Sensor de tensión CA para 250 V. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
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Los sensores de corriente y tensión se utilizan con mayor frecuencia para medir corrientes y tensiones alternas a una frecuencia industrial de 50 Hz. El uso para estos fines de sensores de corriente y tensión con aislamiento galvánico basado en el efecto Hall de LEM, que es el monopolista en este ámbito, no es práctico debido a las grandes corrientes de entrada para los sensores de tensión (10...20 mA), gran error del orden del 1% de los valores superiores de escala, complejidad y alto costo [1]. La ventaja de los sensores que utilizan el efecto Hall es la capacidad de medir corrientes y voltajes constantes.
La forma más adecuada de medir corrientes y tensiones alternas es utilizar transformadores de corriente y tensión con un circuito electrónico de procesamiento de señales fácil de usar. El transformador convierte el voltaje en todo el rango con el mismo error, ya sean cientos de voltios o unidades de microvoltios. La potencia de la señal de un transformador del tamaño mínimo factible es varios órdenes de magnitud mayor que la potencia de la señal del sensor Hall. Esto permite implementar sensores de tensión con una corriente de entrada de 1 mA y sensores de corriente con una escala de 0,5 A y un error de 0,1...0,5%.
Al medir corrientes y tensiones alternas con sensores basados en el efecto Hall, el error se puede reducir significativamente cortando el componente directo con un condensador, pero esto complica aún más el sensor y no es práctico.
En el sensor de tensión propuesto, para simplificar el diseño y reducir las dimensiones, en lugar de un transformador de tensión se utiliza un transformador de corriente con resistencia adicional (Fig. 1).
El sensor tiene las siguientes características:
- Tensión de entrada ....... 0...250 V
- Corriente de entrada (a un voltaje de 250 V) ....... 1 mA
- Corriente de salida (a un voltaje de 250 V) ....... 5 mA
- Resistencia de carga......0...1 kOhm
- Error del valor medido en el rango de medición de 25 V a 250 V... no más del 0,1%
- Tensión de alimentación......±15 V
La resistencia adicional consta de tres resistencias R1R3 y determina la corriente de entrada del sensor. La resistencia R1 tiene una precisión con un error del 0,5%, las resistencias R2, R3 se utilizan para seleccionar el valor de la resistencia adicional, la selección se realiza cortocircuitando las resistencias R2, R3.
La potencia máxima disipada por las resistencias R1R3 no supera los 0,25 W. El principal error está determinado por la precisión de la selección de las resistencias R1-R3. El error adicional está determinado por el TKS de las resistencias R1-R3.
La señal del devanado secundario 3 del transformador T1 se envía a la entrada del amplificador operacional A1. Para eliminar la magnetización residual del núcleo y mejorar la respuesta de frecuencia, el amplificador está cubierto por retroalimentación de flujo magnético negativo. La señal de salida A1 crea una corriente de salida en el devanado 2, lo que crea un flujo magnético en el núcleo igual en magnitud y de dirección opuesta al flujo magnético creado por la corriente de entrada.
El sensor tiene una salida de corriente (la corriente de salida no depende de la resistencia de carga):
Iout=IinW1/W3,
donde W1 es el número de vueltas del devanado 1, W3 es el número de vueltas del devanado 3.
El núcleo del transformador está formado por placas en forma de L y tiene unas dimensiones de 30×22×5 mm (5 mm es el espesor del conjunto). Los devanados 1 y 2 contienen cada uno 2000 vueltas de cable PEV-0,1, el devanado 3 contiene 400 vueltas de cable PEV-0,2.
La figura 2 muestra una versión del sensor con una salida de corriente rectificada.
El sensor tiene las siguientes características:
- Tensión de entrada ....... 0...250 V
- Corriente de entrada (a un voltaje de 250 V) ....... 1 mA
- Corriente de salida (rectificada, valor pico) ....... 10 mA
- Resistencia de carga...0...620 ohmios
- Error del valor medido en el rango de medición de 25 V a 250 V... no más del 0,5%
- Tensión de alimentación......±15 V
La señal alterna de la resistencia R4 se suministra a la entrada de un rectificador de precisión ensamblado utilizando un amplificador operacional A2 y diodos V1, V2 según un circuito estándar. Las señales de los diodos V1, V2 se suministran a las entradas del convertidor de voltaje a corriente ensamblado en el amplificador operacional A3 y el transistor M3. Para que la corriente de salida sea independiente de la resistencia de la carga, es necesario cumplir la igualdad R11/R9=R12/R10. El ajuste del sensor consiste en configurar el valor de la corriente de salida a una corriente de entrada de 1 mA seleccionando el valor de la resistencia R4.
Literatura:
- Folleto de la firma "LEM".
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Las enzimas secretadas por bacterias se utilizan como catalizadores en este proceso. El problema es que las enzimas son muy sensibles al entorno químico y, cuando cambia, dejan de funcionar. En este caso, el proceso de formación de combustible se ralentiza considerablemente. Los experimentos realizados en el laboratorio han demostrado que el uso de estas enzimas como catalizador aumenta la eficiencia de producción de combustible en 18 veces.
Los científicos pudieron aumentar la eficiencia de la electrólisis ajustando las condiciones de la solución para cambiar el entorno local de las enzimas.
"Las enzimas han evolucionado durante millones de años para ser extremadamente eficientes y selectivas, y son excelentes para la producción de combustible porque no tienen subproductos no deseados", dicen los científicos.
Gracias al método propuesto de utilizar dióxido de carbono, los científicos ofrecen una solución a varios problemas a la vez. En primer lugar, de esta manera es posible reducir la cantidad de gases de efecto invernadero, resolviendo el problema del calentamiento global. No hay necesidad de gastar recursos en capturar y almacenar dióxido de carbono, que es bastante costoso. Al mismo tiempo, se resuelve el problema de la producción de combustible, que es muy importante, y no se daña el medio ambiente durante su producción.
El hecho de que los científicos hayan podido seleccionar los parámetros ambientales necesarios para el proceso de electrólisis y acelerarlo con la ayuda de catalizadores enzimáticos da esperanzas de que el método propuesto para obtener combustible se aplique en la práctica.
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