктивностей, несложно произвести расчет падения на каждой из них:

  1. U(L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
  2. U(L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).

В этих формулах L1 и L2 — индуктивности первой и второй катушек, U1 — напряжение питающей сети в Вольтах, U(L1) и U(L2) — падение напряжения на первой и второй индуктивностях соответственно. Схема такого делителя широко применяется в цепях измерительных устройств.

Делитель на конденсаторах

Очень популярная схема, используется для снижения значения питающей сети переменного тока. Применять ее в цепях постоянного тока нельзя, так как конденсатор, по теореме Кирхгофа, в цепи постоянного тока — это разрыв. Другими словами, ток по нему протекать не будет. Но зато при работе в цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением, которое и способно погасить напряжение. Схема делителя похожа на ту, которая была описана выше, но вместо индуктивностей используются конденсаторы. Расчет производится по следующим формулам:

  1. Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
  2. Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
  3. Падение напряжения на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Здесь С1 и С2 — емкости конденсаторов, U — напряжение в питающей сети, f — частота тока.

Делитель на резисторах

Схема во многом похожа на предыдущие, но используются постоянные резисторы. Методика расчета такого делителя немного отличается от приведенных выше. Использоваться схема может как в цепях переменного, так и постоянного тока. Можно сказать, что она универсальная. С ее помощью можно собрать понижающий преобразователь напряжения. Расчет падения на каждом резисторе производится по следующим формулам:

  1. U(R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
  2. U(R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).

Нужно отметить один нюанс: величина сопротивления нагрузки должна быть на 1-2 порядка меньше, чем у делительных резисторов. В противном случае точность расчета будет очень грубая.

Практическая схема блока питания: трансформатор

Для выбора питающего трансформатора вам потребуется знать несколько основных данных:

  1. Мощность потребителей, которые нужно подключать.
  2. Значение напряжения питающей сети.
  3. Значение необходимого напряжения во вторичной обмотке.

S = 1,2 *
√P1.

А мощность Р1 = Р2 / КПД. Коэффициент полезного действия трансформатора никогда не будет более 0,8 (или 80%). Поэтому при расчете берется максимальное значение — 0,8.

Мощность во вторичной обмотке:

Р2 = U2 * I2.

Эти данные известны по умолчанию, поэтому произвести расчет не составит труда. Вот как понизить напряжение до 12 вольт, используя трансформатор. Но это не все: бытовая техника питается постоянным током, а на выходе вторичной обмотки — переменный. Потребуется совершить еще несколько преобразований.

Схема блока питания: выпрямитель и фильтр

Далее идет преобразование переменного тока в постоянный. Для этого используются полупроводниковые диоды или сборки. Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода. Называется он однополупериодный. Но максимальное распространение получила мостовая схема, которая позволяет не просто выпрямить переменный ток, но и избавиться максимально от пульсаций. Но такая схема преобразователя все равно неполная, так как от переменной составляющей одними полупроводниковыми диодами не избавиться. А понижающие трансформаторы способны преобразовать переменное напряжение в такое же по частоте, но с меньшим значением.

Электролитические конденсаторы используются в блоках питания в качестве фильтров. По теореме Кирхгофа, такой конденсатор в цепи переменного тока является проводником, а при работе с постоянным — разрывом. Поэтому постоянная составляющая будет протекать беспрепятственно, а переменная замкнется сама на себя, следовательно, не пройдет дальше этого фильтра. Простота и надежность — это именно то, что характеризует такие фильтры. Также могут применяться сопротивления и индуктивности для сглаживания пульсаций. Подобные конструкции используются даже в автомобильных генераторах.

Стабилизация напряжения

Вы узнали, как понизить напряжение до нужного уровня. Теперь его нужно стабилизировать. Для этого используются специальные приборы — стабилитроны, которые изготовлены из полупроводниковых компонентов. Они устанавливаются на выходе блока питания постоянного тока. Принцип работы заключается в том, что полупроводник способен пропустить определенное напряжение, излишек преобразуется в тепло и отдается посредством радиатора в атмосферу. Другими словами, если на выходе БП 15 вольт, а установлен стабилизатор на 12 В, то он пропустит именно столько, сколько нужно. А разница в 3 В пойдет на нагрев элемента (закон сохранения энергии действует).

Заключение

Совершенно другая конструкция — это стабилизатор напряжения понижающий, он делает несколько преобразований. Сначала напряжение сети преобразуется в постоянное с большой частотой (до 50 000 Гц). Оно стабилизируется и подается на импульсный трансформатор. Далее происходит обратное преобразование до рабочего напряжения (сетевого или меньшего по значению). Благодаря использованию электронных ключей (тиристоров) постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимой частотой (в сетях нашей страны — 50 Гц).

Расчет делителя напряжения на резисторах, конденсаторах и индуктивностях — Help for engineer

Расчет делителя напряжения на резисторах, конденсаторах и индуктивностях

Делитель напряжения используется в электрических цепях, если необходимо понизить напряжение и получить несколько его фиксированных значений. Состоит он из двух и более элементов (резисторов, реактивных сопротивлений). Элементарный делитель можно представить как два участка цепи, называемые плечами. Участок между положительным напряжением и нулевой точкой – верхнее плечо, между нулевой и минусом – нижнее плечо.

Делитель напряжения на резисторах может применятmся как для постоянного, так и для переменного напряжений. Применяется для низкого напряжения и не предназначен для питания мощных машин. Простейший делитель состоит из двух последовательно соединенных резисторов:

На резистивный делитель напряжения подается напряжение питающей сети U, на каждом из сопротивлений R1 и R2 происходит падение напряжения. Сумма U1 и U2 и будет равна значению U.

В соответствии с законом Ома (1):


Падение напряжения будет прямо пропорционально значению сопротивления и величине тока. Согласно первому закону Кирхгофа, величина тока, протекающего через сопротивления одинакова. С чего следует, что падение напряжения на каждом резисторе (2,3):


Тогда напряжение на всем участке цепи (4):


Отсюда определим, чему равно значение тока без включения нагрузки (5):


Если подставить данное выражение в (2 и 3), то получим формулы расчета падения напряжения для делителя напряжения на резисторах (6, 7):


Необходимо упомянуть, что значения сопротивлений делителя должны быть на порядок или два (все зависит от требуемой точности питания) меньше, чем сопротивление нагрузки. Если же это условие не выполняется, то при приведенном расчете подаваемое напряжение будет посчитано очень грубо.

Для повышения точности необходимо сопротивление нагрузки принять как параллельно подсоединенный резистор к делителю. А также использовать прецизионные (высокоточные) сопротивления.

Онлайн подбор сопротивлений для делителя

Пусть источник питания выдает 24 В постоянного напряжения, примем, что величина сопротивления нагрузки переменная, но минимальное значение равно 15 кОм. Необходимо рассчитать параметры резисторов для делителя, выходное напряжение которого равно 6 В.

Таким образом, напряжения: U=24 B, U2=6 В; сопротивление резисторов не должно превышать 1,5 кОм (в десять раз меньше значения нагрузки). Принимаем R1=1000 Ом, тогда используя формулу (7) получим:


выразим отсюда R2:


Зная величины сопротивления обоих резисторов, найдем падение напряжения на первом плече (6):


Ток, который протекает через делитель, находится по формуле (5):


Схема делителя напряжения на резисторах рассчитана выше и промоделирована:

Использование делителя напряжения очень неэкономичный, затратный способ понижения величины напряжения, так как неиспользуемая энергия рассеивается на сопротивлении (превращается в тепловую энергию). КПД очень низкий, а потери мощности на резисторах вычисляются формулами (8,9):



По заданным условиям, для реализации схемы делителя напряжения необходимы два резистора:



1. R1=1 кОм, P1=0,324 Вт.
2. R2=333,3 Ом, P2=0,108 Вт.

Полная мощность, которая потеряется:



Делитель напряжения на конденсаторах применяется в схемах высокого переменного напряжения, в данном случае имеет место реактивное сопротивление.

Сопротивление конденсатора рассчитывается по формуле (10):




где С – ёмкость конденсатора, Ф;
f – частота сети, Гц.

Исходя из формулы (10), видно, что сопротивление конденсатора зависит от двух параметров: С и f. Чем больше ёмкость конденсатора, тем сопротивление его ниже (обратная пропорциональность). Для ёмкостного делителя расчет имеет такой вид (11, 12):


Еще один делитель напряжения на реактивных элементах – индуктивный, который нашел применение в измерительной технике. Сопротивление индуктивного элемента при переменном напряжении прямо пропорционально величине индуктивности (13):



где L – индуктивность, Гн.

Падение напряжения на индуктивностях (14,15):


Недостаточно прав для комментирования

Высокое или повышенное напряжение. Как понизить напряжение в сети







Высокое и повышенное напряжение. Причины возникновения





Как в наших электросетях могут появиться высокое или повышенное напряжение? Как правило к повышению напряжения могут привести некачественные электрические сети или аварии в сетях. К недостаткам сетей можно отнести: устаревшие сети, низкокачественное обслуживание сетей, высокий процент амортизации электрооборудования, неэффективное планирование линий передач и распределительных станций, не управляемый рост количества потребителей. Это приводит к тому, что сотни тысяч потребителей, получают высокое или повышенное напряжение. Значение напряжения в таких сетях может достигать 260, 280, 300 и даже 380 Вольт.




Одной из причин повышенного напряжения, как ни странно, может быть пониженное напряжение потребителей, находящихся далеко от трансформаторной подстанции. В этом случае часто электрики умышленно повышают выходное напряжение электрической подстанции, чтобы добиться удовлетворительных показателей тока у последних в линии передач потребителей. В итоге, у первых в линии напряжение будет повышенным. По этой же причине можно наблюдать повышенное напряжение в дачных поселках. Здесь изменение параметров тока связаны с сезонностью и периодичностью потребления тока. Летом мы наблюдаем рост потребления электроэнергии. В этот сезон на дачах находится много людей, они используют большое количество энергии, а зимой потребление тока резко падает. В выходные дни потребление на дачных участках растёт, а в рабочие дни падает. В результате имеем картину неравномерного потребления энергии. В этом случае, если установить выходное напряжение на подстанции (а они, как правило, недостаточной мощности) нормальным (220 Вольт), то летом и в выходные напряжение резко просядет и будет пониженным. Поэтому электрики изначально настраивают трансформатор на повышенное напряжение. В итоге зимой и в рабочие дни напряжение в поселках высокое или повышенное.





Вторая большая группа причин появления высокого напряжения — это перекосы по фазам при подключении потребителей. Часто бывает так, что подключение потребителей происходит хаотично без предварительного плана и проекта. Или в ходе реализации проекта или развития поселений происходит изменение значения потребления на разных фазах линии передач. Это может привести к тому, что на одной фазе напряжение будет пониженным, а на другой фазе — повышенным.





Третья группа причин повышенного напряжения в сети — это аварии на линиях электропередач и внутренних линиях. Здесь следует выделить две основные причины — обрыв нуля и попадание тока высокого напряжения в обычные сети. Второй случай — это редкость, случается в городах в сильный ветер, ураган. Бывает, что линия питания электротранспорта (трамвая или троллейбуса) попадает при обрыве на линии городских сетей. В этом случае в сеть может попасть и 300, и 400 Вольт.



Теперь рассмотрим, что происходит при пропадании «нуля» во внутренние домовые сети. Этот случай бывает довольно часто. Если в одном подъезде дома используется две фазы, то при пропадании нуля (например, нет контакта на нуле) происходит изменение значения напряжения на разных фазах. На той фазе, где сейчас нагрузка в квартирах меньше, напряжение будет завышенным, на второй фазе — заниженным. Причем напряжение распределяется обратно пропорционально нагрузке. Так, если на одной фазе нагрузка именно в этот момент в 10 раз больше, чем на другой, то мы можем получить на первой фазе 30 Вольт (низкое напряжение), а на второй фазе — 300 Вольт (высокое напряжение). Что приведет к сгоранию электрических приборов и, возможно, пожару.




Чем опасно высокое и повышенное напряжение





Высокое напряжение опасно для электрических приборов. Значительное повышение напряжения может привести к сгоранию приборов, их перегреву, дополнительному износу. Особенно критичны к высокому напряжению электронное оборудование и электромеханические приборы.




Повышенное напряжение может привести к пожару в доме, нанести большой ущерб.




Как защититься от высокого напряжения и как понизить напряжение в сети





Чтобы защитить свои сети от повышенного напряжения, пиков высокого напряжения, скачков тока и перенапряжения необходимо использовать устройства защиты от скачков напряжения.

Подробнее смотрите в разделе «Устройства защиты от импульсных перенапряжений». Чтобы понизить напряжение, нормализовать параметры тока необходимо использовать стабилизаторы. Подробнее смотрите в разделе «Стабилизаторы напряжения».





Читайте также:

Как понизить напряжение: способы и приборы

Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода – ноль и фаза. Это называется однофазной сетью. Трехфазная крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования – понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.

Снижение напряжения с помощью трансформаторов

Самый простой способ – это использовать трансформатор пониженного напряжения, который совершает преобразования. Первичная обмотка содержит большее число витков, чем вторичная. Если есть необходимость снизить напряжение вдвое или втрое, вторичную обмотку можно и не использовать. Первичная обмотка трансформатора используется в качестве индуктивного делителя (если от нее имеются отводы). В бытовой технике используются трансформаторы, со вторичных обмоток которых снимается напряжение 5, 12 или 24 Вольта.

Это наиболее часто используемые значения в современной бытовой технике. 20-30 лет назад большая часть техники питалась напряжением в 9 Вольт. А ламповые телевизоры и усилители требовали наличия постоянного напряжения 150-250 В и переменного для нитей накала 6,3 (некоторые лампы питались от 12,6 В). Поэтому вторичная обмотка трансформаторов содержала такое же количество витков, как и первичная. В современной технике все чаще используются инверторные блоки питания (как на компьютерных БП), в их конструкцию входит трансформатор повышающего типа, он имеет очень маленькие габариты.

Делитель напряжения на индуктивностях

Индуктивность – это катушка, намотанная медным (как правило) проводом на металлическом или ферромагнитном сердечнике. Трансформатор – это один из видов индуктивности. Если от середины первичной обмотки сделать отвод, то между ним и крайними выводами будет равное напряжение. И оно будет равно половине напряжения питания. Но это в том случае, если сам трансформатор рассчитан на работу именно с таким питающим напряжением.

Но можно использовать несколько катушек (для примера можно взять две), соединить их последовательно и включить в сеть переменного тока. Зная значения индуктивностей, несложно произвести расчет падения на каждой из них:

  1. U(L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
  2. U(L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).

В этих формулах L1 и L2 – индуктивности первой и второй катушек, U1 – напряжение питающей сети в Вольтах, U(L1) и U(L2) – падение напряжения на первой и второй индуктивностях соответственно. Схема такого делителя широко применяется в цепях измерительных устройств.

Делитель на конденсаторах

Очень популярная схема, используется для снижения значения питающей сети переменного тока. Применять ее в цепях постоянного тока нельзя, так как конденсатор, по теореме Кирхгофа, в цепи постоянного тока – это разрыв. Другими словами, ток по нему протекать не будет. Но зато при работе в цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением, которое и способно погасить напряжение. Схема делителя похожа на ту, которая была описана выше, но вместо индуктивностей используются конденсаторы. Расчет производится по следующим формулам:

  1. Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
  2. Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
  3. Падение напряжения на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Здесь С1 и С2 – емкости конденсаторов, U – напряжение в питающей сети, f – частота тока.

Делитель на резисторах

Схема во многом похожа на предыдущие, но используются постоянные резисторы. Методика расчета такого делителя немного отличается от приведенных выше. Использоваться схема может как в цепях переменного, так и постоянного тока. Можно сказать, что она универсальная. С ее помощью можно собрать понижающий преобразователь напряжения. Расчет падения на каждом резисторе производится по следующим формулам:

  1. U(R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
  2. U(R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).

Нужно отметить один нюанс: величина сопротивления нагрузки должна быть на 1-2 порядка меньше, чем у делительных резисторов. В противном случае точность расчета будет очень грубая.

Практическая схема блока питания: трансформатор

Для выбора питающего трансформатора вам потребуется знать несколько основных данных:

  1. Мощность потребителей, которые нужно подключать.
  2. Значение напряжения питающей сети.
  3. Значение необходимого напряжения во вторичной обмотке.

Чтобы рассчитать число витков в первичной обмотке, вам нужно 50 разделить на площадь сечения сердечника. Сечение вычисляется по формуле:

S = 1,2 * √P1.

А мощность Р1 = Р2 / КПД. Коэффициент полезного действия трансформатора никогда не будет более 0,8 (или 80%). Поэтому при расчете берется максимальное значение – 0,8.

Мощность во вторичной обмотке:

Р2 = U2 * I2.

Эти данные известны по умолчанию, поэтому произвести расчет не составит труда. Вот как понизить напряжение до 12 вольт, используя трансформатор. Но это не все: бытовая техника питается постоянным током, а на выходе вторичной обмотки — переменный. Потребуется совершить еще несколько преобразований.

Схема блока питания: выпрямитель и фильтр

Далее идет преобразование переменного тока в постоянный. Для этого используются полупроводниковые диоды или сборки. Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода. Называется он однополупериодный. Но максимальное распространение получила мостовая схема, которая позволяет не просто выпрямить переменный ток, но и избавиться максимально от пульсаций. Но такая схема преобразователя все равно неполная, так как от переменной составляющей одними полупроводниковыми диодами не избавиться. А понижающие трансформаторы напряжения 220 В способны преобразовать переменное напряжение в такое же по частоте, но с меньшим значением.

Электролитические конденсаторы используются в блоках питания в качестве фильтров. По теореме Кирхгофа, такой конденсатор в цепи переменного тока является проводником, а при работе с постоянным — разрывом. Поэтому постоянная составляющая будет протекать беспрепятственно, а переменная замкнется сама на себя, следовательно, не пройдет дальше этого фильтра. Простота и надежность – это именно то, что характеризует такие фильтры. Также могут применяться сопротивления и индуктивности для сглаживания пульсаций. Подобные конструкции используются даже в автомобильных генераторах.

Стабилизация напряжения

Вы узнали, как понизить напряжение до нужного уровня. Теперь его нужно стабилизировать. Для этого используются специальные приборы – стабилитроны, которые изготовлены из полупроводниковых компонентов. Они устанавливаются на выходе блока питания постоянного тока. Принцип работы заключается в том, что полупроводник способен пропустить определенное напряжение, излишек преобразуется в тепло и отдается посредством радиатора в атмосферу. Другими словами, если на выходе БП 15 вольт, а установлен стабилизатор на 12 В, то он пропустит именно столько, сколько нужно. А разница в 3 В пойдет на нагрев элемента (закон сохранения энергии действует).

Заключение

Совершенно другая конструкция – это стабилизатор напряжения понижающий, он делает несколько преобразований. Сначала напряжение сети преобразуется в постоянное с большой частотой (до 50 000 Гц). Оно стабилизируется и подается на импульсный трансформатор. Далее происходит обратное преобразование до рабочего напряжения (сетевого или меньшего по значению). Благодаря использованию электронных ключей (тиристоров) постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимой частотой (в сетях нашей страны — 50 Гц).

XL4016E1 высокомощный регулятор напряжения постоянного тока, модуль понижения напряжения DC DC с максимальным регулятором напряжения в шинах 8A|voltage regulator|high voltage modulepower module

Примечания к покупке

1. Две логистики Yanwen Economic Air Mail и Почта Китая обычных небольших пакетов Plus не имеют информации для отслеживания, поэтому нет ограничений по времени. Мы рекомендуем использовать Почта Китая заказной авиапочтой или Алиэкспресс стандартной доставкой.
2. Мы не принимаем возврат средств за незначительные повреждения (сгибание штифта, небольшое истирание экрана и т. д.) во время транспортировки материала, не влияя на нормальное использование. Если вы возражаете, пожалуйста, не покупайте.
3. Некоторые продукты обеспечивают техническую поддержку, если вам нужна помощь, пожалуйста, свяжитесь с нами, мы будем обрабатывать ваше сообщение в первый раз.
4. Если у вас есть какие-либо вопросы о продукте, пожалуйста, свяжитесь с нами, прежде чем открыть спор. Мы дадим вам наиболее удовлетворительный ответ.
5. Мы предоставляем каждому клиенту продукцию хорошего качества, очень выгодные цены и самое искреннее обслуживание. Мы надеемся получить ваши хорошие отзывы.
Желаем вам приятных покупок!

В этом изделии используется в XL4016 Тип переключателя регулятор напряжения чип с MBR10200 двойной выпрямительные диоды, Максимальный входной до 1,25-36V, выход 40V с плавной регулировкой

Название продукта: регулятор напряжения постоянного тока

Режим регулировки: Модуляция ШИМ

Входное напряжение: DC4-40V

Диапазон выхода: DC1.25-36V

Максимальный ток: 8А

Максимальная мощность: 200 Вт

Эффективность преобразования: 94%

Частота переключения: 180 кГц

Размер внешнего вида: 61*41*27 мм

Максимальный выходной ток до 8 А. Вентилятор для использования! Долгосрочная работа предлагается в пределах 5А

1 шт. XH-M401 понижающий модуль

Если вам нужно больше деталей, пожалуйста, нажмитеИ отправьте заказ. Если вам нужно больше количества, пожалуйста, свяжитесь с нами. Если вы не согласны с ценой, если некоторые детали не могут узнать в моем магазине, пожалуйста, свяжитесь с нами, у нас все еще есть много частей, которые не опубликованы.

Мы отправимПоследняя версия продукта,Функция сортировки. Он может иметь различную форму или цвет. Если вы не согласны, пожалуйста, не покупайте.

Пожалуйста, не открывайте спор и не оставляйте плохие отзывы. Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь обращаться к нам, мы дадим вам удовлетворительный ответ. Надеемся на ваше понимание, заранее спасибо.

Удовлетворение ваших запросов и положительная обратная связь очень важны для нас. Пожалуйста, оставьте положительные отзывы и 5 звезд, если вы удовлетворены нашими товарами и услугами.

Если вы остались недовольны качеством товара и обслуживания, не торопитесь подтверждать получение товара и писать негативный отзыв. Сначала свяжитесь с нами. Мы сделаем все возможное, чтобы решить любые проблемы и предоставить Вам лучшее обслуживание людей которые уже успели купить товар.

Калькулятор падения напряжения постоянного и переменного тока

NEC | jCalc.NET

Калькулятор падения напряжения реализует код США NEC. Он включает формулы падения напряжения и примеры того, как рассчитать падение напряжения.

См. Также

Параметры калькулятора падения напряжения

  • Номинальное напряжение (В): Укажите напряжение в вольтах (В). И выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока , 3 фазы переменного тока или постоянного тока .
  • Нагрузка (кВт, кВА, А, л.с.): Укажите нагрузку в А, л.с., кВт или кВА.Укажите cosΦ (коэффициент мощности), если электрическая нагрузка указана в кВт или л.с.
  • Размер кабеля (AWG): Выберите стандартный размер электрического провода в AWG (американский калибр проводов), как определено в NPFA 70 NEC (Национальный электрический кодекс) в США.
  • Расстояние (м, футы): Укажите предполагаемую длину кабеля в метрах или футах.

Что такое падение напряжения?

Падение напряжения — это потеря напряжения в проводе из-за электрического сопротивления и реактивного сопротивления провода.Проблема с падением напряжения:

  • Это может привести к неисправности оборудования.
  • Снижает потенциальную энергию.
  • Это приводит к потере энергии.

Например, если вы питаете нагреватель 10 Ом от источника питания 120 В. А сопротивление провода 1 Ом. Тогда ток будет I = 120 В / (10 Ом + 2 × 1 Ом) = 10 А.

Падение напряжения составит В Падение = 10 А × 2 × 2 Ом = 20 В. Следовательно, для вашего устройства будет доступно только 100 В.

А P = 20 В × 10 А = 200 Вт будет потрачено на тепло в проводе.

Как рассчитать падение напряжения?

Формулы падения напряжения для переменного и постоянного тока показаны в таблице ниже.

Однофазный переменный ток \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {IL 2 Z_c} {1000} \)
Трехфазный переменный ток \ (\ Delta V_ { 3 \ phi-ac} = \ dfrac {IL \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)
DC \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {IL 2 R_c} {1000} \ )

Где,

  • I — ток нагрузки в амперах (А).2} \)

    Где,

    • R c — сопротивление провода в Ом / км или Ом / 1000 футов.
    • X c — реактивное сопротивление провода в Ом / км или Ом / 1000 футов.

    Формула выше для Z c для худшего случая. Это когда коэффициент мощности кабеля и нагрузки совпадает.

    Вместо полного сопротивления худшего случая можно вычислить комбинированный коэффициент мощности кабеля и нагрузки. Однако разница незначительна.И это слишком усложняет расчет.

    Например, рассчитанный импеданс худшего случая для проводника номер 10 составляет 1,2 Ом / 1000 футов. А полное сопротивление для нагрузки с коэффициентом мощности 0,85 составляет 1,1 Ом / 1000 футов.

    Калькулятор падения напряжения использует значения сопротивления R c и реактивного сопротивления X c из таблицы 9 в главе 9 NEC для расчетов как переменного, так и постоянного тока.

    Теоретически для расчета падения напряжения постоянного тока следует использовать значения из таблицы 8.Однако разница незначительна.

    Вот два примера:

    Пример 1: Сопротивление переменному току в таблице 9 для провода номер 10 составляет 1,2 Ом / 1000 футов. Сопротивление постоянному току в таблице 8 составляет 1,24 Ом / 1000 футов. Разница в сопротивлении составляет всего 3%. Фактическое падение напряжения составит 3,09% вместо 3%. То есть чуть хуже.

    Пример 2: Сопротивление переменному току в таблице 9 для провода номер 12 составляет 2,0 Ом / 1000 футов. Таблица 8 сопротивления постоянному току составляет 1,98 Ом / 1000 футов.Разница в сопротивлении составляет всего 1%. Фактическое падение напряжения составит 2,97% вместо 3%. То есть чуть лучше.

    Что такое допустимое падение напряжения?

    NFPA NEC 70 2020 в США рекомендует следующее допустимое падение напряжения, указанное мелким шрифтом в статьях 210.19 (A) и 215.2 (A).

    Только параллельная цепь 3%
    Объединенная параллельная цепь и фидер 5%

    Проще говоря, максимально допустимое падение напряжения в розетке составляет 5% .

    Примеры расчета падения напряжения

    Пример 1: Пример расчета падения напряжения для жилого помещения 120 В переменного тока, однофазная нагрузка

    Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

    Напряжение 120 В переменного тока, 1-фазное
    Нагрузка 15 A
    Расстояние 100 футов
    Размер проводника 10 AWG

    Значения сопротивления и реактивного сопротивления от NEC для проводника 10 AWG:

    • R c = 3.2} \)

      \ (Z_c = 1,2 \, \ Omega / 1000 футов \)

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {15 \ cdot 100 \ cdot 2 \ cdot 1.2} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 3.6 \, V \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {3.6} {120} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 3 \, \% \)

      Пример 2: Пример расчета падения напряжения для промышленного трехфазного двигателя 480 В переменного тока

      Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

      Напряжение 380 В переменного тока, 3 фазы
      Нагрузка Двигатель мощностью 25 л.с., pf 0.86.
      Ток полной нагрузки: 26 A
      КПД игнорируется
      Расстояние 300 футов
      Размер проводника 8 AWG

      Значения сопротивления и реактивного сопротивления для проводника 8 AWG, полученные от NEC, составляют:

      • R c = 2,56 Ом / км или 0,78 Ом / 1000 футов
      • X c = 0,171 Ом / км или 0,052 Ом / 1000 футов

      Импеданс рассчитывается как:

      \ (Z_c = \ sqrt {0.2} \)

      \ (Z_c = 0,78 \, \ Omega / 1000 футов \)

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {I L \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {26 \ cdot 300 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot 0.78} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = 10,6 В \, В \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {10.6} {480} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = 2.2 \, \% \)

      Пример 3: Пример расчета падения напряжения для нагрузки 12 В постоянного тока

      Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

      Напряжение 12 В постоянного тока
      Нагрузка 1 A
      Расстояние 80 футов
      Размер проводника 12 AWG

      Значения сопротивления для 12 AWG, полученные от NEC проводник:

      • R c = 6.6 Ом / км или 2,0 Ом / 1000 футов

      Обратите внимание, что реактивное сопротивление не применяется в цепях постоянного тока.

      Значения сопротивления из таблицы 9 (переменный ток) в NEC используются вместо значений сопротивления из таблицы 8 (постоянный ток). Разница незначительна.

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {I L 2 R_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {1 \ cdot 80 \ cdot 2 \ cdot 2.0} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {dc} = 0,32 \, V \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {dc} = \ dfrac {0.32} {12} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {dc} = 2.7 \, \% \)

      Калькулятор падения напряжения переменного тока постоянного тока

      Бесплатный онлайн-калькулятор для расчета падения напряжения и потерь энергии в проводе

      Потери в проводах солнечных батарей должны быть ограничены,
      Потери постоянного тока в цепочках солнечных панелей и потери переменного тока на выходе
      инверторы. Способ ограничить эти потери — минимизировать напряжение
      падение кабелей.Падение напряжения менее 1% подходит и в любом
      в случае, если он не должен превышать 3%.

      Экономьте электроэнергию: этот бесплатный онлайн-калькулятор рассчитывает переменный и постоянный ток.
      Мощность, падение напряжения, потери энергии в проводе, резистивный нагрев, для
      трехфазная и однофазная проводка.
      Заполните желтые поля и нажмите кнопки «рассчитать». Результаты
      отображается в зеленых полях.

      КАЛЬКУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

      КАЛЬКУЛЯТОР ПЕРЕПАДА НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

      КАК РАССЧИТАТЬ ПЕРЕПАД НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ПРОВОДЕ?

      ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

      Падение напряжения определяется по следующей формуле:

      Где:

      U: Напряжение постоянного или переменного тока
      система (В)
      Это напряжение фаза-фаза для 3-фазной системы; напряжение фаза-нейтраль для однофазной системы.
      Пример:
      — Для западноевропейских стран трехфазная цепь обычно имеет напряжение 400 В, а однофазная 230 В.
      — В Северной Америке типичное напряжение трехфазной системы составляет 208 вольт, а однофазное напряжение — 120 вольт.
      Примечание: для падения напряжения постоянного тока в фотоэлектрической системе, напряжение
      система U = Umpp одной панели x количество панелей в серии.
      ΔU: падение напряжения в В (В)
      b: коэффициент длины кабеля, b = 2 для
      однофазная проводка, b = 1 для трехфазной проводки.
      ρ1: удельное сопротивление в Ом · мм2 / м материала.
      проводник для заданной температуры. При 20 градусах Цельсия значение удельного сопротивления составляет 0,017 для меди и 0,0265 для алюминия.
      Обратите внимание, что удельное сопротивление увеличивается с температурой. Удельное сопротивление меди достигает примерно 0,023 Ом.мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает примерно 0,037 Ом.мм2 / м при 100 ° C.
      Обычно для расчета падения напряжения в соответствии с электрическими стандартами используется удельное сопротивление при 100 ° C (например, NF C15-100).
      ρ1 = ρ0 * (1 + alpha (T1-T0)), здесь ρ0 = удельное сопротивление при 20 ° C (T0) и alpha = температурный коэффициент на градус C, а T1 = температура кабеля.
      T1: Температура кабеля (значение по умолчанию = 100 ° C).
      Обратите внимание, что по опыту проволока с правильным размером не должна иметь внешнюю температуру выше 50 ° C, но она может соответствовать внутренней температуре материала около 100 ° C.
      L: простая длина кабеля
      (расстояние между источником и прибором) в метрах (м).
      S: сечение кабеля
      в мм2
      Cos φ: коэффициент мощности, Cos φ = 1
      для чисто резистивной нагрузки, Cos φ <1 для индуктивного заряда (обычно 0,8).
      λ: реактивное сопротивление на единицу длины
      (значение по умолчанию 0,00008 Ом / м)
      Sin φ: синус (acos (cos φ)).
      Ib: ток в амперах (A)

      NB: для цепи постоянного тока cos φ = 1, поэтому sin φ = 0.

      Падение напряжения в процентах:

      ΔU (%) = 100 x
      ΔU / U0
      Где:

      ΔU: падение напряжения в В
      U0: напряжение между фазой и
      нейтраль (пример: 230 В в 3-фазной сети 400 В)

      ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

      Потери энергии в кабеле в основном связаны с резистивным нагревом
      кабель.
      Он определяется по следующей формуле:

      E = a x R x Ib²
      Где:

      E: потери энергии в проводах,
      Ватт (Вт)
      a: количество строк
      коэффициент, a = 1 для одиночной линии, a = 3 для 3-х фазной цепи.
      R: сопротивление одного активного
      строка
      Ib: ток в амперах (A)

      R определяется по следующей формуле:

      R = b x ρ1 x L / S

      b: коэффициент длины кабеля, b = 2
      для однофазной проводки, b = 1 для трехфазной проводки.
      ρ1: удельное сопротивление
      материал проводника, 0,017 для меди и 0,0265 для алюминия (температура провода 20 ° C) в Ом.мм2 / м. Удельное сопротивление меди достигает примерно 0,023 Ом.мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает примерно 0,037 Ом.мм2 / м при 100 ° C.
      L: простая длина кабеля
      (расстояние между источником и прибором) в метрах (м).
      S: сечение кабеля
      в мм2

      NB: для постоянного тока потери энергии в процентах равны
      падение напряжения в процентах.

      Диаграмма
      : Пример потерь при падении напряжения в зависимости от сечения проводов
      секция для фотоэлектрической системы мощностью 3 кВт с 50 м солнечного кабеля постоянного тока.

      Калькулятор падения напряжения

      — LEX Products

      Что такое падение напряжения?

      Падение напряжения — это величина потери напряжения, которая возникает в какой-либо части или во всей цепи из-за сопротивления. Слишком низкие падения напряжения могут привести к снижению производительности продукта и даже к повреждению электрооборудования, если оно достаточно серьезное.Хотя Национальный электротехнический кодекс (NEC) не признает падение напряжения проблемой безопасности, они рекомендуют ограничивать падение напряжения от коробки выключателя до самой дальней розетки для освещения, обогрева и питания до 3% от напряжения цепи. Это стало возможным благодаря правильному сечению проволоки. Использование формулы падения напряжения или калькулятора падения напряжения может помочь вам избежать хлопот и головной боли, вызванных выбором неправильного материала проводки и размера, соответствующего вашим потребностям в питании.

      Насколько допустимо падение напряжения постоянного тока?

      Согласно Национальному электротехническому кодексу, падение напряжения на 5% в самой дальней розетке в цепи ответвления является допустимым для нормальной эффективности.Для 120-вольтовой 15-амперной цепи это означает, что падение напряжения на самой дальней розетке не должно превышать 6 вольт, когда цепь полностью загружена. Воспользуйтесь нашим калькулятором падения напряжения постоянного тока, указанным выше, чтобы убедиться, что вы находитесь в допустимом диапазоне.

      Основы падения напряжения

      Существует четыре основных причины падения напряжения, включая используемый материал, размер провода, длину провода и ток. Медь, как известно, является лучшим проводником, чем алюминий. Провода большего диаметра будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины.Длина провода имеет значение, поскольку более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные. Наконец, падение напряжения увеличивается с увеличением тока, протекающего по проводу.

      Чтобы уменьшить или устранить падение напряжения, вы можете увеличить размер проводника, используемого для передачи энергии к вашей электрической нагрузке. Увеличенный размер проводника снижает сопротивление проводника и общее сопротивление всей цепи.

      Чтобы выбрать правильный размер провода, вам нужно использовать калькулятор падения напряжения или знать формулу падения напряжения.

      12V DC / 24V AC Максимальное расстояние между кабелями Таблица падения напряжения

      Камеры видеонаблюдения обычно используют источники питания 12 В постоянного или 24 В переменного тока. Некоторые камеры видеонаблюдения имеют двойное напряжение, что означает, что они могут питаться от 12 В постоянного или 24 В переменного тока. Источники питания низкого напряжения переменного и постоянного тока имеют ограничения относительно того, как далеко можно проложить кабель, прежде чем напряжение упадет слишком низко для использования вашим устройством. Максимальная длина кабеля, которую можно проложить для низковольтного питания, зависит от этих факторов.

      1. Требуется ли для вашей камеры питание 12 В постоянного или 24 В переменного тока?
      2. Сколько мощности требуется устройству? Камеры видеонаблюдения обычно имеют максимальную требуемую мощность, указанную в технических характеристиках камеры. Обычно это указывается в амперах / миллиамперах (мА). Например: 500 мА постоянного тока, 1 А. (1 ампер = 1000 мА)
      3. Кабель какого размера вы используете? Например: калибр 18, калибр 16, калибр 22 и т. Д. Примечание: размер кабеля указан в AWG, что означает «американский калибр проводов».

      Питание камер 24 В перем. Тока может работать от камер 12 В пост. Тока

      Если вам нужно проложить кабель от источника питания к камере видеонаблюдения дальше, вам следует подумать об использовании 24 В переменного тока вместо 12 В постоянного тока. Решением являются камеры с двойным напряжением.


      Диаграммы падения мощности низкого напряжения

      Примечание: как для переменного, так и для постоянного тока низкого напряжения обычно максимально допустимое падение напряжения составляет 10%. Приведенные ниже диаграммы предполагают это.

      Таблица падения мощности 12 В постоянного тока / максимального расстояния между кабелями

      Приведенная ниже таблица расстояний между кабелями падения напряжения постоянного тока работает следующим образом. В левом столбце указано количество энергии, которое требуется устройству, которое вы запитываете (красный текст). «МА» после числа означает миллиампер. Например, предположим, что вы используете камеру видеонаблюдения, которая требует не более 300 мА. Используя кабель питания 18 калибра, вы можете проложить кабель на расстоянии до 289 футов.

      24 AWG 22 AWG 20 AWG 18 AWG 16 AWG 14 AWG 12 AWG
      постоянный ток 100 мА 216 футов 342 футов 594 футов 867 футов 1,379 футов 2197 футов 3508 футов
      постоянный ток 200 мА 108 футов 171 фут 297 футов 433 футов 689 футов 1098 футов 1,755 футов
      постоянный ток 300 мА 72 футов 113 футов 198 футов 289 футов 459 футов 732 футов 1169 футов
      постоянный ток 400 мА 54 футов 85 футов 148 футов 216 футов 344 футов 549 футов 877 футов
      постоянный ток 500 мА 43 футов 68 футов 119 футов 173 футов 275 футов 439 футов 701 фут
      Постоянный ток 750 мА 28 футов 45 футов 79 футов 115 футов 183 футов 293 футов 467 футов
      постоянный ток 1000 мА 21 фут 34 футов 59 футов 86 футов 137 футов 219 футов 350 футов

      Падение напряжения переменного тока 24 В / таблица максимального расстояния между кабелями

      Таблица расстояний между кабелями падения напряжения переменного тока работает так же, как и диаграмма постоянного тока.Однако большинство источников питания 24 В переменного тока измеряются в амперах напряжения («ВА») или ваттах. Напряжение амперы / ватты можно преобразовать в миллиамперы. Вы можете использовать это
      инструмент для преобразования напряжения в ватты, если нужное вам значение отсутствует в таблице ниже. Мы предоставили преобразование для вас под значением VA в столбце слева. Например, 10 ВА равняется 417 мА.

      Используя приведенную ниже таблицу, вы можете увидеть, что если вы используете
      Камера видеонаблюдения с питанием от переменного тока или двойным напряжением, которая требует питания до 417 мА, вы проложите кабель питания 18 калибра на расстоянии до 451 футов.

      24 AWG 22 AWG 20 AWG 18 AWG 16 AWG 14 AWG 12 AWG
      10 ВА
      (417 мА)
      103 футов 283 футов 286 футов 451 фут 716 футов 1142 футов 1811 футов
      20 ВА
      (833 мА)
      52 футов 141 фут 142 футов 225 футов 358 футов 571 фут 905 футов
      30 ВА
      (1250 мА)
      34 футов 94 футов 95 футов 150 футов 238 футов 380 футов 603 футов
      40 ВА
      (1,667 мА)
      26 футов 70 футов 71 фут 112 футов 179 футов 285 футов 452 футов
      50 ВА
      (2083 мА)
      20 футов 56 футов 57 футов 90 футов 143 футов 228 футов 362 футов

      Инструменты и справочные страницы для установщика

      Вот несколько дополнительных справочных страниц и онлайн-инструментов, которые установщики сочтут полезными.

      • Схема подключения CAT-5 — схемы подключения стандартного кабеля Ethernet и кроссового кабеля TIA-568B.
      • Open Port Checker — этот онлайн-инструмент проверяет правила переадресации портов на сетевых маршрутизаторах.
      • Калькулятор падения напряжения — этот инструмент калькулятора падения напряжения используется установщиками низкого напряжения для расчета падения напряжения переменного или постоянного тока в амперах на различных расстояниях кабеля.
      • Конвертер

      • вольт в ватт — этот онлайн-калькулятор / инструмент преобразования может преобразовывать ватты в амперы, из вольт в ватты и из вольт в амперы.

      Сопутствующее оборудование для камер видеонаблюдения


      Около

      Эта статья написана
      Майк Халдас, соучредитель и управляющий партнер CCTV Camera Pros.Если вы нашли это полезным, поделитесь, пожалуйста. Если у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с Майком по адресу [email protected]

      Падение напряжения: выбор правильного кабеля для длительной эксплуатации

      Надежность не может быть осязаемым элементом, который устанавливается рядом с новой печью или подключается к док-крану, но, тем не менее, это важный «аксессуар», который может означать разницу между сверхурочной работой и потерянным временем; на складе и на складе; идеально подходит.Наклейка «ненадежный» может означать крах для бизнеса, независимо от того, что вы делаете, устанавливаете или обслуживаете. Вот почему так важно понимать простые, но часто упускаемые из виду проблемы, такие как падение напряжения в устройствах.

      Что такое падение напряжения?

      Падение напряжения — это снижение напряжения в электрической цепи между источником и нагрузкой. Провода, несущие электричество, обладают внутренним сопротивлением или полным сопротивлением току. Падение напряжения — это величина потери напряжения в цепи из-за этого импеданса.

      Для того, чтобы оборудование работало должным образом, оно должно быть снабжено необходимой мощностью, которая измеряется в ваттах и ​​рассчитывается путем умножения силы тока (ампер) на напряжение (вольт). Двигатели, генераторы, инструменты — все, что работает на электричестве — рассчитано на мощность. Правильная мощность позволяет оборудованию соответствовать проектной мощности и работать эффективно. Слишком большая или недостаточная мощность может привести к неэффективной работе, неэффективному использованию энергии и даже к повреждению оборудования.Вот почему так важно понимать расчет падения напряжения и выбирать правильный кабель для каждого приложения.

      Национальный электротехнический кодекс (NEC) каталогизирует требования к безопасному электрическому оборудованию и представляет собой основной руководящий документ в США. Эти кодексы служат руководством как для обученных специалистов, так и для конечных пользователей, они закладывают основу для проектирования и проверки электрических установок. Так как же Кодекс решает проблемы падения напряжения? Для ответвлений см. NEC (NFPA 70), раздел 215.2 (A) (3) сноска 2 и Раздел 210.19 (A) (1) сноска 4. Оба советуют, что проводники для фидеров, ведущих к жилым домам, должны иметь такие размеры, чтобы предотвратить падение напряжения более 3% и максимальное общее падение напряжения как на фидерах, так и на ответвлении. схемы не должны превышать 5% для «разумной эффективности работы».

      Кроме того, обращайтесь к разделу 647.4 (D) NEC (NFPA 70) при работе с чувствительным электронным оборудованием. В нем указано, что падение напряжения в любой ответвленной цепи не должно превышать 1,5%, а суммарное падение напряжения на параллельном и фидерном проводниках не должно превышать 2.5%. Важно отметить, что большая часть производимого сегодня оборудования содержит электронику, которая особенно чувствительна к чрезмерному падению напряжения.

      Ampacity — пропускная способность кабеля по электрическому току — также связана с падением напряжения. В Кодексе подчеркивается важность учета падения напряжения при рассмотрении номинальной допустимой нагрузки кабеля и необходимость удовлетворения обоих требований. Раздел 310.15 (A) (1) NEC гласит, что в таблицах допустимой нагрузки не учитывается падение напряжения.

      Как рассчитывается падение напряжения?

      Для постоянного тока падение напряжения пропорционально величине протекающего тока и сопротивлению провода. В цепях переменного тока также необходимо учитывать полное сопротивление и коэффициент мощности (коэффициент потерь мощности). Поскольку сопротивление провода зависит от размера провода, материала и длины участка, важно выбрать правильный размер провода для длины участка, чтобы поддерживать падение напряжения на желаемом уровне.

      Воспользуйтесь следующей историей расчета падения напряжения, чтобы упростить расчет падения напряжения.

      Эта таблица упрощает и упрощает расчет проектного падения напряжения. Например, предположим, что ваш проект включает 100-футовый участок 12/3 кабеля SOOW, линейный ток 12 А для оборудования, линейную цепь 120 В переменного тока, 3 фазы, коэффициент мощности 100%. Согласно таблице вычислений коэффициент равен 3190. Затем умножьте текущее значение на расстояние (футы) на коэффициент: 12 x 100 x 3190 = 3 828 000. Наконец, поместите десятичную дробь перед шестью последними цифрами, и результат будет потерянным вольт или падением напряжения, которое равно 3.В этом примере 8 вольт (3,2% от общего напряжения).

      Поэтому, чтобы гарантировать надежность ваших продуктов, установок или обращений в службу поддержки, обязательно учитывайте падение напряжения при выборе кабеля. Хотя это в первую очередь неприятная проблема, падение напряжения может повлиять на эффективность оборудования, энергопотребление и вызвать потенциальный ущерб чувствительной электронике и другим системам. К счастью, этих проблем легко избежать, особенно если вы полагаетесь на нормы и стандарты NEC, касающиеся падения напряжения: каждый из которых дает полезные рекомендации по обеспечению успеха вашего приложения.

      Выбрав кабель с правильными характеристиками падения напряжения, вы оптимизируете работу подключенного оборудования, повысите эффективность и предотвратите повреждение оборудования. И это неплохая расплата как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

      Размер провода Коэффициент мощности% 90AC, однофазный 80 Трехфазный переменный ток DC
      14 AWG 100 5880 5090 5880
      90 5360 4640
      80 4790 4150
      70 4230 3660
      60 3650 3160
      12 AWG 100 3690 3190 3690
      90 3380 2930
      80 3030 2620
      70 2680 2320
      60 2320 2010
      10 AWG 100 2320 2010 2820
      90 2150 1861
      80 1935 1675
      70 1718 1487
      60 1497 1296
      8 AWG 100 1462 1265 1462
      90 1373 1189
      80 1248 1081
      70 1117 969
      60 981 849
      6 AWG 100 918 795 918
      90 882 764
      80 812 703
      70 734 636
      60 653 565
      4 AWG 100 578 501 578
      90 571 494
      80 533 462
      70 489 423
      60 440 381
      2 AWG 100 367 318 363
      90 379 328
      80 361 313
      70 337 292
      60 309 268
      1 AWG 100 291 252 288
      90 311 269
      80 299 259
      70 284 246
      60 264 229
      1/0 AWG 100 233 202 229
      90 257 222
      80 252 218
      70 241 209
      60 227 106
      2/0 AWG 100 187 162 181
      90 213 184
      80 212 183
      70 206 178
      60 196 169
      3/0 AWG 100 149 129 144
      90 179 155
      80 181 156
      70 177 153
      60 171 148
      4/0 AWG 100 121 104 114
      90 152 131
      80 156 135
      70 155 134
      60 151 131
      250 тысяч кубометров 100 102 89 97
      90 136 117
      80 143 123
      70 143 124
      60 141 122
      300 тыс. Килограмм 100 86 75 81
      90 121 104
      80 128 111
      70 131 113
      60 130 113
      350 тыс. Килограмм 100 74 64 69
      90 109 95
      80 118 102
      70 122 105
      60 122 106
      400 тыс. Килограмм 100 66 57 60
      90 101 88
      80 111 96
      70 115 99
      60 116 101
      500 тыс. Килограмм 100 54 47 48
      90 89 78
      80 99 86
      70 105 91
      60 108 93
      600 тыс. Килограмм 100 47 41 40
      90 83 72
      80 93 81
      70 99 86
      60 103 89
      750 тыс. Килограмм 100 39 34 32
      90 75 65
      80 86 75
      70 93 81
      60 97 84
      1000 тыс. Килограмм 100 31 27 24
      90 67 58
      80 79 68
      70 86 75
      60 91 78

      Калькулятор падения напряжения в цепи постоянного или переменного тока

      Выберите материал, медь или алюминий, размер проводника, напряжение и фазу из списка общих напряжений, затем введите длину односторонней цепи в футах и ​​нагрузку в амперах..

      Онлайн-калькулятор падения напряжения в цепи постоянного или переменного тока:

      Используйте этот калькулятор для оценки падения напряжения на кабеле для определения размеров проводов.

      Что такое падение напряжения?

      Падение напряжения — это уменьшение электрического потенциала на пути тока, протекающего в электрической цепи. Падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника, на проводниках, на контактах и ​​на разъемах нежелательны, поскольку часть подаваемой энергии рассеивается.Падение напряжения на электрической нагрузке пропорционально мощности, доступной для преобразования в этой нагрузке в какой-либо другой полезный вид энергии.

      Например, электрический обогреватель может иметь сопротивление десять Ом, а провода, которые его питают, могут иметь сопротивление 0,2 Ом, что составляет около 2% от общего сопротивления цепи. Это означает, что примерно 2% подаваемого напряжения теряется в самом проводе. Чрезмерное падение напряжения может привести к неудовлетворительной работе обогревателя и перегреву проводов и соединений.

      Как рассчитать падение напряжения?

      В таблице ниже приведены обычные формулы, позволяющие рассчитать падение напряжения в данной цепи на км длины.

      I B : рабочий ток в амперах

      L: длина кабеля в км

      R: линейное сопротивление проводника в Ом / км

      S: Площадь поперечного сечения меди в мм 2

      R = 23,7 / S для меди

      R = 37,6 / S для алюминия

      Примечание: R незначительно за пределами сечения 500 мм 2

      линейное реактивное сопротивление жилы в Ом / км; X не имеет значения для кабелей сечением менее 50 мм2.

      При отсутствии других указаний принимается X = 0,08 Ом / км.

      φ: фазовый сдвиг тока от напряжения в рассматриваемой цепи; обычно:

      освещение: cos φ = 1

      движущая сила: при запуске: cos φ = 0,35, при нормальной эксплуатации: cos φ = 0,8.

      Un: номинальное напряжение между фазами

      Vn: номинальное напряжение между фазой и нейтралью

      Для сборных труб сопротивление R и реактивное сопротивление X указываются производителем.

      Формулы расчета падения напряжения

      Схема Падение напряжения (ΔU)
      в вольтах в%
      Две фазы ΔU = 2I B (R cosφ + X sinφ) L

      (100ΔU) / Un

      Фаза и нейтраль ΔU = 2I B (R cosφ + X sinφ) L (100ΔU) / Vn
      Три фазы ΔU = √3I B (R cosφ + X sinφ) L (100ΔU) / ООН

      Калькуляторы электрических проводов постоянного тока

      Калькуляторы электрических проводов постоянного тока

      Калькуляторы электрических проводов

      Copywrite 2017 от RV-Project.Com



      Всякий раз, когда вы прокладываете силовые кабели для устройства постоянного тока в доме на колесах, будь то переналадка тормозов или добавление новой стереосистемы, вы должны понимать, что характеристика проводки постоянного тока заключается в том, что вы столкнетесь с падением напряжения по проволоке. Это может быть значительным, особенно если ток и длина провода увеличиваются … даже до нескольких футов. Чем длиннее кабель, тем больше падение напряжения. Это может быть реальной проблемой, приводящей к снижению или потере рабочих характеристик устройства, на которое подается питание.

      Заявление об ограничении ответственности:

      Эти калькуляторы предназначены только для развлекательных целей.

      Несмотря на то, что были предприняты все усилия для обеспечения точности калькуляторов, сторонняя информация, такая как сечения проводов в миллиметрах (CM) от разных производителей, может отличаться в зависимости от схемы одножильных / многожильных проводов. Поскольку в спецификациях производителей могут быть небольшие различия, считайте результаты этих расчетов общими.

      Для получения наиболее точных результатов проверьте спецификацию CM производителя для фактически рассчитываемого провода.

      Это серьезная проблема для владельца автофургона, так как нужно всегда помнить о том, каковы будут последствия при добавлении нагрузки к существующей цепи или при выборе размеров проводки для новой цепи. См. Мой учебник High Power DC Wiring для более подробного обсуждения этого явления. Обычно проблемы возникают из-за падения напряжения задолго до того, как вы превысите допустимую нагрузку на провод по току.

      Проволочные вычислители напряжения для цепей 12 В постоянного тока.

      При определении размера провода необходимо рассчитать общее расстояние между проводами. Например, если для отрицательной стороны используется провод (обычно называемый заземляющим проводом), расстояние должно быть полным круговым обходом от источника питания до нагрузки и обратно, поскольку оба провода + и — уменьшают Напряжение.Это также иногда называют «плавающей землей».

      Однако, если используется металлическое заземление шасси, необходимо рассчитывать только одностороннее отключение, поскольку шасси настолько массивное, что любое падение напряжения будет нулевым.

      Эти калькуляторы могут корректировать результат для любого типа грунта. Просто введите расстояние от точки A до точки B (в одну сторону) между источником и нагрузкой, затем выберите правильный «ТИП ЗЕМЛИ». Калькулятор будет автоматически использовать правильную длину провода в зависимости от настройки ТИП ЗАЗЕМЛЕНИЯ.

        Примечания:

      • При использовании заземления шасси падение напряжения на шасси (со стороны заземления) равно нулю, поэтому расстояние туда и обратно не требуется.
      • Макс. Ток (амперы) — это ограничение тока при падении напряжения с точностью 3% или 10% (в зависимости от выбора).
      • Используйте 3% падения напряжения для чувствительных электронных компонентов или навигационного освещения (лодки).
      • Используйте 10% падение напряжения для нечувствительных / некритичных компонентов, таких как освещение или цепи двигателя.
      • Для лодки из стекловолокна вы обычно используете опцию заземления (туда и обратно) для типа заземления.
      • для автомобиля со стальным шасси, вы часто будете использовать опцию заземления шасси.
      • Для жилых автофургонов обычно используются как заземление корпуса, так и заземляющий провод — выберите то, что подходит для вашей ситуации.
      • Свинцово-кислотные батареи варьируются от 11,9 В для полностью разряженных до 12,6 В для полностью заряженных.
      • Морские / автофургоны / автомобильные зарядные устройства варьируются от 13.От 2 В до 14,4 В в зависимости от марки и состояния заряда (т. Е. Объемная, абсорбционная, тонкая)
      • Размер большинства проводов соответствует американскому калибру проводов (AWG).
      • Размер автомобильной и морской проводки может быть определен в соответствии с требованиями Общества инженеров автомобильной промышленности (SAE).
      • Проводка SAE на 10–12% меньше в диаметре, поэтому результаты будут другими.
      • Разработано в соответствии с методологией, изложенной в 33.CFR183 — Лодки и связанное с ними оборудование (Постановление USCG).
      • Только многожильный провод. Сплошной провод имеет другую спецификацию Circular Mil и не подходит для использования на лодке или мобильном устройстве.

      В дополнение к приведенному выше разделу цепей постоянного тока, аналогичный калькулятор существует для цепей переменного тока. При расчете для цепей переменного тока обратите внимание, что можно ввести только одностороннее расстояние (калькулятор фактически выполняет расчет кругового пути, но ему нужно знать только одностороннее расстояние).Даже с заземленной нейтралью по ней по-прежнему идет ток, а не по земле, поэтому нам нужно рассчитать расстояние туда и обратно.

      Калькулятор проводов для цепей переменного тока.