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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Indicador para conectar aparelhos elétricos a uma rede de 220 V. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Indicadores, sensores, detectores Eu escrevo nos passos publicações no nº 12 "Elétrica" [1]. Percebi a importância deste tema recentemente, quando minha família se esqueceu de desligar o fogão elétrico pela manhã e à noite o medidor de energia elétrica “aumentou” a energia em mais 3 UAH. O esquema em [1] é muito simples, mas causou tais objeções. 1. Nas casas modernas, a fiação elétrica fica escondida na parede. Onde fica essa entrada do apartamento? Muito provavelmente, no lugar mais inconveniente. 2. É bom que haja transformador em casa. Caso contrário, você precisa comprá-lo, e essa peça não é barata (e nem todo transformador serve). 3. Existem eletrodomésticos no apartamento que estão constantemente ligados. Alguns ligam de vez em quando (geladeira), outros funcionam constantemente (relógio eletrônico, termômetro eletrônico). O que fazer com eles? 4. Se você esquecer de desligar a lâmpada de 25 W da despensa, à noite o gasto adicional será de alguns centavos. Preciso instalar um indicador para isso? 5. O equipamento de rádio que não está desligado lembra de si mesmo pelo som, por isso é difícil não perceber. 6. A única instalação eléctrica que necessita de ser equipada com indicador de ligação é o fogão eléctrico. É aqui que você precisa colocar o indicador de conexão. O indicador de conexão mais simples é uma luz neon ou indicador LED conectado aos fios da rede após a troca. Se a chave estiver desligada, os dispositivos indicados não acendem. Mas existem muitos desses interruptores em um fogão elétrico e eles são instalados em locais de difícil acesso (por dentro). Portanto, é necessária a instalação de um sensor de consumo de corrente. Normalmente trata-se de um resistor de baixa resistência (para não consumir muita energia da rede), que é conectado a uma ruptura em um dos fios da rede. Agora vamos fazer alguns pequenos cálculos. Na potência mínima (cerca de 100 W), o fogão elétrico consome da rede elétrica uma corrente de 0,5 A. Ao usar um resistor com resistência de 1 Ohm, nele é liberada uma potência de 0,25 W. Mas com uma corrente máxima do fogão elétrico de 30 A (todos os queimadores estão ligados), uma potência de 900 W será liberada neste resistor a uma tensão no resistor de 30 V! E esta é uma parte significativa do consumo do fogão que é desperdiçada. Portanto, você precisa limitar de alguma forma a tensão no resistor. Os poderosos diodos VD1, VD2 são perfeitos para essa finalidade, desviando o resistor R1 nas direções direta e reversa (Fig. 1).
Quando a corrente através do resistor é de 0,5 A, a queda de tensão nele é de 0,5 V, e nessa tensão os diodos de silício VD1 e VD2 são travados. À medida que a tensão através do resistor aumenta, os diodos abrem gradualmente e entram em saturação a uma tensão direta da ordem de 0,8...1 V (Fig. 2).
A energia começa a ser liberada nos diodos, eles aquecem e, como pode ser visto pelas características da Fig. 2, a tensão neles diminui. Assim, os diodos tornam-se limitadores de tensão ideais. Junto com os diodos, o resistor R1 também aquece. O termistor R2 é eletricamente isolado de R1, mas conectado a ele mecanicamente e, portanto, também aquece. Uma linha de comunicação (fio telefônico) é esticada de R2 até o próprio indicador (indicado por uma linha tracejada na Fig. 1). O divisor R4, R2, R3 no circuito base do transistor VT1 é projetado de forma que na temperatura normal do termistor R2, o transistor VT1 fique bloqueado e o LED HL1 não acenda. Quando o termistor R2 aquece, o transistor abre e o LED acende, indicando que a carga está ligada. Uma célula galvânica é usada como fonte de energia. Se o LED apenas acender, pode não atrair a atenção de quem sai do apartamento. No circuito da Fig. 3 (apenas o próprio indicador é mostrado), um gerador de baixa frequência é instalado nos elementos NAND digitais CMOS DD1.
Na temperatura normal do termistor R2, o divisor R2R3 fornece uma tensão na entrada 1 do elemento DD1.1 abaixo da metade da tensão de alimentação, portanto este elemento é fechado, em sua saída 3 existe um log “1”, respectivamente, no saída 4 do elemento DD1.2 - um log “0”. O transistor VT1 está fechado e o LED HL1 não acende. Quando o termistor R2 aquece, a tensão no divisor R2/R3 excede metade da tensão de alimentação, o gerador inicia a uma frequência de aproximadamente 1 Hz. O LED começa a piscar nesta frequência. Sob carga pesada (corrente de carga de até 15-20 A), os diodos VD1, VD2 começam a liberar aproximadamente 10 W de potência. Portanto, diodos precisam ser instalados em radiadores, infelizmente, cada um em seu radiador. Cada transistor pode ser transformado em um diodo provocando um curto-circuito no coletor e na base. Usando transistores de diferentes tipos de condutividade (como mostrado na Fig. 4), você pode implementar o mesmo par de diodos, mas como os coletores dos transistores estão conectados entre si, você pode sobreviver com um radiador.
O cálculo mais simples de um radiador para potência de 20 W pode ser feito pelo método [2]. Além da comunicação térmica entre o elemento de medição R1 e o indicador, também pode ser utilizada a comunicação óptica. Mas para o funcionamento do elemento emissor de luz, uma tensão de cerca de 1 V liberada no elemento de medição não é suficiente. É necessário aumentar a resistência do resistor R1 para pelo menos 5-6 Ohms, de modo que em uma corrente de 0,5 A a queda de tensão seja de 2,5-3 V. Mas então, para limitar a tensão em R1, é necessário instalar dois ramos de três diodos cada. Em vez de diodos, podem ser usados tiristores (Fig. 5).
Os tiristores VS5, VS1 do tipo KU2 indicados na Fig. 202 são acionados com uma tensão nos eletrodos de controle de cerca de 4...8 V. O tiristor liga e a tensão nele permanece em cerca de 2 V. A tensão ligada o resistor R1 é de ±2 V, mas no início de cada meio ciclo da tensão de rede são formados “flashes” de 4...8 V. Esses “flashes” acionam o diodo transmissor do optoacoplador transistorizado UB1. O transistor receptor do optoacoplador abre e o LED HL1 acende (em modo dinâmico). Em todos os esquemas descritos acima, o indicador era alimentado por um elemento galvânico. Se o elemento estiver “enganchado”, o indicador pode não funcionar. A Figura 6 mostra a conexão direta do indicador ao elemento de medição R1 (para o circuito da Figura 5, para outros circuitos esta conexão não funciona). Neste caso, o indicador está sob tensão de rede. Para reduzir o perigo, o elemento de medição deve ser incluído na folga do fio neutro da rede.
Literatura:
Autor: I.N.Proksin
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