Мощность постоянного тока
Мощность постоянного тока P – это величина, которая показывает какую работу совершил постоянный ток по перемещению электрического заряда за единицу времени. Измеряется электрическая мощность, как и механическая – в ваттах.
Для того чтобы понять что такое электрическая мощность представим себе электрическое поле, в котором находится свободная частица.
Под действием напряженности E электрического поля, частица перемещается из точки a в точку b.
При перемещении частицы из точки a в точку b электрическое поле совершает работу А. Эта работа зависит от напряженности, заряда и расстояния между a и b.
Так как работа зависит еще и от величины заряда, то энергетической характеристикой электрического поля служит напряжение, которое является отношением работы A по перемещению заряда к величине самого заряда Q.
Если заряд равен единичному (Q=1), то получается, что напряжение это есть работа по перемещению единичного заряда из точки a в точку b.
Мощность определяется как отношение работы к промежутку времени , за который была совершена эта работа.
Выходит, что мощность, затрачиваемая на единичный заряд равна
А на некоторое количество зарядов Q
Если присмотреться ко второму множителю, то можно рассмотреть в нем электрический ток, который выражен как скорость изменения заряда. Таким образом, получаем всем известную формулу
Для того чтобы узнать, какое количество энергии выделилось источником постоянного тока, нужно воспользоваться законом Джоуля –Ленца.
Пример
Узнать какое количество энергии получит резистор от источника за 10 секунд, если его сопротивление равно 100 Ом, а ЭДС источника равно 12 В. Сопротивление источника принять равным нулю.
Найдем силу тока по закону Ома
Посчитаем мощность
Такое количество энергии получает резистор за секунду, а за десять секунд он получит в десять раз больше
Рекомендуем прочесть статью о балансе мощностей и о мгновенной мощности.
мощность постоянного тока
Чем дольше потребители тока, будь то лампы или двигатель, включены, тем больше электроэнергии потребляется. И тем больше количество произведенной работы. Но и при простом увеличении количества потребителей сила тока увеличивается, поскольку обычно они включаются параллельно. Следовательно, произведенная электрическая работа возрастает с увеличением силы тока и времени. Но влияет еще и третья величина. Две параллельно включенные лампы потребляют двойную энергию по сравнению с одной. А, значит, и двойной ток. Тот же результат получим, если соединим две лампы последовательно и подадим двойное напряжение (см. рис.1).
W=UIt
Здесь U — напряжение, I — сила тока, t — время, W — количество произведенной работы. Теперь о самой мощности. Под мощностью понимают работу, совершаемую за определенное время. Таким образом, P=W/t. Если теперь вместо W подставить выражение для электрической работы, то
P=UIt/t=UI
Таким образом, мощность — это произведение напряжения на силу тока. Единицей мощности служит 1Вт, в честь ее открывателя, шотландского инженера, Джеймса Уайта (1736 — 1819).
Вернувшись назад к формуле
работы тока W=UIt увидим, что это произведение электрической мощности P=UI и времени t, в течение которого эта мощность действует. Если время выразить в часах, то плучим количество потребленной энергии «ватт-час». Такая единица измерения является маленькой, поэтому пользуются «киловатт-часом». 1кВтч=1000Втч
Кстати, кто еще далек от электричества, есть «хитрый» перерасчет электрической мощности в механическую:
1кВтч=367000кгс*м; 1кВт=102кгс*м/с
Мощность в цепи постоянного тока
Здравствуйте! Эту статью можно считать началом знакомства с электричеством. Напряжение, ток, сопротивление – это три главные величины, на которых построены основные законы электротехники и эти величины связаны между собой еще одной – мощностью. А чтобы было проще знакомиться с электротехникой, мы будем рассматривать мощность в цепи постоянного тока. Дело в том, что при расчетах в цепях переменного тока появляется довольно много условий. Впрочем, обо всём по порядку и вы сейчас сами с этим разберётесь.
Для удобства я сразу напишу международные обозначения этих четырёх величин:
U – напряжение (В, вольт)
I – ток (А, ампер)
R – сопротивление (Ом, ом)
P – мощность (Вт, ватт – не надо путать с вольтом, который обозначается только одной буквой В)
Для начала абстрактный пример, чтобы проще было понимать термины, которые я сейчас буду использовать. Допустим, есть магазин товаров (условно это можно представить, как напряжение), есть деньги (условно это будет ток), есть совесть, которая не позволяет вам тратить много или наоборот, шепчет, чтобы вы крупно потратились (это можно считать сопротивлением) и есть купленные товары или продукты, которые вы несёте домой (это мощность). Собственно, на этом примере можно объяснить многие законы, связанные с электрическим током. Все обозначенные величины связаны между собой законом Ома, который гласит, что сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению цепи, а именно:
В абстрактном примере – чем больше магазин (напряжение) и чем меньше вам шепчет совесть (сопротивление), тем больше вы тратите денег (сила тока), а когда вы несёте купленный товар домой, вы совершаете работу (мощность). Мощность в цепи постоянного тока это и есть работа, совершаемая электричеством. Мощность это произведение тока на напряжение, а если вместо тока или напряжения подставить соответствующие значения, то можно получить мнемоническую табличку:
Как видите, мощность в цепи постоянного тока это довольно простое понятие, если немного вдуматься в материал. По сути, это всего две формулы с заменой значений. Как это выглядит:
Если теперь в формуле мощности подставить место значения тока формулу тока, то получим следующее:
Именно таким образом и получилось 12 формул на основе закона Ома, которые вы видите в мнемонической табличке. Что такое мощность в цепях постоянного тока мы более или менее разобрались, но есть ещё один момент.
Баланс мощностей в цепи постоянного тока.
Собственно, это просто проверка правильности расчетов электрической цепи. Возвращаясь к нашему абстрактному примеру это выглядит так: вы купили товары, забрали их на кассе, отошли от кассы и вам показалось, что ваши пакеты должны быть больше или меньше, чем получились. Тогда вы берёте чек и начинаете сравнивать товар в чеке и товар в наличии. Если товары в чеке и товары в руках совпали, значит всё в порядке. Если мы обратимся к определению, то
Как это использовать на практике? Допустим, у нас есть задача, которую нужно решить:
Поскольку решение задачи не является целью этой статьи, я дам уже готовые ответы.
Теперь надо проверить правильно ли были посчитаны токи в задаче. Ток в цепи равен току , следовательно, мощность источника питания (Е1хI1) должна быть равна сумме мощностей сопротивлений
Что мы и получаем с учетом потерь при округлениях.
Таким образом, баланс мощностей в электрической цепи постоянного тока — это ничто иное, как проверка самого себя, своих расчётов.
Как видите, мощность в цепи постоянного тока посчитать довольно легко. Гораздо больше сложностей возникнет, если ток будет переменный. Другими словами, на примере магазина это выглядит так:
Постоянный ток – от входа до выхода прямая линия и вы спокойно идете от начала и до конца без каких-либо приключений.
Переменный ток – магазин представляет из себя зигзаг и вам приходится делать лишние движения.
Поэтому в переменном токе мощность считать немного сложнее, но это уже тема совсем другой статьи.
Поделиться ссылкой:
Похожеесила постоянного тока, как определить с помощью формулы
Электричество — один из важнейших технологических прорывов человечества, благодаря которому люди пользуются компьютерами, мобильными телефонами и любой бытовой техникой. Каждый, наверное, слышал о том, что есть постоянный и переменный электроток, но какими они обладают характеристиками знают далеко не все. Одной из важнейших является мощность. В этом материале будет рассмотрено, что такое мощность постоянного тока и как ее определить.
Что такое постоянный ток
Постоянный электрический ток — это такой ток, который не изменяет свое направление и величину с течением времени. Это своеобразная разновидность однонаправленного DC. Его мощностью называется значение, показывающее работу, которую он совершает в результате перемещения заряда на некоторое расстояние за единицу времени. Измеряется она, как и механическая или световая величина в ваттах.
Что касается расстояния, то этот факт можно опустить, так как заряды в проводнике могут двигаться с очень большой скоростью, преодолевая огромные расстояния.
Постоянное течение зарядов не изменяет своей величины во времениВиды мощности постоянного тока
Любая мощностная величина определяется работой, которая совершается за определенную единицу времени. Чаще всего ею становится секунда. Она означает величину, характеризующую, насколько быстро совершается работа. Касаемо электрической мощности это расход электроэнергии за одну секунду.
Мощностная характеристика тока соответствует отношению его работы ко времениРаботой тока называется процесс превращения электроэнергии в какую-либо другую энергию (механическую, тепловую или световую). Именно по мощности, которая обозначается буквой «P» или «W», и оценивается работоспособность электротока.
К сведению! Вообще у тока постоянного значения нет активной и реактивной P. Для этого вида сети характерна только мгновенная характеристика.
Мгновенная мощность
Если говорить о сетях переменного электротока, то рассматриваемая величина в них, как и электроток или напряжение, регулярно меняет свои значения. Это напрямую влияет на другие параметры. При константном течении зарядов все остается неизменным. Именно поэтому и возникает термин «мгновенная мощность».
Силы в сети регулярного тока остаются неизменными и равняются мгновенным их значениям, взятым в произвольный момент времени. Такую характеристику можно высчитать по мгновенным значениям. Для этого подходит формула мощности постоянного тока в цепи: P = I * U.
Рассматриваемая величина может быть найдена из произведения силы электротока и напряженияЕсли сеть пассивна и в ней соблюдается закон Ома, то справедливо равенство. В случае подключения источника ЭДС нужна другая формула: P = I * E, где E — это электродвижущая сила.
Активная мощность
Активная мощность — это среднее за период значение мгновенной P. При активной P происходит конвертация мощности тока в энергию любого вида (механическую, световую или тепловую). Подобный перевод электротока нельзя выполнить в обратном направлении. Активный тип также измеряется в ваттах. 1 Ватт равен 1 вольту умноженному на 1 ампер.
Работа неразрывно связана с определением мощностных характеристикК сведению! В бытовых и уж тем более промышленных масштабах единицу измерения ватт никогда не используют. Для этих целей задействуют показатели на порядок выше: мегаватты в киловатты.
Реактивная мощность
Реактивная мощностная характеристика определяет нагрузку, которая создается электрическими устройствами определенными колебаниями энергии электромагнитного поля в сетях синусоидального тока переменной частоты. Она равна произведению среднеквадратичных значений напряжения и силы тока, умноженных на синус угла, на который сдвигается фаза между ними. Реактивный параметр неразрывно связан с полной P и активным параметром.
Все основные величины могут быть найдены с использованием закона ОмаЕсли говорить про физический смыл реактивности, то он представляет собой некую энергию, которая перекачивается из источника к реактивным элементам приемника (конденсатор, обмотка генератора, катушка индуктивности и т. д.), а потом возвращается обратно в источник за время одного периода колебаний.
Полная мощность
Полная P электротока представляет собой значение, соответствующее произведению силы электротока и напряжения в цепи. Она неразрывно связана с активной и реактивной величинами и определяется следующим уравнением: , где Sos = полная мощность, а P и Q — ее активная и реактивная характеристики соответственно.
Общая мощность, которую можно представить в виде кружки пиваЕсли говорить проще, то активная P есть везде, где присутствует нагрузка активного плана. Например, в спиральных нагревателях, сопротивлении проводов и т. д. Реактивный параметр характерен для реактивной нагрузки, которая имеется в элементах индуктивности или емкости.
Какие факторы влияют на мощность тока
На постоянный ток влияют всего две величины: сила электротока (в амперах) и напряжение (в вольтах). Из формулы, описанной выше, становится понятно, что мощностная характеристика константного электротока высчитывается как произведение силы электротока в этой сети на напряжение.
Обратите внимание! В случае подключения к цепи источника электродвижущих сил P будет зависеть и от него, а если быть точнее, то он будет измеряться как сила тока, умноженная на ЭДС.
Как определить мощность постоянного тока в ваттах
Определить мощностные параметры электротока постоянного значения достаточно просто, так как она равна мгновенной его характеристике. Происходит это из-за того, что постоянный электроток не меняет своего направления и значения. Мгновенная характеристика может также применяться и в цепях переменного электротока, но это не будет иметь практического применения, так как его параметры регулярно меняют величину и направление.
Для определения P постоянного электротока необходимо найти произведение силы этого электротока и напряжения. В случае рассмотрения пассивной линейной цепи можно воспользоваться произведением квадрата силы тока и сопротивления цепи или отношением квадрата напряжения и общего сопротивления.
Единицей измерения P является ВтТаким образом, было рассмотрено, как определить мощность электрического тока, что она собой представляет и от каких величин зависит. Эта физическая величина определяется работой электротока, совершаемой за единицу времени. Если смотреть с точки зрения электричества, то это расход электроэнергии за определенный промежуток времени. Он также измеряется в ваттах, как и механические или световые физические величины.
Формула мощности тока в физике
Содержание:
Электрический ток, на каком угодно участке цепи совершает некоторую работу (А). Допустим, что у нас есть произвольный участок цепи (рис.1) между концами которого имеется напряжение U.
Работа, которая выполняется при перемещении заряда равного 1 Кл между точками A и B (рис.1) будет равна U. В том случае, если через проводник протекает ток силой I за время равное $\Delta t$ по указанному выше участку пройдет заряд (q) равный:
$$q=I \Delta t(1)$$Следовательно, работа, которую совершает электрический ток на данном участке, равна:
$$A=U \cdot I \cdot \Delta t(2)$$Надо отметить, что выражение (2) является справедливым при I=const для любого участка цепи (в таком участке могут содержаться проводники 1–го и 2–го рода).{2}(6)$$
где j – плотность тока, $\rho$ – удельное сопротивление.
Единицы измерения мощности тока
Основной единицей измерения мощности тока (как и мощности вообще) в системе СИ является: [P]=Вт=Дж/с.
В СГС: [P]=эрг/с.
1 Вт=107 эрг/( с).
Выражение (4) применяют в системе СИ для того, чтобы дать определение единицы напряжения. Так, единицей напряжения (U) является вольт (В), который равен: 1 В= (1 Вт)/(1 А).
Вольтом называют электрическое напряжение, которое порождает в электроцепи постоянный ток силы 1 А при мощности 1 Вт.
Примеры решения задач
Пример
Задание. Какой должна быть сила тока, которая течет через обмотку электрического мотора для того, чтобы полезная мощность двигателя (PA) стала максимальной?Какова максимальная полезная мощность? Если двигатель постоянного тока подключен к напряжению U, сопротивление обмотки якоря – R.
Решение. Мощность, которую потребляет электроприбор, идет на нагревание (PQ) и совершение работы (PA):
$$P=P_{Q}+P_{A}(1.{2}}{P_{2}}}$$Читать дальше: Формула напряжения электрического поля.
формула мощности двигателя постоянного тока, код формула мощности двигателя постоянного тока, цена 62 500,00 ₽
Описание товара
Здравствуйте! Вы попали на доску объявлений. Сотрудники Promelectrica.com разместили тут товары, которые Вам могут быть интересны. Информация о наличии по телефону (495)640-04-53
Подробное описание
Коллекторный электродвигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением Д-16Б предназначен для привода специального механизма, а также может быть использован в различных областях техники.
Структура условного обозначения
Д-16Б:
Д — двигатель;
16 — порядковый номер разработки;
Б — модификация исполнения двигателя.
Условия эксплуатации
Температура окружающего воздуха при эксплуатации от минус 60 до 50°С. Пониженное атмосферное давление однократно в течение 5 мин при номинальном вращающем моменте — не ниже 667 Па (5 мм рт.ст).
Верхнее значение относительной влажности воздуха в течение 48ч — 98% при температуре (35±5)°С.
Электродвигатель стоек к воздействию:
Вибрационных нагрузок с диапазоном частот от 5 до 35 Гц и амплитудой не более 1 мм в течение 3 мин.
Вибрационных нагрузок с диапазоном частот от 35 до 2000 Гц и ускорением от 39,2 до 147,2 мс-2 (от 4 до 15 g) в течение 23 мин.
Линейных (центробежных) нагрузок с ускорением 98,1 мс-2 (10 g) в течение 5 мин.
Механические нагрузки воздействуют на места крепления двигателя в любом направлении.
Двигатель выдерживает воздействие:
Вибрационных нагрузок с частотой вибрации от 10 до 2000 Гц и ускорением, действующим вдоль и перпендикулярно оси двигателя, от 20 до 40 мс-2 (от 2 до 4 g) в течение 46 ч в обесточенном состоянии и 2,8 ч при электрической нагрузке.
Ударных многократных нагрузок с ускорением 50 мс-2 (5 g) при количестве ударов 5000 с частотой от 40 до 100 ударов в час и длительностью удара от 5 до 10 мс.
Номинальный режим работы двигателя кратковременный при напряжении питания 27 В:
15 мин при вращающем моменте 1,47 Нм.
5 мин при вращающем моменте 1,76 Нм.
1 с при вращающем моменте 3,43 Нм.
Конструктивное исполнение по способу монтажа в соответствии с ГОСТ 2479-79 IМ3081.
Направление вращения вала левое со стороны выхода вала.
Сопротивление изоляции электрических цепей относительно корпуса двигателя в нормальных климатических условиях при практически холодном состоянии двигателя до ввода в эксплуатацию — не менее 20 МОм.
В течение срока службы и минимальной наработки сопротивление изоляции при практически холодном состоянии двигателя — не менее 1 МОм.
Изоляция электрических цепей относительно корпуса двигателя в нормальных климатических условиях выдерживает без пробоя и перекрытия воздействие испытательного напряжения 500 В (действующее значение) переменного тока частотой 50 Гц.
Степень искрения на коллекторе двигателя при номинальном вращающем моменте и номинальном напряжении питания в нормальных климатических условиях не превышает 2 по ГОСТ 183-74.
Двигатель соответствует требованиям технических условий ОДС.515.151 и комплекта конструкторской документации согласно 1ДС.599.112 СД.
Условия транспортирования двигателя в упаковке предприятия-изготовителя в части воздействия механических факторов соответствуют условиям Л по ГОСТ 23216-78; в части воздействия климатических факторов внешней среды — таким же, как условия хранения 5 по ГОСТ 15150 — 69.
Условия хранения двигателя соответствуют условиям I (отапливаемое хранилище), условиям 3 (неотапливаемое хранилище) и условиям 5 (навесы в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом) по ГОСТ 15150-69.
Эксплуатацию двигателей следует проводить в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации 1ДС.599.112 ТО.
В процессе хранения двигатель, вмонтированный в аппаратуру изделия, должен подвергаться проверке на функционирование не реже одного раза в год.
При проверке на функционирование двигатель работает при напряжении питания 27 В на холостом ходу или при номинальном вращающем моменте в течение одной минуты.
Изготовитель гарантирует качество двигателя при соблюдении режимов работы и условий эксплуатации. ОДС.515.151
Технические характеристики
Номинальное напряжение питания, В — 27 Номинальный вращающий момент, Нм — 1,76 Номинальная частота вращения, мин-1 — 8000 Потребляемый ток при номинальном вращающем моменте, А, не более — 78 Потребляемый ток при холостом ходе, А, не более — 17 Частота вращения при холостом ходе, мин-1, не более — 10900 КПД, % — 70 Момент инерции якоря, кгм2 — 8,310-4 Масса двигателя, кг, не более — 7
Двигатель в течение 5 мин допускает работу при номинальном вращающем моменте и напряжении питания, лежащем в пределах от 22 до 30 В. При этом в нормальных климатических условиях: частота вращения изменяется в пределах от 6100 до 9000 мин-1; потребляемый ток — не более 88 А.
Двигатель в течение 5 мин работы в выше указанном режиме допускает в течение 30 с работу при вращающем моменте 3,43 Нм. Параметры двигателя при этом не оговариваются.
Двигатель в течение 10 мин допускает работу при вращающем моменте 0,49 Нм, температуре 50°С и напряжении питания, лежащем в пределах от 22 до 30 В с последующей работой при пониженном атмосферном давлении; в течение 20 мин в нормальных климатических условиях с последующим охлаждением.
Частота вращения после работы в указанном режиме с последующим охлаждением и при последующей работе в течение 5 мин при номинальном вращающем моменте и напряжении питания 27 В — не менее 7000 мин-1.
Потребляемый ток в этих же условиях — не более 84 А.
Напряжение трогания при нижнем значении температуры и вращающем моменте 1,47 Нм — не более 8 В.
Напряжение трогания в нормальных климатических условиях при холостом ходе — не более 7 В.
Минимальная наработка двигателя при номинальном напряжении питания 60 ч, в том числе:
20 ч непрерывно при вращающем моменте 0,98 Нм;
40 ч в номинальном режиме, из них 6 ч при верхнем значении температуры и 6 ч при нижнем значении температуры.
Перерыв между включениями двигателя до полного охлаждения.
Минимальный срок службы двигателя — 10,5 лет.
Минимальный срок сохраняемости двигателя в отапливаемом хранилище — 10,5 лет, в том числе:
не более 1 года в упаковке предприятия-изготовителя;
не более 10,5 лет вмонтированным в аппаратуру изделия.
В пределах срока сохраняемости допускается хранение двигателя вмонтированным в аппаратуру защищенного изделия:
не более 5 лет в неотапливаемом хранилище;
не более 1 года под навесом.
Гарантийная наработка в пределах гарантийного срока эксплуатации — 60 ч.
Гарантийный срок эксплуатации — 10,5 лет.
Гарантийный срок хранения — 10,5 лет.
Источник: http://www.elec.ru/market/tsep-jakorja-dvigatelja-postojannogo-toka-14961088668.html
Точную информацию о товарах, ценах и наличии вы можете получить по запросу через электронную почту. Выставленный счет-договор является единственным информационным обязательством, все другие сведения могут содержать неточности. Мы затрачиваем все возможные силы для улучшения сервиса и благодарны тысячам юридических и частных лиц, воспользовавшимся нашими услугами, и сотням постоянных клиентов, которые продолжают с нами работать.
Каталог:
- Выключатели, концевики, джойстики
- Бесконтактные датчики
- Реле, контакторы, автоматы
- Маячки, колонны, сирены
- Приводная техника
- Разъемы и кабели
- Трансформаторы, источники питания
- Энкодеры, муфты
- Автоматизация и измерение
- Тиристоры, диоды, предохранители
Видео «Как добраться»:
Товарное предложение обновлено 5 августа 2021 г. в 15:36
Мощность постоянного электрического тока | Формула мощности
Разомкнутые и замкнутые цепи
Начнем с самой простой схемы фонарика и от нее уже будет отталкиваться
Здесь мы видим три радиоэлемента: источник питания Bat, выключатель S и кругляшок с крестиком внутри, то есть лампочку. Все это вместе называется электрической цепью. Так как по цепи не бежит электрический ток, то такую цепь называют разомкнутой.
Но стоит нам щелкнуть выключатель, и у нас тут же загорится лампочка. Такая цепь уже будет называться замкнутой.
Электроэнергия и источник питания
Теперь давайте подробнее разберем нашу схему. Немного развернем ее в пространстве для удобства, игнорируя ГОСТ по обозначению источника питания:
Как мы помним с прошлой статьи, электрический ток бежит от точки с бОльшим потенциалом, то есть от плюса, к точке с мЕньшим потенциалом, то есть к минусу. Или говоря простым языком: от плюса к минусу. В настоящий момент у нас выключатель разомкнут. Можно сказать, что мы “оборвали” нашу цепь выключателем. В среде электриков и электронщиков говорят, что цепь ” в обрыве”. Ток не бежит, лампочка не горит.
Но вот мы ловким движением руки щелкаем выключатель и у нас цепь замыкается:
Дорога для электрического тока открыта, и он течет от плюса к минусу через лампочку накаливания, которая начинает ярко светиться.
Вроде бы все понятно, но не совсем. Кто или что заставляет светиться лампочку? Мало того, что она светит, она еще и греет!
Что самое первое появилось во Вселенной? Говорят, что время, хотя я думаю, что энергия). Энергия ниоткуда просто так не берется и никуда просто так не исчезает. Это и есть закон сохранения энергии, так что “побрейтесь” фанаты вечных двигателей).
В данном опыте у нас лампочка светит и греет. Получается, что лампочка излучает и тепловую и световую энергию. Вы ведь не забыли, что световые лучи передают энергию? В быту, например, мы используем солнечные панели, чтобы из лучиков получить электрический ток.
Но теперь вопрос такой. Если лампочка излучает световую и тепловую энергию, то откуда она ее получает? Разумеется, от источника питания. Фраза “источник питания” уже говорит сама за себя. Берет энергию наша лампочка прямо от источника питания через проводкИ. Энергия, которая течет через проводочки, называется электроэнергией.
А откуда берет электроэнергию источник питания? Здесь уже есть разные способы добычи электроэнергии. Это может быть падающий поток воды, который крутит мощные лопасти вертушки, которая работает как генератор. Это могут быть химические реакции в батарейках и акумах. Это может быть даже солнечная панелька или вообще какой-нибудь элемент, типа Пельтье, который может вырабатывать электрический ток под действием разности температур. Способов много, а эффект один. Сделать так, чтобы появилась ЭДС.
[quads id=1]
Электрический ток и нагрузка
В дело идет Закон Ома. Как я уже писал, это самый значимый закон во всей электронике. Что такое по сути лампочка? Это вольфрамовый проводок в стеклянной колбе с вакуумом. Вольфрам – это металл, следовательно, он может через себя проводить электрический ток. Но весь прикол в том, что при определенном напряжении он раскаляется и начинает светиться. То есть отдавать энергию в пространство в виде тепла и излучения.
В холодном состоянии вольфрамовая нить обладает меньшим сопротивлением, чем в раскаленном, более чем в десять раз. Следовательно, лампочка – это просто как сопротивление для электрической цепи. В этой статье я взял лампочку, чтобы визуально показать нагрузку. Нагрузка – от слова “нагружать”. Источнику питания не нравится, когда ему приходится отдавать электроэнергию. Он любит работать без нагрузки 😉
Теперь давайте представим все это с точки зрения гидравлики и механики.
Имеем трубу, по которой бурным поток течет вода. К трубе приделана вертушка, типа водяного колеса. Лопасти вертушки крутят вал.
Рисунок я чертил по всем догмам черчения: главный вид, и справа его разрез.
Если к валу ничего не цепляется, то поток воды бурно бежит по трубе и крутит колесо, а оно в свою очередь крутит вал. Такой режим можно назвать холостым режимом работы водяного колеса, то есть режимом без нагрузки.
Но что будет, если мы начнем использовать вращение вала себе во благо? Например, соединим с помощью муфты вал водяного колеса с валом мини-мельницы?
Думаю, многие из моих читателей сразу догадаются, что водяное колесо начнет притормаживать, так как мы его заставили работать. Крутиться со скоростью холостого хода у нашего вала уже не получится. Скорость будет меньше. То есть в нашем случае у нас на валу есть нагрузка. Что же будет происходить с потоком воды в трубе? Он будет тормозиться, так как лопасти вала не дадут водичке спокойно бежать по трубе. Поэтому, общий поток воды в трубе будет меньше, чем ДО холостого хода вала.
А если нагрузить вал, чтобы тот поднимал грузовой лифт?
Думаю, вся конструкция тут же встанет колом. То есть большая нагрузка станет непосильна для вала. А если бы мы сделали лопасти вертушки такие, чтобы они полностью перекрывали диаметр трубы, то поток жидкости вообще бы остановился.
Давайте разберем еще один пример для понимания. Все тот же самый рисунок:
Предположим, что мы прицепили к валу наждак, а электродвигатель убрали с этой конструкции. И вот мы решили что-нибудь шлифануть.
Итак, что у нас в результате получается? Если мы будем слабо давить на шлифовальный круг, то у нас круг начнет притормаживаться и уже будет крутиться с другой скоростью. Если мы сильнее будем давить на круг, то скорость вала еще больше упадет. Если же мощность нашего вала слабовата, мы можем добиться того, что при сильном давлении на круг вообще остановить вал. Тогда и точиться ничего не будет…
Давайте снова вернемся к мини-мельнице
Что будет если поток воды в трубе увеличить в несколько раз? Мельница будет крутиться так, что ее порвет нахрен! А если поток воды в трубе будет очень слабый? Разумеется, мельница будет молоть одно-два зернышка в час. Хотя, опять же, с большим потоком воды мы вполне можем поднять лифт.
Понимаете к чему я веду? Все завязано друг с другом! Давление в трубе, скорость потока жидкости и нагрузка… Все они связаны воедино.
[quads id=1]
Мощность электрического тока
Для того, чтобы это показать что к чему, мы возьмем две лампы на 12 Вольт, но разной мощности. На блоке питания выставляю также 12 Вольт и собираю все это дело по схеме, которая мелькала в начале статьи
Мой блок питания может выдать в нагрузку 150 Ватт, не парясь. Беру лампочку от мопеда и цепляю ее к блоку питания
Смотрим потребление тока. 0,71 Ампер
Высчитываем сопротивление раскаленной нити лампочки из закона Ома I=U/R, отсюда R=U/I=12/0,71=16,9 Ом.
Беру галогенную лампу от фары авто и также цепляю ее к блоку питания
Смотрим потребление. 4,42 Ампера
Аналогично высчитываем сопротивление нити лампы. R=U/I=12/4,42=2,7 Ом.
А теперь давайте посчитаем, какая лампочка больше всех Ватт “отбирает” у источника питания. Вспоминаем школьную формулу P=UI. Итак, для маленькой лампочки мощность составит P=12×0,71=8,52 Ватта. А для большой лампочки мощность будет Р=12х4,42=53 Ватта. Ого! У нас получилось, что лампочка, которая обладала меньшим сопротивлением, на самом деле очень даже прожорливая.
Итак, если кто не помнит, что такое мощность, могу напомнить. Мощность – это отношение какой-то полезной работы к времени, в течение которого эта работа совершалась. Например, надо вскопать яму определенных размеров. Вы с лопатой, а ваш друг – на экскаваторе:
Кто быстрее справится с задачей за одинаковый промежуток времени? Разумеется экскаватор. В этом случае, можно сказать, что его мощность намного больше, чем мощность человека с лопатой.
А теперь представьте, что нам надо полностью под ноль сточить эту железяку:
Подумайте вот над таким вопросом… У нас есть в запасе 5 мин и нам надо сточить железяку по-максимому. В каком случае железяка сточится быстрее всего: если прижимать ее к абразивному кругу со всей дури, прижимать слегка, либо прижимать в полсилы? Не забывайте, что у нас абразивный круг подцеплен к валу, который крутит поток воды в трубе. И да, труба у нас небольшого диаметра.
Кто ответил, что если прижимать в полсилы, то оказался прав. Железяка в этом случае сточится быстрее. Если прижимать ее со всей дури, то можно вообще остановить круг. Еще раз, что у нас такое мощность? Полезная работа, совершаемая за какой-то промежуток времени. А в нашем опыте полезная работа это и есть стачивание железяки по максималке. Также не забывайте и тот момент, что если мы будем слегка прижимать железяку, то мы будем ее стачивать пол дня. Поэтому, золотая середина – это давить железяку в полсилы.
Ну вот мы и снова переходим к электронике 😉
Поток воды – сила тока, давление в трубе – напряжение, давление железяки на круг – сопротивление. И что в результате мы получили? А то, что лампочка с меньшим сопротивлением обладает большей мощностью, чем лампочка с большим сопротивлением. Не трудно догадаться, если просто посмотреть на фото, но вживую эффект лучше
Но обязательно ли то, что чем меньше сопротивление, тем больше мощности выделяется на нагрузке? Конечно же нет. Во всем нужен расчет, как и в прошлом опыте, где мы стачивали железяку за определенное время.
И еще один фактор, конечно, тоже надо учитывать. Это давление в трубе. Прикиньте, точим-точим мы железяку, и вдруг давление в трубе стало повышаться. Может быть переполнилась башня, или кто-то открыл краник на полную катушку. Что станет с наждаком? Его обороты ускорятся, так как сила потока воды в трубе увеличится, а следовательно, мы еще быстрее сточим нашу железку.
Формула мощности для постоянного электрического тока
Поэтому формулы мощности в электронике имеют вот такой вид:
Отсюда A=IUt
где,
А – это полезная работа, Джоули
t – время, секунды
U – напряжение, Вольты
I – сила тока, Амперы
P – собственно сама мощность, Ватты
R – сопротивление, Омы
Как вы можете заметить, формула P=I2 R говорит нам о том, что не всегда на маленьком сопротивлении вырабатывается большая мощность и то, что мощность очень сильно зависит от силы тока. А как поднять силу тока? Добавить напряжения ;-). Закон Ома работает всегда и везде.
А из формулы P=U2/R, можно увидеть, что чем меньше сопротивление и больше напряжение в цепи, тем больше мощность будет выделяться на нагрузке. А что такое выделение мощности на нагрузке? Это может быть тепло, свет, какая-либо механическая работа и тд. Короче говоря, выработка какой-либо полезной энергии для наших нужд.
Формулы мощности в однофазных и трехфазных цепях постоянного и переменного тока
Формулы и уравнения мощности в цепях постоянного и переменного тока 1-Φ и 3-Φ
Возвращаясь к основам, ниже приведены простые формулы электрической мощности для однофазных Цепи переменного тока, трехфазные цепи переменного тока и цепи постоянного тока. Вы можете легко найти электрическую мощность в ваттах , используя следующие формулы электрической мощности в электрических цепях .
Базовая формула мощности в цепях переменного и постоянного тока
Формулы мощности в цепях постоянного тока- P = V x I
- P = I 2 x R
- P = V 2 / R
- P = V x I x Cos Ф
- P = I 2 x R x Cos Ф
- P = V 2 / R (Cos Ф)
- P = √3 x V L x I L x Cos Ф
- P = 3 x V Ph x I Ph x Cos Ф
- P = 3 x I 2 x R x Cos Ф
- P = 3 (V 2 / R) x Cos Ф
Где:
Формулы мощности переменного тока в сложных схемах: Комплексная мощность и полная мощность:Когда в цепи есть индуктор или конденсатор, wer становится комплексной степенью «S» , что означает, что он состоит из двух частей i.е. реальная и мнимая часть. Величина Комплексной мощности называется Полная мощность | S |.
Где
- P — активная мощность
- Q — реактивная мощность
Действительная часть — Комплексная мощность «S», известная как активная или активная мощность «P» , а мнимая часть известна как реактивная мощность «Q» .
- S = P + jQ
- P = V I cosθ
- Q = V I sinθ
Где
θ — фазовый угол между напряжением и током.
Коэффициент мощности:Коэффициент мощности «PF» — это отношение активной мощности «P» к полной мощности «| S |» . Математически коэффициент мощности — это косинус угла θ между активной и полной мощностью.
Где
| S | = √ (P 2 + Q 2 )
Другие формулы, используемые для коэффициента мощности, следующие:
Cosθ = R / Z
Где:
- Cosθ = коэффициент мощности
- R = сопротивление
- Z = импеданс (сопротивление в цепях переменного тока i.е. X L , X C и R , известные как Индуктивное реактивное сопротивление , емкостное реактивное сопротивление и сопротивление соответственно).
Cosθ = кВт / кВА
Где
- Cosθ = коэффициент мощности
- кВт = фактическая мощность в ваттах
- кВА = полная мощность в вольт-амперах или ваттах
Для определения коэффициента мощности используются дополнительные формулы.
Реальная мощность однофазного и трехфазного токаГде
- В среднеквадратичное значение и I среднеквадратичное значение — среднеквадратичное значение напряжения и тока соответственно.
- В L-N и I L-N — это напряжение и ток между фазой и нейтралью соответственно.
- V L-L & I L-L — линейное напряжение и ток соответственно.
- Cosθ — коэффициент мощности PF.
Где
θ = — это фазовый угол, т.е. разность фаз между напряжением и током.
В следующей таблице показаны различные формулы мощности для цепей переменного и постоянного тока.
| Количество | постоянного тока | переменного тока (1-фазный) | переменного тока (3 фазы) |
|
Соответствующие формулы and Equations Post:
Формула преобразования переменного тока в постоянный — Как преобразовать переменный ток в постоянный ток
Изучите математику преобразования переменного тока в постоянный ток и способы питания устройств постоянного тока от источника переменного тока.
Преобразование переменного тока в постоянныйФизическое преобразование мощности переменного тока (AC) в мощность постоянного тока (DC) состоит из нескольких этапов и устройства, называемого выпрямителем. К счастью, вычислить математическое преобразование довольно просто.
Обычно мы выражаем постоянное напряжение как переменное среднеквадратичное напряжение. RMS означает среднеквадратичное значение и относится к квадратному корню из среднего (среднего арифметического) квадратов всех значений в наборе.В случае типичных синусоидальных сигналов переменного тока среднеквадратичное значение за все время равно среднеквадратичному значению одного периода волны. Это возможно, поскольку мы предполагаем, что волна идентична на каждом периоде.
RMS для стандартной формы сигнала переменного тока равно пиковому напряжению, деленному на квадратный корень из двух, как показано в этой формуле RMS to DC:
RMS уравнение для преобразования переменного тока в постоянный:
Если мы знаем пиковое напряжение переменного тока, мы можем быстро определить необходимое напряжение постоянного тока.Разделите пиковое напряжение на квадратный корень из двух, чтобы получить среднеквадратичное значение напряжения, которое эквивалентно требуемому напряжению постоянного тока. Важно отметить, что это определяет теоретический эквивалент напряжения постоянного тока на основе пикового напряжения переменного тока, а не точного напряжения постоянного тока, которое будет результатом любого реального преобразования. К сожалению, только гипотетические преобразования обеспечивают 100-процентную эффективность.
Применение теории на практикеМы можем использовать приведенное выше уравнение RMS, чтобы определить и разрешить преобразование переменного тока в устройства постоянного тока.В качестве теоретического примера, лампа накаливания будет одинаково ярко расти при 141 В переменного тока (пиковое напряжение) и 100 В постоянного тока, поскольку мы выражаем среднеквадратичное значение пика 141 В как:
Это уравнение также позволяет нам работать в обратном направлении от устройства, зная его требования к мощности постоянного тока, чтобы вычислить необходимый входной переменный ток. Обладая этой информацией, мы можем преобразовать источник переменного тока от электросети в соответствующее напряжение для питания устройства. Помните, конечно, что в реальном приложении вам придется учитывать потери из-за неэффективности преобразования.Это уравнение может стать хорошей отправной точкой для практических приложений.
Преобразование переменного тока в постоянное напряжение довольно просто математически и обеспечивает основу для понимания необходимых преобразований для успешного питания устройств постоянного тока от стандартного источника переменного тока из распределительной сети.
Теги статей
Повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный — Учебное пособие по проектированию источника питания Раздел 5-1
Boost — вторая по распространенности неизолированная типология с точки зрения проданных и функционирующих устройств, и во многом это связано с драйверами светодиодов, особенно для мобильных устройств.Повышение — это следующий логический шаг для анализа после окупаемости, и это второй из трех основных типов DC to DC.
Раздел 5-1 Повестка дня
- Объяснение повышения как «обратного понижения»
- Несинхронные и синхронные бусты
- Уравнения рабочего цикла
- Устройство и выбор повышающего индуктора
- Устройство и выбор входных конденсаторов
Для ясности, еще одно распространенное использование повышающего преобразователя — это источники питания переменного тока в постоянный для коррекции коэффициента мощности, и это требует полной и отдельной обработки.Когда я говорю из постоянного тока в постоянный, я имею в виду преобразователи с положительным входным напряжением, которое не движется вверх и вниз быстро.
Итак, надбавка — это не что иное, как возврат назад. Фактически, при тестировании экспериментальных баксов я иногда видел, как они случайно повышали собственное входное напряжение. Этот раздел начинается со схемы несинхронного повышения, дает уравнения для рабочего цикла в диапазоне входного напряжения постоянного тока, а затем сравнивает эту схему с синхронным повышением. То, что становится все более и более распространенным, как драйверы светодиодов, инверторы постоянного тока в переменный, системы, работающие от солнечных батарей, и другие источники накопленной энергии, становятся все более популярными.
После этих основ мы подробно рассмотрим уравнения для выбора индуктора повышения, вычисляя его пик в наших массовых токах, и как выбрать фактические детали из каталога. Заключение к части 5-1, первой из трех для повышения, посвящено входным конденсаторам и способам расчета и выбора оптимальных устройств.
Схема обычного повышающего преобразователя
В большинстве схем источника питания входы находятся слева, а поток мощности направлен к нагрузке справа.Тем не менее, повышение — это немного больше, чем возврат назад, поэтому на мгновение представим, что V-in и V-out на этой схеме поменялись местами. Теперь это изменит D1 и Q1. Повышение — это доллар, идущий назад.
Давайте вернемся к нормальной схеме наддува. Ясно, что самая большая разница в том, что эта схема только увеличивает выходное напряжение по сравнению с входом, но есть еще одна важная практическая деталь. Элементы управления находились в точке Q1, привязанной к земле, и полевые МОП-транзисторы очень легко управлять, когда их источником является соединительная земля.Итак, единственная возможная конкуренция для этого NfeD — это биполярный транзистор PSP, который можно найти в некоторых монолитных частях. Когда переключатель нижних сторон является внешним, он почти всегда подходит к концу.
Еще одна замечательная особенность контроллеров для NfeD нижнего уровня и регуляторов с внутренними переключателями заземления — это то, что вы можете использовать их и для множества других топологий.
Определение основных терминов
- Номинальное входное напряжение, В IN , ex. 13.8V для легковых автомобилей
- Максимальное входное напряжение, В IN-MAX , ex. 42В для сброса зажатой нагрузки
- Минимальное входное напряжение, В IN-MIN , ex. 4,5 В для старт-стоп
- Максимальный выходной ток / максимальная нагрузка, I O-MAX / R O-MIN
- Номинальный рабочий цикл, D NOM , при номинальном входном напряжении
- Максимальный рабочий цикл, D MAX , при минимальном входном напряжении
- Минимальный рабочий цикл, D MIN , при максимальном входном напряжении
- Многослойные керамические конденсаторы, MLCC
- Сопротивление постоянному току, DCR, индукторов
- Эквивалентное последовательное сопротивление конденсаторов ESR
- Преобразователь или регулятор: переключающая ИС по крайней мере с одним внутренним силовым полевым МОП-транзистором
- Контроллер: коммутационная ИС с внешним питанием MOSFET (-и)
- Модуль: управление переключением, силовые переключатели, индуктор и пассивы в одном корпусе
Я изо всех сил стараюсь быть последовательным и использую одни и те же термины в этой серии веб-семинаров, но для многих функций и источников питания нет никаких заданных названий.Этот список предназначен для вас, если я что-то упомяну, а вы не уверены, что это такое.
Уравнения рабочего цикла, без синхронизации Топологии преобразователей
, которые могут увеличивать восходящее напряжение, с гораздо большей вероятностью будут выходить за пределы максимального рабочего цикла, и всегда есть практические ограничения. В то время как понижающий стабилизатор имеет несколько вычислений, где наихудшие случаи при максимальном входном напряжении для повышения почти всегда являются минимальным входным напряжением, которое устанавливает наихудший случай.При V in-min у вас есть максимальный рабочий цикл, самый высокий пик в нашем массовом токе и всех компонентах силового тракта и, следовательно, самая большая тепловая нагрузка для всего.
В некоторых случаях прямое напряжение на диоде не имеет большого значения, но оно становится все более важным, если V-in и V-out довольно низкие. Например, если вы повышаете напряжение с 2,5 В до 5 В, то добавленное падение напряжения на диоде 0,5 В будет очень важным.
Базовый синхронный повышающий преобразователь
Для цепей с высоким выходным током, обычно начинающимся выше трех ампер и особенно пяти ампер или более, замена выходного диода на MOSFED имеет большой смысл как с точки зрения эффективности, так и с точки зрения нагрева.Это те же уровни, которые я рекомендую для переключения с несинхронного понижающего на синхронный понижающий.
Есть несколько больших ударных диодов и силовых блоков, которые можно прикрепить болтами к тепловым синхронизаторам, но, учитывая тенденцию к миниатюризации почти всей электроники, диоды и TO-247 с громоздкими тепловыми синхронизаторами не очень привлекательны.
Сейчас самое время поговорить о большом недостатке регулятора наддува, будь он синхронным или нулевым. И перенапряжения на входе, и короткие замыкания на выходе невозможно остановить.Замкните выход этой цепи, и источник начнет прокачивать весь ток через проводник, который быстро насыщается и превращается в короткое замыкание.
Вы не можете перевернуть полевой МОП-транзистор по вертикальной оси, но восходящее напряжение смещает основной диод в прямом направлении и пытается подавать ток обратно на вход. То же самое и с входными напряжениями, превышающими выходное напряжение. Катушка индуктивности быстро становится немного больше, чем сопротивление постоянному току. Выходной диод или основной диод смещается в прямом направлении, и восходящее напряжение в конечном итоге становится равным входному напряжению за вычетом падения на диоде.
Типовая схема усиления синхронизации
Эта реалистичная схема синхронного повышающего преобразователя показывает практические потребности в плавающем восходящем MOSFED, если это тип N. Для P-MOSFED потребуется этот зарядный насос или бутстрап, состоящий из D1 и C9. В этом случае в моей схеме использовались две последовательно соединенные литий-ионные батареи, а в качестве приложения использовался драйвер светодиода для воспроизведения в режиме экономии света. Это была максимальная эффективность, которую я искал, потому что вы не хотели бы защищать галактику и исчерпать все силы на полпути битвы с темной стороной.
Уравнения рабочего цикла, усиление синхронизации
Пора мне в чем-то признаться. Я исключил несколько практических элементов из уравнения рабочего цикла несинхронного повышающего преобразователя во всем диапазоне входного напряжения. Чтобы быть действительно точным, я должен был включить падение напряжения на управляющем элементе, падение напряжения на катушке индуктивности, падение напряжения на всех дорожках цепи и кабелях. Так что, если вы думаете, что это становится немного смешным, что ж, вы правы.Нет никакой практической ценности в оценке всех этих падений напряжения. Большинство из них незначительны по сравнению с V-in и V-out, а также с падением напряжения на внутреннем диоде Vd.
Для синхронных понижающих напряжений падение напряжения на управляющем MOSFED и восходящем MOSFED редко превышает 100 милливольт. И что я предпочитаю сделать, так это оценить КПД по мощности, а затем разделить уравнение идеального рабочего цикла на этот КПД. Вы можете подумать, как он может узнать КПД, прежде чем строить преобразователь. Ну, нет, но я опираюсь на предыдущие схемы, демонстрационные платы и опыт, чтобы оценить это.
Подготовка печатной платы к тесту
Немного припоя теперь экономит много времени позже
Если вы уже смотрели предыдущие четыре раздела серии веб-семинаров, в которых говорилось о подготовке печатных плат к тестированию, то, пожалуйста, пропустите следующие слайды.
Насчет токовых пробников я не питаю иллюзий. Я знаю, что они очень дорогие и что многие из моих зрителей просто не могут себе их позволить. Я искренне считаю, что для проектирования источников питания требуется активный токовый пробник, который может измерять как постоянный, так и переменный ток, но я уверен, что многие из моих зрителей — не специализированные инженеры по источникам питания, а системные инженеры с менеджерами, которые этого не делают. Я не вижу выгоды потратить несколько тысяч евро на лабораторное оборудование.
Если у вас есть токовый пробник, вы хотите измерить ток индуктора, и это следует сделать, вставив петлю изолированного провода на тихой стороне индуктора. Это будет то место, где повышающая катушка индуктивности подключается к входному напряжению. Если вы поместите эту проволочную петлю с другой стороны индуктора, где он соединяется с коммутирующим узлом, вы только что создали красивую антенну, которая будет излучать больше электромагнитных помех.
Для напряжений я предлагаю разместить текстовые крепления, сделанные из разъединительных гнездовых разъемов с шагом 2,54 мм, в трех или четырех секциях.Отрежьте центральные контакты и припаяйте внешние контакты коммутирующего узла к земле, а также прямо напротив входных и выходных конденсаторов.
Индуктор
Правильная конструкция катушки индуктивности является краеугольным камнем хорошей конструкции повышающего напряжения, как и любого другого импульсного источника питания. Когда катушка индуктивности имеет надлежащую индуктивность и может выдерживать пиковые и среднеквадратичные токи во всем диапазоне V-in и V-out, особенно с учетом частоты цепи, все остальное стремится встать на свои места.
Этот почти идеальный треугольный ток индуктивности является хорошим индикатором того, что этот повышающий преобразователь, на самом деле повышающий преобразователь драйвера светодиода, работает правильно. Я включил форму волны восходящего тока, чтобы прояснить, что для повышающих преобразователей средний ток индуктивности всегда выше, чем средний выходной ток. Фактически, для бустеров средний входной ток такой же, как и средний ток катушки индуктивности.
Без сомнения, самое важное решение, которое необходимо принять, — это частота коммутации.Благодаря этому компромиссу при более высокой частоте уменьшается размер компонентов и стоимость не только катушки индуктивности, но и силовых конденсаторов. Но более высокая частота увеличивает несколько различных типов потерь, снижая энергоэффективность.
Средний ток в повышающем индукторе
Из этих двух выражений для оценки среднего входного тока, опять же, являющегося тем же значением, что и средний ток проводника, я предпочитаю выражение справа, потому что вы всегда знаете входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток.Если вашим клиентам нравится менять свое мнение на полпути к дизайну, что ж, это нормально. Вам просто нужно будет пересчитать.
Я показал все эти значения как номинальные, но вы помните, что мы обычно ищем наихудший случай и разрабатываем его, тогда верхний ток всегда должен быть максимальным ожидаемым током нагрузки, а входное напряжение должно быть минимальным значением. Фактически, уравнение справа позволяет легко понять, почему V-in min является наихудшим случаем. Чем он меньше, тем выше средние токи на входе и в катушке индуктивности.
Уравнения выбора индуктивности
Индуктивность и повышающий преобразователь выбираются таким же образом, как и в большинстве преобразователей постоянного тока с жестким переключением, и основаны на установке определенного соотношения между средним током и размахом пульсаций тока. В общем, пульсации от пика до пика, составляющие от 20 до 40% максимального входного тока, дают хороший компромисс между размером индуктора, который пропорционален весу и стоимости, и среднеквадратичными токами во всем преобразователе.
Мне лично потребовалось некоторое время, чтобы по-настоящему понять, почему среднеквадратичные токи так важны. Основная причина — нагрев. Чем выше пульсация в любой заданной форме волны, тем выше среднеквадратичное значение, даже если среднее значение остается неизменным. Так, например, ничто не остановит вас от разработки усилителя или любого другого переключателя с огромной катушкой индуктивности, излучающей пульсации всего лишь на 5% от пика к пику среднего значения. Но ваш менеджер по закупкам, вероятно, скажет резкие слова, поскольку большие индукторы стоят больших денег.Точно так же вы можете установить катушку индуктивности очень низкой мощности и иметь 100% пульсацию от пика до пика, но будьте готовы к горячим MOSDEF, поджаренным диодам и дымящимся конденсаторам.
Режим прерывистой проводимости (DCM)
Имейте в виду, что DCM обычно возникает при низкой выходной мощности, поэтому в вызывном сигнале DCM не так много энергии. Фактически, DCM — это случай, когда ток пульсации индуктора составляет 200% от среднего, поскольку он полностью падает до нуля. Действительно маломощные усилители иногда предназначены для работы в DCM специально, поскольку вы действительно можете снизить индуктивность, а это делает крошечные и дешевые катушки индуктивности.Но общая тенденция заключается в том, чтобы оставаться в CCM и работать с высокой частотой, когда требуется небольшой размер.
Это второе уравнение индуктивности, полученное двумя слайдами назад, более полезно, как показано здесь, оно изменено, чтобы указать, в какой момент преобразователь отменяет DCM. Даже синхронные повышения обычно отключают выходной FED, если ток пытается изменить направление, поэтому они тоже будут входить в DCM при небольшой нагрузке. Это выражение полезно, если ваша нагрузка переключается между двумя известными состояниями.
Например, современный микроконтроллер может иметь активный режим, в котором он потребляет около одного усилителя, а затем так называемый спящий режим, в котором ток падает до 100 миллиампер. Цифровые нагрузки, как известно, быстро замедляются от низкого тока до высокого и обратно. И, как мы увидим позже, эти переходы происходят быстрее, если конвертер остается в CCM. Итак, в таком случае вы можете вернуться к уравнению L-min-2 и использовать для этого более высокую индукцию.
Всегда наступает момент, когда попытки поддерживать буст и CCM при очень малых нагрузках не имеют смысла, и это показано здесь на этом графике.Кривая является экспоненциальной, и при токах ниже 10 мА вам потребуются такие большие индукторы, что они будут, как мы часто в ответ в National Semiconductor шутили, похожими на якоря для лодок.
Номинальные значения тока индуктора
Уравновешивая потребности в CCM или DCM с требованиями к току пульсаций, мы теперь знаем, сколько индуктивности необходимо. Пора рассчитать токи. Во-первых, измените уравнение L-min-1, и это даст вам фактический ток пульсаций от пика до пика.Интересно отметить, что ток пульсаций на самом деле является более высоким от пика к пику при максимальном входном напряжении. Но поскольку наша цель — максимальный пиковый ток, мы рассчитываем его как Vin-min.
Пик (насыщение) Текущие рейтинги
В большинстве случаев вы будете выбирать индуктор из существующего каталога деталей. Должны быть сотни производителей силовых магнитов, и есть около 10, которые я считаю производителями мирового класса. Одна из вещей, которая отличает истинного производителя катушек индуктивности или трансформатора высокого качества, — это их документация.Я хочу видеть отдельные спецификации как для тока насыщения, иногда называемого пиковым током, так и для среднеквадратичного тока, иногда называемого средним током.
При сортировке таблиц периметра онлайн я обычно начинаю с пикового тока или тока насыщения. Сердечник индуктора насыщается, когда плотность магнитного потока B перестает увеличиваться, даже если напряженность магнитного поля H увеличивается. Когда это происходит, индукция начинает падать. Хороший технический паспорт скажет вам, на какой процент падает индукция при заданном токе.Для действительно надежной конструкции выберите деталь, номинальный ток насыщения которой выше, чем предел пикового тока повышающего преобразователя. Иногда это фиксированное значение, обычно для монолитных частей, а иногда оно регулируется, как правило, в случае полевых МОП-транзисторов с внешним управлением.
RMS (самонагревающийся) Текущие рейтинги
После того, как я отфильтровал результаты параметрического поиска для всех частей, которые соответствуют моим потребностям в пиковом токе, я смотрю на текущие рейтинги RMS.Поскольку RMS — это расчет, основанный на том, сколько происходит нагрева, имеет смысл указать пределы RMS, основанные на повышении температуры. Не существует стандартов, чтобы сказать, что это за повышение температуры и как оно проверяется. Опять же, у хороших производителей есть много сносок, поскольку вы можете видеть, что здесь объясняются эти ограничения.
Если вы выберете катушку индуктивности с классом RMS, превышающим максимальный входной ток, то в большинстве случаев можно ожидать, что повышение температуры будет меньше или равно указанному значению.
Входные конденсаторы
В разделах 2-1 и 2-2 этой серии вы слышали, что я уделял довольно много времени входным конденсаторам для понижающих преобразователей. Для бустеров входная емкость менее важна, потому что повышающая катушка индуктивности всегда подключена ко входу, и она снижает необходимую емкость, при этом значительно уменьшая среднеквадратичные токи на входных конденсаторах.
Этот график был снят с резистором 0612, сопротивлением 10 миллиом, установленным последовательно с двумя входными конденсаторами MLCC, но это все еще нарушало работу преобразователя.Я надеялся, что повышающий преобразователь будет вести себя немного лучше, чем понижающий, когда попробовал это, но этого не произошло. Вы можете отчетливо увидеть изоляцию субгармоник на всех трех сигналах. На нескольких слайдах я объясню, почему это происходит. Это явление известно как «взаимодействие источников питания».
Имитация входных токов
Если вы хотите проверить токи и входные конденсаторы, выходные конденсаторы или переключатели питания, я предлагаю сделать это с помощью моделирования, чтобы преобразователь действительно работал правильно.Но при моделировании важно помнить об этом. Этот в LTspice — хороший пример. По умолчанию источники напряжения в LTspice имеют выходной импеданс, близкий к нулю, поэтому они могут подавать бесконечный ток с бесконечной частотой. Я бы очень хотел, чтобы они существовали в реальной жизни.
Если серьезно, я предлагаю добавить некоторую индуктивность и сопротивление, возможно, 100 нГн и 10-15 миллиом, чтобы источник был более реалистичным и чтобы эти входные конденсаторы действительно работали. Помните, что их задача — обеспечить как можно больше переменного тока.
Расчетные уравнения входного конденсатора
Минимальная входная емкость рассчитывается на основе максимальной пульсации входного напряжения. Катушка индуктивности гарантирует, что эта пульсация будет намного ниже, чем она была бы для понижающего, понижающего повышения или обратного хода. Все это топологии с прерывистыми входными токами.
Одно примечание. Множитель восемь в знаменателе обусловлен треугольной формой волны, в отличие от двух Пи, которые были бы для синусоиды.
Потеря емкости MLCC при смещении постоянного тока
Все больше и больше источников питания постоянного тока используют батареи чисто многослойных керамических конденсаторов или MLCC. Низкое ESR и низкий ESL в сочетании с допуском по высокому среднеквадратичному току делают MLCC почти идеальными, но у них есть заметный недостаток. Потеря емкости при смещении постоянного тока. 7,2 В — это номинальное входное напряжение для энергосберегающего драйвера, и я мог бы использовать MLCC с номиналом 10 или 16 В, но я выбрал часть 10 micro-FED, рассчитанную на 25 В, а затем размер корпуса 12-10, потому что более высокое напряжение номинальные характеристики и больший физический размер обратно пропорциональны потерям емкости в зависимости от напряжения.
Осциллограф входных пульсаций тока и напряжения
На первый взгляд, этот высокочастотный звон, также известный как шипы или технически как шум PARD, выглядит очень плохо на желтой дельта-кривой VN. Но это всего лишь 200 милливольт на вертикальное деление, тогда как переключающий узел колеблется вверх и вниз на 34 вольта. Если бы входные конденсаторы были идеальными и идеальными, то входной ток, отмеченный розовым цветом, был бы чисто постоянным. Это непрактично для реальных схем.Входные фильтры необходимы, чтобы получить достаточно низкую пульсацию I-in, чтобы соответствовать стандартам EMI, таким как CISPR 25, используемым для автомобильных приложений, и именно там, вероятно, можно найти драйвер светодиодов с входом 12 В.
Входные конденсаторы / Демпфирование входного фильтра
Если вы уже видели раздел 2-1 этой серии веб-семинаров, не стесняйтесь пропустить этот слайд и фактически следующие три. В противном случае на практике, если у вас есть только MLCC и их длинные входные индуктивные выводы, тогда формируется входной LC-фильтр второго порядка.Звучит хорошо, правда? Проблема в том, что у этого фильтра очень высокое значение добротности. Другой способ заявить об этом состоит в том, что входной фильтр, состоящий из входных выводов и MLCC, имеет очень, очень маленькое демпфирование. Любой небольшой переходный процесс заставит его окунуться или звенеть. То же самое может произойти, если в вашем регуляторе наддува есть настоящая дискретная катушка индуктивности входного фильтра.
Как показано на второй диаграмме, вам нужно быть осторожным с входным фильтром с более высоким выходным сопротивлением ZS и входным сопротивлением импульсного регулятора отрицательным Zin.
Импеданс фильтра и импеданс преобразователя
Причина, по которой нас беспокоит этот отрицательный входной импеданс, связана с колебаниями на входе, звоном или тем, что я называю взаимодействием с источником питания. Это то, что вы видели на слайде «Входные конденсаторы».
Если выходной импеданс или входной импеданс ES фильтров равен абсолютному значению входного импеданса преобразователя, то теоретически система может звонить до бесконечности вольт. На практике, когда выходной импеданс фильтра выше Zin, в системе может возникать соприкосновение.Вот почему я даю расчет Зин-мин, чтобы мы знали худший случай.
Неудивительно, что наихудший случай — это когда VIN равен минимуму, а верхняя мощность — максимуму. Последовательный резистор, добавленный, когда я сделал снимок осциллографа для слайда 21, имел достаточное сопротивление и индуктивность, чтобы увеличить выходное сопротивление ES, и это толкнуло систему в колебания.
Демпфирование входного фильтра (для MLCC)
В разделе 2-1 этой серии веб-семинаров, где я рассмотрел различные конденсаторные технологии, я сказал, что алюминиевый электролитический конденсатор еще не умер.Оказывается, алюминиевые электролитические конденсаторы с их высокой емкостью на единицу объема, высоким ESR и низкой стоимостью идеально подходят для демпфирования LC-фильтров. Большой алюминиевый корпус с потерями, параллельный MLCC на входе, творит чудеса в области генерации входных сигналов. Обратите внимание, что емкость 4X для демпфирования была впервые предложена доктором Миддлбруком, одним из великих имен в силовой электронике.
Когда я провожу печатную плату для схемы, которая, как я знаю, имеет длинные входные выводы, я часто размещаю посадочное место для резистора последовательно с демпфирующим конденсатором.Таким образом, если по какой-либо причине электролитическая крышка, которая в остальном идеальна, не имеет достаточного СОЭ, я могу просто незаметно добавить, сколько бы я ни захотел.
Коэффициент демпфирования входного фильтра
В этом уравнении для коэффициента демпфирования дельта RS — это сопротивление входных проводов, а RDN — это любой дискретный резистор, включенный последовательно с демпфирующим конденсатором. Еще несколько советов по демпфированию входного фильтра.
- Если вы разрабатываете источник питания для очень высокотемпературной среды и беспокоитесь о том, что даже электролит хорошего качества будет опробован, вы также можете использовать полимерный алюминий, полимерный тантал или даже большой набор параллельных MLCC с сдержанный последовательный резистор.Я не рекомендую сухой тантал, потому что они могут быть чувствительны к обратным токам и взорваться.
- Фактически вы можете ослабить LC-фильтр, разместив разветвление параллельно катушке индуктивности с индуктивностью в четыре-пять раз больше и дискретным резистором, но это обычно бывает дорого и громоздко. Обычно я делаю это только для определенных входных фильтров в некоторых приложениях переменного тока в постоянный.
- Вероятно, вы не увидите никакой разницы в пульсации входного напряжения от пика к пику после добавления демпфирующего колпачка, потому что он не очень емкостный на частоте переключения, но вы увидите хорошее улучшение падения входного напряжения из-за низких переходных процессов.
Типы входных конденсаторов
Для преобразователей постоянного тока в постоянный на входе используются два типа конденсаторов: MLCC, которые уменьшают пульсацию от пика к пику на частоте переключения, и конденсаторы емкостного типа. Это почти все остальное, и они используются для демпфирования входа и для реакции на низкочастотные события.
Пожалуйста, обратитесь к разделу 2-1 этой серии для более подробного обсуждения различных типов конденсаторов большой емкости.
Группирование типов конденсаторов
Это также повторение части второй, веб-семинара по доллару, так что пропустите его, если вы его уже видели.В противном случае я хотел бы упростить свой анализ конденсаторных батарей, используя смесь объемных конденсаторов и конденсаторов MLCC, сначала сгруппировав все объемные конденсаторы в одно устройство. Предполагается, что параллельно выполняется более одного массового ограничения. Затем я делаю то же самое с MLCC.
Я не беспокоюсь о том, чтобы включать малые или маломощные MLCC, эти устройства на 100 нФ или 1 мкФ, поскольку они редко вносят какой-либо вклад в общую емкость.
Действующие значения входных токов конденсатора
Вычисление и вычисление разделения входного тока RMS в повышающих преобразователях, преобразователях SEPIC или дросселях в большинстве случаев требует тщательности.Это потому, что все эти топологии имеют на входе катушку индуктивности, которая предотвращает перегрев входных конденсаторов более сильным током МС.
Просто взглянув на уравнение для нашего тока MS, вы увидите, что он будет довольно низким. Квадратный корень из 12 составляет около 3,5. Так что возьмите уже контролируемую пульсацию тока проводника и уменьшите ее в 3,5 раза. В любом случае я все же рекомендую всегда рассчитывать среднеквадратичные токи в каждом силовом конденсаторе, особенно в алюминиевых, полимерных и танталовых конденсаторах, потому что это почти всегда самые короткоживущие компоненты в системе, самое слабое звено в цепи.
Оптимальное моделирование для текущего разделения:
Я вернулся к упрощенному моделированию, чтобы проверить распределение тока пульсаций между моим корпусом и керамическими входными крышками. Имейте в виду, что фактическое разделение тока будет передавать меньше тока на объемные конденсаторы, потому что их конденсаторы на частоте переключения обычно немного разряжаются.
Этот пример — 600-килогерцовый входной каскад для моего устройства экономии энергии, и ни один объемный конденсатор, о котором я знаю, не был бы очень емкостным на этой частоте.LTspice позволяет программировать зависимости емкостных потерь от частоты, но это трудоемкий процесс, требующий измерителя LCR, к которому многие лаборатории не имеют доступа. Вместо этого я смотрю на график LTspice с идеальными конденсаторами, и если разделение тока поддерживает ток брони конденсаторов большой емкости на низком и низком уровне, опять же, вот оно, то я счастлив. Я знаю, что у меня хороший инженерный запас.
Далее: Раздел 5-2: Повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный, часть 2
В разделе 5-2 продолжается обсуждение компонентов силовой передачи понижающего преобразователя, начиная с подробного описания выходных конденсаторов.Мы рассмотрим уравнения, основанные на пульсации напряжения на установившейся стадии, а затем уравнения, основанные на реакции на более низкие переходные процессы. Затем подробно обсуждаются текущие расчеты RMS, поскольку эти элементы сильно подвержены злоупотреблениям RMS. Раздел 5-2 затем переходит к управляющему полевому МОП-транзистору, а именно к различным типам потерь. Наконец, последняя часть силовой передачи, выходной диод, исследуется, исследуя варианты упаковки и потери мощности.
Ссылка на следующий раздел: Часть 5-2 Повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный, Часть 2Ссылка на предыдущий раздел: 4-2 Switching Edge Control для EMC
Зависимость переменного тока от постоянного
Большинство рассмотренных до сих пор примеров, особенно те, которые используют батареи, имеют источники постоянного напряжения.Как только ток установлен, он также становится постоянным. Постоянный ток (DC) — это поток электрического заряда только в одном направлении. Это установившееся состояние цепи постоянного напряжения. Однако в большинстве известных приложений используется источник напряжения, изменяющийся во времени. Переменный ток (AC) — это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь называется цепью переменного тока.Примеры включают коммерческую и бытовую энергетику, которая обслуживает так много наших потребностей. На рисунке 1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичных источников постоянного и переменного тока. Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.
Рис. 1. (a) Напряжение и ток постоянного тока постоянны во времени после установления тока. (б) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока 60 Гц. Напряжение и ток синусоидальны и совпадают по фазе для простой цепи сопротивления.Частоты и пиковое напряжение источников переменного тока сильно различаются.
Рис. 2. Разность потенциалов V между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано. Математическое выражение для V дается следующим образом: [latex] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex].
На рисунке 2 показана схема простой схемы с источником переменного напряжения. Напряжение между клеммами колеблется, как показано на рисунке: напряжение переменного тока определяется как
.[латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex],
, где В — напряжение в момент времени t , В 0 — пиковое напряжение, а f — частота в герцах.Для этой простой цепи сопротивления I = V / R , поэтому переменный ток равен
[латекс] I = {I} _ {0} \ sin 2 \ pi {ft} \\ [/ latex],
, где I — ток в момент времени t , а I 0 = V 0 / R — пиковый ток. В этом примере считается, что напряжение и ток находятся в фазе, как показано на Рисунке 1 (b).
Ток в резисторе меняется взад и вперед, как управляющее напряжение, поскольку I = V / R .Например, если резистор представляет собой люминесцентную лампочку, она становится ярче и тускнеет 120 раз в секунду, когда ток постоянно проходит через ноль. { 2} \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex], как показано на рисунке 3.
Установление подключений: домашний эксперимент — светильники переменного / постоянного тока
Помашите рукой между лицом и люминесцентной лампочкой. Вы наблюдаете то же самое с фарами на своей машине? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение: Не смотрите прямо на очень яркий свет .
Рис. 3. Мощность переменного тока как функция времени. Поскольку напряжение и ток здесь синфазны, их произведение неотрицательно и колеблется от нуля до I 0 V 0 .Средняя мощность (1/2) I 0 V 0 .
Чаще всего нас интересует средняя мощность, а не ее колебания — например, у лампочки 60 Вт в настольной лампе средняя потребляемая мощность 60 Вт. Как показано на рисунке 3, средняя мощность P средн. составляет
[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex].
Это очевидно из графика, поскольку области выше и ниже линии (1/2) I 0 V 0 равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.Точно так же мы определяем средний или действующий ток I среднеквадратичное значение и среднее значение или действующее значение напряжения В среднеквадратичное значение , соответственно, равное
.[латекс] {I} _ {\ text {rms}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex]
и
[латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex].
, где среднеквадратичное значение означает среднеквадратичное значение, особый вид среднего. Как правило, для получения среднеквадратичного значения конкретная величина возводится в квадрат, определяется ее среднее значение (или среднее значение) и извлекается квадратный корень.Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Сейчас,
P среднеквадратичное значение = I среднеквадратичное значение V среднеквадратичное значение ,
, что дает
[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \ cdot \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex],
, как указано выше. Стандартная практика — указывать I среднеквадратичное значение , V среднеквадратичное значение и P среднеквадратичное значение , а не пиковые значения.Например, напряжение в большинстве домашних хозяйств составляет 120 В переменного тока, что означает, что В среднеквадратичного значения составляет 120 В. Обычный автоматический выключатель на 10 А прерывает устойчивое I среднеквадратичное значение , превышающее 10 А. Ваш 1,0-кВт микроволновая печь потребляет P средн. = 1,0 кВт и т. д. Вы можете рассматривать эти среднеквадратичные и средние значения как эквивалентные значения постоянного тока для простой резистивной цепи. Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения для мощности полностью аналогичны таковым для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения.{2} R \\ [/ латекс].
Пример 1. Пиковое напряжение и мощность для переменного тока
(a) Каково значение пикового напряжения для сети переменного тока 120 В? (b) Какова пиковая потребляемая мощность лампочки переменного тока мощностью 60,0 Вт?
СтратегияНам говорят, что В среднеквадратичное значение составляет 120 В, а P среднеквадратичное значение составляет 60,0 Вт. Мы можем использовать [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex], чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.
Решение для (а)Решение уравнения [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex] для пикового напряжения В 0 и замена известного значения на V rms дает
[латекс] {V} _ {0} = \ sqrt {2} {V} _ {\ text {rms}} = 1,414 (120 \ text {V}) = 170 \ text {V} \\ [/ latex ]
Обсуждение для (а)Это означает, что напряжение переменного тока изменяется от 170 В до –170 В и обратно 60 раз в секунду.Эквивалентное постоянное напряжение составляет 120 В.
Решение для (b)Пиковая мощность равна пиковому току, умноженному на пиковое напряжение. Таким образом,
[латекс] {P} _ {0} = {I} _ {0} {V} _ {0} = \ text {2} \ left (\ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \ right) = \ text {2} {P} _ {\ text {ave}} \\ [/ latex].
Мы знаем, что средняя мощность составляет 60,0 Вт, поэтому
P 0 = 2 (60,0 Вт) = 120 Вт.
ОбсуждениеТаким образом, мощность колеблется от нуля до 120 Вт сто двадцать раз в секунду (дважды за каждый цикл), а средняя мощность составляет 60 Вт.
Расчет силы переменного тока в постоянный через инвертор
Итак, у вас есть электроприбор, который нужно запустить, но нет места для его подключения. Когда вам нужно запустить обычное бытовое электрическое устройство в районе, где нет постоянной электросети, этот калькулятор поможет вам выяснить аккумулятор какого размера и инвертор вам нужен!
Добро пожаловать в наш инструмент преобразования постоянного тока в переменный (с инвертором). Этот калькулятор разработан, чтобы помочь вам определить количество потребляемой мощности при преобразовании одной формы мощности в другую с помощью инвертора постоянного тока в переменный.
Просто введите цифры мощности в поля ниже, и мы сделаем за вас расчеты, включая типичную неэффективность и все прочие технические мелочи, которые вы, возможно, не хотите вычислять. Если вы не уверены в своих числах, взгляните на иллюстрации с пошаговыми инструкциями ниже при вводе чисел.
Если вы хотите подобрать аккумуляторную батарею инвертора, то сначала необходимо определить силу постоянного тока, которую вы будете выдавать из аккумуляторной батареи через инвертор. Этот калькулятор может помочь вам определить потребляемую мощность постоянного тока через инвертор, чтобы вы могли точно рассчитать размер аккумуляторной батареи инвертора.
Введите характеристики устройства переменного тока
Найдите аккумулятор Выберите свой инвертор
Прохождение| Пример | Напряжение переменного тока — Многие приложения имеют диапазон входного напряжения переменного тока. В США оно может составлять от 100 до 125 В переменного тока. В Европе обычно 200-240. В этом примере мы будем использовать стандарт США 120 вольт переменного тока. |
| Пример | AC Amperage — Входная сила тока — это сила тока, потребляемого приложением от сети переменного тока.Это число обычно измеряется в амперах. Если ток указан в миллиамперах (мАч), вы можете преобразовать его в амперы, разделив число на 1000. Например, в нашем примере приложение потребляет 300 миллиампер, что равно 0,3 ампера. |
| Пример | Мощность — это общая мощность, потребляемая приложением. Он рассчитывается путем умножения напряжения на силу тока. Следовательно, 120 В переменного тока x 0,3 А равны 36 Вт. |
| Пример | Напряжение постоянного тока — Выходное напряжение — это номинальное значение вашей аккумуляторной системы, обычно от одной 12-вольтовой батареи.Мы используем 12,5 вольт для 12-вольтовых аккумуляторных систем. |
| Пример | DC Amperage — Теперь мы знаем, что наше приложение потребляет 36 Вт общей мощности. Если вы возьмете эту мощность от источника постоянного тока 12,5 В, то общая требуемая сила тока увеличится до 3,31 А или 3310 мА. Поскольку у аккумуляторов ограниченная емкость или ампер-часы, важно, чтобы размер аккумулятора был достаточно большим, чтобы выдерживать нагрузку на силу тока в вашем приложении. |
Найдите аккумулятор Выберите свой инвертор
Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.{2}} {R} {/ eq}
Где P — мощность в ваттах, I — ток в амперах, V — напряжение в вольтах, а R — сопротивление в омах.
В цепях переменного тока потребляемую мощность труднее рассчитать, поскольку напряжение и ток постоянно меняются. В этом случае используются средние значения напряжения и тока, которые обозначаются как {eq} V_ {rms}. {/ eq} и {eq} I_ {rms} {/ eq} соответственно. Эти средние значения называются среднеквадратичными значениями (среднеквадратичными значениями) и равны их максимальным значениям, деленным на квадратный корень из двух:
{eq} V_ {rms} = \ frac {V_ {max}} {\ sqrt {2}} {/ eq}
{eq} I_ {rms} = \ frac {I_ {max}} {\ sqrt {2}} {/ eq}
Например, бытовое напряжение 120 В является среднеквадратичным значением, максимальное напряжение составляет около 170 В. {2}} {R} = \ frac {1} {2} P_ {DC} {/ eq}
Другими словами, вы можете рассчитать потребляемую мощность в генераторе постоянного тока, и переменный ток потребляет половину этой мощности.
Имейте в виду, что это работает только в том случае, если на напряжение не влияет преобразование постоянного тока в переменный. Если это так, вам придется использовать новые значения напряжения и тока как среднеквадратические значения для расчета потребляемой мощности переменного тока.
курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.
«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии
курсов. «
Рассел Бейли, П.E.
Нью-Йорк
«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам
, чтобы познакомить меня с новыми источниками
информации.
Стивен Дедак, П.Е.
Нью-Джерси
«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были
.очень быстро отвечает на вопросы.
Это было на высшем уровне. Будет использовать
снова. Спасибо. «
Blair Hayward, P.E.
Альберта, Канада
«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.
проеду по вашей роте
имя другим на работе. «
Roy Pfleiderer, P.E.
Нью-Йорк
«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно с учетом того, что я думал, что я уже знаком.
с деталями Канзас
Авария City Hyatt.»
Майкл Морган, P.E.
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс
.информативно и полезно
на моей работе »
Вильям Сенкевич, П.Е.
Флорида
«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы
— лучшее, что я нашел ».
Russell Smith, P.E.
Пенсильвания
«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр
материал «
Jesus Sierra, P.E.
Калифорния
«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле
человек узнает больше
от отказов »
John Scondras, P.E.
Пенсильвания
«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.
способ обучения. «
Джек Лундберг, P.E.
Висконсин
«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.э., позволяя
студент, оставивший отзыв на курс
материалов до оплаты и
получает викторину «
Arvin Swanger, P.E.
Вирджиния
«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и
получил огромное удовольствие «
Mehdi Rahimi, P.E.
Нью-Йорк
«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.
на связи
курса.»
Уильям Валериоти, P.E.
Техас
«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о
обсуждаемых тем ».
Майкл Райан, P.E.
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, П.Е.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я очень рекомендую
всем инженерам »
Джеймс Шурелл, П.Е.
Огайо
«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и
не на основании какой-то неясной секции
законов, которые не применяются
до «нормальная» практика.»
Марк Каноник, П.Е.
Нью-Йорк
«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор.
, организация. «
»Иван Харлан, П.Е.
Теннесси
«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».
Юджин Бойл, П.E.
Калифорния
«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,
а онлайн-формат был очень
доступный и легкий для
использовать. Большое спасибо «.
Патрисия Адамс, P.E.
Канзас
«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»
Joseph Frissora, P.E.
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время
обзор текстового материала. Я
также оценил просмотр
предоставлено фактических случаев »
Жаклин Брукс, П.Е.
Флорида
«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель
тест действительно потребовал исследований в
документ но ответы были
в наличии. «
Гарольд Катлер, П.Е.
Массачусетс
«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.
в транспортной инженерии, которая мне нужна
для выполнения требований
Сертификат ВОМ.»
Джозеф Гилрой, П.Е.
Иллинойс
«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».
Ричард Роудс, P.E.
Мэриленд
«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.
Надеюсь увидеть больше 40%
курса со скидкой.»
Кристина Николас, П.Е.
Нью-Йорк
«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще
курса. Процесс прост, и
намного эффективнее, чем
в пути «.
Деннис Мейер, P.E.
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов
Инженеры получат блоки PDH
в любое время.Очень удобно »
Пол Абелла, P.E.
Аризона
«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало
время искать, где на
получить мои кредиты от. «
Кристен Фаррелл, П.Е.
Висконсин
«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями
и графики; определенно делает это
проще поглотить все
теории »
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по
.мой собственный темп во время моего утро
до метро
на работу.»
Клиффорд Гринблатт, П.Е.
Мэриленд
«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять
викторина. Я бы очень рекомендовал
вам на любой PE, требующий
CE единиц. «
Марк Хардкасл, П.Е.
Миссури
«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»
Randall Dreiling, P.E.
Миссури
«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь
по ваш промо-адрес который
сниженная цена
на 40%. «
Конрадо Казем, П.E.
Теннесси
«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».
Charles Fleischer, P.E.
Нью-Йорк
«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику
кодов и Нью-Мексико
регламентов. «
Брун Гильберт, П.E.
Калифорния
«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».
Дэвид Рейнольдс, P.E.
Канзас
«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng
при необходимости дополнительных
Сертификация. «
Томас Каппеллин, П.E.
Иллинойс
«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали
мне то, за что я заплатил — много
оценено! «
Джефф Ханслик, P.E.
Оклахома
«CEDengineering предоставляет удобные, экономичные и актуальные курсы.
для инженера »
Майк Зайдл, П.E.
Небраска
«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и
в хорошем состоянии »
Glen Schwartz, P.E.
Нью-Джерси
«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —
.хороший справочный материал
для деревянного дизайна. «
Брайан Адамс, П.E.
Миннесота
«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»
Роберт Велнер, P.E.
Нью-Йорк
«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование
корпус курс и
очень рекомендую .»
Денис Солано, P.E.
Флорида
«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень хорошими
хорошо подготовлен. «
Юджин Брэкбилл, П.Е.
Коннектикут
«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы на номер
.обзор везде и
всякий раз, когда.»
Тим Чиддикс, P.E.
Колорадо
«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».
Уильям Бараттино, P.E.
Вирджиния
«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».
Тайрон Бааш, П.E.
Иллинойс
«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание
материала. Полная
и комплексное. »
Майкл Тобин, P.E.
Аризона
«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс
поможет по телефону
работ.»
Рики Хефлин, П.Е.
Оклахома
«Очень быстро и легко ориентироваться. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова».
Анджела Уотсон, P.E.
Монтана
«Легко выполнить. Никакой путаницы при прохождении теста или записи сертификата».
Кеннет Пейдж, П.E.
Мэриленд
«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный
и отличный освежитель ».
Luan Mane, P.E.
Conneticut
«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем
вернуться, чтобы пройти викторину «
Алекс Млсна, П.E.
Индиана
«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю
это вся информация, которую я могу
использование в реальных жизненных ситуациях »
Натали Дерингер, P.E.
Южная Дакота
«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне
успешно завершено
курс.»
Ира Бродский, П.Е.
Нью-Джерси
«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом возвращаться
и пройдите викторину. Очень
удобный а на моем
собственный график. «
Майкл Гладд, P.E.
Грузия
«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»
Деннис Фундзак, П.Е.
Огайо
«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH
Сертификат. Спасибо за изготовление
процесс простой. »
Fred Schaejbe, P.E.
Висконсин
«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел
часовой PDH в
один час. «
Стив Торкильдсон, P.E.
Южная Каролина
«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания
и пригодность, до
имея для оплаты
материал .»
Ричард Вимеленберг, P.E.
Мэриленд
«Это хорошее напоминание об EE для инженеров, не занимающихся электричеством».
Дуглас Стаффорд, П.Е.
Техас
«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем
процесс, требующий
улучшение.»
Thomas Stalcup, P.E.
Арканзас
«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу
свидетельство. «
Марлен Делани, П.Е.
Иллинойс
«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру
.многие разные технические зоны за пределами
своя специализация без
приходится путешествовать.