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Em casa, vários consumidores de energia estão acionando dispositivos: lâmpadas de iluminação, aquecedores, motores elétricos, eletroímãs, dispositivos de sinalização sonora e muitos outros. Na maioria das vezes, eles são alimentados por uma rede de 220 V (50 Hz) e opções de circuitos bem conhecidas podem ser usadas para ligá-los.

Considere aqueles que fornecem isolamento galvânico dos circuitos de controle. Esse desacoplamento é necessário não apenas para fins de segurança elétrica durante a operação do dispositivo, mas geralmente também oferece a conveniência de combinar nós de circuito individuais. Para controlar qualquer dispositivo alimentado diretamente pela rede, você pode usar os diagramas dos seguintes elementos:

1) relés eletromagnéticos - esta é a forma mais antiga, simples e universal, e também bastante barata. A última circunstância contribui para o uso generalizado de relés não apenas em residências, mas também em equipamentos industriais. Para controlar o relé, é necessária uma corrente contínua de 10 mA (para interruptores reed) a 300 mA (para os eletromagnéticos de potência) da fonte.

O relé tem muitas desvantagens: tempo de resposta relativamente longo (5...100 ms); salto de contatos ao alternar; faíscas de contatos em altas correntes comutadas, por causa das quais queimam e falham (pequeno recurso); criar ruído ao alternar e vários outros menos importantes. Nos equipamentos de rádio modernos, se possível, procuram prescindir deles e usam apenas interruptores eletrônicos;

2) transformadores de pulso - para transmissão de sinais de controle para interruptores de energia. O mais simples desses esquemas é mostrado na Fig. 1.2 (elementos marcados com um asterisco às vezes não são usados). Infelizmente, os transformadores são trabalhosos de fabricar e possuem grandes dimensões;

Nós executivos do esquema
Arroz. 1.2. Esquemas com isolamento de transformador de sinais de controle do circuito de potência: a - para tiristores, b - para triacs

3) optoacopladores elementares (transistor, tiristor e triac) para controle de tiristores ou triacs de potência, conforme mostrado na fig. 1.3, a-e. A lâmpada EL1 é mostrada em todos os lugares como uma carga, embora o enrolamento de um aquecedor, motor elétrico ou transformador possa ser incluído. Devido à baixa corrente de controle (5 ... 15 mA - a corrente pode ser pulsada), alta confiabilidade e baixo preço, esses circuitos são muito utilizados em equipamentos de rádio;

(clique para ampliar)

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Arroz. 1.3. Circuitos baseados em optoacopladores para gerenciamento de carga de rede

Para acelerar a comutação do interruptor de energia, às vezes é usado um circuito RC, mostrado nos diagramas por uma linha pontilhada, mas mesmo sem ele, a velocidade de tais interruptores eletrônicos é muito maior que a de um relé (cerca de 0,5 ms) . Quando acionados, eles não produzem faíscas, não criam ruído acústico e resistem a sobrecargas de corrente centuplicadas de curto prazo, que geralmente ocorrem ao alternar cargas reativas (motores elétricos, transformadores).

Alguns optoacopladores possuem um "órgão nulo" interno - um circuito especial que garante que o interruptor seja ativado imediatamente após a tensão de rede passar por zero (consulte a seção de referência), o que reduz o ruído de comutação.

4) optotiristores de potência e optotriacos simétricos (também chamados de optotriacos). Nelas, o optoacoplador é instalado dentro do corpo do elemento de potência. Esses componentes têm as mesmas vantagens dos tiristores e triacs convencionais - podem ser usados para comutar qualquer carga, em corrente alternada, fig. 1.4, mas esses nós requerem mais corrente do circuito de controle (até 100 ... 150 mA - a corrente pode ser pulsada);

Arroz. 1.4. Circuitos de comutação de carga baseados em optotiristores (a) e optotriacos (b) (clique para ampliar)

5) relés de estado sólido - eles são feitos com base em poderosos transistores de efeito de campo ou triacs. Em termos de capacidade, eles se aproximam dos relés convencionais (especialmente projetados para substituí-los, razão pela qual esse nome se espalhou), apenas são muito mais confiáveis \u1,25b\uXNUMXbe menores em tamanho, têm maior velocidade do que todos os tipos de outros interruptores eletrônicos e requerem uma pequena corrente de controle (XNUMX mA). A maioria desses componentes pode operar não apenas em corrente alternada, mas também em corrente contínua.

Existe no mercado uma ampla gama de relés de estado sólido de produção nacional e estrangeira com diferentes estruturas internas, projetadas para diferentes correntes. Na fig. 1.5 mostra uma estrutura interna simplificada e um exemplo de circuito de comutação de carga CA e CC para apenas alguns deles.

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Arroz. 1.5. Esquemas de interruptores baseados em um relé optoeletrônico de estado sólido: a - para corrente alternada; b - para corrente contínua

O que é melhor usar no circuito como um interruptor depende da velocidade necessária do sistema. Para processos lentos, relés eletromecânicos são adequados em muitos casos. Se for necessária alta velocidade e as dimensões não desempenharem um papel importante, os transformadores são usados. Onde não apenas a velocidade é necessária, mas também maior confiabilidade, os interruptores optoeletrônicos são usados para a corrente nominal correspondente. Os componentes da optoeletrônica são descritos com detalhes suficientes na seção de referência do livro e, usando essas informações, você pode encontrar facilmente o correto.

Autor: Shelestov I.P.

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