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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Indicador para conectar aparatos eléctricos a una red de 220 V. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Indicadores, sensores, detectores escribo siguiendo los pasos Publicación en el nº 12 "Electricidad" [1]. Me di cuenta de la importancia de este tema recientemente, cuando mi familia se olvidó de apagar la estufa eléctrica por la mañana y, por la noche, el medidor de electricidad "torció" la energía por 3 UAH adicionales. El esquema en [1] es muy simple, pero ha suscitado tales objeciones. 1. En las casas modernas, el cableado eléctrico está oculto en la pared. ¿Dónde está ubicada esta entrada al apartamento? Probablemente en el lugar más inconveniente. 2. Bueno, si hay un transformador en la casa. De lo contrario, debe comprarlo y esta pieza no es barata (y no todos los transformadores sirven). 3. El apartamento cuenta con electrodomésticos que están constantemente encendidos. Algunos se encienden de vez en cuando (frigorífico), otros funcionan constantemente (reloj electrónico, termómetro electrónico). Qué hacer con ellos? 4. Si olvidó apagar la bombilla de la despensa con una potencia de 25 W, por la noche el gasto adicional será de unos pocos centavos. ¿Necesito establecer un indicador para esto? 5. Los equipos de radio que no están apagados se recuerdan a sí mismos con un sonido, por lo que es difícil no notarlo. 6. La única instalación eléctrica que necesita estar equipada con un indicador de conexión es una estufa eléctrica. Aquí es donde debes colocar el indicador de conexión. El indicador de conexión más simple es una luz de neón o un indicador LED conectado a los cables de red después del interruptor. Si el interruptor está apagado, los dispositivos indicados no se encienden. Pero hay muchos interruptores de este tipo en la estufa eléctrica y están instalados en lugares de difícil acceso (desde el interior). Por tanto, es necesario instalar un sensor de consumo de corriente. Por lo general, se trata de una resistencia de baja resistencia (para no consumir mucha energía de la red), que se incluye en la rotura de uno de los cables de la red. Ahora hagamos algunos cálculos. Con una potencia mínima (aproximadamente 100 W), la estufa eléctrica consume de la red una corriente de 0,5 A. Cuando se utiliza una resistencia de 1 ohmio, se liberan 0,25 W de potencia. Pero con una corriente eléctrica máxima de 30 A (todos los quemadores están encendidos), se liberarán 900 W de potencia en esta resistencia a un voltaje de 30 V a través de la resistencia. Y esta es una parte sólida del consumo de la estufa, que se desperdicia. Por lo tanto, es necesario limitar de alguna manera el voltaje a través de la resistencia. Los potentes diodos VD1, VD2 son perfectos para este propósito, desviando la resistencia R1 en dirección directa e inversa (Fig. 1).
Con una corriente a través de una resistencia de 0,5 A, la caída de voltaje a través de ella es de 0,5 V, y a este voltaje, los diodos de silicio VD1 y VD2 están bloqueados. A medida que aumenta el voltaje a través de la resistencia, los diodos se abren gradualmente y entran en saturación con un voltaje directo de aproximadamente 0,8 ... 1 V (Fig. 2).
Los diodos comienzan a liberar energía, se calientan y, como puede verse en las características de la Fig. 2, el voltaje a través de ellos disminuye. Por tanto, los diodos se convierten en limitadores de tensión ideales. Junto con los diodos, también se calienta la resistencia R1. El termistor R2 está aislado eléctricamente de R1, pero conectado mecánicamente a él y, por tanto, también se calienta. Una línea de comunicación (cable telefónico) se extiende desde R2 hasta el indicador real (resaltado por una línea de puntos y guiones en la Fig. 1). El divisor R4, R2, R3 en el circuito base del transistor VT1 está diseñado de modo que a una temperatura normal del termistor R2, el transistor VT1 esté bloqueado y el LED HL1 esté apagado. Cuando se calienta el termistor R2, el transistor se abre y el LED se enciende, lo que indica que la carga está encendida. Se utiliza una celda galvánica como fuente de energía. Si el LED simplemente se enciende, es posible que esto no atraiga la atención de una persona que sale del apartamento. En el circuito de la Fig. 3 (solo se muestra el indicador en sí), se instala un generador de baja frecuencia en elementos digitales CMOS Y NO DD1.
A una temperatura normal del termistor R2, el divisor R2R3 proporciona un voltaje en la entrada 1 del elemento DD1.1 por debajo de la mitad del voltaje de suministro, por lo tanto este elemento está cerrado, en su salida 3 hay un registro "1", respectivamente , en la salida 4 del elemento DD1.2 - log "0 ". El transistor VT1 está cerrado y el LED HL1 está apagado. Cuando se calienta el termistor R2, el voltaje en el divisor R2 / R3 excede la mitad del voltaje de suministro, el generador arranca a una frecuencia de aproximadamente 1 Hz. A esta frecuencia, el LED comienza a parpadear. Con una carga pesada (corriente de carga de hasta 15-20 A), comienzan a liberarse alrededor de 1 vatios de potencia en los diodos VD2, VD10. Por lo tanto, los diodos deben colocarse en los radiadores, lamentablemente cada uno en su propio radiador. Cada transistor se puede convertir en un diodo poniendo en cortocircuito el colector y la base. Usando transistores de diferentes tipos de conductividad (como se muestra en la Fig. 4), se puede realizar el mismo par de diodos, pero como los colectores de los transistores están conectados entre sí, se puede prescindir de un disipador de calor.
El cálculo más sencillo de un radiador para una potencia de 20 W se puede realizar según el método [2]. Además del acoplamiento térmico entre el elemento de medición R1 y el indicador, también se puede utilizar el acoplamiento óptico. Pero para el funcionamiento del elemento emisor de luz no es suficiente una tensión del orden de 1 V, que se libera en el elemento de medición. Es necesario aumentar la resistencia de la resistencia R1 a al menos 5-6 ohmios, de modo que con una corriente de 0,5 A la caída de voltaje sea de 2,5-3 V. Pero luego, para limitar el voltaje en R1, es necesario Instale dos ramas de tres diodos. En lugar de diodos, se pueden utilizar tiristores (Fig. 5).
Los tiristores VS5, VS1 del tipo KU2 indicado en la Fig. 202 se activan a un voltaje en los electrodos de control del orden de 4 ... medio ciclo de la tensión de red, "destellos" de 8 ... 2 V son Estos "destellos" activan el diodo transmisor del optoacoplador de transistor UB1. El transistor receptor del optoacoplador se abre y el LED HL2 se enciende (en modo dinámico). En todos los esquemas descritos anteriormente, el indicador funcionaba con una celda galvánica. Si el elemento tiene "hambre", es posible que el indicador no funcione. La Fig. 6 muestra la conexión directa del indicador al elemento de medición R1 (para el circuito de la Fig. 5, para otros circuitos esta conexión no funciona). En este caso, el indicador está bajo tensión de red. Para reducir el peligro, el elemento de medición debe incluirse en la rotura del cable neutro de la red.
Literatura:
Autor: I. N. Proksin
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