Як 12 вольт змінного зробити постійний. Відмінність змінного струму від постійного. Функції та основні характеристики

Електричний струм-це спрямоване або впорядкований рух заряджених частинок: електронів в металах, в електролітах - іонів, а в газах - електронів і іонів. Електричний струм може бути як постійним, так і змінним.

Визначення постійного електричного струму, його джерела

Постійний струм(DC, по-англійськи Direct Current) - це електричний струм, у якого властивості і напрямок не змінюються з плином часу. Позначається постійний струм і напруга в вигляді короткої горизонтальної рисочки або двох паралельних, одна з яких штриховая.

Постійний струм використовуєтьсяв автомобілях і в будинках, в численних електронних приладах: ноутбуки, комп'ютери, телевізори і т. д. Перемеренний електричний струм з розетки перетворюється в постійний за допомогою блоку живлення або трансформатора напруги з випрямлячем.

Будь електроінструмент, пристрій або прилад, що працюють від батарейок так само є споживачами постійного струму, тому що батарея або акумулятор-це виключно джерела постійного струму, який при необхідності перетворюється на змінний з використанням спеціальних перетворювачів (інверторів).

Принцип роботи змінного струму

Змінний струм(AC по-англійськи Alternating Current) - це електричний струм, який змінюється за величиною і напрямком з плином часу. На електроприладах умовно позначається відрізком синусоїди «~».
Іноді після синусоїди можуть зазначатися характеристики змінного струму - частота, напруга, число фаз.

Змінний струм може бути як одно-, так і трифазним, для якого миттєві значення струму і напруги змінюються за гармонійним законом.

Основні характеристикизмінного струму - діюче значення напруги і частота.

Зверніть увагу, Як на лівому графіку для однофазного струму змінюється напрямок і величина напруги з переходом в нуль за період часу Т, а на другому графіку для трифазного струму існує зсув трьох синусоїд на одну третю періоду. На правому графіку 1 фаза позначена буквою «а», а друга буквою «б». Добре відомо, що в домашній розетки 220 Вольт. Але мало хто знає, що це діючі значення змінної напруги, але амплітудне або максимальне значення буде більше на корінь з двох, тобто дорівнюватиме 311 Вольт.

Таким чином, якщо у постійного струму величина напруги і напрямок не змінюються протягом часу, то у змінного струму-напруга постійно змінюється за величиною і напрямком (графік нижче нуля це зворотний напрямок).

І так ми підійшли до поняття частота- це відношення числа повних циклів (періодів) до одиниці часу періодично змінюваного електричного струму. Вимірюється в Герцах. У нас і в Європі частота дорівнює 50 герц, в США- 60 Гц.

Що означає частота 50 Герц?Вона означає, що у нас змінний струм змінює свій напрямок на протилежне і назад (відрізок Т на графіку) 50 разів за секунду!

Джерелами змінного струму євсі розетки в будинку і все те, що під'єднаний безпосередньо проводами або кабелями до електрощита. У багатьох виникає питання: а чому в розетці не постійний струм? Відповідь проста. У мережах змінного струму легко і з мінімальними втратами перетворюється величина напруги до необхідного рівня за допомогою трансформатора в будь-яких обсягах. Напруга необхідно збільшувати для можливості передачі електроенергії на великі відстаніз найменшими втратами в промислових масштабах.
З електростанції, Де стоять потужні електрогенератори, виходить напруга величиною 330 000-220 000, далі біля нашого будинку на трансформаторній підстанції воно перетворюється з величини 10 000 Вольт в трифазну напругу 380 Вольт, яке і приходить в багатоквартирний будинок, А до нас в квартиру приходить однофазну напругу, т. К. Між напруга дорівнює 220 В, а між різнойменними фазами в електрощиті 380 Вольт.

І ще одним з важливих достоїнств змінної напруги є те, що асинхронні електродвигуни змінного струму конструктивно простіше і працюють значно надійніше, ніж двигуни постійного струму.

Як змінний струм зробити постійним

Для споживачів, які працюють на постійній токе- змінний перетворюється за допомогою випрямлячів.

Перетворювач постійного струму в змінний

Якщо з перетворенням змінного струму в постійний не виникає складнощів, то зі зворотним перетворенням все набагато складніше. У домашніх умовах для цього використовується інвертор- це генератор періодичного напруги з постійного, за формою наближеного до синусоїді.

Напруга в побутовій електричної мережі, Як відомо, становить 220 або 380 В. Однак, не для всіх приладів таке електроживлення є «легкотравним».

Деяким потрібна напруга всього в 12 В і такі прилади доводиться підключати через спеціальний електронний пристрій - трансформатор.

Як змінює трансформатор 220 на 12 вольт і яким чином можна зібрати цей пристрій самостійно - цій темі буде присвячена наша розмова.

Отже, трансформатором називається електричний прилад, який займається перетворенням електричної енергії, А саме - зміною напруги. Якщо вихідна, тобто змінене, напруга виходить менше вхідного, трансформатор називають знижувальним. Якщо навпаки, в результаті перетворення напруга збільшується, то трансформатор називають підвищує.

Понижуючий трансформатор 220/12

Для чого потрібен понижуючий трансформатор в побуті? Низьковольтних електрикою харчуються ноутбуки та мобільні телефони, Але вони завжди продаються разом з трансформаторами, які називали в побуті «блоками харчування». Інша річ - низьковольтне освітлення, в якому використовуються галогенні або ультрасучасні світлодіодні світильники.

Обзавестися таким хочуть сьогодні дуже багато - через цілого ряду переваг:

• відсутня небезпека ураження електрострумом і виникнення пожежі (особливо бажано обладнати таким освітленням ванні кімнати та інші приміщення з підвищеною вологістю);
• в порівнянні з традиційними низьковольтні світильники є набагато більш економічними: наприклад, світлодіоди при тій же світності споживають енергії в 15 разів менше, ніж лампа розжарювання на 220 В;
• служать низьковольтні світильники набагато довше аналогів на 220 В: виробники світлодіодів обіцяють 50 тис. годин роботи і при цьому на 3 роки навіть дають гарантію.

Щоб підключити таку систему освітлення, трансформатор доводиться купувати окремо. Але в самому простому виконанні його можна зробити і самостійно.

Принцип роботи з 220 на 12 В

Найпростіший трансформатор складається з двох котушок дроту з різним числом витків. Одна котушка - вона називається первинною - підключається до джерела змінного струму, в ролі якого зазвичай виступає побутова електромережу.

Як відомо, провідник, по якому протікає змінний струм, стає генератором електромагнітного поля, а якщо він ще й змотав в котушку, то поле виходить більш щільним. При цьому оскільки струм є змінним, то і електромагнітне поле виходить таким же.

Далі в суворій відповідності з законом електромагнітної індукції генерується первинної котушкою змінне електромагнітне поле наводить у вторинній котушці ЕРС. Важливо розуміти, що ЕРС з'являється саме при зміні кількості або інтенсивності силових ліній, які пронизують провідник.

Принцип роботи перетворювача напруги

Тобто, або поле повинно бути постійно змінюються (таке поле і називають змінним), або провідник повинен в ньому рухатися (саме це відбувається в електрогенераторах). Звідси висновок: якщо первинну котушку підключити до джерела постійного струму, трансформатор функціонувати не буде.

Щоб первинна котушка мала високу індуктивність, а також для зосередження магнітного потоку всередині котушок, їх намотують на сердечник з феромагнітної сталі.

При відсутності такого сердечника підключений до побутової мережі трансформатор не тільки не буде функціонувати, а й просто згорить.

Те, як зміниться напруга на виході трансформатора, залежить від співвідношення числа витків в котушках. Якщо у вторинній котушці їх менше, напруга виявиться зниженим, при цьому воно буде в стільки ж разів менше вхідного напруги, у скільки число витків у вторинній котушці менше, ніж в первинній. Тобто, наприклад, якщо первинна котушка складається з 2 тис. Витків, а вторинна - з 1 тис. Витків, і при цьому на первинну котушку подається напруга в 220 В, то у вторинній з'явиться ЕРС в 110 В.

Перетворювач напруги

Відповідно, щоб перетворити напругу з 220 В до 12 В, число витків у вторинній котушці має бути в 220/12 = 18,3 рази менше, ніж в первинній.

Оскільки потужність від однієї котушки інший передається майже в повному обсязі (частка втрат залежить від ККД трансформатора), а потужність являє собою твір напруги на силу струму (W = U * I), то з силою струму в котушках спостерігається протилежна картина: у скільки разів зменшиться напруга у вторинній котушці, у стільки ж разів сила струму в ній буде більше, ніж в первинній.

Отже, вторинну котушку в знижувальному трансформаторі потрібно мотати товщим проводом, ніж первинну.

порядок складання

Конструювання трансформатора починається з розрахунку його параметрів. Задаємося наступними величинами:

1. Напруга на вході: 220 В.
2. Напруга на виході: 12 В.
3. Площа поперечного перерізу сердечника: приймаємо S = 6 кв. см.

N = K * U / S,

• N - кількість витків;
• K - емпіричний коефіцієнт. Можна прийняти К = 50, але для того, щоб уникнути насичення трансформатора, краще прийняти К = 60. При цьому дещо збільшиться число витків і сам трансформатор стане трохи більше, але зате зменшаться втрати.
• U - напруга в обмотці, В.
• S - площа поперечного перерізу сердечника, кв. см.

Автомобільний перетворювач напруги 12-220 В своїми руками

Таким чином, в первинній котушці число витків складе:

N1 = 60 * 220/6 = 2200 витків,

у вторинній:

• мідний дріт, укладений в шовкову або паперову ізоляцію: для первинної котушки - перетином 0,3 кв. мм, для вторинної - 1 кв. мм (при силі струму в ланцюзі навантаження менше 10 А);
• кілька консервних банок (жесть піде на виготовлення сердечника);
• щільний картон;
• лакоткань (стрічкова ізоляція);
• просочена парафіном папір.

Схема потужного інвертора

Процес виготовлення трансформатора виглядає так:

1. З банок потрібно вирізати 80 смуг розміром 30х2 см. Жесть потрібно піддати відпалу: її поміщають в піч, нагрівають до високої температури, А потім залишають остигати разом з піччю. Суть обробки полягає саме в поступовому охолодженні, в результаті якого сталь розм'якшується і втрачає пружність.
2. Далі пластини потрібно очистити від кіптяви і покрити лаком, після чого кожна з них з одного боку обклеюється тонким папером - цигаркового або пропарафіненной.
3. З щільного картону необхідно виготовити каркас для обмоток, що складається зі стовбура і щічок. Він повинен бути обмотаний в кілька шарів просоченої парафіном папером, також можна скористатися креслярської калькою.
4. На каркас виток до витка потрібно намотати дріт. Для прискорення цієї операції можна зробити простенький намотувальний верстат: надіти каркас на сталевий прут, вставити останній в пази, виконані в двох дошках, і потім зігнути один кінець у вигляді ручки. При укладанні дроти через кожні два-три витка потрібно прокладати папір з парафіном - для ізоляції. Коли намотування первинної котушки буде завершена, потрібно зафіксувати кінці дроту на щічках каркаса і обмотати котушку папером в 5 шарів.
5. Напрямок намотування вторинної котушки повинен співпадати з напрямом первинної.

Можна виготовити трансформатор, здатний знижувати напругу і до 12-ти, і до 24-х вольт, які потрібні деяким світильників і інших приладів. Для цього на вторинну котушку потрібно намотати 240 витків, але зі 120-го зробити висновок у вигляді петлі.

1. Закріпивши на другий щічки каркаса висновки вторинної котушки, її (котушку) також обмотують папером.
2. Бляшані пластини на половину довжини потрібно вставити в котушку, після чого ними огинають каркас, так щоб кінці з'єдналися під котушкою. Обов'язковою є наявність зазору між пластинами і каркасом.
3. Тепер саморобний трансформатор потрібно закріпити на основі - фрагменті дерев'яної дошки товщиною близько 50-ти мм. Для кріплення слід використовувати скоби, які повинні охопити нижню частину сердечника.

На завершення кінці обмоток виводяться на підставу і оснащуються контактами.

підключення

Щоб підключити трансформатор, потрібно до контактів вторинної обмотки підключити навантаження, а потім на контакти первинної котушки подати напругу побутової електромережі.

Схема підключення до вторинної обмотки залежить від того, яка напруга потрібно отримати на виході: якщо 24 В - підключаємося до крайніх висновків, якщо 12 В - до одного з крайніх висновків і висновку від 120-го витка.

Схема підключення точкових світильників 12В через трансформатор

Якщо споживач працює на постійному струмі, до висновків вторинної котушки потрібно підключити випрямляч.На цій посаді використовується діодний міст, забезпечений конденсатором (грає роль фільтра, згладжуючи пульсації).

Вибір готового рішення

Сьогодні трансформатор з будь-якими параметрами можна знайти в магазинах радіоелектроніки або зварювального обладнання. Поряд з традиційними продаються і пристрої нового покоління - трансформатори інверторні. В таких приладах ток перед надходженням на первинну обмотку спочатку проходить через випрямляч.

А потім - через зібраний на базі мікросхеми і пари ключових транзисторів інвертор, знову перетворює струм в змінний, але з набагато більшою частотою: 60 - 80 кГц замість 50-ти Гц. Таке перетворення вхідного струму дозволяє значно зменшити розміри трансформатора і сильно скоротити втрати.

Ящик із знижувальним трансформатором ЯТП 0,25

Підбирати трансформатор слід за такими характеристиками:

1. Вхідна напруга і частота струму:в характеристиках приладу повинно бути зазначено «220 В» або «380 В», якщо він купується для 3-фазної мережі. Частота повинна складати 50 Гц. Є трансформатори, які розраховані, наприклад, на частоту в 400 Гц і більше - при підключенні безпосередньо до побутової електромережі такий прилад згорить.
2. Напруга і тип струму на виході:з вихідною напругою все зрозуміло - воно повинно відповідати напрузі, на яке розрахований електроспоживачів. Але при цьому важливо не забути подивитися, який струм видає трансформатор. Багато з них сьогодні комплектуються випрямлячами, в результаті чого струм на виході виходить не змінним, а постійним.
3. Номінальна потужність:дуже важливо, щоб максимальна потужність, з якою може працювати трансформатор (вона і називається номінальною), була приблизно на 20% більше потужності навантаження. Якщо цього запасу не буде, а тим більше якщо номінальна потужністьтрансформатора виявиться менше потужності, споживаної навантаженням, обмотки перетворювача перегріються і згорять.

Трансформатори бувають:

1. відкритими:забезпечені негерметичних кожухом, всередину якого можуть потрапляти волога і пил. Але зате є можливість примусового охолодження за допомогою вентилятора.
2. закритими:забезпечені герметичним корпусом з високим ступенем волого- та пилозахисту, тому можуть встановлюватися в приміщеннях з підвищеною вологістю.

Моделі з алюмінієвим корпусом можуть експлуатуватися в умовах вулиці (вуличне освітлення світлодіодними лампами, Реклама). Через неможливість застосувати примусове охолодження потужність закритих трансформаторів є обмеженою.

Трансформатор ОСМ-1-04

Також трансформатори бувають:

• стрижневими: котушки можна розташовувати тільки в вертикальному положенні;
• броньованими: працюють в будь-якому положенні.

Вартість трансформаторів сильно варіюється і в першу чергу залежить від потужності. Ось кілька прикладів:

1. ЯТП-0,25. Прилад з номінальною потужністю 250 Вт, оснащений корпусом. Вартість складає 1700 руб.
2. ОСМ-1-04. Може працювати з вхідною напругою 220 В або 100 - 127 В, вихідна становить 12 В. Корпус відсутня. Вартість - 2600 руб.
3. ОСЗ-1 У2 220/12. Трансформатор на 1 кВт. Варто 5300 руб.
4. ТСЗІ-4,0. Перетворювач з корпусом, номінальна потужність становить 4 кВт. Вхідна напруга - 220 або 380 В, вихідна - 110В або 12 В. Вартість - 10,5 тис. Руб.

Переносний трансформатор в корпусі ТСЗІ-2,5 кВт. може підключатися як до 220 В, так і до 380 В, на виході - 12 В. Вартість - 13,9 тис. руб.

Відео на тему

У блоках харчування радіо- і електроапаратури майже завжди використовуються випрямлячі, призначені для перетворення змінного струму в постійний. Пов'язано це з тим, що практично всі електронні схеми і багато інших пристроїв повинні харчуватися від джерел постійного струму. Випрямлячем може служити будь-який елемент з нелінійної вольт-амперної характеристикою, іншими словами, по-різному пропускає струм в протилежних напрямках. У сучасних пристроях як таких елементів, як правило, використовуються площинні напівпровідникові діоди.

Площинні напівпровідникові діоди

Поряд з хорошими провідниками і ізоляторами існує дуже багато речовин, що займають по провідності проміжне положення між двома цими класами. Називають такі речовини напівпровідниками. Опір чистого напівпровідника з ростом температури зменшується на відміну від металів, опір яких в цих умовах зростає.

Додаючи до чистого напівпровідника невелика кількість домішки, можна в значній мірі змінити його провідність. Існує два класи таких домішок:

Малюнок 1. Площинний діод: а. пристрій діода; б. позначення діода в електротехнічних схемах; в. зовнішній вигляд площинних діодів різної потужності.

1. Донорні - перетворюють чистий матеріал в напівпровідник n-типу, що містить надлишок вільних електронів. Провідність такого типу називають електронної.
2. Акцепторні - перетворюють такий же матеріал в напівпровідник p-типу, що володіє штучно створеним недоліком вільних електронів. Провідність такого напівпровідника називають доречний. «Дірка» - місце, яке покинув електрон, поводиться аналогічно позитивного заряду.

Шар на кордоні напівпровідників p- і n-типу ( p-n перехід) Має однобічну провідність - добре проводить струм в одному (прямому) напрямку і дуже погано в протилежному (зворотному). Пристрій площинного діода показано на малюнку 1а. Основа - пластинка з напівпровідника (германій) з невеликою кількістю донорної домішки (n-типу), на яку поміщається шматочок індію, що є акцепторною домішкою.

Після нагріву індій дифундує в прилеглі області напівпровідника, перетворюючи їх в напівпровідник p-типу. На кордоні областей з двома типами провідності і виникає p-n перехід. Висновок, з'єднаний з напівпровідником p-типу, називають анодом отриманого діода, протилежний - його катодом. зображення напівпровідникового діодана принципових схемахнаведено на рис. 1б, зовнішній вигляд площинних діодів різної потужності - на рис. 1в.

Повернутися до списку

найпростіший випрямляч

Малюнок 2. Характеристики струму в різних схемах.

Струм, що протікає в звичайній освітлювальної мережі, є змінним. Його величина і напрямок змінюються 50 разів протягом однієї секунди. Графік залежності його напруги від часу показаний на рис. 2а. Червоним кольором показані позитивні напівперіоди, синім - негативні.

Оскільки величина струму змінюється від нуля до максимального (амплітудного) значення, вводиться поняття чинного значення струму і напруги. Наприклад, в освітлювальної мережі діюче значення напруги 220 В - у включеному в цю мережу нагрівальному приладі за однакові проміжки часу виділяється стільки ж тепла, скільки в тому самому пристрої, в ланцюзі постійного струму напругою 220 В.

Але насправді напруга в мережі змінюється за 0,02 с наступним чином:

• першу чверть цього часу (періоду) - збільшується від 0 до 311 В;
• другу чверть періоду - зменшується від 311 В до 0;
• третю чверть періоду - зменшується від 0 до 311 В;
• останню чверть періоду - зростає від 311 В до 0.

У цьому випадку 311 В - амплітуда напруги U о. Амплітудне і чинне (U) напруги пов'язані між собою формулою:

Малюнок 3. Діодний міст.

При включенні в ланцюг змінного струму послідовно з'єднаних діода (VD) і навантаження (рис. 2б), струм через неї протікає тільки під час позитивних напівперіодів (рис. 2в). Відбувається це завдяки односторонньої провідності діода. Називається такий випрямляч однополуперіодним - одну половину періоду струм в ланцюзі є, під час другої - відсутня.

Струм, що протікає через навантаження в такому випрямлячі, не є постійним, а пульсуючий. Перетворити його практично в постійний можна, включивши паралельно навантаженні конденсатор фільтра C ф досить великої ємності. Протягом першої чверті періоду конденсатор заряджається до амплітудного значення, а в проміжках між пульсаціями розряджається на навантаження. Напруга стає майже постійним. Ефект згладжування тим сильніше, чим більше ємність конденсатора.

Повернутися до списку

Схема діодного моста

Більш досконалою є двонапівперіодна схема випрямлення, коли використовуються і позитивний, і негативний напівперіод. Існує кілька різновидів таких схем, але найчастіше використовується бруківка. Схема діодного моста приведена на рис. 3в. На ній червона лінія показує, як протікає струм через навантаження під час позитивних, а синя - негативних напівперіодів.

Малюнок 4. Схема випрямляча на 12 вольт з використанням діодного моста.

І першу, і другу половину періоду струм через навантаження протікає в одному і тому ж напрямку (рис. 3б). Кількість пульсації протягом однієї секунди не 50, як при однополуперіодним випрямленні, а 100. Відповідно, при тій же ємності конденсатора фільтра ефект згладжування буде більш яскраво виражений.

Як видно, для побудови діодного моста необхідно 4 діода - VD1-VD4. Раніше діодні мости на принципових схемах зображували саме так, як на рис. 3в. Нині загальноприйнятим вважається зображення, показане на рис. 3г. Хоча на ній тільки одне зображення діода, не слід забувати, що міст складається з чотирьох діодів.

Мостова схема найчастіше збирається з окремих діодів, але іноді застосовуються і монолітні діодні збірки. Їх простіше монтувати на платі, але зате при виході з ладу одного плеча моста, замінюється вся збірка. Вибирають діоди, з яких монтується міст, виходячи з величини протікає через них струму і величини допустимої зворотної напруги. Ці дані дозволяє отримати інструкція до діодів або довідники.

Повна схема випрямляча на 12 вольт з використанням діодного моста приведена на рис. 4. Т1 - понижуючий трансформатор, вторинна обмотка якого забезпечує напругу 10-12 В. Запобіжник FU1 - незайва деталь з точки зору техніки безпеки і нехтувати ним не варто. Марка діодів VD1-VD4, як уже говорилося, визначається величиною струму, який буде споживатися від випрямляча. Конденсатор С1 - електролітичний, ємністю 1000,0 мкФ або вище на напругу не нижче 16 В.

Напруга на виході - фіксоване, величина його залежить від навантаження. Чим більше струм, тим менше величина цієї напруги. Для отримання регульованого і стабільного вихідної напруги потрібно більш складна схема. отримати регульоване напругавід схеми, наведеної на рис. 4 можна двома способами:

1. Подаючи на первинну обмотку трансформатора Т1 регульоване напруга, наприклад, від ЛАТРа.
2. Зробивши від вторинної обмотки трансформатора кілька відводів і поставивши, відповідно, перемикач.

Залишається сподіватися, що опису та схеми, наведені вище, нададуть практичну допомогу в складанні простого випрямляча для практичних потреб.

На простих механізмах зручно встановлювати аналогові регулятори струму. Наприклад, вони можуть змінити швидкість обертання валу двигуна. З технічного боку виконати такий регулятор просто (буде потрібно установка одного транзистора). Застосуємо для регулювання незалежної швидкості моторів в робототехніці та джерела живлення. Найбільш поширені два варіанти регуляторів: одноканальні і двоканальні.

Відео №1.Одноканальний регулятор в роботі. Змінює швидкість крутіння вала двигуна за допомогою обертання ручки змінного резистора.

Відео №2. Збільшення швидкості крутіння вала двигуна при роботі одноканального регулятора. Зростання числа оборотів від мінімального до максимального значенняпри обертанні ручки змінного резистора.

Відео №3.Двоканальний регулятор в роботі. Незалежна установка швидкості крутіння валів моторів на базі підлаштування резисторів.

Відео №4. Напруга на виході регулятора виміряна цифровим мультиметром. Отримане значення дорівнює напрузі батарейки, від якого відняли 0,6 вольт (різниця виникає через падіння напруги на переході транзистора). При використанні батарейки в 9,55 вольт, фіксується зміна від 0 до 8,9 вольт.

Функції та основні характеристики

Струм навантаження одноканального (фото. 1) і двоканального (фото. 2) регуляторів не перевищує 1,5 А. Тому для підвищення здатності навантаження проводять заміну транзистора КТ815А на КТ972А. Нумерація висновків для цих транзисторів збігається (е-к-б). Але модель КТ972А працездатна з струмами до 4А.

Одноканальний регулятор для мотора

Пристрій керує одним мотором, харчування здійснюється від напруги в діапазоні від 2 до 12 вольт.

1. конструкція пристрою

Основні елементи конструкції регулятора представлені на фото. 3. Пристрій складається з п'яти компонентів: два резистор змінного опору з опором 10 кОм (№1) та 1 кОм (№2), транзистор моделі КТ815А (№3), пара двосекційних гвинтових клемника на вихід для підключення мотора (№4) і вхід для підключення батарейки (№5).

Примітка 1. Установка гвинтових клемників не обов'язкова. За допомогою тонкого монтажного багатожильного дроту можна підключити мотор і джерело живлення безпосередньо.

1. Принцип роботи

Порядок роботи регулятора мотора описує схема живлення (рис. 1). З урахуванням полярності на роз'єм ХТ1 подають постійна напруга. Лампочку або мотор підключають до гнізда ХТ2. На вході включають змінний резистор R1, обертання його ручки змінює потенціал на середньому виході на противагу мінуса батарейки. Через токоогранічітель R2 вироблено підключення середнього виходу до базового висновку транзистора VT1. При цьому транзистор включений за схемою регулярного струму. Позитивний потенціал на базовому виході збільшується при переміщенні вгору середнього виводу від плавного обертання ручки змінного резистора. Відбувається збільшення струму, яке обумовлено зниженням опору переходу колектор-емітттер в транзисторі VT1. Потенціал буде зменшуватися, якщо ситуація буде зворотною.

1. Матеріали і деталі

Необхідна друкована плата розміром 20х30 мм, виготовлена ​​з фольгованого з одного боку аркуша склотекстоліти (допустима товщина 1-1,5 мм). У таблиці 1 наведено список радиокомпонентов.

Примітка 2. Необхідний для пристрою змінний резистор може бути будь-якого виробництва, важливо дотримати для нього значення опору струму зазначені в таблиці 1.

Примітка 3. Для регулювання струмів вище 1,5А транзистор КТ815Г замінюють на більш потужний КТ972А (з максимальним струмом 4А). При цьому малюнок друкованої плати міняти не потрібно, так як розподіл висновків у обох транзисторів ідентично.

1. процес складання

Для подальшої роботи потрібно завантажити архівний файл, розміщений в кінці статті, розпакувати його і роздрукувати. На глянцевому папері друкують креслення регулятора (файл), а монтажний креслення (файл) - на білому аркуші офісної (формат А4).

Далі креслення монтажної плати (№1 на фото. 4) наклеюють до струмоведучих доріжках на протилежному боці друкованої плати (№2 на фото. 4). Необхідно зробити отвори (№3 на фото. 14) на монтажем кресленні в посадочних місцях. Монтажний креслення кріпиться до друкованої плати сухим клеєм, при цьому отвори повинні збігатися. На фото.5 показана цокольовка транзистора КТ815.

Вхід і вихід клемників-роз'ємів маркують білим кольором. Через кліпсу до клемника підключається джерело напруги. Повністю зібраний одноканальний регулятор відображений на фото. Джерело живлення (батарея 9 вольт) підключається на фінальному етапі складання. Тепер можна регулювати швидкість обертання валу за допомогою мотора, для цього потрібно плавно обертати ручку регулювання змінного резистора.

Для тестування пристрою необхідно з архіву роздрукувати креслення диска. Далі потрібно наклеїти цей креслення (№1) на щільну і тонку картонну папір (№2). Потім за допомогою ножиць вирізається диск (№3).

Отриману заготівлю перевертають (№1) і до центру кріплять квадрат чорної ізоляційної стрічки (№2) для кращого зчеплення поверхні вала двигуна з диском. Потрібно зробити отвір (№3) як зазначено на зображенні. Потім диск встановлюють на вал мотора і можна приступати до випробувань. Одноканальний регулятор мотора готовий!

Двоканальний регулятор для мотора

Використовується для незалежного управління парою моторів одночасно. Харчування здійснюється від напруги в діапазоні від 2 до 12 вольт. Струм навантаження розрахований до 1,5А на кожен канал.

1. конструкція пристрою

Основні компоненти конструкції представлені на фото.10 і включають: два підлаштування резистора для регулювання 2-го каналу (№1) та 1-го каналу (№2), три двосекційних гвинтових клемника для виходу на 2-ий мотор (№3), для виходу на 1-ий мотор (№4) і для входу (№5).

Прімечаніе.1 Установка гвинтових клемників не обов'язкова. За допомогою тонкого монтажного багатожильного дроту можна підключити мотор і джерело живлення безпосередньо.

1. Принцип роботи

Схема двоканального регулятора ідентична електричній схеміодноканального регулятора. Складається з двох частин (рис.2). Основна відмінність: резистор змінного опору замін на підлаштування резистор. Швидкість обертання валів встановлюється заздалегідь.

Прімечаніе.2. Для оперативної регулювання швидкості крутіння моторів підлаштування резистори замінюють за допомогою монтажного проводу з резисторами змінного опору з показниками опорів, зазначеними на схемі.

1. Матеріали і деталі

Знадобиться друкована плата розміром 30х30 мм, виготовлена ​​з фольгованого з одного боку аркуша склотекстоліти товщиною 1-1,5 мм. У таблиці 2 наведено список радиокомпонентов.

1. процес складання

Після скачування архівного файлу, розміщеного в кінці статті, потрібно розпакувати його і роздрукувати. На глянцевому папері друкують креслення регулятора для термоперевода (файл termo2), а монтажний креслення (файл montag2) - на білому аркуші офісної (формат А4).

Креслення монтажної плати наклеюють до струмоведучих доріжках на протилежному боці друкованої плати. Формують отвори на монтажем кресленні в посадочних місцях. Монтажний креслення кріпиться до друкованої плати сухим клеєм, при цьому отвори повинні співпасти. Проводиться цокольовка транзистора КТ815. Для перевірки потрібно тимчасово з'єднати монтажним проводом входи 1 і 2.

Будь-який з входів підключають до полюса джерела живлення (в прикладі показана батарейка 9 вольт). Мінус джерела живлення при цьому кріплять до центру клемника. Важливо пам'ятати: чорний провід «-», а червоний «+».

Мотори повинні бути підключені до двох Клемники, також необхідно встановити потрібну швидкість. Після успішних випробувань потрібно видалити тимчасове з'єднання входів і встановити пристрій на модель робота. Двоканальний регулятор мотора готовий!

У представлені необхідні схеми і креслення для роботи. Емітери транзисторів позначені червоними стрілками.

Для перевірки роботи окремих блоків побутових приладів домашньому майстру може знадобитися напруга 12 вольт як постійного, так і змінного струму. Детально розберемо обидва випадки, але спочатку необхідно розглянути ще одну величину електроенергії - потужність, яка характеризує здатність пристрою надійно зробити роботу.

Автомобільний акумулятор має великим резервом потужності для завдань комп'ютера, а ось блок живлення ПК при такій же напрузі 12 вольт абсолютно не придатний для розкрутки стартера, він просто згорить.

Способи отримання постійної напруги

З гальванічних елементів (батарейок)

Промисловість випускає круглі батарейки різних габаритів (залежать від потужності) з напругою 1,5 вольта. Якщо взяти 8 штук, то з них при послідовному підключенні якраз вийде 12 вольт.

З'єднувати між собою висновки батарейок треба по черзі «плюсом» попередньої до «мінуса» наступною. Напруга 12 вольт буде між першим і останнім висновками, а проміжні значення, наприклад, 3, 6 або 9 вольт можна заміряти на двох, чотирьох, шести батарейках.

Ємності елементів не повинні відрізнятися, інакше потужність схеми буде зменшена ослабленою батарейкою. Для таких пристроїв бажано застосовувати всі елементи однотипної серії із загальною датою виготовлення. Струм навантаження від усіх 8 батарейок, зібраних послідовно, відповідає вказаному для одного елемента.

Якщо виникне необхідність підключення такої батареї до навантаження, в два рази перевищує номінальну величину джерела, то буде потрібно створити ще одну подібну конструкцію і обидві батареї підключити паралельно, з'єднавши між собою їх однополярні висновки: «+» до «+», а «-» до «-».

З малогабаритних акккумулятор

Нікель-кадмієві акумулятори випускаються з напругою 1,2 вольта. Щоб отримати від них 12 вольт знадобиться 10 елементів з'єднувати послідовно, як у розглянутій перед цим схемою.

За таким же принципом збирають батарею з нікель-метал-гідридних АКБ.

Акумуляторна батарея використовується для більш тривалої роботи, ніж зі звичайних гальванічних елементів: АКБ можна заряджати та перезаряджати багато разів при необхідності.

Від блоків живлення, що працюють на змінному струмі

Багато побутові прилади мають вбудовану електроніку, яка живиться від випрямленої напруги, одержуваного в результаті перетворення 220 вольт. Блоки живлення комп'ютера, ноутбука якраз видають 12 вольт випрямленої і.

Досить підключитися до відповідних клем вихідного роз'єму і живити блок живлення, щоб отримати від нього 12 вольт.

Аналогічним чином можна скористатися блоками харчування старих радіоприймачів, магнітофонів і застарілих телевізорів.

Крім того, можна самостійно зібрати блок живлення для постійного струму, вибравши для нього відповідну схему. Найбільш поширені, що перетворюють 220 вольт у вторинне напруга, яке випрямляється доданими мостом, згладжується конденсатором і регулюється транзистором за допомогою підлаштування резистора.

Подібних схем можна знайти багато. У них зручно включати стабілізаторние пристрою.

Способи отримання змінної напруги

За допомогою трансформатора

Найдоступнішим методом вважається застосування понижувального трансформатора, який вже показаний на попередній схемі. Промисловість вже давно випускає такі пристрої для різних цілей.

Однак домашньому майстрові зовсім не складно зробити трансформатор для своїх потреб зі старих конструкцій.

Для підключення трансформатора до мережі 220 на первинну обмотку слід подавати живлення через захист, цілком можна обійтися перевіреним запобіжником, хоча автоматичний вимикач краще підійде для цих цілей.

Вся схема вторинної навантаження повинна бути зібрана заздалегідь і перевірена. Резерв потужності трансформатора близько 30% дозволить довго його експлуатувати без перегріву ізоляції.

інші методи

Технічно можливо отримати 12 вольт змінного струму від генератора, який приводиться в обертання будь-яким двигуном або за рахунок перетворення постійного струму інвертором. Однак ці способи більш підходять для промислових установокі відрізняються складною конструкцією. Тому в побуті практично не використовуються.