Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Мощность по току: Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности или току

Содержание

Как регулировать мощность переменного тока / Хабр

Решил как-то отец собрать для дачи некое устройство, в котором, по его заверению, можно будет варить сыр. Устройство сие вид имело могучий и представляло из себя железный короб, подозрительно напоминающий старую стиральную машинку. Внутрь короба (все также добротно!) были вмонтированы три тэна по 1700 Ватт каждый. В общем сыра должно было хватить на небольшой посёлок.

Изделие (внешне выглядящее как что-то из безумного макса), должно быть весьма технологичным и поддерживать заданную температуру в максимально узких пределах. Для этого рядом появилась ещё одна коробка с симисторами, к которым подключались ТЭНы и схема, выдающая высокий уровень при переходе синусоиды через ноль. А у меня появился интересный проект.

Итак нам нужно выходить на заданную температуру и поддерживать её, с этим должен справляться алгоритм ПИД регулятора. Глубоко вдаваться в его работу не буду, скажу лишь что он получает на вход текущую ошибку, а на выходе выдает какое-то число в заданных пределах. У меня таким числом будет мощность выдаваемая на ТЭН, хотя в принципе, это может быть любой инерционный процесс, например обороты двигателя. Что важно для ПИД регулятора, это чтобы выходная величина производила воздействие линейно. Поэтому попробуем разобраться в способах регулировки мощности и их линейности.

Как вообще регулируется мощность?

Мощность — это произведение силы тока на напряжение. Если представить это произведение графически, то для постоянного тока, это будет площадь прямоугольника со сторонами равными напряжению и току

Так как при постоянном сопротивлении и напряжении ток тоже будет постоянным, то заменим ось тока на ось времени. Сопротивление я беру постоянным для объяснения принципа регулирования.

Тогда при заданном напряжении (12 В) и сопротивлении в 12 Ом, по закону Ома: I=U/R, получаем ток равный 1 А, и соответственно мощность за единицу времени будет равна 12 Вт. При другом сопротивлении мощность, естественно тоже изменится.

Теперь, если мы хотим регулировать мощность за единицу времени, нам нужно как-то изменять площадь фигуры за единицу времени. Самым чистым способом будет просто изменять напряжение, тогда и мощность будет пропорционально изменяться. Но контроллер, как и любые цифровые устройства, не умеет плавно изменять напряжение на ножках, он может либо «поднимать» их до высокого уровня, либо «опускать» до низкого уровня. Этот недостаток он компенсирует скоростью, даже самый дохленький современный МК может работать на частотах в миллионы тактов в секунду. Чтобы регулировать мощность, контроллер будет очень быстро «дрыгать» ножкой, тем самым изменяя результирующая площадь импульса за единицу времени.

На этом принципе устроена широтно-импульсная модуляция, она же ШИМ. Изменяя время (ширину) импульса за период мы изменяем выдаваемую мощность. На рисунке выше, показано два периода ШИМа. Каждый период имеет отношение площади импульса к площади всего периода 0.5, те половину времени периода контроллер выдает высокий уровень сигнала, другую половину низкий. Отношение времени высокого уровня сигнала к времени низкого называется скважностью. Красная линия на графике отражает результирующую мощность за единицу времени, по ней видно что при скважности 0.5 мощность также упала на половину (с 12 до 6 Вт). Хорошая новость состоит в том, что, ШИМ в контроллерах реализован аппаратно. Так что для регулирования чего-то достаточно его запустить и, по необходимости, изменять скважность.

Для постоянного тока, режим ШИМа оптимален, причем чем более инерционный прибор мы к нему подключаем, тем меньшую частоту ШИМа можно использовать. Для большого ТЭНа достаточно чуть ли не одного герца, а вот для светодиодов лучше использовать частоту побольше. Кстати частота ШИМа в подсветке экрана ноутбука, зачастую оказывается чуть ли не решающим фактором при покупке, так как, при слишком низкой частоте, глаза будут быстро уставать.

Если попробовать провернуть трюк с ШИМом для переменного напряжения, мы увидим что все сломалось и мощность перестала регулироваться линейно

одинаковые промежутки времени стали давать нам разную площадь, а значит разную мощность. Однако, если разбить полученные отрезки на на ещё более мелкие, то процентное соотношение ширины импульса к ширине кусочка будет выравниваться.

Если мы возьмем равный процент выдаваемой мощности от каждого кусочка, в результате мы получим такой же процент, от мощности всей волны, а на выходе мы получим линейный регулятор мощности для переменного тока. Причем чем большую частоту будет иметь ШИМа, тем на большее количество кусочков он разобьет синусоиду, а значит мы получим большую линейность.

Это было бы решением всех проблем, но в моем случае устройством коммутировавшим нагрузку был не быстрый транзистор, а симистор — медленный прибор, с максимальными рабочими частотами в пределах нескольких сотен герц, к тому же симистор можно только открыть, закроется он сам при переходе через ноль. На таких частотах управлять переменным напряжением которое имеет частоту 50 Гц, линейно не получится. Поэтому здесь нужно использовать какой-то другой подход и как раз для него, помимо симисторов, была установлена схема перехода через ноль.

В случае с симисторами лучше разбить синусоиду на куски с одинаковыми площадями и записать время каждого такого кусочка в таблицу. Тогда каждое последующее значение из таблицы будет линейно увеличивать мощность.

На графике выше полуволна синусоиды разбита на части разные по времени, но имеющие одинаковую площадь, а значит несущие в себе одинаковую мощность. Все что нам останется сделать это загрузить таблицу с временными интервалам в наш котроллер, синхронизировать какой-то из его таймеров с частотой синусоиды, для этого используется схема перехода через ноль, и просто брать из таблички нужное значение, в течении которого будет высокий уровень. Суть метода похожа на ШИМ, но немного доработанный и синхронизированный с источником переменного напряжения.

Расчёт таблицы мощности

Теперь можно перейти непосредственно к расчёту.

Изначально задача заключается в том чтобы разбить синусоиду на нужное нам количество кусочков, каждый из которых будет иметь одинаковую площадь. 2(t).

Неопределённый интеграл от квадрата синуса

Теперь нужно подобрать пределы для определенных интегралов. Выберем, насколько частей мы хотим разбить нашу синусоиду: я выбрал сто, чтобы можно было регулировать мощность с шагом в 1%.

Итак мы нашли чему будет равен неопределённый интеграл и даже выбрали шаг. Теперь нужно подобрать пределы интегрирования. Смысл их подбора заключается в том, чтобы значение определенного интеграла было постоянным при их смене. Напомню, что неопределенный интеграл это формула, а определённый вполне конкретное число. Определённый интеграл считается по формуле:

То есть мы берем неопределённый интеграл, подставляем в него верхнее число, затем нижнее, и вычитаем второе из первого.

Наш неопределённый интеграл является смешанной тригонометрической функцией, а значит не имеет общего аналитического решения. Чаще всего такие функции решаются либо числовыми, либо графическими методами. Графический метода заключается в том что мы строим графики для правой и левой части уравнения их пересечение будет решением уравнения. На рисунке показано решение уравнения для 0.2

Наряду с графическим методом можно использовать численный, то есть подбор решения. Будем подставлять в неопределённый интеграл числа до тех пор пока не найдём решение). Можно использовать лист и бумажку чтобы попрактиковаться в математике, можно онлайн калькулятор, я же буду использовать Python и библиотеки numpy:

import numpy as np
rad_arr=list()
#записываем неопределённый интеграл
integral=lambda rad: (rad/2)-(math.sin(2*rad)/4)
#составляем простенький цикл для подбора решений
for x in np.arange(0, 0.78, 0.015):
  #шаг подбора
	for xx in np.arange(0, 3, 0.00001):
		if func(xx) >= x:
			print(xx)
      rad_arr.append
			break;

Отлично мы получили массив чисел (пределов интегрирования!), валидность этих чисел можно проверить подставив их в интеграл. В результате должна получится площадь равная выбранному шагу! Теперь, если подставить полученные числа на график мощности, должна получится следующая картина:

Если все сошлось, то можно двигаться дальше и задать получившимся числам размерность времени, потому что сейчас они в радианах. Чтобы это сделать нужно выяснить угловую скорость, для частоты сети, то есть количество радиан в секунду.

Тогда узнаем сколько сколько длится одна радиана

Теперь, значения задержек в радианах, превратим во время, умножив каждое значение на период радианы (T). Проверим ход своей мысли: действительно-ли получится время задержки, если умножить задержку, на период? Задержка имеет размерность радиан, период — секунд за радиану, мы хотим их перемножить. Тогда рад * ( сек / рад ) = сек. Мы получили время, а значит ход мыслей должен быть верным.

Для расчётов я опять предпочту python:

#стандартная частота сети
frequency = 50
#находим частоту в радианах
rad_per_s=frequency*(2*math.pi)
#находим период радианы
s_per_rad=1/rad_per_s
#находим задержки используя полученный ранее массив
delay_arr=[x*s_per_rad for x in rad_arr]

На этом моменте мы получили универсальную таблицу задержек, теперь необходимо конвертировать её специально под микроконтроллер.

Расчёт таймера МК и перевод таблицы

Время необходимо перевести в понятную для МК величину — количество переполнений таймера. Но сначала необходимо определится с частотой таймера: чем выше частота, тем точнее он будет отмерять время, но с другой стороны, тем меньше времени будет оставаться на выполнение остальной программы. Здесь необходимо найти золотую середину.

Для определения минимально допустимой частоты таймера, надо найти числа в массиве с минимальной разностью между ними. Разность тем меньше, чем ближе в максимуму синусоиды мы двигаемся. Тогда возьмем задержку при которой синусоида достигает единицы и число перед ним, после чего найдем их разность:

5 мс — 4.9363 мс = 0.0636 мс

Получившееся число является максимально допустимым периодом между прерываниями таймера, тогда через него найдём минимально допустимую частоту

1 / 0.0636 = 15 КГц

Значит для заданной точности в 1% будет достаточно таймера с частотой 15КГц. Частота МК составляет 16 МГц, значит между прерываниями будет 1000 тактов процессора, этого достаточно для выполнения остальной части программы, так что можно смело настраивать таймер на заданную частоту.

Для настройки таймера на определенную частоту, не кратную тактирующей используется режим таймера CTC — Clear Timer on Compare. В этом режиме таймер досчитывает до заданного числа и сбрасывается, после чего операция повторяется. Число при котором будет происходить совпадение считается по формуле

Число = Тактовая частота МК / предделитель таймера / выбранная частота

Частота выбрана, теперь нужно перевести таблицу в тики таймера. Делать я это буду опять на Python

#задаем частоту таймера
generator_freg=15000
#получаем время одного периода таймера
one_tick=1/generator_freq
#получаем массив с тиками таймера
tick_arr=[x/one_tick for x in delay_arr]

В общем-то на этом весь расчёт окончен, остается только отзеркалить получившийся массив для второй половины полуволны и загрузить в МК. Далее по прерыванию от синхроимпульса, нужно подать низкий уровень, на ножку управления симистором, запустить таймер и считать его переполнения (совпадения, тк. у нас режим CTC). Как только количество переполнений достигнет нужного числа из таблички, подаем высокий уровень на управляющую ножку. На этом линейный регулятор мощности переменного напряжения готов!

Заключение

Надеюсь статья была понятна и её было интересно читать. В дополнение хотелось бы сказать, сигнал перехода через ноль не приходит идеально вовремя, поэтому может потребоваться дополнительная коррекция, чтобы это исправить.

Код расчетов на python

import math
import numpy as np

rad_arr=list()
integral=lambda rad: (rad/2)-(math.sin(2*rad)/4)
for x in np.arange(0, 0.78, 0.015):
  for xx in np.arange(0, 3, 0.00001):
		if func(xx) >= x:
			print(xx)
      rad_arr.append
			break;

frequency = 50
rad_per_s = frequency * (2 * math.pi)
s_per_rad = 1 / rad_per_s

delay_arr = [x * s_per_rad for x in rad_arr]

generator_freg = 15000
one_tick = 1 / generator_freg

tick_arr = [x / one_tick for x in delay_arr]

print(tick_arr)

Также, если кому-то будет интересно, могу поделится исходником готового регулятора для ардуино.

Расчет потребления электроэнергии: онлайн калькулятор

Количество бытовых приборов и гаджетов с каждым годом все увеличивается, поэтому оплата электроэнергии — важная строка расходов в семейном бюджете. Для грамотного планирования нагрузок на бюджет важно правильно рассчитывать расход электроэнергии. В этом вам поможет наш онлайн-калькулятор.

Учет электроэнергии

Электросчетчик — это специальный прибор учета электроэнергии переменного тока. Такие счетчики есть в каждом доме, и учитывают они не киловатты или амперы, а киловатт-часы. Итак, киловатт-час — внесистемная единица измерения, которая демонстрирует, какую мощность в киловаттах потребляет электроприбор за 1 час работы. Именно за киловатт-часы, которые регистрирует счетчик, мы платим производителю электроэнергии. Мы можем самостоятельно прикинуть средний дневной расход электроэнергии, чтобы спланировать свои траты на коммунальные услуги.

Вычисление потребляемой мощности

Все бытовые приборы имеют специальный шильдик или наклейку, где указаны основные электротехнические параметры. Чаще всего указывается максимальная мощность, которую прибор потребляет при пиковых нагрузках. Так как на максимум гаджеты и приборы работают лишь небольшую часть времени, то вы смело можете снизить среднюю мощность прибора на 25%. Пусть в квартире присутствуют следующие электроприборы:

  • Холодильник – 500 Вт;
  • Телевизор – 200 Вт;
  • Ноутбук – 400 Вт;
  • Стиральная машина – 2000 Вт;
  • Микроволновая печь – 900 Вт.

Это максимальный уровень потребления мощности из электросети. Причем, если телевизор в целом имеет ровное потребление, то стиральная машина потребляет разную мощность в зависимости от режима стирки. Зная, сколько примерно по времени в день или неделю работает каждый прибор, вы можете подсчитать киловатт-часы. Для этого выразите мощность в киловаттах и умножьте на среднее время работы:

  • Холодильник: 8 часов в день = 0,5 × 8 = 4 кВт/ч;
  • Телевизор: 2 часа в день = 0,2 × 2 = 0,4 кВт/ч;
  • Ноутбук: 6 часов в день = 0,4 × 6 = 2,4 кВт/ч;
  • Стиральная машина: 2 часа в неделю = 2 × 2 = 4 кВт/ч;
  • Микроволновая печь: 10 минут (0,16 часа) в день = 0,9 × 0,16 = 0,144 кВт/ч.

Для месячного расхода достаточно умножить каждое значение на 28. Стиральная машина работает 2 часа в неделю, а не в день, поэтому мощность «стиралки» умножим на 4. В итоге получим полный расход электроэнергии за месяц:

4 × 28 + 0,4 × 28 + 2,4 × 28 + 4 × 4 + 0,144 × 28 = 210,43

Таким образом, в неделю потребляется 210,43 кВт/ч электроэнергии. Зная стоимость одного кВт/ч легко подсчитать, сколько в месяц будет уходить на оплату электроэнергии. Однако не стоит забывать о таких гаджетах, как планшеты, электронные сигареты и мобильные телефоны. На них не указано, какую мощность потребляют эти устройства, но это легко узнать.

Определение мощности по потребляемому току

Как определить электропотребление мобильного устройства, если на нем не указана его максимальная мощность? Для этого требуется узнать напряжение и силу тока. Напряжение всех электросетей СНГ стандартное и составляет 220 В. Однако зарядные устройства используют напряжение силой всего 5 В.

Сила потребляемого тока может быть разной. Для мобильных телефонов или планшетов обычно используются зарядные устройства на 1 А, а для электронных парогенераторов (вейп-модов) — 2 А. Известно, что для полной зарядки устройства требуется в среднем 4 часа. Таким образом, мобильный телефон потребляет:

5 × 1 × 4 = 20 Вт∙ч,

а электронный парогенератор:

5 × 2 × 4 = 40 Вт∙ч

Следовательно, для зарядки мобильных устройств мы дополнительно тратим около 1 кВт/ч в месяц.

Наша программа использует подобный алгоритм расчета для определения расходов на электроэнергию. В данной статье мы вычисляли потребление энергии вручную. Калькулятор считает все автоматически. Вам потребуется только указать время работы в день/неделю/месяц и мощность выбранных электроприборов. После этого укажите стоимость одного кВт/ч в вашем регионе и нажмите кнопку «Рассчитать». Программа выдаст таблицу расхода электроэнергии и ее стоимость в день/неделю/месяц/год.

Вы также можете рассчитать стоимость электроэнергии по уже известному объему энергопотребления. Для этого выберите в меню калькулятора опцию «Потребление» и укажите потребление энергии в кВт/ч за 1 год. Например, если у вас есть распечатки поставщика электроэнергии за ваше потребление в течение предыдущего года, вы можете использовать это значение для работы нашего калькулятора.

Заключение

Оплата за электроэнергию — весомая строка коммунальных расходов. Для грамотного прогнозирования семейного бюджета рекомендуем использовать наш калькулятор расчета потребления электроэнергии, при помощи которого легко определить финансовые расходы на коммунальные услуги за определенный период времени.

Расчет мощности по току и напряжению: 3 способа | Мое мнение: ремонт

Грамотный электрик никогда не станет делать монтаж без расчета оптимальных условий работы оборудования, проводки и анализа возможностей ликвидации случайно возникающих аварий.

Расчет мощности по току и напряжению обеспечивает безопасность оборудования и защиту здоровья жильцов всей схемы питания, начиная от ввода в квартиру или частный дом и заканчивая конечным потребителем.

Все эти места необходимо грамотно просчитать. Выполнить это можно одним из трех нижеприведенных способов. Но лучше — комбинацией двух из них, которая исключит случайную ошибку.

Краткие сведения: что такое электрическая мощность

В электротехнике термин мощности используется для определения силовых, энергетических характеристик источников напряжения, нагрузок и потребителей.

В цепях постоянного тока ее рассчитывают элементарным перемножением силы тока на приложенное напряжение. Для бытовой проводки действуют эти же простые закономерности. Однако промышленная частота 50 герц накладывает свои особенности на вычисления.

Здесь действуют свои законы и термины: активная и реактивная составляющие полной мощности.

Нагрузки типа ламп накаливания и ТЭН обладают только резистивным сопротивлением и не отклоняют вектор тока от напряжения, их называют активными.

График активной мощности P по времени постоянен и не изменяется. Реактивная составляющая отсутствует.

Потребление активной мощности бытовыми приборами удобно замерять доступными по цене ваттметр-розетками.

Реактивную составляющую мощности формируют нагрузки емкостного и индуктивного характеров. На индуктивностях, а это обмотки электродвигателей, трансформаторов, дросселей ток начинает отставать от вектора напряжения.

Реактивная составляющая индуктивной мощности обозначается индексом QL.

На емкости, а это конденсаторная нагрузка, ток начинает опережать напряжение, забегает вперед на 90 угловых градусов.

Однако в чистом виде в нашей проводке эти нагрузки не проявляются, а работают в комплексе. Примерно так.

Причем для их расчета удобно использовать треугольник мощностей. Им пользуются во всех системах напряжения: от высоковольтных до радиолюбительских.

В быту мы платим деньги за потребление только активной мощности по счетчику.

Реактивные составляющие могут считать только специально предназначенные для этого приборы.

Однако переходим к рассмотрению трех способов того, как можно просто выполнить расчет мощности по току и напряжению своими руками.

Способ №1: расчет по формулам

Здесь все просто и понятно. Особо расписывать нечего. Давно уже действует шпаргалка электрика, которая вобрала в себя все основные формулы соотношений между током, напряжением, мощностью и сопротивлением.

Она справедлива для всех случаев жизни, отлично работает в цепях постоянного тока. Для переменки тоже действует, но формулы следует применять не чисто в арифметическом виде, а используя геометрические выражения, комплексные числа или другие методы высшей математики.

Способ №2: онлайн-калькулятор расчета мощности

Здесь приводить его сложно. Поэтому переходите по ссылке на мой блог электрика.

Онлайн калькулятор расчета мощности расположен по этой ссылке. Расписывать не буду. Просто вводите исходные данные и получаете сразу готовый результат.

Программа Электрик 7.8: полезный ресурс для всех начинающих мастеров

Если первые два способа по каким-то причинам вас не устроили, то рекомендую воспользоваться полезной компьютерной программой.

Она создана специально для начинающих мастеров и позволяет выполнять расчеты даже средней сложности в домашней проводке. Называется она Программа Электрик 7.8.

Основной недостаток ее состоит в том, что она размещена на бесплатном хостинге, что из-за обилия рекламы затрудняет немного ее скачивание. Но все это преодолимо.

Вам надо в поисковую строку любого браузера ввести адрес, выделенный на картинке. После этого будет дана возможность скачать и установить программу на свой компьютер.

Весь этот процесс я здесь описывать не стану. Он подробно со скриншотами представлен на моем сайте. Заходите и смотрите, кому надо.

После этого вы сможете не только делать расчет мощности, но легко получать такие вот схемы с подробными рекомендациями, как у меня после ввода исходных данных.

Для любителей работать по видеороликам рекомендую к просмотру видео на канале Ютуб владельца Заметки электрика.

Напоминаю, что вам сейчас по горячим следам удобно задать вопрос, оценить статью и поделиться ею с друзьями в соц сетях.

Мощность в электрических цепях | Закон Ома

Помимо напряжения и силы тока, есть еще один важный параметр, относящийся к электрическим цепям: мощность . Во-первых, нам нужно понять, что такое мощность, прежде чем анализировать ее в каких-либо цепях.

 

Что такое мощность и как ее измерить?

Мощность — это мера того, какой объем работы может быть выполнен за заданный промежуток времени. Работа обычно определяется как поднятие тяжестей против силы тяжести.Чем тяжелее вес и/или чем выше он поднят, тем больше работы было проделано. Мощность — это показатель того, насколько быстро выполняется стандартный объем работы.

Для американских автомобилей мощность двигателя измеряется в единицах, называемых «лошадиными силами», которые первоначально были изобретены производителями паровых двигателей для количественной оценки работоспособности их машин с точки зрения наиболее распространенного в то время источника энергии: лошадей.

Одна лошадиная сила определяется в британских единицах как 550 ft-lbs работы в секунду времени.Мощность двигателя автомобиля не указывает, на какую высоту он может подняться или какой вес он может буксировать, но он показывает, насколько быстро он может подняться на конкретный холм или буксировать определенный вес.

Мощность механического двигателя зависит как от частоты вращения двигателя, так и от его крутящего момента на выходном валу. Скорость выходного вала двигателя измеряется в оборотах в минуту или об/мин.

Крутящий момент — это количество крутящего момента, создаваемого двигателем, и обычно он измеряется в фунтах-футах или фунтах-футах (не путать с фут-фунтами или фут-фунтами, которые являются единицей измерения работы).Ни скорость, ни крутящий момент сами по себе не являются мерой мощности двигателя.

100-сильный дизельный тракторный двигатель вращается относительно медленно, но обеспечивает большой крутящий момент. Мотоциклетный двигатель мощностью 100 лошадиных сил будет вращаться очень быстро, но обеспечит относительно небольшой крутящий момент. Оба будут производить 100 лошадиных сил, но с разными скоростями и разными крутящими моментами. Уравнение для мощности на валу простое:

 

 

Обратите внимание, что в правой части уравнения есть только два переменных члена, S и T. Все остальные члены на этой стороне постоянны: 2, пи и 33 000 — все константы (их значение не меняется). Мощность меняется только при изменении скорости и крутящего момента, больше ничего. Мы можем переписать уравнение, чтобы показать эту связь:

 

 

Поскольку единица «лошадиной силы» не совпадает в точности со скоростью в оборотах в минуту, умноженной на крутящий момент в фунт-футах, мы не можем сказать, что лошадиных сил равняется ST. Однако они пропорциональны друг другу.При изменении математического произведения ST значение лошадиных сил изменится в той же пропорции.

Мощность как функция напряжения и тока

В электрических цепях мощность зависит как от напряжения, так и от тока. Неудивительно, что это соотношение имеет поразительное сходство с приведенной выше формулой «пропорциональной» мощности:

лошадиных сил.

 

 

Однако в этом случае мощность (P) точно равна току (I), умноженному на напряжение (E), а не просто пропорциональна IE. При использовании этой формулы единицей измерения мощности является ватт , сокращенно буквой «Вт».

Необходимо понимать, что ни напряжение, ни ток сами по себе не являются мощностью. Скорее мощность представляет собой комбинацию напряжения и тока в цепи. Помните, что напряжение — это удельная работа (или потенциальная энергия) на единицу заряда, а ток — это скорость, с которой электрические заряды перемещаются по проводнику.

Напряжение (удельная работа) аналогично работе, совершаемой при подъеме веса против силы тяжести.Текущая (скорость) аналогична скорости, с которой этот вес поднимается. Вместе как продукт (умножение), напряжение (работа) и ток (скорость) составляют мощность.

Как и в случае дизельного двигателя трактора и двигателя мотоцикла, цепь с высоким напряжением и малым током может рассеивать такое же количество энергии, как цепь с низким напряжением и большим током. Ни величина напряжения сама по себе, ни величина тока сама по себе не указывают на величину мощности в электрической цепи.

Питание при обрыве/коротком замыкании

В разомкнутой цепи, где между клеммами источника присутствует напряжение и ток равен нулю, рассеивается нулевая мощность, независимо от того, насколько велико это напряжение. Поскольку P=IE и I=0, а все, что умножается на ноль, равно нулю, мощность, рассеиваемая в любой разомкнутой цепи, должна быть равна нулю.

Точно так же, если бы у нас была короткая цепь, состоящая из петли из сверхпроводящего провода (абсолютно нулевого сопротивления), мы могли бы иметь состояние тока в петле с нулевым напряжением, и, аналогично, никакая мощность не рассеивалась бы.Поскольку P=IE и E=0, а все, что умножается на ноль, равно нулю, мощность, рассеиваемая в сверхпроводящем контуре, должна быть равна нулю. (Мы рассмотрим тему сверхпроводимости в одной из последующих глав).

Как мощность связана с ваттами?

Измеряем ли мы мощность в «лошадиных силах» или в «ваттах», мы все равно говорим об одном и том же: сколько работы можно выполнить за заданный промежуток времени. Эти две единицы численно не равны, но они выражают одно и то же.

На самом деле, европейские производители автомобилей обычно указывают мощность своих двигателей в киловаттах (кВт) или тысячах ватт, а не в лошадиных силах! Эти две единицы мощности связаны друг с другом простой формулой преобразования:

.

 

 

Таким образом, наши дизельные и мотоциклетные двигатели мощностью 100 л.с. также могут быть оценены как двигатели «74570 ватт», или, правильнее, как двигатели «74,57 киловатт». В европейских технических спецификациях этот рейтинг был бы скорее нормой, чем исключением.

ОБЗОР:

  • Мощность — это мера того, какой объем работы можно выполнить за заданный промежуток времени.
  • Механическая мощность обычно измеряется (в Америке) в лошадиных силах.
  • Электрическая мощность почти всегда измеряется в «ваттах» и может быть рассчитана по формуле P = IE.
  • Электрическая мощность является произведением напряжения и тока , а не каждого отдельно.
  • Лошадиная сила и ватт — это просто две разные единицы для описания одного и того же физического измерения, где 1 лошадиная сила равна 745.7 Вт.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Current Power & Electric — Подрядчик по электроснабжению Сиэтл

С тех пор, как Current Power & Electric (CP&E) начала свою деятельность в Сиэтле в 1995 году, занимаясь как коммерческими, так и жилыми помещениями, обязательства CP&E не изменились. Наша цель — предоставить наиболее экономичные решения по заключению контрактов на электроснабжение для проекта, сохраняя при этом безопасные и соответствующие нормам методы электромонтажа.

Мы вовлекаем наших клиентов в процесс проектирования электрооборудования.Разрабатывая проект вместе, а затем устанавливая, вы экономите! Вариантов решения вашей ситуации может быть несколько. CP&E подберет для вас лучший вариант по оптимальной цене и без проблем выполнит электромонтажные работы.

Позвольте компании CP&E устранить проблемы с электричеством, которые усложняют вашу повседневную жизнь. Выполнение профилактического обслуживания позволит выявить проблемы до того, как они будут стоить вам и вашему свободному времени.

Некоторые примеры профилактического обслуживания электрооборудования:
• Не используете ли вы или другие лица слишком много электрических удлинителей?
• Легко ли выпадают электрические удлинители из электрических розеток?
• Приглушается ли свет при включении прибора?

По оценкам Комиссии по безопасности потребительских товаров, тысячи жилых домов ежегодно начинаются с удлинителей.Не ходите в эту группу!

Создание вашего нового коммерческого или жилого проекта стимулирует работу CP&E, и его завершение приносит нам глубокое удовлетворение. Лучшие решения — это отчасти интеллект, отчасти интуитивное вдохновение. Компания Current Power & Electric просто хочет быть вашим подрядчиком по электроснабжению — сейчас и в будущем.

Пожалуйста, свяжитесь с нами сегодня в Current Power & Electric, и мы обсудим ваши потребности в заключении контрактов на электроснабжение.


Компания Current Power & Electric с гордостью предоставляет услуги электрика в следующих городах: Сиэтл, Баллард, Капитолий-Хилл, Маунт-Бейкер, Мадрона, Мэдисон-Парк, Лорелхерст, Магнолия, Королева Анна, Белвью, Клайд-Хилл, Медина, Хантс-Пойнт, Ярроу-Пойнт, Киркленд, Редмонд, Вудинвилл, Ботелл, Кенмор, Брайер, Маунтлейк-Террас, Лейк-Форест-Парк, Мерсер-Айленд, Иссакуа, Береговая линия, Ричмонд-Бич, Вудвей, Эдмондс, Линнвуд, Буриен, Туквила, Колумбия-Сити, Джорджтаун, Ньюкасл, Рентон, СиТак.

Мы всегда с вами

Какое выходное напряжение, ток и мощность могут обеспечить ВЧ-усилители? Этот вопрос
часто задают начинающие инженеры-испытатели, а также опытные специалисты по радиочастотам. В зависимости
в приложении часто имеется скрытое желание максимизировать один из трех
параметры; мощность, напряжение или ток. Хотя можно подумать, что простое приложение
закона Ома, это применимо только при идеальных условиях, например, когда
ВЧ-усилитель с типичным сопротивлением 50 Ом; выходное сопротивление составляет 50 Ом; нагрузка. В этом редком случае
где импеданс нагрузки точно соответствует выходному импедансу усилителя,
мощность, подаваемая на нагрузку, — это просто номинальная мощность усилителя. Есть
абсолютно никакой отраженной мощности и, таким образом, нет необходимости ограничивать или контролировать усиление
усилителя, чтобы защитить его от чрезмерной отраженной мощности.

К сожалению, такие идеальные условия редко применяются в реальных приложениях «реального мира».
Настоящие усилители необходимы для работы с переменным сопротивлением нагрузки.Несоответствие между
эти «реальные» нагрузки и выходное сопротивление усилителя дают процент от
прямая мощность отражается обратно в усилитель. В некоторых случаях чрезмерно
отраженная мощность может повредить усилитель, и меры предосторожности, которые могут повлиять на прямое
требуются мощности. Учитывая эти реалии, как можно определить выпуск
напряжение, ток и мощность? Снова на помощь приходит закон Ома, но с
предупредите, что фактическая мощность, подаваемая на нагрузку (чистая мощность после
применение любой защиты КСВ за вычетом отраженной мощности) должно быть определено до
применяя закон Ома. В этом примечании по применению будут освещены некоторые из основных ВЧ-усилителей.
характеристики, влияющие на мощность в прямом направлении, а также на полезную мощность, позволяющую использовать
Закон Ома, даже когда условия далеки от идеальных.

Назад к основам: закон Ома

Закон Ома гласит, что величина тока
течет между двумя точками электрического
цепь прямо пропорциональна напряжению
впечатлен по двум точкам и наоборот
пропорционально сопротивлению между
точки.Таким образом, уравнение I=E/R является основным
форма закона Ома, где ток I в единицах
ампер (А), электродвижущая сила (ЭДС)
или разность электрических потенциалов E в вольтах
(В), а R — сопротивление цепи, указанное в
Ом (Ом;). Применение стандартного уравнения
отношение электрической мощности к напряжению и
ток (P=V•A), перекрестное умножение и
перестановка каждой из переменных приводит к
уравнения, показанные на круговой диаграмме закона Ома
(см. рис. 1), показывающий различные комбинации
из четырех переменных I, V, Ω и В. Давайте используем круговую диаграмму Ома, чтобы определить выход
напряжение, ток и мощность 50 Ом; усилитель работает в идеальных условиях.

Рисунок 1: Круговая диаграмма закона Ома

Предположим, у нас есть усилитель мощностью 100 Вт с сопротивлением 50 Ом; выходное сопротивление 50 Ом; нагрузка.
Это идеальная ситуация, когда 100% мощности прямого хода будет поглощаться нагрузкой.
и поэтому в этом примере нет отраженной мощности.

  • Полная мощность 100 Вт будет подаваться на 50 Ом; нагрузка
  • Выбрав соответствующие формулы из круговой диаграммы Ома, можно легко
    характеризуют этот идеальный усилитель.$$
    Вольты = \sqrt{Ватт * \Омега}
    $$
    Подставляем известные значения:
    $$
    Вольт = \sqrt{100W * 50\Omega} = 70,7 V_{rms}
    $$

    Таким образом, выходное напряжение на 50 Ом; нагрузка 70,7 В среднеквадратичное значение

    $$
    Ампер = \ sqrt {\ frac {Ватт} {\ Omega}}
    $$

    Подставляем известные значения:

    $$
    Ампер = \sqrt{\frac{100W}{50Omega}} = 1,41 A_{rms}
    $$

    Выходной ток нагрузки равен 1. 41 А среднеквадратичное значение

Как видно из приведенного выше примера, при совпадении импедансов, мощности, напряжения,
и ток легко определяются применением закона Ома. Теперь давайте рассмотрим
«реальные» усилители и их влияние на определение выходного напряжения,
ток и мощность.

Несоответствие импеданса: опасность несоответствия импеданса и методы, используемые для
защита усилителей

Максимальная мощность передается на нагрузку только тогда, когда импеданс нагрузки соответствует
выходное сопротивление усилителя.К сожалению, это бывает редко. В этих «типичных»
ситуации, отражения возникают на нагрузке и разница между прямой мощностью
а то, что поступает в нагрузку, отражается обратно в усилитель. Постоянное напряжение
волна создается сложением и вычитанием фаз падающей и отраженной
осциллограммы напряжения. Усилители мощности должны быть способны поглощать это отраженное
власть или они должны использовать некоторую форму защиты, чтобы предотвратить повреждение
усилитель звука.

Например, обрыв или короткое замыкание в обсуждаемом усилителе мощности 100 Вт.
выше, приведет к бесконечному коэффициенту стоячей волны по напряжению (КСВН).

$$
\text{Поскольку } КСВ = \frac{Z_0}{Z_L} \text{ для } Z_L>Z_O \text{ и } = \frac{Z_L}{Z_0} \text{ для } Z_L>Z_0 \text{ можно видно, что } КСВ \текст{ всегда} ≥ 1.
$$

Без активной защиты КСВ разомкнутая цепь на нагрузке приведет к удвоению
выходного напряжения до 141.4Vrms, в то время как короткое замыкание увеличило бы выход
ток до 2,82 ампер. В любом из этих наихудших сценариев усилитель мощности 100 Вт
должна выдерживать максимальную мощность 200 Вт (100 Вт вперед + 100 Вт назад).

Очевидно, что это повод для беспокойства, и разработчики усилителей должны иметь дело с очень реальными
вероятность того, что выход усилителя может быть либо случайно закорочен, либо нагрузка
можно удалить. Следовательно, все усилители должны иметь некоторую форму защиты.
когда КСВ приближается к опасному уровню. Ниже приведен неполный список (наиболее желательно
до наименее желательного) из некоторых использованных методов:

  • Надстройка:
    • Все полупроводниковые устройства и сумматоры мощности консервативно
      предназначен для обеспечения достаточной прочности и рассеивания тепла для
      приспособиться к бесконечному КСВ.
    • Для этого не требуется дополнительная активная схема защиты КСВН.
      подход.
    • Этот консервативный подход используется при малой и средней мощности AR.
      усилители.
  • Активный мониторинг КСВ, приводящий к снижению коэффициента усиления усилителя при КСВ
    приближается к опасному уровню:

    • Когда КСВ превышает безопасный уровень, поступательная мощность снижается. Этот
      технику иногда называют «откатом усиления» или просто «откатом назад».
    • Твердотельные усилители высокой мощности

    • AR будут сворачиваться при отражении
      мощность достигает 50% от номинальной мощности, соответствующей КСВ
      6:1 и выдержит любое несоответствие.
  • Активный мониторинг КСВ, приводящий к отключению, когда КСВ превышает
    безопасный уровень

    • Это считается методом грубой силы, который может привести к нежелательным последствиям.
      сбои в тестировании.
    • AR не использует эту технику ни в одном из своих усилителей.
  • Активный тепловой контроль
    • Высокий КСВ вызывает накопление тепла. Когда задано
    • порог температуры превышен, усилитель отключается.

    • Из-за характера тепловых постоянных времени этот подход относительно
    • медленный. Экстремальные колебания КСВ могут не привести к немедленному закрытию.
      вниз.
      Усилители

    • AR используют некоторую степень теплового контроля для цепи
    • .
      защиты, но не полагайтесь на этот относительно медленный метод защиты
      против экстремального КСВ.

  • Активный мониторинг выходного напряжения и/или тока
    • Ограничения устанавливаются как для напряжения, так и/или тока аналогично ограничениям
    • размещены на источниках питания постоянного тока.

    • При превышении любого из двух параметров усилитель отключается.
  • Многие усилители разрабатываются практически без учета несоответствия нагрузки. это
    предполагается, что приложение включает нагрузку, соответствующую нагрузке усилителя. В
    таких приложений, как испытания на устойчивость к электромагнитной совместимости (ЭМС), где
    несоответствие импеданса является нормой, необходимо соблюдать осторожность при выборе усилителя, способного
    терпеть любое несоответствие, сохраняя при этом требуемую мощность.

    Твердотельные усилители

    AR рассчитаны на экстремальное несоответствие нагрузки. Они
    исключительно прочны и обеспечивают превосходную защиту, обеспечивая максимальную
    выходная мощность на любую нагрузку. Несоответствие импеданса обсуждается более подробно в
    «Важность допуска на несоответствие для усилителей, используемых в
    Тестирование чувствительности».

    Как повлияет защита КСВ на прямую мощность или мощность, доступную для
    Загрузка?

    Давайте сначала рассмотрим различные методы, используемые для защиты усилителей AR от пагубного воздействия
    экстремальный КСВ.

    • Усилители класса А, рассчитанные на бесконечный КСВ: Усилители этого типа не
      откидывание назад или отключение при работе в условиях высокого КСВ. (Большинство AR от низкого до среднего
      усилители мощности подходят к этой категории.)

      • В этих усилителях мощность в прямом направлении всегда равна номинальной мощности и
        независимо от нагрузки
      • Пример. Усилитель мощностью 100 Вт обеспечивает мощность в прямом направлении 100 Вт.
        независимо от изменения нагрузки
    • Сворачивание на основе отраженной мощности: этот метод используется для мощного AR.
      усилители, у которых отраженная мощность не должна превышать 50% от номинальной
      власть.

      • Эти более крупные усилители обеспечивают полную номинальную мощность нагрузки при любом КСВ
        до 6:1. Когда КСВ превышает этот уровень, для ограничения используется обратный отсчет.
        отраженная мощность не более 50% от номинальной мощности, независимо от
        вариаций нагрузки.
      • В этом случае располагаемая прямая мощность равна номинальной мощности до тех пор, пока
        Достигнут КСВ 6:1. В этот момент 50% мощности прямого хода
        отражение. Для любого КСВ выше 6:1 мощность в прямом направлении уменьшается.
        достаточно, чтобы гарантировать, что обратная мощность никогда не превышает 50% от
        номинальная мощность.
      • Пример. Усилитель мощностью 1000 Вт ограничит мощность прямой передачи до 50 % от номинальной.
        мощность для любого несоответствия нагрузки более 6:1. Таким образом, поскольку 500 Вт
        максимальное количество отраженной мощности, прямая мощность составляет 1000 Вт для
        КСВ ≤ 6:1 и где-то между 1000 и 500 Вт для КСВ ≥ 6:1.
    • Напряжение и ток ограничены
      • Для усилителя с ограничением по напряжению/току расчеты намного проще.
        Закон Ома можно непосредственно применить для определения полезной мощности, напряжения и
        ток нагрузки.

        Выходное сопротивление усилителя:

        $$
        Z о = \ гидроразрыв {V о л т s _ {\ текст {мин} рейтинг}} {А м п s _ {\ текст {мин} рейтинг}}
        $$

      • Если импеданс нагрузки выше, чем выходной импеданс усилителя,
      • усилитель защищен ограничением по напряжению. 2}{\Omega_{нагрузка}}
        $$

        а также

        $$
        Амперы = \ frac {V o l t s _ {\ text {мин.} рейтинг}} {\ Omega_ {нагрузка}}
        $$

      • При сопротивлении нагрузки ниже выходного сопротивления усилителя
        усилитель защищен ограничением по току.2 • \Omega_{загрузить}
        $$

        а также

        $$
        Вольты = Ампер _ {\ text {мин.} номинал} • \ Omega_ {нагрузка}
        $$

    Следующие комментарии относятся к усилителям, которые не используют один из КСВН типа AR.
    перечисленные выше методы защиты:

    • Усилители, обеспечивающие защиту путем отключения или отключения ВЧ-выхода:
      • Прямая мощность будет равна 0, если КСВ чрезмерный.Это может произойти при КСВ, т.к.
        ниже 2:1, но чаще встречается при КСВ где-то между 2:1
        и 3:1.

    Очевидно, усилители, которые либо не используют защиту КСВ, либо используют эту грубую силу
    Схема КСВ не может использоваться в приложениях, где ожидаются несоответствия нагрузки.
    Усилители, в которых используются схемы с обратной связью при еще более низких уровнях КСВ, чем указано выше.
    также относятся к этой категории и не подходят для приложений, характеризующихся высокой нагрузкой.
    VSWR, например, при испытаниях на устойчивость к ЭМС и в исследовательских приложениях, где импеданс нагрузки
    неизвестно.

    Потеря выходной мощности из-за несоответствия нагрузки

    До этого момента мы концентрировались на теме силы вперед. Это сила
    реально доступный при нагрузке. Закон Якоби, также известный как «максимальная мощность
    теорема» гласит, что «Максимальная мощность передается, когда внутреннее сопротивление
    источник равен сопротивлению нагрузки, когда внешнее сопротивление можно изменять,
    а внутреннее сопротивление постоянно». Этот эффект отчетливо наблюдается при нагрузке
    сопротивление отличается (больше или меньше) от выходного сопротивления усилителя.Как КСВН
    увеличивается, все большая часть прямой мощности отражается обратно в
    усилитель звука. Поскольку полезная мощность рассчитывается путем вычитания отраженной мощности из
    прямой мощности, очевидно, что любой КСВ, отличный от 1:1, уменьшит фактическую
    мощность, потребляемая нагрузкой.

    Количество энергии, подаваемой на нагрузку, можно рассчитать, используя следующие
    стандартные формулы РФ:

    Коэффициент отражения:

    $$
    г = \Бигг | \frac{Z_2-Z_1}{Z_2+Z_1} \Bigg |
    $$

    , где два импеданса — это нагрузка
    сопротивление и выходное сопротивление усилителя.2\big)=10•Log(Watts_{FWD})}{10}\Bigg)}
    $$

    Кроме того, зная полезную мощность и полное сопротивление нагрузки, можно рассчитать
    выходной ток и напряжение по закону Ома.

    Реальные примеры

    Теперь, когда мы изучили нюансы определения выходной мощности,
    напряжение и ток усилителей мощности ВЧ в целом, давайте посмотрим на четыре существующих АР
    усилители и как они справляются с несоответствием нагрузки.

    Пример 1. Большинство усилителей малой и средней мощности имеют конструкцию класса А и
    иметь номинальное сопротивление 50 Ом; выходное сопротивление. Типичным усилителем этого типа является
    Усилитель мощности 75А400:

    • Полоса пропускания 10 кГц – 400 МГц
    • Минимальная выходная радиочастота 75 Вт
    • Активная защита не требуется благодаря очень прочной и консервативной конструкции
    • Полная мощность в прямом направлении подается на любое сопротивление нагрузки

    Рис. 2. Мощность в зависимости от полного сопротивления нагрузки 75A400

    Рисунок 2 наглядно демонстрирует наилучший возможный сценарий, обеспечиваемый 75A400. То
    прямая мощность постоянна и составляет 75 Вт, независимо от импеданса нагрузки.Центральная точка
    графика демонстрирует максимальную передачу мощности в соответствии с законом Якоби, где 50 Ом;
    усилитель управляет 50 Ом; нагрузки, а синяя кривая выходной мощности ясно демонстрирует
    уменьшение полезной мощности в соответствии с теоремой о максимальной мощности при изменении нагрузки от
    идеал 50 Ом;. Обратите внимание, что несмотря на то, что 75 Вт доступны независимо от нагрузки
    импеданса (оранжевая кривая), есть только одна точка, в которой мощность, подаваемая на
    нагрузка равна прямой мощности; точка, в которой импеданс нагрузки соответствует
    выходное сопротивление усилителей. Падение мощности, подаваемой на нагрузку на
    сторона 50 Ом; импеданс нагрузки является результатом КСВ нагрузки, что приводит к постоянному увеличению
    часть прямой мощности должна отражаться обратно в усилитель. Напомним, что

    $$
    P_{n e t} = P_{f w d} — P_{r e f}
    $$

    Рисунок 3: Ток в зависимости от напряжения 75A400

    На рис. 3 представлены графики напряжения и тока во всем диапазоне импеданса нагрузки. То
    центральная точка представляет собой напряжение и ток, возникающие при изменении импеданса нагрузки.
    подходит к усилителям 50 Ом; выходное сопротивление.Нагрузки более 50 Ом; предназначены для
    справа от центральной точки и нагрузки менее 50 Ом; появляются слева. Конечные точки
    продемонстрировать две возможности несоответствия наихудшего случая; открытый, где выход
    максимальное напряжение при нулевом токе, короткое замыкание при максимальном токе
    с нулевым напряжением.

    Приведенные выше графики основаны на минимальной номинальной выходной мощности усилителя на его
    весь диапазон рабочих частот. Скорее всего, будут пятна в пределах частоты
    диапазон, в котором выходная мощность превысит указанную минимальную номинальную выходную мощность.Чтобы избежать непредвиденных результатов, всегда запрашивайте копию конкретных данных производственного тестирования.
    перед вводом усилителя в эксплуатацию.

    Пример 2: Мощные твердотельные усилители по необходимости используют активный КСВ
    защита. Возьмем, к примеру, 1000W1000D.

    • Полоса пропускания 80–1000 МГц
    • Минимальная выходная ВЧ-выходная мощность 1000 Вт при сопротивлении 50 Ом; выходное сопротивление
    • Активная защита срабатывает для уменьшения коэффициента усиления при измерении обратной мощности при
      500 Вт; это КСВ 6:1 при использовании усилителя на номинальной мощности.
    • Эта откидная защита ограничивает отраженную мощность до 500 Вт максимум

    Рис. 4. Мощность в зависимости от импеданса нагрузки 1000W1000D

    1000W1000D является примером одного из мощных усилителей AR, который
    когда обратная мощность достигает 50% номинальной мощности. Несмотря на то, что усилитель выполняет функцию foldback,
    значительная часть мощности по-прежнему поступает в нагрузку. Во многих
    случаи, другие производители усилителей высокой мощности не смогли бы справиться
    в таких условиях и поступательная мощность будет либо полностью отключена, либо r
    резко поумнел.

    В приложениях с критическим питанием согласующий трансформатор импеданса, аналогичный
    используемый в AR 800A3A, можно использовать для согласования усилителя с нагрузкой. Однако,
    поскольку согласующие трансформаторы имеют тенденцию быть узкополосными, этот подход может оказаться
    нецелесообразно, если 1000W1000D будет работать во всем диапазоне частот.
    В этом случае ряд узкополосных трансформаторов можно было бы включить в
    приложение в зависимости от частоты или еще проще, пользователь может выбрать более высокую
    усилитель мощности.

    Рисунок 5: Ток в зависимости от напряжения 1000W1000D

    На приведенном выше графике показано, что, несмотря на то, что фолд-бэк происходит при КСВ
    примерно 6:1, значительное выходное напряжение и ток по-прежнему подаются на нагрузку.

    Пример 3: До сих пор много говорилось о важности импеданса.
    соответствие. 800A3A является примером уникального усилителя, который предоставляет пользователю
    выбираемое выходное сопротивление для соответствия широкому спектру приложений.

    • Ширина полосы от 10 кГц до 3 МГц
    • Минимальная выходная мощность 800 Вт
    • Внутренний трансформатор импеданса, выбираемый пользователем, обеспечивает 12.5, 25, 50, 100, 150,
    • 200 или 400 Ом; для облегчения более точного согласования с импедансом нагрузки

    • Активная защита срабатывает, когда КСВ превышает 6:1, чтобы уменьшить усиление
    • Эта откидная защита ограничивает отраженную мощность до 400 Вт максимум

    Рис. 6. Мощность в зависимости от импеданса нагрузки 800A3A

    Трансформатор внутреннего импеданса 800A3A позволяет этому усилителю иметь выходной
    импеданс, который соответствует тому, что характерно для различных приложений.Внешний
    Трансформаторы доступны для расширения полезности 800A3A, чтобы включить еще больше
    Приложения.

    Рисунок 7: Ток в зависимости от напряжения 800A3A

    На рис. 7 четко показаны преимущества усилителя с внутренним импедансом
    согласующий трансформатор, обеспечивающий лучшее согласование с различными нагрузками. Ассортимент
    выходное напряжение и ток значительно выше, чем предусмотрено стандартом
    50 Ом; усилитель звука.

    Пример 4: Характерные характеристики высокой мощности, широкополосности и очень низкой выходной мощности
    импеданс (обычно

    • Полоса пропускания 10 Гц – 1 МГц
    • Минимальная номинальная выходная мощность составляет 350 Вт на 1.8 Ом; нагрузка. Это равнозначно
      минимум 25 вольт и 14 ампер на 1,8 Ом. (снижение мощности выше 300 кГц)
    • Импеданс источника составляет
      указано, выходное сопротивление не используется в расчетах прямой мощности.)
    • Эффективное сопротивление источника 1,8 Ом; (Zo=Vo/Io= 25В/14А)
    • Защита выхода ограничивает как напряжение, так и ток при номинальных значениях в любых пределах.
      нагрузка. Для нагрузок менее 1.8 Ом, выходной ток ограничен. Для нагрузок, превышающих
      1,8 Ом; выходное напряжение ограничено.

    Рис. 8: Мощность в зависимости от полного сопротивления нагрузки 350 А·ч2

    Это пример усилителя с сопротивлением 1,8 Ом; эффективное выходное сопротивление. Из-за
    защита усилителя от ограничения напряжения и тока, КСВ не играет роли в потерях
    мощность, отдаваемая в нагрузку.

    Рисунок 9: Ток в зависимости от напряжения 350 Ач2

    На рис. 9 показаны доступные выходное напряжение и ток от 350 Ач2.Серый
    область предназначена для указания более «типичного» выходного профиля. Индивидуальный усилитель
    характеристики будут различаться и в некоторой степени зависят от рабочей частоты и
    системные потери.

    Резюме

    Извечный вопрос: «На какое выходное напряжение, ток и мощность я могу рассчитывать?
    от моего усилителя?» в редких случаях можно ответить, просто применив закон Ома
    предполагая, что полезная мощность или мощность, подаваемая на нагрузку, является просто номинальной мощностью
    выход усилителя. В большинстве случаев практические вопросы, такие как КСВ и мощность в прямом направлении
    проблемы должны быть рассмотрены до применения закона Ома. В то время как это примечание по применению
    предоставил руководство в этом вопросе, AR твердо верит, что лучший подход — это
    применять фактические данные испытаний при расчете выходных параметров. Если вы хоть немного
    Если вам не нравится это упражнение, не стесняйтесь обращаться к одному из наших инженеров по приложениям.
    Мы будем более чем рады помочь вам в этом процессе.

    Преодоление текущих проблем утечки информации о пациентах

    Здравоохранение

    Безопасность

    Данте Де Гузман (Dante De Guzman) из XP Power (технический менеджер XP Power Engineering Solutions) объясняет ток утечки на пациента для медицинских источников питания и описывает несколько способов снижения и контроля этого тока утечки для самых жестких медицинских приложений.

    IEC 60601 — это общепринятый стандарт для медицинского электрического и электронного оборудования, необходимый для коммерциализации этого типа оборудования во многих странах. Для защиты от поражения электрическим током спецификация определяет максимальные токи утечки для оборудования с контактной частью, то есть частью оборудования, которая вступает в контакт с пациентом при нормальных условиях эксплуатации.

     

    Четыре типа рабочих частей согласно стандарту

    Тип B (тело) означает контактные части, которые обычно не являются проводящими и могут быть немедленно высвобождены из тела пациента, включая все, от сканеров МРТ до больничных коек и осветительных приборов.Тип B является наименее строгой классификацией. Типы BF (плавающее тело) и CF (плавающее сердце) являются плавающими относительно земли.

    Детали

    типа BF имеют токопроводящий контакт с пациентом или средне- и долгосрочный контакт с пациентом, например ультразвуковое оборудование и тонометры. Детали типа CF имеют самую строгую классификацию, поскольку они могут вступать в непосредственный контакт с сердцем, например, аппараты для диализа.

    Также существует три типа тока утечки, для каждого из которых в стандарте определено собственное предельное значение: ток утечки на землю, ток утечки на корпус, ток утечки на пациента и вспомогательный ток на пациента.Тип тока утечки, который, как правило, труднее всего удовлетворить, — это ток утечки пациента, то есть ток, протекающий от рабочей части через пациента к земле в результате непредусмотренного напряжения от внешнего источника на пациенте.

    Для третьей редакции стандарта ограничение составляет 100 мкА для B и BF и 10 мкА для CF. В источниках питания ток утечки пациента определяется как величина тока утечки, протекающего с выхода через импеданс 1 кОм на землю (которая представляет пациента).

    Это прямо пропорционально величине емкости между сетью и выходом (емкость между входом и выходом), которая зависит от двух факторов: емкости между обмотками трансформатора и Y-конденсаторов, соединяющих первичную сторону со вторичной ( шунтирующие конденсаторы). Поэтому желательно уменьшить входную и выходную емкость, но полностью удалить ее невозможно, поскольку стандарт требует безопасности пациента.

     

    Входная/выходная емкость

    Рассмотрим входную и выходную емкость типичного медицинского блока питания.На рис. 1 показано простое изображение такого устройства, путь тока утечки показан пунктирной линией.

    Емкость между первичной и вторичной обмотками трансформатора включает шунтирующую емкость (C4) и емкость между обмотками трансформатора. Если C4 увеличивается, полное сопротивление этого пути тока уменьшается; если импеданс уменьшится, через точку G2 будет протекать больший ток. Этот ток представляет собой ток утечки пациента. Обратите внимание, что C1 и C3 также создают путь для утечки тока – это ток утечки на землю, а не ток утечки пациента.

    Рисунок 2 представляет собой емкостную модель рисунка 1. Ток утечки пациента, Ileakage, рассчитывается как 2.π.f.C4.Vmains. То есть ток утечки пациента прямо пропорционален шунтирующей емкости.

    Популярные методы снижения тока утечки пациента, поэтому сосредоточены на уменьшении входной и выходной емкости источника питания. Вероятно, наиболее распространенным способом сделать это является добавление дополнительного преобразователя постоянного тока между источником питания и рабочей частью.

    Это добавляет дополнительный слой изоляции, как показано на рисунке 3. Основной путь тока новой системы теперь проходит через C4 и C5, межобмоточные емкости обоих трансформаторов. Ток утечки нового пациента рассчитывается как Ileakage = 2.π.f.C4 и C5 последовательно.

    Всети (как показано в модели емкости на рис. 4) и в целом значительно снижается. Например, недавняя работа над медицинской системой клиента, проведенная XP Power, позволила снизить ток утечки пациента медицинского блока питания переменного тока в постоянный с 11 мкА до 6 мкА за счет добавления дополнительного преобразователя постоянного тока, как описано выше.

    Хотя это простой способ уменьшить выходную емкость и, следовательно, ток утечки пациента, он имеет свои недостатки. Добавление еще одного преобразователя постоянного тока в систему всегда увеличивает стоимость и сложность, а также увеличивает занимаемую площадь подсистемы питания.

     

    Другие опции

    Альтернативный подход, принятый XP, заключается в том, чтобы работать с заказчиком над уменьшением тока утечки блока питания переменного тока в постоянный, чтобы попытаться избежать использования дополнительного преобразователя постоянного тока в постоянный.Есть два варианта: либо можно создать полностью индивидуальный блок питания, либо, что чаще всего, стандартный медицинский блок питания можно модифицировать, чтобы уменьшить его ток утечки.

    Проблема со снижением тока утечки источника питания переменного/постоянного тока заключается в том, что, поскольку это зависит от уменьшения входной и выходной емкости, это может иметь серьезные последствия для характеристик EMI (электромагнитных помех) источника питания, которые также строго определены. для медицинских применений.

    При разработке индивидуального блока питания задача решается с учетом компромисса между током утечки и электромагнитными помехами и может быть решена, например, за счет оптимизации экранирования в трансформаторе.

     

    Популярное решение 

    Более популярным решением, чем полностью заказной блок питания, является модификация стандартного медицинского блока питания в соответствии с требованиями. Работая с клиентами в реальных приложениях, XP Power успешно модифицировала стандартные медицинские блоки питания, чтобы они соответствовали требованиям к току утечки BF/CF, то есть его ток утечки пациента составляет менее 10 мкА (общее соответствие будет зависеть от токов утечки от остальных источников питания). система тоже).

    Такие проекты могут быть основаны на серии XP GCS или ECM60, поскольку они соответствуют требованиям к изоляции IEC60601-1. Модифицированные версии топологии LLC серии GCS могут соответствовать требованиям CF в размере 3×5 дюймов, в то время как модифицированные блоки питания серии ECM60 имеют размер 2×4 дюйма и имеют универсальный вход от 90 до 264 В переменного тока, а также соответствуют требованиям по электромагнитным помехам класса B. Модифицированные блоки питания из обеих этих серий продемонстрировали токи утечки на пациента ниже 10 мкА при 264 В переменного тока/60 Гц.

    Типичным способом модификации стандартного источника питания для уменьшения его входной и выходной емкости является уменьшение емкости любых конденсаторов Y (шунтирующих конденсаторов).Однако это не так просто, как для каждого источника питания.

    Помимо проблем электромагнитных помех, упомянутых ранее, даже полного удаления шунтирующих конденсаторов может быть недостаточно для снижения тока утечки пациента до уровня ниже 10 мкА — межобмоточная емкость является неотъемлемым свойством трансформатора и не может быть изменена, поэтому, если она не является низкой достаточно для начала, может оказаться невозможным уменьшить выходную емкость настолько, чтобы соответствовать требованиям.

    Другие немодифицируемые компоненты, такие как оптоизоляторы, расположенные между первичной и вторичной сторонами, также могут увеличивать выходную емкость. Хорошо спроектированные блоки питания, такие как XP, в стандартной комплектации имеют низкую емкость в этих частях.

    Таким образом, медицинские блоки питания должны соответствовать строгим стандартам безопасности пациентов, а ток утечки пациента часто является самой сложной частью стандарта. Этот ток утечки прямо пропорционален входной/выходной емкости источника питания, но уменьшить эту емкость не всегда легко из-за электромагнитных помех. Добавление преобразователя постоянного тока в качестве дополнительного слоя изоляции является одним из решений, хотя это может быть дорогостоящим.Индивидуальный дизайн питания — это осуществимый, но непопулярный вариант.

    В качестве альтернативы, XP Power работает с клиентами над модификацией своих стандартных медицинских блоков питания, чтобы они соответствовали самым строгим требованиям к току утечки пациента, что может быть наиболее экономичным вариантом.

     

    Уменьшение емкости

    Рисунок 1 – Простое изображение медицинского блока питания. При отсутствии каких-либо шунтирующих конденсаторов основной путь тока утечки пациента проходит через трансформатор (отмечен пунктирной линией).

    Рисунок 2 – Модель емкости блока питания на рисунке 1. Модель емкости источника питания на рисунке 1. Ток утечки пациента прямо пропорционален C4.

    Рисунок 3 — блок питания плюс преобразователь постоянного тока. Обычный способ уменьшить выходную емкость и, следовательно, ток утечки пациента — добавить к выходу преобразователь постоянного тока в постоянный.

    Рисунок 4 – Модель емкости для Рисунка 3.Модель емкости после добавления преобразователя постоянного тока показывает, что выходная емкость уменьшается до приемлемого уровня.

    Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC)

    Громовой удар!

    Откуда австралийская рок-группа AC/DC получила свое название? Да ведь переменный ток и постоянный ток, конечно же! И AC, и DC описывают типы тока, протекающего в цепи. В постоянном токе (DC) электрический заряд (ток) течет только в одном направлении. Электрический заряд в переменного тока (AC), с другой стороны, периодически меняет направление. Напряжение в цепях переменного тока также периодически меняется на противоположное, поскольку ток меняет направление.

    Большая часть цифровой электроники, которую вы создаете, будет использовать постоянный ток. Однако важно понимать некоторые концепции переменного тока. Большинство домов подключены к сети переменного тока, поэтому, если вы планируете подключить свою музыкальную шкатулку Tardis к розетке, вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный.Переменный ток также обладает некоторыми полезными свойствами, такими как способность преобразовывать уровни напряжения с помощью одного компонента (трансформатора), поэтому переменный ток был выбран в качестве основного средства передачи электроэнергии на большие расстояния.

    Чему вы научитесь

    • История AC и DC
    • Различные способы получения переменного и постоянного тока
    • Некоторые примеры приложений переменного и постоянного тока

    Рекомендуемое чтение

    Переменный ток (AC)

    Переменный ток описывает поток заряда, который периодически меняет направление. В результате уровень напряжения также меняется на противоположный вместе с током. Переменный ток используется для подачи электроэнергии в дома, офисные здания и т. д.

    Генерация переменного тока

    AC может производиться с помощью устройства, называемого генератором переменного тока. Это устройство представляет собой электрический генератор особого типа, предназначенный для выработки переменного тока.

    Проволочная петля вращается внутри магнитного поля, которое индуцирует ток вдоль проволоки. Вращение проволоки может осуществляться любыми способами: ветряной турбиной, паровой турбиной, проточной водой и так далее.Поскольку провод вращается и периодически переходит в другую магнитную полярность, напряжение и ток на проводе чередуются. Вот короткая анимация, показывающая этот принцип:

    (Видео предоставлено Хуррамом Танвиром)

    Производство переменного тока можно сравнить с нашей предыдущей аналогией с водой:

    Чтобы генерировать переменный ток в системе водопроводных труб, мы соединяем механическую рукоятку с поршнем, который перемещает воду в трубах вперед и назад (наш «переменный» ток). Обратите внимание, что сжатый участок трубы по-прежнему оказывает сопротивление потоку воды независимо от направления потока.

    Сигналы

    AC может иметь несколько форм, если напряжение и ток являются переменными. Если мы подключим осциллограф к цепи с переменным током и построим график зависимости напряжения от времени, то сможем увидеть ряд различных сигналов. Наиболее распространенным типом переменного тока является синусоида. Переменный ток в большинстве домов и офисов имеет колебательное напряжение, которое создает синусоидальную волну.

    Другие распространенные формы переменного тока включают прямоугольную волну и треугольную волну:

    Прямоугольные волны часто используются в цифровой и коммутационной электронике для проверки их работы.

    Треугольные волны используются при синтезе звука и полезны для тестирования линейной электроники, такой как усилители.

    Описание синусоиды

    Мы часто хотим описать форму сигнала переменного тока в математических терминах. В этом примере мы будем использовать обычную синусоиду. Синусоида состоит из трех частей: амплитуды, частоты и фазы.

    Глядя только на напряжение, мы можем описать синусоиду как математическую функцию:

    V(t) — это наше напряжение как функция времени, что означает, что наше напряжение меняется с течением времени. Уравнение справа от знака равенства описывает изменение напряжения во времени.

    V P это амплитуда . Это описывает максимальное напряжение, которого может достичь наша синусоида в любом направлении, а это означает, что наше напряжение может быть +V P вольт, -V P вольт или где-то посередине.

    Функция sin() указывает, что наше напряжение будет иметь форму периодической синусоиды, которая представляет собой плавное колебание около 0 В.

    — это константа, которая преобразует частоту из циклов (в герцах) в угловую частоту (в радианах в секунду).

    f описывает частоту синусоиды. Это дается в виде герц или единиц в секунду . Частота говорит, сколько раз конкретная форма волны (в данном случае один цикл нашей синусоиды — подъем и спад) возникает в течение одной секунды.

    t — наша независимая переменная: время (измеряется в секундах). Поскольку время меняется, наша форма волны меняется.

    φ описывает фазу синусоиды. Фаза — это мера того, насколько форма сигнала сдвинута во времени. Его часто задают в виде числа от 0 до 360 и измеряют в градусах. Из-за периодического характера синусоидальной волны, если форма волны смещается на 360°, она снова становится той же формой волны, как если бы она была сдвинута на 0°.Для простоты мы по-прежнему будем считать, что фаза равна 0° до конца этого урока.

    Мы можем обратиться к нашему надежному поставщику за хорошим примером того, как работает сигнал переменного тока. В Соединенных Штатах электроэнергия, подаваемая в наши дома, представляет собой переменный ток с напряжением около 170 В от нуля до пика (амплитуда) и частотой 60 Гц (частота). Мы можем подставить эти числа в нашу формулу, чтобы получить уравнение (помните, что мы предполагаем, что наша фаза равна 0):

    .

    Мы можем использовать наш удобный графический калькулятор, чтобы построить график этого уравнения. Если нет графического калькулятора, мы можем использовать бесплатную онлайн-программу для построения графиков, такую ​​как Desmos (обратите внимание, что вам, возможно, придется использовать «y» вместо «v» в уравнении, чтобы увидеть график).

    Обратите внимание, что, как мы и предсказывали, напряжение периодически поднимается до 170 В и опускается до -170 В. Кроме того, каждую секунду происходит 60 циклов синусоиды. Если бы мы измерили напряжение в наших розетках с помощью осциллографа, мы бы увидели это ( ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: не пытайтесь измерить напряжение в розетке с помощью осциллографа! Это может привести к повреждению оборудования).

    ПРИМЕЧАНИЕ: Возможно, вы слышали, что напряжение переменного тока в США составляет 120 В. Это также правильно.Как? Говоря о переменном токе (поскольку напряжение постоянно меняется), часто проще использовать среднее или среднее значение. Для этого мы используем метод под названием «Среднеквадратичное значение». (RMS). Часто полезно использовать среднеквадратичное значение для переменного тока, когда вы хотите рассчитать электрическую мощность. Несмотря на то, что в нашем примере напряжение варьировалось от -170 В до 170 В, среднеквадратичное значение составляет 120 В RMS.

    Приложения

    Домашние и офисные розетки почти всегда подключены к сети переменного тока. Это связано с тем, что генерировать и транспортировать переменный ток на большие расстояния относительно легко.При высоких напряжениях (свыше 110 кВ) меньше потерь энергии при передаче электроэнергии. Более высокие напряжения означают более низкие токи, а более низкие токи означают меньшее выделение тепла в линии электропередачи из-за сопротивления. Переменный ток можно легко преобразовать в высокое напряжение и обратно с помощью трансформаторов.

    AC также может питать электродвигатели. Двигатели и генераторы — это одно и то же устройство, но двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую (если вал двигателя вращается, на клеммах возникает напряжение!).Это полезно для многих крупных бытовых приборов, таких как посудомоечные машины, холодильники и т. д., которые работают от сети переменного тока.

    Постоянный ток (DC)

    Постоянный ток немного легче понять, чем переменный ток. Вместо того, чтобы колебаться туда-сюда, постоянный ток обеспечивает постоянное напряжение или ток.

    Генерация постоянного тока

    DC можно сгенерировать несколькими способами:

    • Генератор переменного тока, оснащенный устройством, называемым «коммутатором», может производить постоянный ток
    • Использование устройства под названием «выпрямитель», которое преобразует переменный ток в постоянный
    • Батареи обеспечивают постоянный ток, который генерируется в результате химической реакции внутри батареи

    Снова используя нашу аналогию с водой, DC подобен резервуару с водой со шлангом на конце.

    Бак может выталкивать воду только в одну сторону: из шланга. Как и в случае с нашей батареей постоянного тока, когда резервуар опустеет, вода больше не будет течь по трубам.

    Описание DC

    DC определяется как «однонаправленный» поток тока; ток течет только в одном направлении. Напряжение и ток могут меняться с течением времени, пока не меняется направление потока. Для упрощения предположим, что напряжение является константой. Например, мы предполагаем, что батарея AA обеспечивает 1.5В, что математически можно описать как:

    Если мы построим это во времени, мы увидим постоянное напряжение:

    Что это значит? Это означает, что мы можем рассчитывать на то, что большинство источников постоянного тока будут обеспечивать постоянное напряжение во времени. В действительности батарея будет медленно разряжаться, а это означает, что напряжение будет падать по мере использования батареи. Для большинства целей мы можем предположить, что напряжение является постоянным.

    Приложения

    Почти все электронные проекты и детали, которые продаются на SparkFun, работают на DC.Все, что работает от батареи, подключается к розетке с помощью адаптера переменного тока или использует кабель USB для питания, зависит от постоянного тока. Примеры электроники постоянного тока включают:

    • Мобильные телефоны
    • D&D Dice Gauntlet на базе LilyPad
    • Телевизоры с плоским экраном (переменный ток поступает в телевизор, который преобразуется в постоянный ток)
    • Фонарики
    • Гибридные и электрические транспортные средства

    Битва течений

    Почти каждый дом и офис подключен к сети переменного тока.Однако это решение было принято не в одночасье. В конце 1880-х годов множество изобретений в США и Европе привели к полномасштабной битве между распределением переменного и постоянного тока.

    В 1886 году электрическая компания Ganz Works, расположенная в Будапеште, электрифицировала весь Рим с помощью переменного тока. Томас Эдисон, с другой стороны, построил 121 электростанцию ​​постоянного тока в Соединенных Штатах к 1887 году. Поворотный момент в битве наступил, когда Джордж Вестингауз, известный промышленник из Питтсбурга, купил патенты Николы Теслы на двигатели переменного тока и трансмиссию в следующем году. .

    переменного тока против постоянного тока

    Томас Эдисон (Изображение предоставлено biography.com)

    В конце 1800-х постоянный ток нельзя было легко преобразовать в высокое напряжение. В результате Эдисон предложил систему небольших местных электростанций, которые могли бы снабжать энергией отдельные районы или районы города. Питание распределялось по трем проводам от силовой установки: +110 вольт, 0 вольт и -110 вольт. Свет и двигатели можно было подключить между розеткой +110 В или 110 В и 0 В (нейтраль). 110 В допускает некоторое падение напряжения между установкой и нагрузкой (дом, офис и т. д.).).

    Несмотря на то, что падение напряжения на линиях электропередач было учтено, электростанции должны были располагаться в пределах 1 мили от конечного потребителя. Это ограничение сделало распределение электроэнергии в сельской местности чрезвычайно трудным, если не невозможным.

    Используя патенты Теслы, компания Westinghouse работала над усовершенствованием системы распределения переменного тока. Трансформаторы предоставили недорогой метод повышения напряжения переменного тока до нескольких тысяч вольт и снижения его до приемлемого уровня. При более высоких напряжениях та же мощность могла передаваться при гораздо более низком токе, что означало меньшие потери мощности из-за сопротивления в проводах.В результате крупные электростанции могут быть расположены за много миль и обслуживать большее количество людей и зданий.

    Клеветническая кампания Эдисона

    В течение следующих нескольких лет Эдисон провел кампанию, направленную на то, чтобы решительно воспрепятствовать использованию переменного тока в Соединенных Штатах, которая включала лоббирование законодательных собраний штатов и распространение дезинформации об переменного тока. Эдисон также приказал нескольким техникам публично казнить животных электрическим током, пытаясь показать, что переменный ток более опасен, чем постоянный. Пытаясь показать эти опасности, Гарольд П.Браун и Артур Кеннелли, сотрудники Edison, разработали первый электрический стул для штата Нью-Йорк, использующий переменный ток.

    Восстание AC

    В 1891 году во Франкфурте (Германия) проходила Международная электротехническая выставка, на которой была представлена ​​первая на выставке передача трехфазного переменного тока на большие расстояния, от которого питались лампы и двигатели. Присутствовали несколько представителей того, что впоследствии станет General Electric, и впоследствии они были впечатлены выставкой. В следующем году была создана General Electric, которая начала инвестировать в технологии переменного тока.

    Электростанция Эдварда Дина Адамса у Ниагарского водопада, 1896 г. (Изображение предоставлено teslasociety.com)

    Westinghouse выиграла контракт в 1893 году на строительство плотины гидроэлектростанции, чтобы использовать энергию Ниагарского водопада и передавать переменный ток в Буффало, штат Нью-Йорк. Проект был завершен 16 ноября 1896 года, и промышленность Буффало начала получать электроэнергию переменного тока. Эта веха ознаменовала упадок постоянного тока в Соединенных Штатах. В то время как Европа примет стандарт переменного тока 220-240 вольт при 50 Гц, стандарт в Северной Америке станет 120 вольт при 60 Гц.

    Высоковольтный постоянный ток (HVDC)

    Швейцарский инженер Рене Тюри использовал серию двигателей-генераторов для создания высоковольтной системы постоянного тока в 1880-х годах, которую можно было использовать для передачи энергии постоянного тока на большие расстояния. Однако из-за высокой стоимости и обслуживания систем Thury HVDC никогда не применялись почти столетие.

    С изобретением полупроводниковой электроники в 1970-х годах стало возможным экономичное преобразование переменного тока в постоянный. Для выработки электроэнергии постоянного тока высокого напряжения (некоторые из них достигают 800 кВ) можно использовать специальное оборудование. В некоторых частях Европы начали использовать линии HVDC для электрического соединения различных стран.

    Линии

    HVDC имеют меньшие потери, чем эквивалентные линии переменного тока на очень больших расстояниях. Кроме того, HVDC позволяет подключать различные системы переменного тока (например, 50 Гц и 60 Гц). Несмотря на свои преимущества, системы HVDC более дороги и менее надежны, чем обычные системы переменного тока.

    В конце концов Эдисон, Тесла и Вестингауз могут осуществить свои желания. AC и DC могут сосуществовать, и каждый из них служит определенной цели.

    Ресурсы и продолжение

    Теперь вы должны хорошо понимать разницу между переменным и постоянным током. Переменный ток легче преобразовать между уровнями напряжения, что делает передачу высокого напряжения более осуществимой. Постоянный ток, с другой стороны, встречается почти во всей электронике. Вы должны знать, что они не очень хорошо сочетаются, и вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный, если вы хотите подключить большую часть электроники к сетевой розетке. С этим пониманием вы должны быть готовы заняться более сложными схемами и концепциями, даже если они содержат переменный ток.

    Взгляните на следующие руководства, когда будете готовы глубже погрузиться в мир электроники:

    Текущие условия сети — Юго-западный энергетический пул

    Текущие условия сети

    (последнее обновление 7 февраля 2022 г., 8:40 по центральному времени)

    Текущее состояние сети СЭС: Нормальная работа для всего региона Координации надежности СЭС (RC) Восток.У SPP достаточно генерации для удовлетворения спроса и доступных резервов, и она не предвидит экстремальных или аномальных угроз надежности.

    Последнее изменение статуса

    SPP было в 14:00. CT пятница, 4 февраля 2022 г., когда закончилось уведомление о ресурсах, действовавшее с 00:00 CT среды, 2 февраля 2022 г. , в период возможных отключений, неопределенности прогноза ветра, холодной погоды и обледенения. воздействия на ресурсы.

    Уведомление о сети

    SPP будет использовать список рассылки уведомлений по электронной почте, чтобы сообщать об изменении состояния сети в нашей зоне обслуживания, включая рекомендации о погоде, ресурсах и консервативных операциях, а также оповещения о чрезвычайных ситуациях в области энергетики.

    Чтобы подписаться на получение этих обновлений:

    • После входа на SPP.org нажмите кнопку «Здравствуйте, [ваше имя]» в правом верхнем углу экрана, чтобы обновить настройки своей учетной записи. (Возможно, вам придется создать учетную запись, если у вас ее еще нет.)
    • В списке доступных взрывателей установите флажок рядом с названием «Уведомление о сети».
    • Нажмите «Отправить» внизу формы, чтобы сохранить изменения.

      Вы можете отказаться от подписки на этот и другие взрывники в любое время на той же странице управления учетной записью.

    Описания распространенных событий надежности приведены ниже в порядке возрастания серьезности:

    Рекомендации повышают осведомленность и не требуют действий от широкой публики. Коммунальные предприятия-члены SPP должны следовать применимым процедурам. Оповещения о чрезвычайной ситуации в энергетике указывают на то, что вся доступная генерация была направлена ​​​​на удовлетворение спроса в регионе. По мере ухудшения условий может потребоваться добровольная консервация или перерывы в обслуживании для предотвращения неконтролируемых отключений.

    Нормальная эксплуатация : У SPP достаточно генерации для удовлетворения спроса и доступных резервов, и он не предвидит экстремальных или аномальных угроз надежности.

    Информация о погоде : объявляется, когда на территории службы координации надежности SPP ожидаются экстремальные погодные условия.

    Информационное сообщение о ресурсах : Объявлено, когда в зоне полномочий балансировки SPP ожидаются неблагоприятные погодные условия, значительные отключения, неопределенность прогноза ветра и/или неопределенность прогноза нагрузки.

    Консервативные рекомендации по эксплуатации : объявляется, когда SPP определяет необходимость консервативной эксплуатации своей системы на основе погодных, экологических, оперативных, террористических, кибернетических или других событий.

    Оповещение об аварийной ситуации в энергетике, уровень 1: Объявляется, когда все доступные ресурсы выделены для выполнения обязательств, а SPP рискует не выполнить требуемые операционные резервы.

    Оповещение об аварийной ситуации в энергетике, уровень 2:  Объявляется, когда SPP больше не может обеспечивать ожидаемые потребности в энергии, или когда SPP предвидит или внедрила процедуры вплоть до перерывов в обслуживании, но исключая их, для поддержания региональной надежности.

    Оповещение о чрезвычайной ситуации в области энергетики, уровень 3:   На этом уровне SPP использует операционные резервы таким образом, что их запасы ниже необходимого минимума, и инициировала помощь через свою группу распределения резервов. SPP предвидит или реализовала прерывание обязательств по твердой нагрузке. Прежде чем запросить EEA 3, SPP уже предоставит соответствующие внутренние уведомления своим Участникам рынка.

    Событие восстановления: Определяется как серьезное или катастрофическое отключение сети, которое может быть полным или частичным отключением электроэнергии в регионе, островной ситуацией или разделением системы.

    Сильноточный силовой кабель | Кабель питания Garmin

    сильноточный | Garmin К сожалению, эта страница не работает должным образом без включенного JavaScript. Пожалуйста, активируйте для продолжения. «},»specsTab»:null},»hideProductVersions»:true,»availabilityDate»:»1-3_days»,»price»:{«price»:{«price»:59,99,»currencyCode»:»USD» ,»currencySymbol»:»$»,»formattedPrice»:»59,99 долларов США»},»salePrice»:null,»savings»:null},»firedPromotions»:[],»productKicker»:null,»inStock»:true ,»showCompatibleDevicesTab»:true,»promoBanner»:null,»widgetMetadata»:{«dataClientId»:»034abc3a-0fed-5aee-a814-c4fe00ca32fc»,»dataKey»:»кредит-продвижение-автоматический размер»,»dataPurchaseAmount «:5999,»klarnaLocale»:»en-US»,»displayKlarna»:true},»pvProductEcommerceOpenText»:null,»showPrice»:true,»forceStockEnabled»:false,»sellable»:true,»displayable»:true }},»breadCrumbs»:[{«categoryKey»:»Кабели»,»categoryName»:»Кабели и зарядные устройства»,»categoryNameGlobal»:»Кабели и зарядные устройства»,»url»:»https://buy. garmin.com/en-US/US/cCables-p1.html»,»hideBreadcrumb»:null,»visible»:true}],»productCategory»:»Кабели и зарядные устройства»,»productCategoryGlobal»:»Кабели и зарядные устройства» ,»marketCategory»:»Аксессуары»,»marketCategoryGlobal»:»Аксессуары»,»productEcommerceOpenText»:null,»productEmsList»:[{«title»:»Версия»}],»filterDropdownList»:[{«text»:» Силовой кабель сильного тока»,»value»:»/en-US/US/p/704709/pn/010-12998-02″,»selected»:true}],»seoAttributes»:{«title»:» Силовой кабель сильного тока»,»section»:»»,»imageLanguage»:»en»,»discCountry»:»US»,»sellable»:true,»productName»:»Сильный силовой кабель»,»displayUrl «:»https://www.garmin.com/en-US/p/704709″,»canonicalUrl»:»https://www.garmin.com/en-US/p/704709″,»attributeGroupName»:»аксессуар»,»productDisplayLanguage»:» ru»,»categoryName»:»»,»discLanguage»:»en»,»productDisplayName»:»Сильный силовой кабель»,»productImage»:»https://static.garmincdn.com/en/products/010 -12998-02/g/cf-lg-d5dd055a-70a2-47bf-bf29-6e1b7dfde5a4.jpg»,»снято с производства»:»»,»seoTitle»:»Сильноточный силовой кабель | Garmin «,»description»:»Неизолированный кабель питания с радиоприемником Group Ride. Имеет 2-контактный разъем.»,»seoKeywords»:»»,»localeString»:»en_US»,»urlLocales»:{«fi-fi»:»https://www.garmin.com/fi-FI/p/704709″,»en -ie»:»https://www.garmin.com/en-IE/p/704709″,»nb-no»:»https://www.garmin.com/nb-NO/p/704709″, «en-ca»: «https://www.garmin.com/en-CA/p/704709», «en-us»: «https://www.garmin.com/en-US/p/704709». «,»hr-hr»:»https://www.garmin.com/hr-HR/p/704709″,»en-za»:»https://www.garmin.com/en-ZA/p /704709″,»sl-si»:»https://www.garmin.com/sl-SI/p/704709″,»nl-be»:»https://www.garmin.com/nl-BE /p/704709″,»de-at»:»https://www.garmin.com/de-AT/p/704709″,»nl-nl»:»https://www.garmin.com/nl-NL/p/704709″,»fr-ch»:»https:// www.garmin.com/fr-CH/p/704709″,»en-au»:»https://www.garmin.com/en-AU/p/704709″,»de-ch»:»https: //www.garmin.com/de-CH/p/704709″,»de-de»:»https://www.garmin.com/de-DE/p/704709″,»es-es»:» https://www.garmin.com/es-ES/p/704709″,»es-mx»:»https://www.garmin.com/es-MX/p/704709″,»fr-ca» :»https://www.garmin.com/fr-CA/p/704709″,»it-it»:»https://www.garmin.com/it-IT/p/704709″,»en- nz»:»https://www. garmin.com/en-NZ/p/704709″,»pl-pl»:»https://www.garmin.com/pl-PL/p/704709″,»pt-pt»:»https://www.garmin.com/pt-PT/p/704709″,»ro-ro»:»https:// www.garmin.com/ro-RO/p/704709″,»fr-be»:»https://www.garmin.com/fr-BE/p/704709″,»sv-se»:»https: //www.garmin.com/sv-SE/p/704709″,»da-dk»:»https://www.garmin.com/da-DK/p/704709″,»fr-lu»:» https://www.garmin.com/fr-LU/p/704709″,»fr-fr»:»https://www.garmin.com/fr-FR/p/704709″,»en-gb» :»https://www.garmin.com/en-GB/p/704709″}},»buyGarminEndpoint»:»https://buy.garmin.com»,»translations»:{«save»:»Сохранить «,»expand»:»Просмотреть все»,»collapse»:»Свернуть все»,»addToCart»:»Добавить в корзину»,»quickLinksTitle»:»Связанные»,»руководства»:»Руководства»,»программное обеспечение»: «Software»,»faq»:»Центр поддержки»,»partNumber»:»НОМЕР ДЕТАЛИ»,»compatibleTitle»:»Совместимые продукты»,»crossSellsTitle»:»Вам также может понравиться»,»upSellsTitle»:»Хотите больше функций ?»,»upSellsCtaTitle»:»Сравнить»,»vatToolTip»:»»,»mapsJsonUrl»:»https://buy.garmin.com/en-US/US/sku/{{partNum}}/{{region}}/{{activity}}/compatibility/maps. json?v=2″,»manualsUrl»:null,»faqJsonUrl» :»https://buy.garmin.com/en-US/US/faqs/{{partNum}}.json»,»devicesJsonUrl»:»https://buy.garmin.com/ecommerceServices/productCompatibility/en- США/США/p/{{partNum}}/compatibleDevices»,»compatibleProductsJsonUrl»:»https://buy.garmin.com/en-US/US/{{productId}}/compatibleProducts.json»,»upSellsJsonUrl» :»https://buy.garmin.com/en-US/US/{{productId}}/upSells.json»,»crossSellsJsonUrl»:»https://buy.garmin.com/en-US/US/{{productId}}/crossSells.json»,»productUrl»:»https://buy.garmin.com/en-US/US/p/{{productId}}» ,»partNumberUrl»:»https://buy.garmin.com/en-US/US/p/{{productId}}/pn/{{partNum}}»,»availableSeatsUrl»:»https://buy. garmin.com/en-US/US/products/checkQuantity/{{partNum}}.json»,»addToCartUrl»:»https://buy.garmin.com/en-US/US/addToCart.ep?partNumQty= {{partNum}}:{{quantity}}»,»accessoriesJsonUrl»:»https://buy.garmin.com/ecommerceServices/productCompatibility/en-US/US/p/{{sku}}/accessories»,» viewCartUrl»:»https://купить.garmin.com/en-US/US/view-cart. ep»,»seoUrl»:»https://buy.garmin.com/en-US/US/{{ seoUrl}}»,»checkAvailableSeats»:false ,»mapFormatTranslations»:{«SDCard»:»Карта microSD™/SD™»,»Загрузка»:»Загрузка»,»Диск»:»DVD»,»GarminCard»:»Карта Garmin»},»mapsTabError»:» В настоящее время мы не можем показать вам совместимые продукты. Повторите попытку позже.»,»mapsTabNoMaps»:»Мы не нашли совместимых карт для этого региона или категории. Выберите другой вариант.»,»accessoriesTabError»:»В настоящее время мы не можем показать вам совместимые продукты.Повторите попытку позже.»,»accessoriesTabNoAccessories»:»Нам не удалось найти совместимые аксессуары для этого продукта.»,»devicesTabError»:»В настоящее время мы не можем показать вам совместимые устройства. Повторите попытку позже.»,»devicesTabNoDevices»:»Нам не удалось найти совместимых устройств для этого продукта.»,»reactivateCustomerGroup»:»Срок действия вашей партнерской учетной записи истек. Чтобы получить специальные цены на продукты, повторно активируйте свою учетную запись.»,»customerGroupJsonUrl»:»https://buy.