Последние новости
17.08.2017
Регуляторы электрического света
Автор: Melkor    04.10.2010 07:53   
(1 Проголосовало)

Регуляторы электрического света

 

В последнее время в быту получили широкое распространение различного рода регуляторы изменения яркости свечения ламп в настольных лампах, бра и люстр Использование регуляторов яркости света позволяет снизить утомляемость глаз, и тем самым сберечь зрение, за счет подбора приемлемого освещения ночью для различного рода деятельности, как-то чтения книги, просмотра телепередачи или отдыха.
Наибольшее распространение получили конденсаторные и тирис-торные регуляторы яркости свечения ламп. Основной отличительной особенностью конденсаторых регуляторов от тиристорных является то, что они не создают радиопомех радиоэлектронной аппаратуре. В то время как при малейшей неисправности тиристорных регуляторов возникают мощные радиопомехи, нарушающие нормальную работу радиоэлектронной аппаратуры.
При изготовлении ночника необязательно использовать мощные габаритные лампы накаливания, вполне приемлемыми в этом случае являются миниатюрные лампы накаливания, используемые для подсветки шкал или в карманных электрических фонариках. Такие лампы накаливания проще всего питать от сети через гасящий конденсатор. Как известно конденсатор обладает емкостным сопротивлением, которое можно подсчитать по формуле:

Из приведенной формулы видно, что с увеличением емкости конденсатора его емкостное сопротивление уменьшается. Например, при емкости конденсатора 10 мкФ (10~5 Ф) его сопротивление составит:

Гасящий конденсатор включают последовательно с лампой накаливания, а параллельно сетевой вилке или самому конденсатору включают резистор большого сопротивления R1 (рис. 1.81). Резистор R1 необходим для разрядки конденсатора через цепь резистор-лампа после выключения ночника из сети.


Подсчитать емкость гасящего конденсатора для питания лампочки, рассчитанной на напряжение Uл 6,3 В и ток  I — 0.22 А от сеги Uc - 220 В и, можно,  исходя из последовательного соединения  элементов и закона Ома.
Допустим, что мы хотим питать лампочку через гасящий резистор. Величина сопротивления гасящего резистора определится по формуле:


Если же теперь взять вместо гасящего резистора конденсатор, то последний должен иметь емкосгное сопротивление, равное сопротивлению резистора Хс =R, и его емкость определится из формулы:

Так как Хс =R, то после подстановки исходных данных в приведенную формулу величина емкости гасящего конденсатора будет следующей:


Конденсатора такого номинала нет, поэтому гасящий конденсатор следует составить из двух параллельно соединенных конденсаторов, одного 2 мкФ и одного 1 мкФ (2 мкФ + 1 мкФ). При отсутствии таких номиналов конденсаторов, требуемую емкость можно получить в результате параллельного соединения нескольких конденсаторов меньшей емкости, но дающих в сумме требуемую величину емкости.
При этом конденсаторы должны быть на номинальное напряжение не ниже 400 В и желательно типа МБГЧ. Ночник с использованием миниатюрной лампочки на 6,3 В можно оформить по-разному, все зависит от фантазии домашнего электрика. Патрон для миниатюрной лампочки может быть промышленного изготовления, а при его отсутствии его можно сделать самому из листа белой жести (рис. 1.82).

Из формулы, связывающей емкость гасяшего конденсатора и его емкостное сопротивление, видно, что при уменьшении емкости гасящего конденсатора яркость лампы падает, а при увеличении же емкости конденсатора яркость лампы возрастает. Этот эффект можно использовать для регулировки яркости, например, настольной лампы (рис. L83).


Детали регулятора размещают в пластмассовом корпусе определенных размеров. На верхней части корпуса закрепляют выключатель SA2, а на боковой стороне устанавливают гнезда для подключения настольной лампы. Подключается устройство к сети с помощью шнура и вилки. Такой регулятор очень полезен при просмотре телепередач, когда нужно уменьшить яркость настольной лампы.
Очень эффектно выглядит настольная лампа с регулятором света, если ее абажур выполнить в виде воздушной турбины. Под действием восходящего потока нагретого воздуха от электролампы, абажур-турбина вращается то медленно, то быстро, в зависимости от того подключен конденсатор или нет. Общий вид и детали абажура-турбины показаны на рис. 1.84. Изготовление лампы начинают с изготовления основания. Для этой цели берется чисто выструганная лоска толщиной 15 мм и из нее вырезается квадрат размером 120x120 мм. Заготовка шлифуется шкуркой, а потом покрывается морилкой или лаком.
Развертку для подставки вырезают из жести, делают отверстия под паггрон и крестовину, а потом ее сгибают согласно рис. 1.84. Отогнутые ребра в углах верхней площадки подставки следует запаять. После этого делают каркас-крестовину для крепления абажура-турбины. Крестовина делается из голой медной или стальной проволоки диаметром 2...2,5 мм.

Нижние концы ножек каркаса сворачивают петлями для его крепления винтами М4 к подставке, а затем ножки выгибают таким образом, чтобы между ними могла поместиться лампочка. Верхние концы ножек отгибаются вертикально вверх, собираются в пучок, внутрь которого помещают гвоздь острием вверх. Острие должно быть хорошо отшлифовано и выступать из пучка на 4...5 мм. Получившийся пучок плотно обматывают несколькими витками тонкой голой проволоки. После этого весь верхний узел крестовины пропаивают,
В заключении изготовляют абажур-турбину. Колесо турбины состоит из диска с лопастями и ободка. Диск чертят на листе белой жести согласно рис. L84. Лопасти прорезают до внутреннего круга> а потом их немного поворачивают в одну сторону и загибают концы под углом примерно в 45". Ободок имеет размеры 450x12 мм и вырезается из полоски белой жести. Полоску крепят пайкой по контуру диска с лопастями таким образом, чтобы она проходила через их середины и плотно прилегала к ним по всей окружности.
По готовому колесу турбины сворачивают и склеивают абажур в виде цилиндра  высотой 250 мм из чертежной бумаги. Колесо турбины должно входить в абажур достаточно туго и находиться от его верхнего края на расстоянии 40 мм. Для усиления нижнего края абажура в него необходимо вставить еще один ободок из жестяной полоски шириной 12 мм.
Когда абажур-турбина готов, производят сборку светильника, В большое отверстие подставки устанавливают электропатрон с присоединенным шнуром и вилкой и только потом прикручивают к подставке каркас-крестовину четырьмя винтами с гайками. Собранную подставку с каркасом-крестовиной шурупами закрепляют на квадратной деревянной подставке. Вкручивают лампу в патрон и одевают на острие каркаса абажур-турбину.
Светильник готов, остается только подключить его к регулятору света и включить в сеть. Для украшения абажура можете нарисовать на нем разные фигуры или перевести на него переводные картинки. Еще интереснее прорезать в абажуре окошки и заклеить их разноцветным целлофаном. Тогда при работе турбины по стенам комнаты будет бежать хоровод цветных бликов.
Для расширения пределов регулирования яркости лампы можно сделать ступенчатый регулятор. Регулирование яркости лампы в этом случае осушествлястся ступенчато с помощью подключения к лампе конденсаторов различной емкости (рис. 1.85). Регулятор яркости лампы на основе двухклавишного выключателя обеспечивает четыре уровня яркости, а если использовать выключатель с тремя клавишами, то можно получить восемь уровней яркости за счет включения в цепь лампы разных комбинаций емкое!ей конденсаторов.
Такой регулятор можно смонтировать в основании светильника, либо выполнить в виде автономного устройства, представляющего собой плоский корпус из пластмассы, в котором размешены конденсаторы, а на верхней поверхности — клавишный выключатель, желательно объединенный с розеткой в единый блок. Неоновая лампа типа ТН 02 сигнализирует о работе устройства Устройство подключается к сети с помощью шнура с вилкой. При исполь^вании конденсаторного регулятора светильник целесообразно оснащать лампой на напряжение 215 - 225 В.
Следует заметить, что конденсаторный регулятор в автономном исполнении может быть использован не только для изменения яркости свечения лампы, но и для регулировки степени нагрева жала паяльника, регулировки числа оборотов дрели небольшой мощности, а также других устройств, оснащенных электродвигателями коллекторного типа.
В быту все же получили широкое распространение тринисторные регуляторы яркости ламп, так как они позволяют в широких пределах регулировать яркость свечения лампы. Работает тринисторный регулятор следующим образом. Переменное напряжение электросети преобразуется одно- или двухполупериодным выпрямителем в пульсирующее напряжение, которое через тринистор подается к нагрузке. При одно-полупериодном выпрямлении частота пульсаций на нагрузке равна 50 Гц, при двухполупериодном — 100 Гц. Тринистор может быть открытым в течение всего периода импульса выпрямленного напряжения, либо части его.
Б первом случае ток в нагрузке максимальный, лампа накаливания светится с максимальной яркостью, во втором — значение тока в нагрузке будет меньше и яркость свечения накаливания слабее. Бели тринистор открывать на различные части периода импульсов выпрямленного напряжения, то ток в нагрузке будет изменяться. Если регулировку открывания тринистора сделать плавной, то тогда и яркость свечения лампы накаливания будет изменяться плавно.
Такие регуляторы можно использовать для полдержания заданной температуры паяльника, электроутюга, для создания определенных температурных режимов в духовке, желаемой освещенности рабочего стола и т.д. На рис. 1.86 приведены схема тринисторного регулятора яркости свечения лампы накаливания и временные диаграммы, поясняющие принцип его работы. Напряжения и токи в различных точках регулятора обозначены соответствующими индексами.
Работает регулятор следующим образом. Переменное напряжение сети Uj выпрямляется диодами VD1...VD4, включенными по мостовой схеме. На выходе выпрямителя получается пульсирующее напряжение U2j период которого в 2 раза меньше сетевого напряжения, К выходу выпрямителя подключены соединенные последовательно тринистор VS1 и лампа накаливания (нагрузка) EL1. В том случае, если бы тринистор был открыт все время, то через нагрузку протекал бы ток ii и яркость свечения лампы была бы максимальной.
Для открывания тринистора на его управляющий электрод надо подавать положительное напряжение определенного значения. В данном регуляторе напряжение, открывающее тринистор, подается с цепочки R1, О. Время зарядки конденсатора С1 зависит от его емкости и сопротивления резистора R1, чем больше емкость конденсатора и сопротивление резистора, тем медленнее он заряжается, и наоборот.

Поэтому, чтобы конденсатор зарядился до напряжения открывания тринистора и0, требуется определенное время, зависящее от сопротивления резистора. А так как резистор R1 переменный, то, плавно изменяя его сопротивление, можно плавно регулировать яркость свечения лампы накаливания EL1. Если вместо лампы в цепь тринистора включить, например, паяльник, то можно будет плавно регулировать температуру его нагрева.
Напряжение на конденсаторе С1, которое иллюстрирует график Uс1 соответствует наименьшему сопротивлению резистора R1, а график Uс2— наибольшему. Из графиков i1 и i2 видно, что при большем сопротивлении этого резистора ток, текущий через нагрузку (заштрихованная площадь импульсов), меньше. В конце каждого импульса напряжения U2, тринистор обесточивается и закрывается, а при каждом открывании конденсатор быстро разряжается через него. Однако изменение напряжения на конденсаторе, а значит и на управляющем электроде тринистора после его открывания, на работу тринистора не влияет. Все процессы, связанные с зарядкой конденсатора С1, открыванием тринистора и т.д., повторяются в пределах каждого импульса выпрямленного напряжения U2.
Описанный регулятор рассчитан на нагрузку общей мощностью до 150 Вт, поэтому прямой ток диодов должен быть порядка 1 А. Это значит» что кроме диодов КД202Р, указанных на схеме регулятора, в выпрямителе можно использовать диоды Д245А. Диоды VD1...VD4 выпрямителя должны быть рассчитаны на обратное напряжение не менее 300 В и прямой ток в зависимости от параметров нагрузки, Тринистор VS1 может быть серии КУ201 или КУ202 с буквенными индексами М, Н, рассчитанный на допустимое прямое напряжение не менее 300 В, Для питания нагрузки мощностью до 3 кВт выпрямительный мост может быть серии В25 или В50, а тринистор — Т50 или Т100,
Емкость конденсатора С1 может быть в пределах 1...20 мкФ, номинальное напряжение около 10..Л5 В. Конденсатор может быть любого типа, например, бумажный или электролитический, В последнем случае плюсом он должен подключаться к резистору R2, как показано на схеме. Сопротивление резистора R1 зависит от емкости конденсатора С1. При емкости конденсатора 1 мкФ наибольшее сопротивление этого резистора должно быть около 20 кОм, при емкости 10 мкФ — примерно 2 кОм.
Если все детали тринисторного регулятора подобраны правильно и монтаж выполнен без ошибок, то он начинает работать сразу после включения питания. Регулятор не требует какой-либо наладки или регулировки.
Конструкция регулятора может быть произвольная. Главное, чтобы он был удобным и безопасным при работе с ним. Регулятор можно разместить в корпусе стандартного сетевого выключателя, В этом случае появляется возможность не только включить либо выключить свет, например, в комнате, но и установить желаемую яркость свечения лампочки.
Вечером, когда нагрузка в электрической сети возрастает, во многих домах падает напряжение и лампы накаливания горят тускло. Если настольную лампу подключить к сети через специальное устройство, то лампочка будет светиться в полный накал (рис. 1.87). При подаче на вход устройства пониженного напряжения сети происходит зарядка электролитических конденсаторов С1 и С2. Напряжение на конденсаторах и подключенной к ним параллельно лампы накаливания будет зависеть от емкости конденсаторов и сопротивления нагрузки (мощности лампы) и может превысить напряжение сети в 1,4 раза. Устройство рассчитано на электролампу мощностью 40 Вт и на напряжение 220 В.

В устройстве используются широкораспространенные радиодетали. Диоды DV1, DV2 могут быть типа Д7Ж или Д226Б, а оксидные конденсаторы типа К50-12. Детали устройства монтируются на куске плотного картона толщиной 2 мм и размером 100x70 мм. Вместо картона можно использовать любой изоляционный материал: тонкую фанеру, листовой пластик. На плате делают отверстия согласно рис. 1.88. Далее из белой жести (подойдет жесть от консервной банки) изготовляют контактную пластину под конденсаторы по рис. 1,89 и контактные лепестки согласно рис. 1.90,

Лепестки вставляются в прорези на плате, длинной стороной ближе к краю, и загибаются в противоположные стороны. Затем устанавливают на плату два конденсатора, надевают на них контактную пластину, навинчивают гайки и приступают к сборке устройства в соответствии с монтажной схемой (рис. 1.91).

Сначала припаиваются диоды, а затем делают соединения между элементами схемы любым изолированным монтажным проводом сечением 0,2..Д5 мм2. Готовую плату помешают в пластмассовый корпус определенных размеров и к лепесткам 1-2 подпаивают сетевой шнур с вилкой на конце, а к выводам 3-4 подпаивают гнезда для подключения штепселя от настольной лампы.Устройство особой наладки не требует, если оно собрано из исправных деталей, то необходимо только проверить качество пайки деталей. Во время эксплуатации устройства может оказаться, что лампа горит с перекалом. Б этом случае необходимо заменить лампу 40 Вт лампой 60 Вт. И наоборот, когда недокал значительный (при большом падении напряжения в сети), вместо лампы 40 Вт вкручивают лампу на 25 Вт 220 В. Если напряжение в сети колеблется в течение вечера, нужно предусмотреть возможность отключения приставки при возрастании напряжения. Для этого на ее корпусе устанавливают сетевую розетку и подсоединяют ее к лепесткам 3-4 на плате. Теперь в зависимости от состояния напряжения в сети вилку настольной лампы подключают либо к сетевой розетке, либо к приставке.


Если вам необходима лицензия на отходы, обратитесь в "Агенство по согласованию и оценке техногенного воздействия" га сайте www.ekoocenka.ru 

 
Мир боевых искусств, описание стилей единоборств, школы и федерации,будо, форум о боевых искусствах, боевая социальная сеть Сайт охватывает все виды спорта, имеет все свежие новости о спорте, статистика, результаты, рейтинги, досье игроков, видео просмотр матчев, турнирные таблицы. На сайте имеется форум, каталог ссылок по данной тематике, также много другой подобной информации которая заинтересует любителей спорта.