| Определение напряжений на площадке произвольного положения
Аналогично
откуда . (6.9)
Из формулы (6.9) видно, что максимальное касательное напряжение равно полуразности главных напряжений (при ):
. (6.10)
Из формул (6.8) и (6.9) следует:
1. Если , то на всех площадках, проходящих через рассматриваемую точку, нормальное напряжение равно , а касательное напряжение равно нулю. Такое напряжённое состояние называют равномерным двухосным растяжением (или сжатием).
2. Если , , а , то при нормальное напряжение в наклонной площадке оказывается равным нулю, а . Такое напряжённое состояние называется чистым сдвигом.
6.4. Определение напряжений на площадке произвольного
положения
Пусть у некоторой выбранной точки D тела наблюдается плоское напряжённое состояние (рис. 33а, б).
Выделим в окрестности точки призму abca’b’c’ (рис. 33в), на грани bb’с′с которой (рис. 33г) действует нормальное напряжение σα
Сумма проекций всех сил на нормаль п:
Приняв τху= τух= τ и сократив на dА, получим формулу для определения нормальных напряжений на площадке bb’с′с:
.
Проецируя все действующие силы на направление касательной t к наклонной площадке, получим:
.
После несложных преобразований получим формулу для определения касательных напряжений на площадке bb’с′с:
. (6.12)
Формула для определения положения главных площадок, т. е. площадок, на которых касательные напряжения равны нулю, следует из выражения (6.12) при :
. (6.13)
Углы α0 и , найденные по формуле (6.13), определяют положение главных площадок около анализируемой т. А. Подстановкой найденных значений углов α0 и в выражение (6.11) для напряжений σα получим значения главных напряжений (σ2 = 0):
Максимальное значение касательных напряжений в теле:
. (6.15)
Значение возникает на площадке, параллельной вектору и делящей пополам угол между первой и третьей главными площадками.
6.4. Теории прочности
При центральном растяжении (сжатии) в нормальных сечениях стержня возникают одни нормальные напряжения . Условие прочности в данном случае имеет вид:
.
Здесь допускаемое напряжение вполне определяется механическими испытаниями материала на растяжение (сжатие) и условиями работы детали.
Если в рассматриваемом сечении имеются одни касательные напряжения (чистый сдвиг), то условие прочности запишется так:
где определяется механическими испытаниями материала на сдвиг (срез) и условиями работы детали.
Оценку прочности конструкции в точке в случае сложного напряжённого состояния, когда в данной точке на данной площадке одновременно действуют и , произвести на основании эксперимента весьма затруднительно. Для такой оценки прочности деталей служат теории прочности, которые строятся на основе различных критериев прочности. Критерий прочности устанавливается на основании гипотез возникновения текучести материала или его разрушения (гипотез предельных состояний). Предельное напряжённое состояния в общем случае зависит от соотношения между тремя главными напряжениями. Гипотезы предельных состояний (гипотезы прочности) основываются на предпосылке, что два каких-либо напряжённых состояния считаются равноопасными, если они, при увеличении главных напряжений в одно и то же число раз, одновременно становятся предельными.
Поэтому в случае сложного напряжённого состояния следует определить эквивалентное напряжение, при котором возникает опасность разрушения, и сравнить его с допустимым значением напряжения на растяжении, полученным опытным путём:
.
Существует несколько гипотез прочности. Одни гипотезы прочности дают удовлетворительные результаты для хрупких материалов, другие – для пластичных.
Рассмотрим наиболее известные теории прочности в хронологическом порядке их появления.
1. Теория наибольших нормальных напряжений (первая теория прочности). В XVIII–начале XIX в. преимущественно применялись такие материалы, как камень, стекло, кирпич, чугун, т. е. хрупкие материалы. Для них наиболее свойственным представлялось разрушение путём отрыва. Поэтому согласно первой теории прочности считалось−разрушение материалов при сложном напряжённом состоянии наступает тогда, когда наибольшее нормальное напряжение достигает предельного значения.
Условие прочности по этой теории для расчетного (или эквивалентного) напряжения имеет вид
σ
Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях
Снабжение электричеством городов, предприятий и жилищ ведется с помощью сети из трёх фаз. Так сложилось исторически, что трёхфазные машины переменного тока используются для генерирования электроэнергии и её потребления (в электроустановках). Такое количество было выбрано для минимальных затрат на создание вращающегося магнитного поля или использования этой энергии в целях генерации электричества. Встречаются и специфичные 6-тифазные генераторы, в автомобилях например, но там они нужны для других целей. В этой статье мы будем вести речь о том, что собой представляют фазное и линейное напряжение в трёхфазных цепях, чем они связаны и в чем различие.
Переменное напряжение и его величины
Напряжение различают по роду тока: переменное и постоянное. Переменное может быть разной формы, основная суть в том, что с течением времени изменяется его знак и величина. У постоянного знак всегда одной полярности, а величина может быть стабилизированной или нестабилизированной.
В наших розетках напряжение переменное синусоидальной формы. Выделяют разные его значения, чаще всего используются понятия мгновенное, амплитудное и действующее. Как понятно из названия, мгновенное напряжение – это количество вольт в конкретный момент времени. Амплитудное – это размах синусоиды относительно нуля в вольтах, действующее – это интеграл от функции напряжения по времени, соотношение между ними такое: действующее в √2 или 1,41 раз меньше амплитудного. Вот как это выглядит на графике:
Напряжение в трехфазных цепях
В трёхфазных цепях выделяют два вида напряжения – линейное и фазное. Чтобы разобрать их отличия нужно взглянуть на векторную диаграмму и график. Ниже вы видите три вектора Ua, Ub, Uc – это вектора напряжений или фаз. Угол между ними 120°, иногда говорят 120 электрических градусов. Этот угол соответствует таковому в простейших электрических машинах между обмотками (полюсами).
Если отразить вектор Ub так, чтобы сохранился его угол наклона, но начало и конец поменялись местами, его знак изменится на противоположный. Тогда установим начала вектора –Ub в конец вектора Ua, расстояние между началом Ua и концом –Ub будет соответствовать вектору линейного напряжения Uл.
Простыми словами мы видим, что величина линейного напряжения больше чем фазного. Давайте разберем график напряжений в трёхфазной сети.
Красной вертикальной линией выделено линейное напряжение межу фазой 1 и фазой 2, а желтой линией выделено фазное амплитудное фазы 2.
КРАТКО: Линейное напряжение измеряется между фазой и фазой, а фазное между фазой и нулём.
С точки зрения расчетов, разница между напряжениями обуславливается решением этой формулы:
Линейное напряжение больше фазного в √3 или в 1,73 раза.
Нагрузка к трёхфазной сети может быть подключена по трём или четырем проводам. Четвертый проводник – нулевой (нейтральный). В зависимости от типа сеть может быть с изолированной нейтралью и глухозаземленной. Вообще при равномерной нагрузке три фазы можно подать и без нулевого провода. Он нужен для того, чтобы напряжения и токи распределялись равномерно и не было перекоса фаз, а также в качестве защитного. В глухозаземленных сетях, при пробое на корпус выбьет автоматический разъединитель или перегорит предохранитель в щите, так вы избежите опасности поражения электрическим током.
Отлично то, что в такой сети у нас одновременно есть два напряжения, которые можно использовать исходя из требований нагрузки.
Для примера:
Схемы подключения потребителей к трём фазам
Все двигателя, мощные нагреватели и прочая трёхфазная нагрузка может быть подключена по схеме звезды или треугольника. При этом большинство электродвигателей в борно имеют набор перемычек, которые в зависимости от их положения формируют звезду или треугольник из обмоток, но об этом позже. Что такое соединение звездой?
Соединение звездой предполагает соединение обмоток генератора таким образом, когда концы обмоток соединяются в одну точку, а к началам обмоток подключается нагрузка. Звездой же соединяются и обмотки двигателя и мощных нагревателей, только вместо обмоток в них выступают ТЭНы.
Давайте рассуждать на примере электродвигателя. При соединении его обмоток звездой линейное напряжение 380 В приложено к двум обмоткам, и так с каждой парой фаз.
На рисунке A, B, C – начала обмоток, а X, Y, Z – концы, соединенные в одну точку и эта точка заземлена. Здесь вы видите сеть с глухозаземленной нейтралью (провод N). На практике это выглядит так, как на фото борно электродвигателя:
Красным квадратом выделены концы обмоток, они соединены между собой перемычками, такое расположение перемычек (в линию) говорит о том, что они соединены по звезде. Синим цветом – питающие три фазы.
На этом фото промаркированы начала (W1, V1, U1) и концы (W2, V2, U2), обратите внимание на то, что они сдвинуты относительно начал, это нужно для удобного соединения в треугольник:
При соединении в треугольник к каждой обмотке приложено линейное напряжение, это приводит к тому, что протекают большие токи. Обмотка должна быть рассчитана на такое подключение.
У каждого из способов включения есть свои достоинства и недостатки, некоторые двигателя вообще в процессе пуска переключаются со звезды на треугольник.
Нюансы
В продолжение разговора о двигателях нельзя оставить без внимания вопрос выбора схемы включения. Дело в том, что обычно двигателя на своем шильдике содержат маркировку:
В первой строке вы видите условные обозначения треугольника и звезды, обратите внимание, треугольник идет первым. Далее 220/380В – это напряжение на треугольнике и звезде, значит, что при соединении треугольником нужно, чтобы линейное напряжение было равно 220В. Если в вашей сети напряжение равно 380 – значит нужно подключать двигатель в звезду. В то время как фазное всегда на 1,73 меньше, не зависимо от величины линейного.
Отличным примером является следующий двигатель:
Здесь номинальные напряжения уже 380/660, это значит, что его для линейного 380 нужно подключать треугольником, а звезда предназначена для питания от трёх фаз 660В.
Если в мощных нагрузках чаще оперируют с величинами межфазного напряжения, то в осветительных цепях в 99% % случаев используют фазное напряжение (между фазой и нулем). Исключением являются электрокраны и подобное, где может использоваться трансформатор с вторичными обмотками с линейным 220 В. Но это скорее тонкости и специфика конкретных устройств. Новичкам запомнить проще так: фазное напряжение – это то, которое в розетке между фазой и нулем, линейное – в линии.
Наверняка вы не знаете:
Если напряжение измеряется между двумя точками на проводе, если между ними нет сопротивления, разве напряжение равно нулю?
Кажется, у вас есть напряжение и ток, связанные между собой.
Напряжение более правильно называется электродвижущей силой . Само по себе оно не течет и не передает энергию.
Ток (обычно измеряется в амперах) является мерой того, сколько электрического заряда движется в единицу времени. Сам по себе ток также не является потоком энергии.
Поток энергии называется силой . Чтобы получить питание, вам нужны ток ( ) и напряжение ( ). Мощность равна произведению двух:ЕIIEE
P=IEP=IE
Это помогает думать об этом с точки зрения аналогичных механических систем, поскольку мы можем наблюдать механические системы непосредственно своими чувствами. Механические системы также имеют мощность, где она равна произведению силы и скорости:
P=FvP=Fv
Если у вас есть сила, но нет скорости, у вас нет силы. Примером может служить резиновая полоса, натянутая между двумя неподвижными опорами. Полоса оказывает усилие на опоры. Это напряжение — потенциальная энергия. Но ничто не движется, и ни одна из этой энергии, накопленной в растянутой полосе, не переносится ни на что другое.
Однако, если полоса может перемещать опоры, теперь у нас есть скорость. Когда полоса перемещает опоры, энергия, накопленная в растянутой полосе, будет преобразована в кинетическую энергию в опорах. Скорость, с которой происходит передача энергии, является мощностью.
Напряжение — это сила, которая перемещает электрический заряд. Ток — это скорость электрического заряда. Сопротивление — это как легко перемещать опоры.
Вот механическая система, которая больше похожа на вашу схему:
У нас есть жесткое кольцо, прикрепленное к двигателю, которое прикладывает некоторую силу для его поворота. Также к кольцу прикреплен тормоз, который сопротивляется повороту кольца. Чтобы эта аналогия была правильной, это должен быть тормоз, который обеспечивает силу, пропорциональную скорости движения кольца через него. Представьте, что он соединен с вентилятором, поэтому, когда кольцо вращается быстрее, вентилятор вращается быстрее, создавая более аэродинамическое сопротивление .
Если двигатель прикладывает усилие 1 , то тормоз должен прикладывать равную силу в противоположном направлении. Если сила тормоза не равна силе двигателя, то кольцо будет испытывать суммарную силу, которая будет ускорять или замедлять его, пока сила тормоза не станет равной, и кольцо не начнет вращаться с постоянной скоростью. Таким образом, если сила двигателя постоянна, скорость кольца является функцией силы тормоза. Это аналогично закону Ома.1kN1kN
Какие еще силы действуют на ринге? Поскольку мы рассматриваем идеализированную систему без трения, ее нет. Если вы должны были вставить тензодатчики в точках A и B, вы бы измерили разницу между ними. B сжимается, когда двигатель толкает кольцо в тормоз против его сопротивления, а A растягивается, когда двигатель высасывает его из тормоза.
Но в чем разница между B и C? здесь ничего нет. Если это не очевидно интуитивно, учтите, что вы должны вырезать зазор в кольце и вставить руку, чтобы эта машина могла разбить его. Есть ли момент, когда вы бы предпочли это сделать? Нет, ваша рука будет одинаково разбита независимо от того, где вы делаете это на левой стороне ринга.
Усилия, измеряемые тензодатчиками, аналогичны напряжению. Мы можем измерять только напряжения относительно некоторого другого напряжения. Вот почему ваш вольтметр имеет два датчика. Куда бы вы ни положили, черный вывод определяется как «0 В». Итак, сценарий, который вы представляете в своем вопросе, похож на измерение разницы между B и C: он равен нулю.
Это кажется немного странным, потому что мы знаем, что существует сила сжатия на всей этой стороне кольца. Кажется, что это должно быть хорошо для чего-то. Но учтите: вес всего газа в атмосфере Земли приводит к давлению на уровне моря около 15 фунтов на квадратный дюйм. Означает ли это, что мы можем сделать машину, которая работает только потому, что она подвержена этому давлению? Нет. Чтобы работать с этим атмосферным давлением, нам нужна разница в давлении. Без разницы мы не можем заставить воздух двигаться. Рассмотрим снова определения силы, приведенные выше, и должно стать ясно, насколько это верно.
ТОЭ Лекции — №1 Электрическая цепь и ее элементы
Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи и потребления электрической энергии. Пример простейшей электрической цепи показан на рис. 1.1. Кружок со стрелкой внутри и стоящей рядом буквой Е (рис. 1.1, а) обозначает так называемый источник ЭДС (его еще называют источником напряжения). Это идеализированный источник энергии, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение постоянно по величине, равно ЭДС реального источника и не зависит от протекающего по нему тока. Стрелка показывает направление возрастания потенциала внутри источника. Плюс находится у острия, минус – у хвоста стрелки. Ток во внешней цепи протекает по направлению стрелки ЭДС – от плюса источника к минусу. Внутреннее сопротивление реального источника R0 соединяется последовательно с ЭДС Е, и в совокупности они образуют схему замещения реального источника (на рис. 1.1, а обведена пунктиром).
Другое представление схемы генератора осуществляется в виде параллельного соединения источника тока и сопротивления R0 (рис. 1.1, б). Под источником тока понимают также идеализированный источник энергии, внутреннее сопротивление которого бесконечно велико, и который вырабатывает ток J, не зависящий от величины нагрузки R и равный частному от деления ЭДС реального источника на его внутреннее сопротивление J = E/R0. На схеме он изображается кружком с двойной стрелкой, рядом с которым ставится буква J (рис. 1.1, б).
В схеме рис. 1.1, а ЭДС равна сумме напряжений на нагрузке и внутреннем сопротивлении источника:
Последнее выражение представляет так называемую внешнюю характеристику генератора. Оно говорит о том, что напряжение на его зажимах меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении (рис. 1.2). Чем больше ток и внутреннее сопротивление генератора, тем меньше выдаваемое им напряжение. При холостом ходе генератора (при I = 0) напряжение, измеренное на его разомкнутых зажимах равно ЭДС: U = E.
На практике часто приходится сталкиваться с элементами схемы, показанными на рис. 1.3. Разница между ними заключается во взаимном направлении стрелок ЭДС и напряжения. В первом случае (рис. 1.3, а), когда эти стрелки направлены противоположно друг другу, напряжение определяется как разность потенциалов положительного и отрицательного зажимов источника и поэтому положительно. При одинаковых направлениях стрелок E и U (рис. 1.3, б) напряжение равно разности отрицательного и положительного потенциалов, а потому оно отрицательно: U = – E.
Пример 1.1. Напряжение холостого хода батареи равно 16,4 В. Чему равно ее внутреннее сопротивление, если при токе во внешней цепи, равном 8 А, напряжение на ее зажимах равно 15,2 В?
В соответствии с уравнением из схумы (1.1), показанной на рис. 1.4 (а), следует:
Схема 1.4 (б) дает:
При решении задачи мы полагали, что измерение проводилось идеальным вольтметром, имеющим бесконечно большое сопротивление. При конечной величине сопротивления вольтметра в измерение вносится погрешность.
Пример 1.2. ЭДС батареи измеряется вольтметром, имеющим сопротивление Rv. Чему равно показание вольтметра при трех различных значениях его сопротивления, если E = 80 В, R0 = 100 Ом?
Показание вольтметра Uv равно падению напряжения на его сопротивление (рис. 1.5)
Чем больше сопротивление вольтметра, тем меньше погрешность измерения. Как следует из формулы (1.2), только при RV →∞ показание вольтметра равно ЭДС: UV = E.
Нагрузкой в схеме на рис. 1.1 служит сопротивление R. Напряжение на его зажимах связано с током законом Ома
где G – проводимость, величина, обратная сопротивлению R; единица измерения – cименс (См).
При G = const выражение (1.3) представляет собой уравнение прямой, проходящей через начало координат. Его график (рис. 1.6) называется вольтамперной характеристикой. Элементы электрической цепи, имеющие аналогичную (прямолинейную) вольтамперную характеристику, называются линейными. Электрическая цепь, состоящая только из линейных элементов, также называется линейной.
Полагая в уравнении G=1/R (1.3), получим U = IR. Последнее выражение справедливо, когда стрелки напряжения и тока у резистора направлены в одну сторону (рис. 1.7, а). При изменении на схеме направления любой из стрелок в правой части закона Ома следует ставить минус (рис. 1.7, б). Здесь при определении напряжения на элементе мы «идем по стрелке» напряжения против стрелки тока.
Рядом с буквой U можно ставить два индекса, обозначающие точки, между которыми определяется напряжение; например, Uab – напряжение между точками а и b. При этом направление стрелки напряжения на схеме определяется порядком следования индексов – от а к b (от первого индекса ко второму).
Резонанс напряжений и резонанс токов
В физике резонансом называется явление, при котором в колебательном контуре частота свободных колебаний совпадает с частотой вынужденных колебаний. В электричестве аналогом колебательного контура служит цепь, состоящая из сопротивления, ёмкости и индуктивности. В зависимости от того как они соединены различают резонанс напряжений и резонанс токов.
Резонанс напряжений
Резонанс напряжений возникает в последовательной RLC-цепи.
Условием возникновения резонанса является равенство частоты источника питания резонансной частоте w=wр, а следовательно и индуктивного и емкостного сопротивлений xL=xC. Так как они противоположны по знаку, то в результате реактивное сопротивление будет равно нулю. Напряжения на катушке UL и на конденсаторе UC будет противоположны по фазе и компенсировать друг друга. Полное сопротивление цепи при этом будет равно активному сопротивлению R, что в свою очередь вызывает увеличение тока в цепи, а следовательно и напряжение на элементах.
При резонансе напряжения UC и UL могут быть намного больше, чем напряжение источника, что опасно для цепи.
С увеличением частоты сопротивление катушки увеличивается, а конденсатора уменьшается. В момент времени, когда частота источника будет равна резонансной, они будут равны, а полное сопротивление цепи Z будет наименьшим. Следовательно, ток в цепи будет максимальным.
Из условия равенства индуктивного и емкостного сопротивлений найдем резонансную частоту
Исходя из записанного уравнения, можно сделать вывод, что резонанса в колебательном контуре можно добиться изменением частоты тока источника (частота вынужденных колебаний) или изменением параметров катушки L и конденсатора C.
Следует знать, что в последовательной RLC-цепи, обмен энергией между катушкой и конденсатором осуществляется через источник питания.
Резонанс токов
Резонанс токов возникает в цепи с параллельно соединёнными катушкой резистором и конденсатором.
Условием возникновения резонанса токов является равенство частоты источника резонансной частоте w=wр, следовательно проводимости BL=BC. То есть при резонансе токов, ёмкостная и индуктивная проводимости равны.
Для наглядности графика, на время отвлечёмся от проводимости и перейдём к сопротивлению. При увеличении частоты полное сопротивление цепи растёт, а ток уменьшается. В момент, когда частота равна резонансной, сопротивление Z максимально, следовательно, ток в цепи принимает наименьшее значение и равен активной составляющей.
Выразим резонансную частоту
Как видно из выражения, резонансная частота определяется, как и в случае с резонансом напряжений.
Явление резонанса может носить как положительный, так и отрицательный характер. Например, любой радиоприемник имеет в своей основе колебательный контур, который с помощью изменения индуктивности или емкости настраивают на нужную радиоволну. С другой стороны, явление резонанса может привести к скачкам напряжения или тока в цепи, что в свою очередь приводит к аварии.
Почему между фазой и нолем 220 В, а между фазами 380 В?
Мы знаем, что в нашей сети между фазой и нолем 220 В. Но почему тогда между двумя фазами 380 В, а не 440, например? Разбираемся в сути феномена.
Фазное и линейное напряжения
Напряжение между фазой и нолем называется фазным. На одной фазе напряжение всегда 220 В, а на ноле, соответственно, 0. Так как разница между ними составляет 220 В, то значит фазное напряжение всегда будет 220 В (в бытовой сети бывают скачки и падения, поэтому напряжение может немного меняться).
Но если фазным напряжением все предельно ясно, то с линейным не все так просто. Линейным напряжением называется напряжение между двумя фазами. Мы знаем, что оно составляется 380 В, но откуда оно получается?
Все дело в работе генератора, который генерирует электроэнергию, и установлен на подстанции. Обратите внимание на иллюстрацию ниже. Обмотки (фазы А, В и С) генератора расположены под углом 120о относительно друг друга. Внутренний индуктор или магнит (обозначенный буквами С и Ю) вращаясь, создает электромагнитное поле. Но так как фазы расположены под углом 120о относительно друг друга, то вращение индуктора по отношению к каждой фазе смещено на 1/3 цикла. В итоге, когда магнит проходит возле одной фазы, то он максимально возбуждает обмотку до 220 В, а в это же время другая фаза возбуждена лишь на -160. В данном случае линейное напряжение составит Uл = 220 — (-160) = 380 В.
Также для четырехпроводной системы проводки при соединении трехфазного генератора звездой существует такая формула: Uл = квадратный корень из 3*Uф, где Uф — это фазное напряжение, которое равняется 220 В. В итоге получаем Uл = 1,73 *220 = 380 В.
Как бы вы ни решили проводить вычисления, вы придете к показателю в 380 В.
Читайте также:
Коммутация и соединение фотоэлектрических солнечных модулей
Параллельное соединение солнечных батарей
Напряжение в цепи, соединенных параллельно солнечных батарей, будет равно напряжению одной солнечной батареи. Если вы соединяете 2 батареи, у которых при нагрузке напряжение равно 17,5 вольт, то на контроллер будет подано напряжение 17,5 вольт. Ток при таком соединении суммируется. Например, две солнечные батареи при хорошей солнечной освещенности выдают по 7А каждая, то суммарный ток на контроллер при параллельном соединении будет 14А.
Последовательное соединение солнечных батарей
Напряжение в цепи, соединенных последовательно солнечных батарей будет равно сумме напряжений солнечных батарей в данном соединении.
Если вы соединяете 2 батареи, у которых напряжение в точке максимальной мощности равно 17,5 вольт, то на контроллер будет подано напряжение 35 вольт. Ток при таком соединении будет равен току самой слабой солнечной батареи. Например, одна солнечная батарея имеет ток в точке максимальной мощности 7,5А, а другая 7,3А — ток поданный на контроллер будет равен 7,3А. Именно по этой причине не рекомендуется подключать последовательно МОНОкристаллические и ПОЛИкристаллические панели.
Солнечные батареи можно и нужно подключать последовательно-параллельно, если у вас много солнечных батарей, то вы сможете построить систему, у которой напряжения и токи будут оптимально подобраны для вашего солнечного контроллера.
Для коммутации солнечных батарей используются специальные разъемы (коннекторы) типа МС4, которые вы можете купить в интернет-магазине Реалсолар:
Коннектор МС4 универсальный
Разъемы типа МС4 для кабеля сечением 2.5, 4, 6 мм2
Коннекторы МС4-T
Разъемы для параллельного соединения солнечных батарей
Коннекторы МС4-Y
Удлиненные разъемы для параллельного соединения солнечных батарей
Коннекторы МС4-T3
Разъемы для параллельного соединения трех солнечных батарей
Сообщения не найдены
Написать отзывЧто такое напряжение? | HIOKI E.E. CORPORATION
Что такое напряжение? Эта страница предлагает легкое для понимания объяснение того, как напряжение отличается от тока, единицы измерения, в которых оно измеряется, и другую информацию.
Обзор
Перед тем, как начать использовать электронные устройства, вам необходимо хорошо разбираться в токе, сопротивлении, напряжении и связанных с ними темах. Если вы, как и большинство людей, знакомы со словами, но не имеете детального понимания основных понятий.Эта страница представляет собой легкое для понимания введение, в котором исследуется, как определяются напряжение и другие термины, как различаются ток и электрический потенциал и как можно измерить напряжение.
Что такое напряжение?
Напряжение описывает «давление», которое толкает электричество. Величина напряжения указывается единицей, известной как вольт (В), а более высокие напряжения заставляют больше электричества течь к электронному устройству. Однако электронные устройства предназначены для работы при определенных напряжениях; чрезмерное напряжение может повредить их схему.
Напротив, слишком низкое напряжение также может вызвать проблемы, не позволяя схемам работать и делая устройства, построенные вокруг них, бесполезными. Понимание напряжения и способов устранения связанных проблем необходимо для надлежащего обращения с электронными устройствами и выявления основных проблем при их возникновении.
Разница между напряжением и током
Как было сказано выше, простым описанием напряжения будет «способность вызывать прохождение электричества.«Если вы похожи на большинство людей, вам трудно представить себе, что такое напряжение, поскольку вы не можете увидеть его прямо своими глазами. Чтобы понять напряжение, вы должны сначала понять электричество.
Электричество течет как ток. Вы можете представить это как поток воды, как в реке. Вода в реках течет с гор вверх по течению к океану вниз по течению. Другими словами, вода течет из мест с большой высотой воды в места с низкой высотой воды. Электричество действует аналогично: понятие высоты воды аналогично электрическому потенциалу, и электричество течет из мест с высоким электрическим потенциалом в места с низким электрическим потенциалом.
Электричество напоминает поток воды.
Разность потенциалов между двумя точками может быть выражена как напряжение. Напряжение — это как бы «давление», которое заставляет электричество течь. В физике напряжение можно рассчитать с помощью закона Ома, который гласит, что напряжение равно сопротивлению, умноженному на ток.
Сопротивление указывает на трудности, с которыми течет электричество. Представьте себе водопровод. По мере того, как труба становится меньше, сопротивление увеличивается, и воде становится все труднее течь; при этом увеличивается сила потока.Напротив, по мере увеличения трубы вода течет легче, но сила потока уменьшается. Аналогичная ситуация и с током. Сопротивление и ток пропорциональны напряжению, а это означает, что при увеличении любого из них будет увеличиваться и напряжение.
Метод измерения напряжения
Мультиметры (мультитестеры) используются для измерения напряжения. Помимо напряжения, мультиметры могут выполнять проверку целостности цепи и измерять такие параметры, как ток, сопротивление, температуру и емкость.Мультиметры бывают как в аналоговом, так и в цифровом вариантах, но цифровые модели проще всего использовать без ошибочного считывания значений, поскольку они отображают значения напрямую.
Для измерения напряжения мультиметром вы подключаете положительный и отрицательный измерительные провода и выбираете диапазон измерения напряжения. Затем вы подключаете провода к обоим концам цепи, которую хотите измерить. При использовании аналогового тестера вы начинаете с самого большого диапазона измерения напряжения.
Если прибор не отвечает, попробуйте постепенно уменьшать диапазоны измерения, пока не достигнете диапазона, позволяющего измерять напряжение в цепи.При использовании цифрового тестера многие модели упрощают процесс измерения, автоматически регулируя диапазон измерения.
Разница между постоянным и переменным током
Возможно, вы знаете, что существует два вида тока: постоянный или постоянный и переменный или переменный. Постоянный ток течет без изменения направления, величины тока или величины напряжения. Знакомым примером этого типа тока может быть батарея. Батареи производят напряжение и ток в одном направлении.
Если вы подключите миниатюрную лампочку к батарее, она будет генерировать равномерное количество света до тех пор, пока в батарее остается заряд, и это характеристика постоянного тока. Постоянный ток течет в виде плоской или пульсирующей формы волны.
Пример сигналов постоянного тока
Напротив, переменный ток характеризуется напряжением и током, направление и величина которых периодически меняются относительно нулевого положения. Типичным примером может служить ток, подаваемый в бытовые электрические розетки.Напряжение и ток изменяются в заданном ритме в виде синусоидальной, треугольной или пульсовой волны.
Пример сигналов переменного тока
Цепь постоянного тока должна быть подключена к положительной и отрицательной клеммам аккумулятора надлежащим образом. Некоторые схемы не будут работать должным образом, если аккумулятор подключен наоборот.
Но с бытовой электрической розеткой электричество будет течь, даже если вы перевернете левый и правый контакты вилки. Поскольку электричество в переменном токе течет в обоих направлениях, величина электричества меняется момент за моментом.Эти значения известны как мгновенные значения, и их можно описать такими значениями, как максимальное значение, минимальное значение, среднее значение, размах и среднеквадратичное значение.
Используйте мультиметр, когда вам нужно измерить напряжение.
Напряжение — это показатель способности перемещать электричество. Эта концепция тесно связана с другими концепциями, такими как разность потенциалов, ток и сопротивление, поэтому важно развить общее понимание предмета. Для измерения напряжения вам понадобится мультиметр.Мультиметры просты в использовании, поэтому обязательно используйте их, когда вам нужно измерить напряжение.
Как использовать
Сопутствующие товары
Узнать больше
Напряжение — Энергетическое образование
Напряжение часто используется как сокращенное обозначение для разности напряжений , что является другим названием для разности потенциалов . Напряжение измеряет энергию, которую получит заряд, если он перемещается между двумя точками в пространстве. Единицей измерения напряжения является вольт (В), а 1 вольт = 1 Дж / Кл. [2]
Розетки и батареи имеют связанные с ними напряжения. Фактически, когда электричество доставляется на любое расстояние, между начальной и конечной точками существует напряжение (также известное как разность потенциалов). При приложении напряжения энергетически предпочтительно, чтобы электрический заряд двигался к точке самого низкого напряжения в проводе; это причудливый способ сказать, что положительный электрический заряд приобретает энергию при переходе от точки высокого напряжения к точке низкого напряжения.Отрицательный электрический заряд получит энергию от движения в другом направлении.
Чем больше напряжение, тем больше выигрыш в энергии от перемещения между двумя точками. Кроме того, чем больше заряд проходит через напряжение, тем больше кинетическая энергия, получаемая зарядом. Уравнение, которое моделирует это:
[математика] E = Q \ Delta V [/ математика]
Одна единственная точка не имеет напряжения, поскольку напряжение определяется как разность энергии между двумя точками.Напряжение всегда зависит от некоторой контрольной точки, которая определяется как 0 В. Для удобства Земля почти всегда определяется как 0 В (в классах физики 0 В часто рассматривается как потенциал в точке бесконечно удаленной, но это бесполезен в электронике). Напряжение генерирует поток электронов (электрический ток) через цепь. Специфическое название источника энергии, который создает напряжение для протекания тока, — электродвижущая сила. Это соотношение между напряжением и током задается законом Ома.
Часто бывает полезна аналогия:
Гравитационная потенциальная энергия — это энергия, которую мяч накапливает, сидя на столе. Высота, умноженная на ускорение свободного падения ( g ), дает полную энергию, которая преобразуется в кинетическую энергию, если мяч упадет с этой высоты. Электродвижущая сила — это то, что продолжает поднимать мяч и класть его обратно на стол (это то, что движет потоком мячей, падающих со стола).
Электрическая энергия — это энергия, выделяющаяся, когда заряд «падает» через разность потенциалов (напряжение).Напряжение существует независимо от того, есть заряд или нет.
Для бытового применения
Электрическая розетка в доме имеет напряжение 120 В (в Канаде и США) через два отверстия. Это напряжение присутствует всегда, и когда электрическая нагрузка становится частью цепи (например, путем подключения прибора), это напряжение заставляет ток течь по цепи.
Электрогенераторы перемещают магниты возле катушек с проводами для создания напряжения в электрической сети.
Генерация постоянного тока создает напряжения, используя энергию света в фотоэлектрических элементах или энергию химических реакций, обычно внутри батарей, и даже разницу температур с помощью термопар.Чтобы узнать больше о физике напряжения, см. Гиперфизику.
Аккумулятор на 9 В имеет напряжение 9 В. Двойные батареи A, AAA, C и D имеют напряжение (разность потенциалов) 1,5 В.
Phet Simulation
Чем больше напряжение, тем больше тока проходит через цепь. Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета. Используя приведенное ниже моделирование, исследуйте, как увеличение напряжения увеличивает ток в цепи:
Для дальнейшего чтения
Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:
Список литературы
- ↑ Это изображение предоставлено кем-то из команды.
- ↑ R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд. Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 2, сек. 2.4, с. 49-50.
Что такое напряжение »Электроника
Напряжение является одним из основных параметров, описывающих электрические условия в цепи, а вольт, который является единицей напряжения, является одним из ключевых параметров для любой электрической или электронной схемы.
Напряжение включает:
Что такое напряжение
Электрическое поле
Делитель напряжения / потенциала
Электродвижущая сила
Напряжение — это один из основных параметров, связанных с любой электрической или электронной схемой.Напряжение широко используется в спецификациях множества электрических элементов, от батарей до радиоприемников, от лампочек до бритв, и, кроме того, это ключевой параметр, который также измеряется в схемах и используется в расчетах проектирования электронных схем.
Единицей измерения напряжения или разности потенциалов является вольт, и он широко используется во всех аспектах электрических и электронных схем и проектирования электронных схем. Наряду с током и сопротивлением единица измерения напряжения важна при проектировании и реализации любой схемы.
Рабочее напряжение элемента оборудования очень важно — необходимо подключить электрические и электронные элементы к источникам питания с правильным напряжением. Подключите лампочку на 240 В к батарее на 12 В, и она не загорится, но подключите небольшое USB-устройство на 5 В к источнику питания 240 В, и будет течь слишком большой ток, и она сгорит и будет непоправимо повреждена.
Кроме того, уровни напряжения в цепи дают ключ к ее работе — если присутствует неправильное напряжение, то это может указывать на причину неисправности.Кроме того, многие электрические и электронные компоненты имеют максимальное рабочее напряжение, поэтому очень важно соблюдать их спецификации.
По этим и многим причинам электрическое напряжение является ключевым параметром, и знание его значения может быть ключевым требованием в любых обстоятельствах.
Основы напряжения
Напряжение можно рассматривать как давление, которое заставляет заряженные электроны течь в электрической цепи. Этот поток электронов представляет собой электрический ток, который течет
Напряжение, показанное в простой схемеЕсли положительный потенциал помещен на один конец проводника, то он будет притягивать к нему отрицательные заряды, потому что разные заряды притягиваются.Чем выше потенциал притяжения зарядов, тем сильнее притяжение и больше ток.
Чем выше разность потенциалов напряжения, тем больше притяжение электронов и больше ток.По сути, напряжение — это электрическое давление, и оно измеряется в вольтах, что может быть представлено буквой V.
Обычно буква V используется для обозначения вольт в уравнении, подобном закону Ома, но иногда может использоваться буква E — это означает ЭДС или электродвижущую силу.
Чтобы получить представление о том, что такое напряжение и как оно влияет на электрические и электронные схемы, часто полезно в качестве основной аналогии подумать о воде в трубе, возможно, даже о водопроводной системе в доме. Резервуар для воды расположен высоко, чтобы обеспечить давление (напряжение), чтобы заставить воду течь (ток) по трубам. Чем больше давление, тем выше расход воды.
Алессандро Вольта
Единицей измерения напряжения или электрического потенциала является вольт, названный в честь Алессандро Вольта, итальянского физика, жившего между 1745 и 1827 годами.
Записка на Алессандро Вольта:
Алессандро Вольта был одним из пионеров динамического электричества. Исследуя основные свойства электричества, он изобрел первую батарею и продвинул понимание электричества.
Подробнее о Алессандро Вольта.
Разница потенциалов
Электрический потенциал или напряжение — это мера электрического давления, которое может заставить ток в цепи.Полезное сравнение для этих целей — простая система, содержащая воду, такую как резервуар для воды с присоединенной трубой и вода, проходящая через полуоткрытый кран. Чем выше уровень воды над краном, тем больше давление нагнетает воду через трубу и через полуоткрытый кран. Чем больше давление воды, тем больше воды будет проходить через систему при заданном уровне сопротивления в системе.
Чем выше уровень воды, тем больше давление, заставляющее воду проходить через систему.Аналогично электрической системе, чем выше электрическое давление или разность потенциалов в секции системы, тем большее количество воды пройдет через систему в течение заданный уровень электрического сопротивления.
Чем выше электрическое давление или напряжение, тем выше ток для данного уровня сопротивления. Можно видеть, что повышение давления воды увеличивает поток. Для электрической цепи повышение электрического потенциала или напряжения увеличивает протекающий ток.
Рассматривая аналогию с водяной системой как объяснение разности потенциалов, стоит помнить, что это только базовая аналогия, и между резервуаром для воды и электрической цепью есть некоторые фундаментальные различия, особенно с точки зрения того факта, что что электрическая цепь именно такая, а система водоснабжения — нет.Однако он служит хорошей иллюстрацией концепции давления и электрического потенциала в понятной манере.
Что такое вольт: единица напряжения
Основной единицей измерения напряжения является вольт, названный в честь итальянского ученого Алессандро Вольта, который сделал несколько первых батарей и провел множество других экспериментов с электричеством.
Определение напряжения:
Стандартная единица измерения напряжения или разности потенциалов и электродвижущей силы в Международной системе единиц (СИ) формально определяется как разность электрических потенциалов между двумя точками проводника, по которому проходит постоянный ток в один ампер, когда мощность рассеивается. между этими точками равен одному ватту.
Чтобы получить представление о возможных напряжениях, радиостанция CB обычно работает от источника питания около 12 В (12 В). Элементы, используемые в бытовых батареях, имеют напряжение около 1,5 вольт. Перезаряжаемые никель-кадмиевые элементы имеют немного меньшее напряжение 1,2 В, но обычно могут использоваться взаимозаменяемо с неперезаряжаемыми типами.
В других областях могут встречаться напряжения намного меньшие и намного большие, чем это. Входной сигнал аудиоусилителя будет меньше указанного, а напряжения часто будут измеряться в милливольтах (мВ) или тысячных долях вольта.Сигналы на входе в радиоприемник даже меньше этого и часто измеряются в микровольтах (мкВ) или миллионных долях вольта.
С другой стороны, можно услышать о гораздо более высоких напряжениях. Электронно-лучевые трубки в телевизионных или компьютерных мониторах требуют напряжения в несколько киловольт (кВ) или тысяч вольт, а даже большие напряжения в миллионы вольт или мегавольт (MV) можно услышать в связи с такими темами, как молния.
ЭДС и ПД
При работе с напряжениями часто встречаются два термина: электродвижущая сила, ЭДС и разность потенциалов, PD.Эти термины имеют много общего, но также имеют некоторые ключевые и очень важные различия.
И ЭДС, и напряжение используют одну и ту же единицу — вольт, но термины обозначают разные.
Как измерить напряжение
Одним из ключевых параметров, которые необходимо знать в любой электрической или электронной схеме, является напряжение. Существует несколько способов измерения напряжения, но одним из наиболее распространенных является использование мультиметра. Можно использовать как аналоговые, так и цифровые мультиметры, но в наши дни чаще всего используются цифровые мультиметры, поскольку они более точны и доступны по очень разумным ценам.
Примечание по измерению напряжения мультиметром:
Напряжение — один из ключевых параметров, который необходимо знать в любой электрической или электронной схеме. Напряжение можно легко измерить с помощью аналогового или цифрового мультиметра, где очень легко снять точные показания.
Подробнее о как измерить напряжение.
Напряжение — это одна из трех основных электрических единиц наряду с током и сопротивлением.Напряжение играет ключевую роль в процессе проектирования электронных схем, а также любых электрических цепей. Соответственно, он используется практически во всех процессах проектирования и является параметром, связанным с очень многими электрическими и электронными компонентами.
Дополнительные концепции и руководства по основам электроники:
Voltage
Текущий
Мощность
Сопротивление
Емкость
Индуктивность
Трансформеры
Децибел, дБ
Законы Кирхгофа
Q, добротность
РЧ шум
Вернуться в меню «Основные понятия электроники».. .
Основные определения — напряжение | Определенный электрический
Напряжение между двумя точками — это краткое название электрической силы, которая будет управлять электрическим током между этими точками. В частности, напряжение равно энергии на единицу заряда. В случае статических электрических полей напряжение между двумя точками равно разности электрических потенциалов между этими точками. В более общем случае с электрическими и магнитными полями, которые меняются со временем, эти термины больше не являются синонимами.
Электрический потенциал — это энергия, необходимая для перемещения единичного электрического заряда в определенное место в статическом электрическом поле.
Напряжение можно измерить вольтметром. Единица измерения — вольт.
Определение
Напряжение между двумя концами пути — это полная энергия, необходимая для перемещения небольшого электрического заряда по этому пути, деленная на величину заряда. Математически это выражается как линейный интеграл электрического поля и временной скорости изменения магнитного поля вдоль этого пути.В общем случае при определении напряжения между двумя точками необходимо учитывать как статическое (неизменное) электрическое поле, так и динамическое (изменяющееся во времени) электромагнитное поле.
Исторические определения
Исторически эту величину также называли «натяжением» и «давлением». Давление сейчас устарело, но натяжение все еще используется, например, во фразе «High Tension» (HT), которая обычно используется в электронике на основе термоэмиссионных клапанов (вакуумных трубок).
Гидравлическая аналогия
Простая аналогия электрической цепи — вода, протекающая по замкнутому контуру трубопроводов, приводимая в движение механическим насосом.Это можно назвать водяным контуром. Разница напряжений между двумя точками соответствует разнице давления воды между двумя точками. Если существует разница в давлении воды между двумя точками, то поток воды (из-за насоса) из первой точки во вторую сможет выполнять работу, например приводить в движение турбину. Точно так же работа может выполняться с помощью электрического тока, вызываемого разностью напряжений из-за электрической батареи: например, ток, генерируемый автомобильной батареей, может приводить в действие стартер в автомобиле.Если насос не работает, он не создает перепада давления, и турбина не вращается. Точно так же, если автомобильный аккумулятор разряжен, он не включит стартер.
Эта аналогия с потоком воды — полезный способ понять несколько электрических концепций. В такой системе работа по перемещению воды равна давлению, умноженному на объем перемещенной воды. Точно так же в электрической цепи работа, выполняемая по перемещению электронов или других носителей заряда, равна «электрическому давлению» (старый термин для обозначения напряжения), умноженному на количество перемещенного электрического заряда.Напряжение — удобный способ измерения работоспособности. Что касается «потока», чем больше «разница давления» между двумя точками (разность напряжений или разность давлений воды), тем больше поток между ними (электрический ток или поток воды).
Простые приложения
Обычное использование (что «напряжение» обычно означает «разность напряжений») теперь возобновлено. Очевидно, что при использовании термина «напряжение» в сокращенном смысле необходимо четко понимать две точки, между которыми определяется или измеряется напряжение.При использовании вольтметра для измерения разности напряжений один электрический провод вольтметра должен быть подключен к первой точке, а другой — ко второй точке.
Напряжение между двумя указанными точками
Обычно термин «напряжение» используется для определения того, сколько вольт падает на электрическое устройство (например, резистор). В этом случае «напряжение» или, точнее, «падение напряжения на устройстве» можно с пользой понимать как разницу между двумя измерениями.При первом измерении используется один электрический провод вольтметра на первой клемме устройства, а другой провод вольтметра подключен к земле. Второе измерение аналогично, но с первым проводом вольтметра на втором выводе устройства. Падение напряжения — это разница между двумя показаниями. На практике падение напряжения на устройстве можно измерить напрямую и безопасно с помощью вольтметра, изолированного от земли, при условии, что максимальное допустимое напряжение вольтметра не будет превышено.
Две точки в электрической цепи, которые соединены «идеальным проводником», то есть проводником без сопротивления и вне изменяющегося магнитного поля, имеют нулевую разность напряжений. Однако другие пары точек также могут иметь нулевую разность напряжений. Если две такие точки соединить проводником, ток через соединение не будет протекать.
Сложение напряжений
Напряжение между A и C — это сумма напряжения между A и B и напряжения между B и C.Различные напряжения в цепи можно вычислить, используя законы Кирхгофа для цепей.
Когда говорят об переменном токе (AC), существует разница между мгновенным напряжением и средним напряжением. Мгновенные напряжения могут быть добавлены для постоянного тока (DC) и переменного тока, но средние напряжения могут быть добавлены осмысленно только тогда, когда они применяются к сигналам, которые имеют одинаковую частоту и фазу.
Измерительные приборы
К приборам для измерения разницы напряжений относятся вольтметр, потенциометр и осциллограф.Вольтметр измеряет ток через постоянный резистор, который, согласно закону Ома, пропорционален разности напряжений на резисторе. Потенциометр работает путем уравновешивания неизвестного напряжения с известным напряжением в мостовой схеме. Электронно-лучевой осциллограф работает за счет усиления разности напряжений и использования ее для отклонения электронного луча от прямого пути, так что отклонение луча пропорционально разности напряжений.
Позвоните в Defined Electric по телефону 505-269-9861 или напишите по электронной почте одному из наших квалифицированных электриков в Альбукерке сегодня, чтобы получить бесплатную смету для вашего следующего электрического проекта.Напряжение батареи | PVEducation
Напряжение батареи — это основная характеристика батареи, которая определяется химическими реакциями в батарее, концентрацией компонентов батареи и поляризацией батареи. Напряжение, рассчитанное из условий равновесия, обычно называют номинальным напряжением батареи. На практике номинальное напряжение аккумулятора не может быть легко измерено, но для практических аккумуляторных систем (в которых перенапряжения и неидеальные эффекты низкие) напряжение холостого хода является хорошим приближением к номинальному напряжению аккумулятора.
Поскольку электрический потенциал (напряжение) от большинства химических реакций составляет порядка 2 В, в то время как напряжение, требуемое нагрузкой, обычно больше, в большинстве батарей многочисленные отдельные аккумуляторные элементы соединены последовательно. Например, в свинцово-кислотных аккумуляторах каждая ячейка имеет напряжение около 2 В. Шесть элементов соединены и образуют типичную свинцово-кислотную батарею на 12 В.
Изменение напряжения при разрядке
Из-за эффектов поляризации напряжение аккумулятора при протекании тока может существенно отличаться от равновесного напряжения или напряжения холостого хода.Ключевой характеристикой аккумуляторной технологии является изменение напряжения аккумулятора в условиях разряда как из-за эффектов равновесной концентрации, так и из-за поляризации. Кривые разряда и зарядки аккумулятора показаны ниже для нескольких различных систем аккумуляторов. Кривые разряда и заряда не обязательно симметричны из-за наличия дополнительных реакций, которые могут иметь место при более высоких напряжениях, встречающихся при зарядке.
Рисунок: Изменение напряжения в зависимости от степени заряда для нескольких различных типов батарей.
Напряжение отключения
Во многих типах аккумуляторов, включая свинцово-кислотные, аккумулятор не может быть разряжен ниже определенного уровня, или это может привести к необратимому повреждению аккумулятора. Это напряжение называется «напряжением отключения» и зависит от типа батареи, ее температуры и скорости разряда батареи.
Измерение уровня заряда на основе напряжения
Хотя снижение напряжения аккумулятора при разряде является отрицательным аспектом аккумуляторов, который снижает их эффективность, одним практическим аспектом такого снижения, если оно является приблизительно линейным, является то, что при данной температуре аккумулятор может использоваться для приблизительного определения состояния. заряда батареи.В системах, где напряжение батареи не является линейным в некотором диапазоне состояния заряда батареи или в которых есть быстрые изменения напряжения с BSOC, будет труднее определить BSOC и, следовательно, будет труднее заряжать. Однако система аккумуляторов, которая поддерживает более постоянное напряжение со скоростью разряда, будет иметь высокий КПД по напряжению и ее будет легче использовать для управления нагрузками, чувствительными к напряжению.
Влияние температуры на напряжение
Напряжение батареи будет увеличиваться с увеличением температуры системы и может быть рассчитано по уравнению Нернста для равновесного напряжения батареи.
Что такое постоянное напряжение? — Sunpower UK
Что такое постоянное напряжение?
Драйвер постоянного напряжения предназначен для поддержания постоянного уровня напряжения во время работы независимо от колебаний тока. Например, RS-25-5 Sunpower может обеспечивать 5 В / 0 ~ 5 А, выходное напряжение остается постоянным на уровне 5 В, в то время как выходной ток варьируется от 0 ~ 5 А в зависимости от условий нагрузки. Если источник питания с постоянным напряжением превышает 5 А (номинальный ток), источник питания переходит в режим защиты от перегрузки (работает от 105 ~ 150% номинальной выходной мощности).
Источник постоянного напряжения обеспечивает постоянное напряжение на нагрузке независимо от колебаний или изменений сопротивления нагрузки. Для этого источник должен иметь внутреннее сопротивление, которое очень мало по сравнению с сопротивлением нагрузки, которую он питает.
Рисунок 1: Идеальное поведение при постоянном напряжении
Вот некоторые характеристики идеального источника постоянного напряжения:
- Нулевое внутреннее сопротивление
- Поддержание одинакового напряжения независимо от изменения величины тока, потребляемого нагрузкой,
- Нет тока, когда цепь не нагружена (разомкнута).
Как работает источник постоянного напряжения
Чтобы источник напряжения обеспечивал постоянное напряжение, он должен иметь очень низкое внутреннее сопротивление, предпочтительно нулевое, даже если это практически невозможно. Когда сопротивление очень низкое и используется правило делителя напряжения, большая часть напряжения будет падать на нагрузку, которая имеет более высокое сопротивление. Когда внутреннее сопротивление намного ниже сопротивления нагрузки, так что им можно пренебречь, выход источника питания приближается к идеальному постоянному напряжению.
Рисунок 2 Идеальный источник напряжения с нулевым сопротивлением Изображение
В идеальном источнике напряжения сопротивление должно быть нулевым, и все напряжение падает на сопротивление нагрузки. Однако идеальный источник напряжения обычно практически невозможен, и типичный источник напряжения все равно будет иметь некоторую форму внутреннего сопротивления.
Источники постоянного напряжения
Обычными источниками постоянного напряжения являются аккумуляторные батареи и регулируемые источники питания.Однако батареи не могут обеспечивать постоянное напряжение в течение длительного времени, и их необходимо перезаряжать или заменять после разрядки. Кроме того, для схемы могут потребоваться другие уровни напряжения, отличные от того, что обеспечивают батареи. В таком случае для регулирования напряжения используются схема преобразования напряжения и регулятор.
Существуют различные способы получения постоянного напряжения в источниках питания или когда входное напряжение выше выходного. Некоторые из методов получения постоянного напряжения включают использование делителя напряжения, последовательного транзистора, стабилитрона или комбинации стабилитрона и переключающего устройства, такого как транзистор или триристор.Кроме того, для обеспечения более стабильного выхода лучше, чем дискретные компоненты, может использоваться ИС регулятора напряжения. SMPS используются для обеспечения более стабильных и эффективных постоянных напряжений. По сравнению с линейными регуляторами, ИИП лучше, но дороже.
Постоянное напряжение обычно используется в цепях, которые требуют постоянного напряжения для их эффективной работы. Например, драйверы постоянного напряжения используются для параллельного освещения светодиодных лент из-за конструкции схемы, которая обеспечивает наиболее сбалансированный ток по независимым выходным каналам.
Как перенапряжение влияет на электромагнитные клапаны
Каждый электромагнитный клапан имеет номинальное напряжение срабатывания, которое обычно основано на обычных напряжениях источника питания, таких как 12 В постоянного тока, 24 В постоянного тока, 110 В переменного тока или 220 В переменного тока. Номинальное напряжение обычно напечатано где-нибудь на корпусе клапана или катушке и представляет собой напряжение, необходимое для приведения в действие (смещения) клапана. Подача напряжения ниже номинального приведет к пониженному напряжению и может привести к более медленному времени отклика во включенном состоянии или к тому, что клапан не сработает совсем.Приложение напряжения, превышающего номинальное, приведет к перенапряжению, что может привести к более быстрому срабатыванию клапана во включенном состоянии. Однако чрезмерное перенапряжение может необратимо повредить катушку.
Номинальное и номинальное напряжение
Большинство электромагнитных клапанов также имеют диапазон номинального напряжения, например +/- 10% от номинального напряжения. Например, номинальное напряжение 12 В постоянного тока +/- 10% позволит подать напряжение от 10,8 до 13,2 В постоянного тока на соленоид и при этом обеспечить нормальную работу клапана.
Плюсы и минусы электромагнитного клапана перенапряжения
Диаграмма 1. Процентное номинальное напряжение и мощность в зависимости от времени отклика для EV-3M-12
Некоторые заказчики намеренно повышают напряжение на соленоидных клапанах, оставаясь в пределах номинального диапазона напряжения, чтобы получить более быстрое время отклика. Хотя это не повредит соленоид, при этом нужно понимать несколько вещей.
ПРЕИМУЩЕСТВА:
- Время отклика «Вкл.» Будет уменьшаться при увеличении напряжения (см. Таблица 1 ).
ОТВОДЫ:
- Время отклика «Выкл.» Будет увеличиваться с увеличением напряжения.
- Требуемая мощность будет увеличиваться с увеличением напряжения (см. диаграмма 1 ).
- Из-за увеличения энергопотребления увеличится и выработка тепла.
Клапаны Clippard и защита от перенапряжения
Многие клапаны Clippard действительно допускают значительное перенапряжение. Наши клапаны серии EV, например, рассчитаны на 90–150% номинального напряжения (, таблица 1, ), как и наши клапаны серии 2013 года (, таблица 2, ).Наши клапаны серии DV рассчитаны на 95–125% номинального напряжения (, таблица 3, ), а наши стопорные клапаны NIV рассчитаны на 100–120% номинального напряжения (, таблица 4, ). Это позволяет клиентам ускорить время отклика, если этого требует их приложение.
| Стол 1 Диапазон номинального напряжения катушки EV / ET | Стол 2 2013 Диапазоны номинального напряжения катушки | |||
| Соленоид | Рабочий диапазон | Соленоид | Рабочий диапазон | |
| 0.8 В постоянного тока | 0,7 — 1,2 В постоянного тока | 6 В постоянного тока | 5,4 — 9,0 В постоянного тока | |
| 1,4 В постоянного тока | 1,3 — 2,1 В постоянного тока | 12 В постоянного тока | 10,8 — 18,0 В постоянного тока | |
| 3 В постоянного тока | 2,7 — 4,5 В постоянного тока | 24 В постоянного тока | 21,5 — 36,0 В постоянного тока | |
| 5 В постоянного тока | 4.5 — 7,5 В постоянного тока | |||
| 5,7 В постоянного тока | 5,1 — 8,5 В постоянного тока | |||
| 6 В постоянного тока | 5,4 — 9,0 В постоянного тока | |||
| 9 В постоянного тока | 8,1 — 14,0 В постоянного тока | |||
| 12 В постоянного тока | 10.8 — 18,0 В постоянного тока | |||
| 15,5 В постоянного тока | 14,0 — 23,0 В постоянного тока | |||
| 18 В постоянного тока | 16,0 — 27,0 В постоянного тока | |||
| 24 В постоянного тока | 21,5 — 36,0 В постоянного тока | |||
| Стол 3 Диапазоны номинального напряжения катушки DV | Стол 4 Номинальные диапазоны напряжения катушки NIV | |||
| Соленоид | Рабочий диапазон | Соленоид | Рабочий диапазон | |
| 12 В постоянного тока | 11.4 — 15,0 В постоянного тока | 12 В постоянного тока | 12,0 — 14,4 В постоянного тока | |
| 24 В постоянного тока | 22,8 — 30,0 В постоянного тока | 24 В постоянного тока | 24,0 — 28,8 В постоянного тока | |
