Источник постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения :: SYL.ru

Содержание

виды, характеристики, сферы применения :: SYL.ru

Постоянный ток существует только в замкнутой цепи и сохраняет свое направление и основные параметры неизменными во времени. Для его поддержания необходимо наличие постоянного напряжения. Это требование является неизменным для различных источников постоянного тока.

Источники постоянного электрического тока

Существует несколько основных видов источников энергии постоянного тока. Каждый из них основан на использовании разных физических принципов и используется в определенных условиях. К ним можно отнести следующие виды:

  • механические, превращающие механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию;
  • тепловые, в которых в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия;
  • химические, в которых в электрическую энергию преобразуется энергия, выделяющаяся в результате химического процесса;
  • световые, превращающие энергию солнечного света в электрическую энергию.

В основном электроэнергия вырабатывается электростанциями, от которых потребители получают не постоянный, а переменный ток, который затем преобразуется в постоянный. Но во многих сферах можно применять только тепловые, световые или химические источники постоянного электрического тока.

Тепловые источники

В этих источниках используется термоэлектрический эффект. Электрический ток в замкнутой цепи возникает благодаря разнице температур, контактирующих между собой, металлов или полупроводниковых структур. В месте контакта при нагреве возникает электродвижущая сила (термо-ЭДС). Электрический ток заряженных частиц направлен от нагретого участка в сторону холодного. Его величина пропорциональна разнице температур. В месте спая образуется термопара.

Приборы, которые для создания постоянного тока используют тепло, выделяющееся при распаде радиоактивных изотопных материалов, являются радиоизотопными термоэлектрическими генераторами.

Световые источники

Свойство полупроводников создавать ЭДС при попадании на них потока света используется при создании световых источников постоянного тока.

Солнечная батарея

Объединение большого количества кремниевых структур позволяет создавать солнечные батареи. Небольшие электростанции, созданные на базе таких солнечных панелей, имеют на сегодняшний день КПД не более 15%.

Химические источники

Получение положительных и отрицательно заряженных частиц в химических источниках постоянного тока осуществляется за счет химических реакций. По классификации химических источников они делятся на 3 группы:

*ХИТ - химические источники тока.

Гальванические элементы используют принцип действия, основанный на взаимодействии двух металлов через среду электролита. Вид и характеристики ХИТ зависят от выбранной пары металлов и состава электролита. Два металлических электрода источника тока по аналогии с прибором односторонней проводимости получили название анода ("+") и катода ("-").

Материалом для изготовления анода могут служить свинец, цинк, кадмий и другие. Катод изготавливают из оксида свинца, графита, оксида марганца, гидрооксида никеля. По составу электролита гальванические элементы разделяются на 3 вида:

  • солевые или "сухие";
  • щелочные;
  • литиевые.

В элементах первых двух видов графито-марганцевый стержень (катод) помещен по оси цинкового цилиндрического стаканчика (анода). Свободное пространство между ними заполнено пастой на основе хлорида аммония (солевые) или гидрооксида калия (щелочные).

Батарейка одноразовая

В литиевых элементах цинковый анод заменен щелочным литием, что привело к значительному увеличению продолжительности работы. Материал катода в них определяет выходное напряжение батарейки (1,5-3,7) В. Первичные ХИТ являются источниками одноразового действия. Его реагенты, расходующиеся в процессе работы, не подлежат восстановлению.

Аккумуляторы представляют собой устройства, в которых производится преобразование электрической энергии внешнего источника тока в химическую энергию при заряде и ее накопление. В процессе работы (разряд) происходит обратное преобразование - химическая энергия служит источником постоянного электрического тока.

К основным видам аккумуляторов относятся:

  • свинцово-кислотные;
  • никель-кадмиевые щелочные;
  • литий-ионные.

Для создания химических процессов набор пластин помещен в раствор электролита. В АКБ, созданных по современным технологиям, раствор представляет собой не жидкость, а гелиевый состав (GEL) или сотовые сепараторы, пропитанные электролитом и помещенные между свинцовыми пластинами (AGM).

Аккумулятор автомобильный

Свинцово-кислотные и никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы для работы в качестве источников постоянного тока для запуска двигателей автомобилей собирают из набора отдельных аккумуляторных элементов ("банок"). Каждая "банка" обеспечивает на своих клеммах напряжение 2,1 В. Соединенные последовательно 6 элементов и помещенные в ударопрочный корпус, имеют на выходных клеммах аккумулятора необходимые для запуска двигателя 12 В.

В литий-ионных аккумуляторах носителями электрического тока служат ионы лития. Они образуются на катоде, изготовленному из соли лития. Анод может быть изготовлен из графита или оксидов кобальта. Напряжение постоянного тока на выходе аккумулятора может варьироваться в пределах (3,0-4,2) В в зависимости от используемых материалов. Эти аккумуляторы имеют низкое значение тока саморазряда и допускают большое количество циклов заряд/разряд. Благодаря этому все современные гаджеты используют аккумуляторы этого вида.

Механические источники постоянного тока

Устройствами, преобразующими механическую энергию в электрическую, являются турбо и гидро генераторы. Они вырабатывают переменный электрический ток. Для основной части бытовых приборов источником постоянного тока выступают их блоки питания. В них производится преобразование переменного напряжения генератора в постоянное напряжение, необходимое для работы устройств. Эту задачу выполняют выпрямители, которые должны обеспечивать необходимую мощность источника постоянного тока для их нагрузки и постоянное значение выходного напряжения, не зависящее от потребляемого тока.

Блоки питания могут быть линейными и импульсными. Линейные блоки выполняются по разным схемам, основу которых составляют:

  • однополупериодые выпрямители;
  • двухполупериодные выпрямители.

В выпрямителях используется свойство полупроводниковых диодов пропускать ток только в одном направлении. Выпрямленное таким образом напряжение еще не является постоянным. Емкости последующих за выпрямителем конденсаторов сглаживающего фильтра при своем быстром заряде и медленном разряде поддерживают величину положительного однополярного напряжения на определенном значении. Его величина определяется трансформатором, получающим напряжение от генератора переменного тока. Для однофазного напряжения домашней сети 220 В 50 Гц его стальной сердечник имеет значительные размеры и вес.

Схемы однополупериодных содержат всего один полупроводниковый диод, пропускающий только одну полуволну синусоидального переменного входного напряжения.

Выпрямитель одного периода

Двухполупериодные выпрямители выполняются по мостовой схеме или по схеме с общей точкой. В последнем случае вторичная обмотка сетевого трансформатора имеет вывод от своей середины. Эти выпрямители представляют собой параллельное включение двух однополупериодных выпрямителей. Они действуют на обе полуволны синусоиды переменного входного напряжения.

Выпрямитель со средней точкой

Мостовая схема выпрямителя является наиболее распространенной. Соединение 4-х диодов в ней напоминает "квадрат". К одной из диагоналей подключается переменное напряжение вторичной обмотки сетевого трансформатора. Нагрузка включается в другую диагональ "квадрата". Им будет входной элемент сглаживающего фильтра.

Мостовая схема выпрямления

Регулирование источника

Для обеспечения постоянного значения уровня выходного напряжения, не зависящего от потребляемого нагрузкой тока и колебаний входного переменного напряжения, все современные источники питания постоянного тока имеют ступень стабилизации и регулирования.

Схемы стабилизаторов

В ней выходное напряжение сравнивается с эталонным (опорным) значением.

При появлении различия между ними вырабатывается управляющий сигнал, который по цепи управления изменяет величину выходного напряжения. Величину значения опорного напряжения можно изменять в широких пределах, имея на выходе регулированного источника питания постоянного тока необходимое для работы напряжение.

Импульсные источники

Схемы с использованием входных трансформаторов напряжения сети получили название линейных. В импульсных источниках питания производится двойное преобразование - сначала переменное напряжение выпрямителем преобразуется в постоянное, затем вырабатывается переменное импульсное напряжение более высокой частоты, которое в выходном каскаде снова преобразуется в постоянное напряжение необходимого значения.

Генераторы импульсов вырабатывают непрерывную импульсную последовательность с частотой (15-60) кГц. Регулирование выходного напряжения осуществляется посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при которой уровень сигнала на выходе блока питания определяется шириной импульсов, вырабатываемых генератором и значением их скважности. Регулированные источники питания постоянного тока импульсного типа все чаще используются при создании аппаратуры различного назначения.

Сравнение источников

Отсутствие мощного входного трансформатора в импульсных источниках питания позволяет создавать конструкции значительно более легкие и с меньшими линейными размерами. Их эффективность значительно выше источников, выполненных по линейным схемам. Коэффициент полезного действия доходит до значения 98%. В них широкое распространение получили микросхемы, выполняющие функции контроллеров.

Каждый из типов стабилизированных источников постоянного тока находит применение в своей сфере. А она весьма многообразна. Основой являются характеристики источников постоянного тока. Линейные источники обеспечивают низкий уровень пульсаций выходного напряжения и малое значение уровня собственного шума. Это достигается отсутствием переключений при их работе, которые создают большой уровень помех в широком частотном диапазоне. В импульсных источниках приходится применять сложные схемные решения для борьбы с ними, что приводит к удорожанию изделий, в которых они применяются.

Заключение

В статье был дан общий обзор существующих источников постоянного тока. Изложенный материал лишь знакомит читателей с основными принципами их работы. Из него можно сделать вывод, что каждый из видов источников постоянного тока используется в своей области.

Источники и применение постоянного тока

Всем привет. Добро пожаловать на мой сайт. И в сегодняшней статье, мы с вами поговорим о том, что такое постоянный ток, какие бывают источники постоянного тока и где его применяют.

Постоянный ток – это электрический ток, который не меняет своего направления и не изменяется по величине с течением времени.

Чтобы вам было более понятно, смотрите на график.

Postoyannyy tok

Как видите, постоянный ток обозначен красной прямой линией. А переменный ток обозначен зелёной линией, и он колеблется с определённой частотой.

Обозначается постоянный ток, как тире (—). Так же в схемах и на приборах данный ток обозначается двумя большими латинскими буквами DC (Direct Current).

Измеряется в Амперах (А).

Источники постоянного тока и его применение.

Постоянный ток можно легко получить вследствие определённой химической реакции, если смешать нужные химические элементы. Именно таким образом его когда-то и открыли учёные.

Но время не стоит на месте, и сейчас, в нынешнем мире существует очень много источником постоянного тока. И он очень широко применяется как в быту, так же и на производстве.

Для начала давайте рассмотрим, какие бывают источники постоянного тока в домашних условиях.

А это реально все электрические приборы, у которых есть блоки питания: компьютер, зарядка к мобильному телефону, DVD – плеер, TV – тюнер, телевизор и много другое. Просто в данных случаях постоянный ток получают из переменного тока, при помощи специальных трансформаторов, стабилизаторов, фильтров и так далее.

Как вы уже поняли в этих же приборах он и используются.

А самыми непосредственными источниками постоянного тока являются все накопители тока. Простыми словами это может быть обычная пальчиковая батарейка, батарея на мобильном телефоне, аккумулятор в автомобиле.

Istochniki postoyannogo toka

На предприятиях, где нужны очень большие мощности, в качестве источника постоянного тока могут использоваться специальные машины – генераторы. Или так же само, как и в домашних условиях, могут получать постоянный ток из переменного тока.

Ещё постоянный ток широко применяется в транспортной сфере. Не могу не сказать об знаменитых электромобилях, а ведь они работают на постоянном токе.

Elektroavtomobil

Так же и много другой техники: трамваи, троллейбусы, краны, экскаваторы, самосвалы и многие другие.

И в качестве закрепления материала советую вам посмотреть видео.

На этом у меня всё. Надеюсь статья была вам полезной. Нажимайте на кнопки социальных сетей и подписывайтесь на обновление. Пока.

С уважением Александр!

Читайте также статьи:

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

05.04.2019 14:31

Постоянный ток существует только в замкнутой цепи и сохраняет свое направление и основные параметры неизменными во времени. Для его поддержания необходимо наличие постоянного напряжения. Это требование является неизменным для различных источников постоянного тока.

Источники постоянного электрического тока

Существует несколько основных видов источников энергии постоянного тока. Каждый из них основан на использовании разных физических принципов и используется в определенных условиях. К ним можно отнести следующие виды:

  • механические, превращающие механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию;
  • тепловые, в которых в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия;
  • химические, в которых в электрическую энергию преобразуется энергия, выделяющаяся в результате химического процесса;
  • световые, превращающие энергию солнечного света в электрическую энергию.

В основном электроэнергия вырабатывается электростанциями, от которых потребители получают не постоянный, а переменный ток, который затем преобразуется в постоянный. Но во многих сферах можно применять только тепловые, световые или химические источники постоянного электрического тока.

Тепловые источники

В этих источниках используется термоэлектрический эффект. Электрический ток в замкнутой цепи возникает благодаря разнице температур, контактирующих между собой, металлов или полупроводниковых структур. В месте контакта при нагреве возникает электродвижущая сила (термо-ЭДС). Электрический ток заряженных частиц направлен от нагретого участка в сторону холодного. Его величина пропорциональна разнице температур. В месте спая образуется термопара.

Приборы, которые для создания постоянного тока используют тепло, выделяющееся при распаде радиоактивных изотопных материалов, являются радиоизотопными термоэлектрическими генераторами.

Световые источники

Свойство полупроводников создавать ЭДС при попадании на них потока света используется при создании световых источников постоянного тока.

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

Объединение большого количества кремниевых структур позволяет создавать солнечные батареи. Небольшие электростанции, созданные на базе таких солнечных панелей, имеют на сегодняшний день КПД не более 15%.

Химические источники

Получение положительных и отрицательно заряженных частиц в химических источниках постоянного тока осуществляется за счет химических реакций. По классификации химических источников они делятся на 3 группы:

  • гальванические элементы, являющиеся первичными источниками ;
  • электрические аккумуляторные батареи (АКБ), или вторичные ХИТ;

*ХИТ - химические источники тока.

Гальванические элементы используют принцип действия, основанный на взаимодействии двух металлов через среду электролита. Вид и характеристики ХИТ зависят от выбранной пары металлов и состава электролита. Два металлических электрода источника тока по аналогии с прибором односторонней проводимости получили название анода ("+") и катода ("-").

Материалом для изготовления анода могут служить свинец, цинк, кадмий и другие. Катод изготавливают из оксида свинца, графита, оксида марганца, гидрооксида никеля. По составу электролита гальванические элементы разделяются на 3 вида:

  • солевые или "сухие";
  • щелочные;
  • литиевые.

В элементах первых двух видов графито-марганцевый стержень (катод) помещен по оси цинкового цилиндрического стаканчика (анода). Свободное пространство между ними заполнено пастой на основе хлорида аммония (солевые) или гидрооксида калия (щелочные).

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

В литиевых элементах цинковый анод заменен щелочным литием, что привело к значительному увеличению продолжительности работы. Материал катода в них определяет выходное напряжение батарейки (1,5-3,7) В. Первичные ХИТ являются источниками одноразового действия. Его реагенты, расходующиеся в процессе работы, не подлежат восстановлению.

Аккумуляторы представляют собой устройства, в которых производится преобразование электрической энергии внешнего источника тока в химическую энергию при заряде и ее накопление. В процессе работы (разряд) происходит обратное преобразование - химическая энергия служит источником постоянного электрического тока.

К основным видам аккумуляторов относятся:

  • свинцово-кислотные;
  • никель-кадмиевые щелочные;
  • литий-ионные.

Для создания химических процессов набор пластин помещен в раствор электролита. В АКБ, созданных по современным технологиям, раствор представляет собой не жидкость, а гелиевый состав (GEL) или сотовые сепараторы, пропитанные электролитом и помещенные между свинцовыми пластинами (AGM).

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

Свинцово-кислотные и никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы для работы в качестве источников постоянного тока для запуска двигателей автомобилей собирают из набора отдельных аккумуляторных элементов ("банок"). Каждая "банка" обеспечивает на своих клеммах напряжение 2,1 В. Соединенные последовательно 6 элементов и помещенные в ударопрочный корпус, имеют на выходных клеммах аккумулятора необходимые для запуска двигателя 12 В.

В литий-ионных аккумуляторах носителями электрического тока служат ионы лития. Они образуются на катоде, изготовленному из соли лития. Анод может быть изготовлен из графита или оксидов кобальта. Напряжение постоянного тока на выходе аккумулятора может варьироваться в пределах (3,0-4,2) В в зависимости от используемых материалов. Эти аккумуляторы имеют низкое значение тока саморазряда и допускают большое количество циклов заряд/разряд. Благодаря этому все современные гаджеты используют аккумуляторы этого вида.

Механические источники постоянного тока

Устройствами, преобразующими механическую энергию в электрическую, являются турбо и гидро генераторы. Они вырабатывают переменный электрический ток. Для основной части бытовых приборов источником постоянного тока выступают их блоки питания. В них производится преобразование переменного напряжения генератора в постоянное напряжение, необходимое для работы устройств. Эту задачу выполняют выпрямители, которые должны обеспечивать необходимую мощность источника постоянного тока для их нагрузки и постоянное значение выходного напряжения, не зависящее от потребляемого тока.

Блоки питания могут быть линейными и импульсными. Линейные блоки выполняются по разным схемам, основу которых составляют:

  • однополупериодые выпрямители;
  • двухполупериодные выпрямители.

В выпрямителях используется свойство полупроводниковых диодов пропускать ток только в одном направлении. Выпрямленное таким образом напряжение еще не является постоянным. Емкости последующих за выпрямителем конденсаторов сглаживающего фильтра при своем быстром заряде и медленном разряде поддерживают величину положительного однополярного напряжения на определенном значении. Его величина определяется трансформатором, получающим напряжение от генератора переменного тока. Для однофазного напряжения домашней сети 220 В 50 Гц его стальной сердечник имеет значительные размеры и вес.

Схемы однополупериодных содержат всего один полупроводниковый диод, пропускающий только одну полуволну синусоидального переменного входного напряжения.

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

Двухполупериодные выпрямители выполняются по мостовой схеме или по схеме с общей точкой. В последнем случае вторичная обмотка сетевого трансформатора имеет вывод от своей середины. Эти выпрямители представляют собой параллельное включение двух однополупериодных выпрямителей. Они действуют на обе полуволны синусоиды переменного входного напряжения.

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

Мостовая схема выпрямителя является наиболее распространенной. Соединение 4-х диодов в ней напоминает "квадрат". К одной из диагоналей подключается переменное напряжение вторичной обмотки сетевого трансформатора. Нагрузка включается в другую диагональ "квадрата". Им будет входной элемент сглаживающего фильтра.

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

Регулирование источника

Для обеспечения постоянного значения уровня выходного напряжения, не зависящего от потребляемого нагрузкой тока и колебаний входного переменного напряжения, все современные источники питания постоянного тока имеют ступень стабилизации и регулирования.

Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

В ней выходное напряжение сравнивается с эталонным (опорным) значением.

При появлении различия между ними вырабатывается управляющий сигнал, который по цепи управления изменяет величину выходного напряжения. Величину значения опорного напряжения можно изменять в широких пределах, имея на выходе регулированного источника питания постоянного тока необходимое для работы напряжение.

Импульсные источники

Схемы с использованием входных трансформаторов напряжения сети получили название линейных. В импульсных источниках питания производится двойное преобразование - сначала переменное напряжение выпрямителем преобразуется в постоянное, затем вырабатывается переменное импульсное напряжение более высокой частоты, которое в выходном каскаде снова преобразуется в постоянное напряжение необходимого значения.

Генераторы импульсов вырабатывают непрерывную импульсную последовательность с частотой (15-60) кГц. Регулирование выходного напряжения осуществляется посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при которой уровень сигнала на выходе блока питания определяется шириной импульсов, вырабатываемых генератором и значением их скважности. Регулированные источники питания постоянного тока импульсного типа все чаще используются при создании аппаратуры различного назначения.

Сравнение источников

Отсутствие мощного входного трансформатора в импульсных источниках питания позволяет создавать конструкции значительно более легкие и с меньшими линейными размерами. Их эффективность значительно выше источников, выполненных по линейным схемам. Коэффициент полезного действия доходит до значения 98%. В них широкое распространение получили микросхемы, выполняющие функции контроллеров.

Каждый из типов стабилизированных источников постоянного тока находит применение в своей сфере. А она весьма многообразна. Основой являются характеристики источников постоянного тока. Линейные источники обеспечивают низкий уровень пульсаций выходного напряжения и малое значение уровня собственного шума. Это достигается отсутствием переключений при их работе, которые создают большой уровень помех в широком частотном диапазоне. В импульсных источниках приходится применять сложные схемные решения для борьбы с ними, что приводит к удорожанию изделий, в которых они применяются.

Заключение

В статье был дан общий обзор существующих источников постоянного тока. Изложенный материал лишь знакомит читателей с основными принципами их работы. Из него можно сделать вывод, что каждый из видов источников постоянного тока используется в своей области.

Постоянный ток

Постоянный ток (direct current) – это упорядоченное движение заряженных частиц в одном направлении. Другими словами
величины характеризующие электрический ток, такие как напряжение или сила тока, постоянны как по значению, так и по направлению.

В источнике постоянного тока, например в обычной пальчиковой батарейке, электроны движутся от минуса к плюсу. Но исторически сложилось так, что за техническое направление тока считается направление от плюса к минусу.

Для постоянного тока применимы все основные законы электротехники, такие как закон Ома и законы Кирхгофа.

История

Изначально постоянный ток назывался – гальваническим током, так как впервые был получен с помощью гальванической реакции. Затем, в конце девятнадцатого века, Томас Эдисон, предпринимал попытки организовать передачу постоянного тока по линиям электропередачи. При этом даже разыгралась так называемая “война токов”, в которой шел выбор в качестве основного тока между переменным и постоянным. К сожалению, постоянный ток “проиграл” эту “войну”, потому что в отличие от переменного тока, постоянный, несет большие потери в мощности при передаче на расстояния. Переменный ток легко трансформировать и благодаря этому передавать на огромные расстояния.

Источники постоянного тока

Источниками постоянного тока могут быть аккумуляторы, либо другие источники в которых ток появляется благодаря химической реакции (например, пальчиковая батарейка).  

Также источниками постоянного тока может быть генератор постоянного тока, в котором ток вырабатывается благодаря 
явлению электромагнитной индукции, а затем выпрямляется с помощью коллектора.

Постоянный ток может быть получен с помощью выпрямления переменного тока. Для этого существуют различные выпрямители и преобразователи.

Применение

Постоянный ток,  достаточно широко применяется в электрических схемах и устройствах. К примеру, дома, большинство приборов, таких как модем или зарядное устройство для мобильного, работают на постоянном токе. Генератор автомобиля, вырабатывает и преобразует постоянный ток, для зарядки аккумулятора. Любое портативное устройство питается от источника постоянного тока.

В промышленности постоянный ток используется в машинах постоянного тока, например в двигателях, или генераторах. В некоторых странах существуют высоковольтные линии электропередачи постоянного тока.

Постоянный ток также нашел свое применение и в медицине, например в электрофорезе – процедуре лечения с помощью электрического тока.

В железнодорожном транспорте, кроме переменного, используется и постоянный ток. Это связано с тем, что тяговые двигатели, которые имеют более жесткие механические характеристики, чем асинхронные, являются двигателями постоянного тока.

Влияние на организм человека

Постоянный ток в отличие от переменного является более безопасным для человека. Например, смертельным током для человека является 300 мА если это ток постоянный, а если переменный с частотой 50 Гц, то 50-100 мА.

  • Просмотров: 8783
  • чем отличаются и что это такое, обозначение на схемах

    В современном мире каждый человек с детства сталкивается с электричеством. Первые упоминания об этом природном явлении относятся к временам философов Аристотеля и Фалеса, которые были заинтригованы удивительными и загадочными свойствами электрического тока. Но лишь в 17 веке великие ученые умы начали череду открытий, касающихся электрической энергии, продолжающихся по сей день.

    Открытие электрического тока и создание Майклом Фарадеем в 1831 г. первого в мире генератора кардинально изменило жизнь человека. Мы привыкли, что нашу жизнь облегчают приборы, работающие с использованием электрической энергии, но до сих пор у большинства людей нет понимания этого важного явления. Для начала, чтобы понять основные принципы электричества, необходимо изучить два основных определения: электрический ток и напряжение.

    Чем отличаются и где используются постоянный и переменный токЧем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

    Что такое электрический ток и напряжение

     

    Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (носителей электрического заряда). Носителями электрического тока являются электроны (в металлах и газах), катионы и анионы (в электролитах), дырки при электронно-дырочной проводимости. Данное явление проявляется созданием магнитного поля, изменением химического состава или нагреванием проводников. Основными характеристиками тока являются:

    • сила тока, определяемая по закону Ома и измеряемая в Амперах (А), в формулах обозначается буквой I;
    • мощность, согласно закону Джоуля-Ленца, измеряемая в ваттах (Вт), обозначается буквой P;
    • частота, измеряемая в герцах (Гц).

    Электрический ток, как носитель энергии используют для получения механической энергии с помощью электродвигателей, для получения тепловой энергии в отопительных приборах, электросварке и нагревателях, возбуждения электромагнитных волн различной частоты, создания магнитного поля в электромагнитах и для получения световой энергии в осветительных приборах и различного рода лампах.

    Напряжение – это работа, совершаемая электрическим полем для перемещения заряда в 1 кулон (Кл) из одной точки проводника в другую. Исходя из данного определения, все-таки сложно осознать, что же такое напряжение.

    Чтобы заряженные частицы перемещались от одного полюса к другому, необходимо создать между этими полюсами разность потенциалов (именно она и именуется напряжением). Единицей измерения напряжения является вольт (В).

    Чем отличаются и где используются постоянный и переменный токЧем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

    Для окончательного понимания определения электрического тока и напряжения, можно привести интересную аналогию: представьте, что электрический заряд — это вода, тогда давление воды в столбе – это и есть напряжение, а скорость потока воды в трубе – это сила электрического тока. Чем выше напряжение, тем больше сила электрического тока.

    Что такое переменный ток

    Если менять полярность потенциалов, то направление протекания электрического тока меняется. Именно такой ток и называется переменным. Количество изменений направления за определенный промежуток времени называется частотой и измеряется, как уже было сказано выше, в герцах (Гц). Например, в стандартной электрической сети в нашей стране частота равна 50 Гц, то есть направление движения тока за секунду меняется 50 раз.

    Что такое постоянный ток

    Когда упорядоченное движение заряженных частиц имеет всегда только одно направление, то такой ток именуется постоянным. Постоянный ток возникает в сети постоянного напряжения, когда полярность зарядов с одной и другой стороны постоянна во времени. Его очень часто используют в различных электронных устройствах и технике, когда не требуется передача энергии на большое расстояние.

    Источники электрического тока

    Источником электрического тока обычно называется прибор или устройство, с помощью которого в цепи можно создать электрический ток. Такие устройства могут создавать как переменный ток, так и постоянный. По способу создания электрического тока они подразделяются на механические, световые, тепловые и химические.

    Механические источники электрического тока преобразуют механическую энергию в электрическую. Таким оборудованием являются различного рода генераторы, которые за счет вращения электромагнита вокруг катушки асинхронных двигателей вырабатывают переменный электрический ток.

    Световые источники преобразуют энергию фотонов (энергию света) в электрическую энергию. В них используется свойство полупроводников при воздействии на них светового потока выдавать напряжение. К такому оборудованию можно отнести солнечные батареи.

    Тепловые – преобразуют энергию тепла в электричество за счет разности температур двух пар контактирующих полупроводников – термопар. Величина тока в таких устройствах напрямую связана с разностью температур: чем больше разница – тем больше сила тока. Такие источники применяются, например, в геотермальных электростанциях.

    Химический источник тока производит электричество в результате химических реакций. Например, к таким устройствам можно отнести различного рода гальванические батареи и аккумуляторы. Источники тока на основе гальванических элементов обычно применяются в автономных устройствах, автомобилях, технике и являются источниками постоянного тока.

    Преобразование переменного тока в постоянный

    Электрические устройства в мире используют постоянный и переменный ток. Поэтому возникает потребность в том, чтобы преобразовывать один ток в другой или наоборот.

    Чем отличаются и где используются постоянный и переменный токЧем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

    Из переменного тока можно получить постоянный ток с помощью диодного моста или, как его еще называют, «выпрямителя». Основной частью выпрямителя является полупроводниковый диод, который проводит электрический ток только в одном направлении. После этого диода ток не изменяет своего направления, но появляются пульсации, которые устраняют при помощи конденсаторов и других фильтров.  Выпрямители бывают в механическом, электровакуумном или полупроводниковом исполнении.

    В зависимости от качества изготовления такого устройства, пульсации тока на выходе будут иметь разное значение, как правило, чем дороже и качественнее сделан прибор – тем меньше пульсаций и чище ток. Примером таких устройств являются блоки питания различных приборов и зарядные устройства, выпрямители электросиловых установок в различных видах транспорта, сварочные аппараты постоянного тока и другие.

    Для того, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный используются инверторы. Такие приборы генерируют переменное напряжение с синусоидой. Существует несколько видов таких аппаратов: инверторы с электродвигателями, релейные и электронные. Все они отличаются друг от друга по качеству выдаваемого переменного тока, стоимости и размерам.  В качестве примера такого устройства можно привести блоки бесперебойного питания, инверторы в автомобилях или, например, в солнечных электростанциях.

    Где используется и в чём преимущества переменного и постоянного тока

    Для выполнения различных задач может потребоваться использование как переменного тока, так и постоянного. У каждого вида тока есть свои недостатки и достоинства.

    Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость передачи тока на большие расстояния. Такой ток передавать целесообразнее с точки зрения возможных потерь и стоимости оборудования. Именно поэтому в большинстве электроприборов и механизмов используется только этот вид тока.

    Жилые дома и предприятия, инфраструктурные и транспортные объекты находятся на расстоянии от электростанций, поэтому все электрические сети — переменного тока. Такие сети питают все бытовые приборы, аппаратуру на производствах, локомотивы поездов. Приборов, работающих на переменном токе невероятное количество и намного проще описать те устройства, в которых используется постоянный ток.

     

    Постоянный ток используется в автономных системах, таких, например, как бортовые системы автомобилей, летательных аппаратов, морских судов или электропоездов. Он широко используется в питании микросхем различной электроники, в средствах связи и прочей технике, где требуется минимизировать количество помех и пульсаций или исключить их полностью. В ряде случае, такой ток используется в электросварочных работах с помощью инверторов. Существуют даже железнодорожные локомотивы, которые работают от систем постоянного тока. В медицине такой ток используется для введения лекарств в организм с помощью электрофореза, а в научных целях для разделения различных веществ (электрофорез белков и прочее).

    Обозначения на электроприборах и схемах

    Часто возникает потребность в том, чтобы определить на каком токе работает устройство. Ведь подключение устройства, работающего на постоянном токе в электрическую сеть переменного тока, неминуемо приведет к неприятным последствиям: повреждению прибора, возгоранию, электрическому удару. Для этого в мире существуют общепринятые условные обозначения для таких систем и даже цветовая маркировка проводов.

    Чем отличаются и где используются постоянный и переменный токЧем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

    Условно, на электроприборах, работающих на постоянном токе указывается одна черта, две сплошных черты или сплошная черта вместе с пунктирной, расположенные друг под другом. Также такой ток маркируется обозначением латинскими буквами DC. Электрическая изоляция проводов в системах постоянного тока для положительного провода окрашена в красный цвет, отрицательного в синий или черный цвет.

    На электрических аппаратах и машинах переменный ток обозначается английской аббревиатурой AC или волнистой линией. На схемах и в описании устройств его также обозначают двумя линиями: сплошной и волнистой, расположенных друг под другом. Проводники в большинстве случаев обозначаются следующим образом: фаза – коричневым или черным цветом, ноль – синим, а заземление желто-зеленым.

    Почему переменный ток используется чаще

    Выше мы уже говорили о том, почему переменный ток в настоящее время используется чаще, чем постоянный. И все же, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

    Споры о том, какой же ток в использовании лучше идет со времен открытий в области электричества. Существует даже такое понятие, как «война токов» — противоборство Томаса Эдисона и Николы Теслы за использование одного из видов тока. Борьба между последователями этих великих ученых просуществовала вплоть до 2007 года, когда город Нью-Йорк перевели на переменный ток с постоянного.

    Чем отличаются и где используются постоянный и переменный токЧем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

    Самая главная причина, по которой переменный ток используется чаще – это возможность передавать его на большие расстояния с минимальными потерями. Чем больше расстояние между источником тока и конечным потребителем, тем больше сопротивление проводов и тепловые потери на их нагрев.

    Для того, чтобы получить максимальную мощность необходимо увеличивать либо толщину проводов (и уменьшать тем самым сопротивление), либо увеличивать напряжение.

    В системах переменного тока можно увеличивать напряжение при минимальной толщине проводов тем самым сокращая стоимость электрических линий. Для систем с постоянным током доступных и эффективных способов увеличивать напряжение не существует и поэтому для таких сетей необходимо либо увеличивать толщину проводников, либо строить большое количество мелких электростанций. Оба этих способа являются дорогостоящими и существенно увеличивают стоимость электроэнергии в сравнении с сетями переменного тока.

    При помощи электротрансформаторов напряжение переменного тока эффективно (с КПД до 99%) можно изменять в любую сторону от минимальных до максимальных значений, что тоже является одним из важных преимуществ сетей переменного тока. Применение трехфазной системы переменного тока еще больше увеличивает эффективность, а механизмы, например, двигатели, которые работают в электросетях переменного тока намного меньше, дешевле и проще в обслуживании, чем двигатели постоянного тока.

    Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что использование переменного тока выгодно в больших сетях и при передаче электрической энергии на большие расстояния, а для точной и эффективной работы электронных приборов и для автономных устройств целесообразно использовать постоянный ток.

    Источник питания постоянного тока | ATE-M.BY

    Современные программируемые источники питания постоянного тока являются высоко стабилизированными устройствами, которые способны работать непрерывно и в режиме постоянного тока (DC – Direct Current), и в режиме постоянного напряжения (DCV – Direct Current Voltage). В процессе работы они в рамках своего диапазона полностью имитируют поведение источника тока либо напряжения.

    Назначение источников питания – обеспечивать электронную аппаратуру электрическим питанием в точном соответствии как с техническими требованиями, так и со стандартами безопасности.

    Не следует источники питания постоянного тока путать с разного рода блоками питания. Последние только преобразуют напряжение сети в фиксированное выходное и стабилизации при этом никакой не имеют. А вот источники питания постоянного тока, как отмечено выше, обеспечивают получение высокостабильного постоянного тока/напряжения.

    Режимы стабилизации

    Различают так называемые режимы стабилизации источника постоянного тока:

    • по напряжению;
    • по току.

    Режим стабилизации по напряжению. Если ток в нагрузке изменяется от нуля до максимума, нестабильность напряжения в источниках постоянного тока при этом минимальна.

    Режим стабилизации по току. Аналогично стабилизации по напряжению, когда в процессе работы источника изменяется напряжение в нагрузке, поддерживается заданное значение тока.

    Классификация

    Источники питания классифицируют по нескольким параметрам, а именно по:

    • принципу действия;
    • мощности;
    • количеству каналов;
    • минимальной дискретности установки выходных параметров;
    • наличию дополнительных возможностей.
    Принцип действия

    Различают линейные и импульсные источники питания.

    Линейные источники питания. В основе их построения – классическая схема с использованием мощного сетевого трансформатора и схемы регулирования. Для таких источников питания характерны как плюсы (низкий уровень излучаемых помех), так и минусы (большая масса из-за наличия трансформатора, малая удельная мощность).

    Импульсные источники питания. В основе их построения – преобразование напряжения сети в достаточно высокочастотный переменный ток (около 2 МГц) и дальнейшее трансформирование и регулирование.

    К преимуществам импульсных источников питания перед линейными относятся следующие:

    • меньшие размер и масса. Это объясняется работой трансформаторов таких источников на частотах, значительно превышающих 50 Гц;
    • удельная мощность значительно выше.

    Минусом импульсных источников тока можно назвать лишь выше, чем у линейных, уровень излучаемых помех. Но в настоящее время, когда во всех сферах наблюдается стремление к миниатюризации, импульсные источники более широко распространены.

    Управляемая мощность

    Различают источники питания:

    • малой мощности – на один канал до 100 Вт;
    • средней мощности – на один канал до 300 Вт;
    • большой мощности – на один свыше 300 Вт.
    Количество каналов

    Для современных источников питания характерно наличие нескольких каналов, то есть может быть один, два, три или даже четыре регулируемых выхода.

    Два из них чаще всего являются основными. Органами передней панели они могут соединяться:

    • последовательно – с целью увеличения выходного напряжения;
    • параллельно – с целью увеличения максимального тока.
    Минимальная дискретность установки выходных параметров

    Как отмечено выше, для большинства современных источников питания характерны показатели нестабильности выходного напряжения и тока до 3 мВ и 3 мА соответственно. В таком случае дискретность установки (непрерывность) для выходного напряжения – 10 мВ, тока – 10 мА.

    Однако иногда (например, в особо прецизионных исследованиях) требуются источники питания с меньшим показателем дискретности установки: 1 мВ – для выходного напряжения, 1 мА – для тока. И тогда значения нестабильности уже соответственно будут: 350 мкВ – для выходного напряжения, 250 мкА – для тока.

    Дополнительные возможности

    В качестве примеров дополнительных возможностей источников питания можно назвать:

    • встроенный управляющий микроконтроллер, благодаря которому значительно расширяются возможности разработчиков;
    • немалое (например, до 100) число ячеек памяти, где записаны режимы работы и выходные параметры;
    • возможность записи времени, используемая с целью имитации медленной флуктуации (колебания, изменения) источника питания, а также чтобы изучить поведение разрабатываемого (тестируемого) устройства;
    • возможность мгновенного изменения по заданной программе напряжения питания либо тока с целью исследовать, как устройство реагирует на существенное изменение параметров питания, и др.

    Источники постоянного тока: виды, характеристики, сферы применения

    Постоянный ток существует только в замкнутой цепи и сохраняет свое направление и основные параметры неизменными во времени. Для его поддержания необходимо наличие постоянного напряжения. Это требование является неизменным для различных источников постоянного тока.

    Источники постоянного электрического тока

    Существует несколько основных видов источников энергии постоянного тока. Каждый из них основан на использовании разных физических принципов и используется в определенных условиях. К ним можно отнести следующие виды:

    • механические, превращающие механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию;
    • тепловые, в которых в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия;
    • химические, в которых в электрическую энергию преобразуется энергия, выделяющаяся в результате химического процесса;
    • световые, превращающие энергию солнечного света в электрическую энергию.

    В основном электроэнергия вырабатывается электростанциями, от которых потребители получают не постоянный, а переменный ток, который затем преобразуется в постоянный. Но во многих сферах можно применять только тепловые, световые или химические источники постоянного электрического тока.

    Тепловые источники

    В этих источниках используется термоэлектрический эффект. Электрический ток в замкнутой цепи возникает благодаря разнице температур, контактирующих между собой, металлов или полупроводниковых структур. В месте контакта при нагреве возникает электродвижущая сила (термо-ЭДС). Электрический ток заряженных частиц направлен от нагретого участка в сторону холодного. Его величина пропорциональна разнице температур. В месте спая образуется термопара.

    Приборы, которые для создания постоянного тока используют тепло, выделяющееся при распаде радиоактивных изотопных материалов, являются радиоизотопными термоэлектрическими генераторами.

    Световые источники

    Свойство полупроводников создавать ЭДС при попадании на них потока света используется при создании световых источников постоянного тока.

    Объединение большого количества кремниевых структур позволяет создавать солнечные батареи. Небольшие электростанции, созданные на базе таких солнечных панелей, имеют на сегодняшний день КПД не более 15%.

    Химические источники

    Получение положительных и отрицательно заряженных частиц в химических источниках постоянного тока осуществляется за счет химических реакций. По классификации химических источников они делятся на 3 группы:

    • гальванические элементы, являющиеся первичными источниками ;
    • электрические аккумуляторные батареи (АКБ), или вторичные ХИТ;

    *ХИТ - химические источники тока.

    Гальванические элементы используют принцип действия, основанный на взаимодействии двух металлов через среду электролита. Вид и характеристики ХИТ зависят от выбранной пары металлов и состава электролита. Два металлических электрода источника тока по аналогии с прибором односторонней проводимости получили название анода ("+") и катода ("-").

    Материалом для изготовления анода могут служить свинец, цинк, кадмий и другие. Катод изготавливают из оксида свинца, графита, оксида марганца, гидрооксида никеля. По составу электролита гальванические элементы разделяются на 3 вида:

    • солевые или "сухие";
    • щелочные;
    • литиевые.

    В элементах первых двух видов графито-марганцевый стержень (катод) помещен по оси цинкового цилиндрического стаканчика (анода). Свободное пространство между ними заполнено пастой на основе хлорида аммония (солевые) или гидрооксида калия (щелочные).

    В литиевых элементах цинковый анод заменен щелочным литием, что привело к значительному увеличению продолжительности работы. Материал катода в них определяет выходное напряжение батарейки (1,5-3,7) В. Первичные ХИТ являются источниками одноразового действия. Его реагенты, расходующиеся в процессе работы, не подлежат восстановлению.

    Аккумуляторы представляют собой устройства, в которых производится преобразование электрической энергии внешнего источника тока в химическую энергию при заряде и ее накопление. В процессе работы (разряд) происходит обратное преобразование - химическая энергия служит источником постоянного электрического тока.

    К основным видам аккумуляторов относятся:

    • свинцово-кислотные;
    • никель-кадмиевые щелочные;
    • литий-ионные.

    Для создания химических процессов набор пластин помещен в раствор электролита. В АКБ, созданных по современным технологиям, раствор представляет собой не жидкость, а гелиевый состав (GEL) или сотовые сепараторы, пропитанные электролитом и помещенные между свинцовыми пластинами (AGM).

    Свинцово-кислотные и никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы для работы в качестве источников постоянного тока для запуска двигателей автомобилей собирают из набора отдельных аккумуляторных элементов ("банок"). Каждая "банка" обеспечивает на своих клеммах напряжение 2,1 В. Соединенные последовательно 6 элементов и помещенные в ударопрочный корпус, имеют на выходных клеммах аккумулятора необходимые для запуска двигателя 12 В.

    В литий-ионных аккумуляторах носителями электрического тока служат ионы лития. Они образуются на катоде, изготовленному из соли лития. Анод может быть изготовлен из графита или оксидов кобальта. Напряжение постоянного тока на выходе аккумулятора может варьироваться в пределах (3,0-4,2) В в зависимости от используемых материалов. Эти аккумуляторы имеют низкое значение тока саморазряда и допускают большое количество циклов заряд/разряд. Благодаря этому все современные гаджеты используют аккумуляторы этого вида.

    Механические источники постоянного тока

    Устройствами, преобразующими механическую энергию в электрическую, являются турбо и гидро генераторы. Они вырабатывают переменный электрический ток. Для основной части бытовых приборов источником постоянного тока выступают их блоки питания. В них производится преобразование переменного напряжения генератора в постоянное напряжение, необходимое для работы устройств. Эту задачу выполняют выпрямители, которые должны обеспечивать необходимую мощность источника постоянного тока для их нагрузки и постоянное значение выходного напряжения, не зависящее от потребляемого тока.

    Блоки питания могут быть линейными и импульсными. Линейные блоки выполняются по разным схемам, основу которых составляют:

    • однополупериодые выпрямители;
    • двухполупериодные выпрямители.

    В выпрямителях используется свойство полупроводниковых диодов пропускать ток только в одном направлении. Выпрямленное таким образом напряжение еще не является постоянным. Емкости последующих за выпрямителем конденсаторов сглаживающего фильтра при своем быстром заряде и медленном разряде поддерживают величину положительного однополярного напряжения на определенном значении. Его величина определяется трансформатором, получающим напряжение от генератора переменного тока. Для однофазного напряжения домашней сети 220 В 50 Гц его стальной сердечник имеет значительные размеры и вес.

    Схемы однополупериодных содержат всего один полупроводниковый диод, пропускающий только одну полуволну синусоидального переменного входного напряжения.

    Двухполупериодные выпрямители выполняются по мостовой схеме или по схеме с общей точкой. В последнем случае вторичная обмотка сетевого трансформатора имеет вывод от своей середины. Эти выпрямители представляют собой параллельное включение двух однополупериодных выпрямителей. Они действуют на обе полуволны синусоиды переменного входного напряжения.

    Мостовая схема выпрямителя является наиболее распространенной. Соединение 4-х диодов в ней напоминает "квадрат". К одной из диагоналей подключается переменное напряжение вторичной обмотки сетевого трансформатора. Нагрузка включается в другую диагональ "квадрата". Им будет входной элемент сглаживающего фильтра.

    Регулирование источника

    Для обеспечения постоянного значения уровня выходного напряжения, не зависящего от потребляемого нагрузкой тока и колебаний входного переменного напряжения, все современные источники питания постоянного тока имеют ступень стабилизации и регулирования.

    В ней выходное напряжение сравнивается с эталонным (опорным) значением.

    При появлении различия между ними вырабатывается управляющий сигнал, который по цепи управления изменяет величину выходного напряжения. Величину значения опорного напряжения можно изменять в широких пределах, имея на выходе регулированного источника питания постоянного тока необходимое для работы напряжение.

    Импульсные источники

    Схемы с использованием входных трансформаторов напряжения сети получили название линейных. В импульсных источниках питания производится двойное преобразование - сначала переменное напряжение выпрямителем преобразуется в постоянное, затем вырабатывается переменное импульсное напряжение более высокой частоты, которое в выходном каскаде снова преобразуется в постоянное напряжение необходимого значения.

    Генераторы импульсов вырабатывают непрерывную импульсную последовательность с частотой (15-60) кГц. Регулирование выходного напряжения осуществляется посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при которой уровень сигнала на выходе блока питания определяется шириной импульсов, вырабатываемых генератором и значением их скважности. Регулированные источники питания постоянного тока импульсного типа все чаще используются при создании аппаратуры различного назначения.

    Сравнение источников

    Отсутствие мощного входного трансформатора в импульсных источниках питания позволяет создавать конструкции значительно более легкие и с меньшими линейными размерами. Их эффективность значительно выше источников, выполненных по линейным схемам. Коэффициент полезного действия доходит до значения 98%. В них широкое распространение получили микросхемы, выполняющие функции контроллеров.

    Каждый из типов стабилизированных источников постоянного тока находит применение в своей сфере. А она весьма многообразна. Основой являются характеристики источников постоянного тока. Линейные источники обеспечивают низкий уровень пульсаций выходного напряжения и малое значение уровня собственного шума. Это достигается отсутствием переключений при их работе, которые создают большой уровень помех в широком частотном диапазоне. В импульсных источниках приходится применять сложные схемные решения для борьбы с ними, что приводит к удорожанию изделий, в которых они применяются.

    Заключение

    В статье был дан общий обзор существующих источников постоянного тока. Изложенный материал лишь знакомит читателей с основными принципами их работы. Из него можно сделать вывод, что каждый из видов источников постоянного тока используется в своей области.

    Транзисторный активный источник »Электроника Примечания

    Простейшей формой источника тока является резистор, но активные источники тока, использующие транзисторы, способны обеспечить гораздо более постоянный ток или контролируемый ток.


    Типы транзисторных цепей включают в себя:
    Типы транзисторных цепей Общий эмиттер Последователь эмитента Общая база Пара Дарлингтона Шиклай пара Текущее зеркало Длиннохвостая пара Источник постоянного тока Множитель емкости Двух транзисторный усилитель Фильтр верхних частот

    Смотри также: Транзисторная схема


    Активные источники постоянного тока часто используются в конструкции электронных схем.Некоторые схемы постоянного тока могут быть сделаны с использованием очень небольшого количества электронных компонентов, но другие, обеспечивающие более высокую производительность, могут использовать еще несколько.

    Самый простой источник постоянного тока использует один электронный компонент: резистор, но часто источники постоянного тока используют транзисторы, хотя полевые транзисторы и, где это применимо, вакуумные настройки термоэлектронных клапанов также могут использоваться.

    Можно создать активный источник постоянного тока, используя один транзистор и пару резисторов, хотя более сложные конструкции также доступны с использованием нескольких дополнительных электронных компонентов.

    Current source circuit symbols Символы цепи источника тока

    Что такое источник постоянного тока

    Основной элемент - это источник тока, и это элемент или блок в цепи, функция которого состоит в обеспечении тока, причем основное внимание уделяется обеспечению тока, а не напряжения.

    Более полезным элементом с точки зрения обеспечения тока является то, что называется источником постоянного тока. Этот объект обеспечивает определенный уровень тока независимо от импеданса нагрузки, в которую он подает ток.

    Теоретический источник постоянного тока сможет обеспечить постоянный ток полностью независимо от импеданса. Проблемы могут возникать, когда встречаются очень высокие уровни импеданса или даже разомкнутые цепи, потому что для достижения требуемых уровней тока могут потребоваться очень высокие напряжения.

    Ввиду этого реальные источники постоянного тока имеют ограничения, накладываемые на диапазон уровней импеданса, где они могут обеспечивать постоянный ток.

    В терминах графика I-V выхода источника постоянного тока характеристика представлена ​​прямой линией.

    Существует два типа источника постоянного тока:

    • Независимый источник тока: Для данной формы источника тока ток не зависит от какой-либо переменной в цепи. Другими словами, он производит постоянный ток.

    • Контролируемый источник тока: Устройство постоянного тока этой формы вырабатывает уровень тока, который может контролироваться внешним фактором, таким как управляющее напряжение, но он сможет выдавать требуемый уровень тока независимо от Загрузка.

    Активные источники тока приложений

    Источники тока необходимы в различных областях проектирования электронных схем.

    Источники тока могут использоваться для смещения транзисторов, а также в качестве активных нагрузок для ступеней усилителя с высоким коэффициентом усиления. Они также могут использоваться в качестве источников излучателей для дифференциальных усилителей - например, они могут использоваться в транзисторной длиннохвостой паре.

    Они также могут использоваться в качестве подтягивающих звеньев с широким диапазоном напряжения в источниках питания и других цепях с широким диапазоном напряжения.Если бы использовались обычные резисторы, то ток значительно варьировался бы в диапазоне напряжений.

    Одним из распространенных примеров использования источников тока является управление стабилитроном в цепи регулятора. Поддержание постоянного тока независимо от тока, принимаемого последовательным транзистором в цепи, помогает поддерживать намного лучший уровень регулирования.

    Также автономные источники тока также необходимы в различных процессах, включая электрохимию и электрофорез.

    Таким образом, можно видеть, что источник постоянного тока является важным схемным блоком, используемым в самых разных областях при разработке электронных схем.

    Простая резисторная схема источника тока

    Самая простая форма цепи постоянного тока использует один электронный компонент: резистор. Если напряжение источника напряжения намного выше, чем напряжение, где требуется ток, то выходной ток будет практически не зависеть от нагрузки.

    Для идеального источника постоянного тока источник напряжения будет иметь бесконечное напряжение, а резистор будет иметь бесконечное сопротивление.

    Для практического применения напряжение и сопротивление должны позволять току быть достаточно постоянным во всем диапазоне требуемой нагрузки.

    Simple constant current source made from high voltage source and a high value resistor Простой источник постоянного тока из источника высокого напряжения и резистора высокого значения

    Для схемы выше, ток можно очень легко рассчитать, так как он приблизительно равен I = V / R, потому что Vload (напряжение на нагрузке) намного меньше, чем V (напряжение источника).

    Эта простая форма источника тока имеет много ограничений:

    • Необходимые высокие значения сопротивления рассеивают неэффективные схемы питания.
    • Высокое напряжение источника необходимо и не всегда легко доступно.
    • Изменения в нагрузке могут вызвать некоторые колебания тока, если не доступны достаточно высокие значения напряжения источника.

    Ввиду этих ограничений этот простой источник постоянного тока широко не используется там, где необходим истинный постоянный ток.

    Для достижения лучшей производительности с более низким источником напряжения и с меньшим рассеиванием мощности, хотя и с несколькими дополнительными электронными компонентами, цепь активного постоянного тока используется более широко и обеспечивает лучшую общую производительность для большинства практических требований.

    Основы транзисторного активного источника постоянного тока

    Простое использование транзистора позволяет создать гораздо более эффективный источник тока, используя всего несколько дополнительных электронных компонентов, включая транзистор, а также некоторые резисторы и несколько простых уравнений для конструкции электронных схем.

    Источник тока работает из-за того, что ток коллектора в транзисторной цепи в Β раз превышает базовый ток. Это не зависит от напряжения коллектора, при условии, что имеется достаточное напряжение для подачи тока через нагрузочное устройство в коллекторе.

    Transistor active current source
    Один транзисторный активный источник тока

    В этой цепи ток коллектора в β раз больше базового тока. Обычно β велико, и поэтому можно предположить, что ток эмиттера, который в (β + 1) раз превышает базовый ток, и ток коллектора, который в β раз превышает базовый ток, одинаковы.

    Ввиду этого очень просто спроектировать схему для данного тока.

    я е знак равно ( β + 1 ) я б

    я нагрузка знак равно я с знак равно β я б

    я нагрузка знак равно β В е ( β + 1 ) р е

    я нагрузка знак равно В б - 0.6 р е

    Примечание: это предполагает использование кремниевого транзистора, поскольку падение базового эмиттера равно 0,6 В

    Установив резисторы R1 и R2, можно установить базовое напряжение. Напряжение на эмиттере будет меньше на 0,6 В, если предположить кремниевый транзистор. Зная напряжение эмиттера, можно рассчитать ток эмиттера из простого знания закона Ома.

    Простая стабилизированная цепь источника активного тока

    Для того чтобы устранить любые колебания тока, возникающие в результате изменений напряжения питания, просто добавить некоторое регулирование в базовую цепь, заменив несколько электронных компонентов.Это достигается путем замены R2 на стабилитрон или опорный диод напряжения.

    Transistor active current source using zener diode to improve regulation Транзисторный активный источник тока с использованием стабилитрона для улучшения стабильности

    Те же уравнения применяются, как и раньше, но с той лишь разницей, что напряжение базы удерживается на более постоянном уровне в результате присутствия Зенера, опорного напряжения диода.

    Температурная зависимость активного источника тока

    Одним из основных недостатков основного активного источника тока является то, что он в определенной степени зависит от температуры.Для многих применений это может быть не важно, но там, где требуются очень строго контролируемые условия, температурные характеристики могут быть очень важными.

    Существует два основных варианта:

    • Вариации Vbe относительно температуры Эффекты изменения Vbe, вызванные температурой, составляют приблизительно -2 мВ / ° C. Это приводит к изменению Vce. Можно рассчитать приблизительное соотношение: ΔVbe приблизительно равно -0.0001ΔVce.

      Это можно минимизировать, выбрав значение сопротивления эмиттера, достаточно большое, чтобы гарантировать, что изменения напряжения эмиттера в десятки милливольт будут составлять лишь небольшую долю от общего напряжения эмиттера. Однако следует позаботиться о том, чтобы между коллектором и шиной оставалось достаточное остаточное напряжение для пропускания тока через нагрузку и устранения любых изменений напряжения питания.

    • Вариации β в зависимости от температуры Это может не быть серьезной проблемой, и любые изменения можно минимизировать, выбрав транзистор с высоким значением Β / Hfe.Таким образом, вклад базового тока в ток эмиттера сводится к минимуму, а отклонения, насколько это возможно, уменьшаются.

    Активные цепи источника тока с хорошей температурной стабильностью

    Возможно разработать транзисторные схемы источника активного тока, в которых внутренняя стабильность температуры лучше, чем в простых схемах, приведенных выше.

    Одна из самых простых схем состоит в том, чтобы использовать тот, который использует и NPN и PNP транзисторы. В показанной схеме изменения падения напряжения Vbe в TR1 компенсируются изменениями в TR2.В этой схеме следует отметить, что R3 является подтягивающим резистором для коллектора TR1, потому что база TR2 может потреблять ток, но не может его подавать.

    Transistor active current source with temperature compensation Термокомпенсированный транзисторный активный источник тока

    Цепи, прежде всего, включают транзисторы, но также могут использоваться другие активные электронные компоненты, включая полевые транзисторы и даже вакуумные трубки / термоэлектронные клапаны. При использовании других электронных компонентов в качестве активного устройства в источнике тока устройства смещения и схема должны учитывать тот факт, что как полевые транзисторы, так и клапаны / трубки управляются напряжением, а не током.Тем не менее они все еще могут использоваться так же эффективно.

    Транзисторные источники активного тока

    используются во многих областях, особенно в интегральных схемах и некоторых зарядных устройствах. Они позволяют подавать постоянный или управляемый ток независимо от напряжения (в определенных пределах) и поэтому очень полезны.

    Больше схем и схемотехники:
    Основы операционного усилителя Операционные усилители Цепи питания Транзисторная конструкция Транзистор Дарлингтон Транзисторные схемы Полевые схемы Схема символов
    Вернуться в меню «Схема»., ,

    .

    Источник постоянного тока с LM317

    Источник постоянного тока с LM317

    Источник тока с LM317

    Источник тока

    Источником тока является электрическое или электронное устройство, которое доставляет или поглощает электрический ток. Источником тока является двойной источник напряжения. Источники тока могут быть теоретическими или практическими. Я буду заниматься только практическим с использованием LM317.
    Зачем использовать источник тока вместо простого дешевого резистора? Во многих ситуациях достаточно резистора, но некоторым устройствам нужен постоянный ток независимо от того, напряжения: напр. передатчик с токовой петлей 20 мА. Также светодиоды являются устройствами с электроприводом, которые требуют ограничения тока при работе от источника напряжения. В большинстве случаев желательно управлять светодиодами с источником постоянного тока. Источник тока используется для регулирования тока через светодиод независимо изменений напряжения питания или изменений в падении напряжения (Vf) между светодиодами.

    LM317
    LM317 - это монолитная интегральная схема. Это 3-контактный положительный стабилизатор напряжения, предназначенный для питания более 1,5 А тока нагрузки с выходным напряжением, регулируемым от 1,2 до 37 В. Он использует внутреннюю токовую подкладку, термическое отключение и компенсацию безопасной зоны. LM317 дешевый, с термозащитой, до 1,5 А и легко доступен.

    схема

    Рассеиваемая мощность
    Поскольку LM317 является линейным регулятором и требует падения напряжения примерно на 3 В, рассеиваемая мощность будет падение напряжения на LM317, умноженное на ток в цепи.

    • P = потеря мощности
    • U = напряжение питания
    • Uf = устройство падения напряжения
    • I = текущий
    P = (U - Uf) * I

    Совет: Если у вас есть устройство с определенным падением напряжения и относительно высоким током (например, белым светом: 3,2 В, 0,35 А 1 Вт), сохраняйте входное напряжение как можно ниже, но имейте в виду, что для LM317 необходимо падение напряжения на 3 В.
    Пример с белым светом: Светодиод должен иметь прямое напряжение 3.2V. Чтобы минимизировать потери мощности, мы подключим светодиод к напряжению + -7 В (падение напряжения LM317 + светодиод прямого напряжения + резерв 1 В)
    Плохой пример с белым светом: Что такое потеря мощности при подключении светодиода к 11,7 В: Хорошо, когда прямое напряжение светодиода 3,2 В, а ток 350 мА при напряжении питания 11 , 7В, то с помощью закона Ома мы можем найти потерю мощности + -3 Вт: в 3 раза больше мощности светодиодов (конечно, не экономично).
    Я уверен, что LM317 станет очень горячим.Устройства LM317 имеют внутреннее отключение для защиты от перегрева, но во всех рабочих условиях температура перехода должна быть в диапазоне от 0 до 125 градусов Цельсия. Таким образом, радиатор может потребоваться при максимальной мощности нагрузки и максимальная температура окружающей среды.

    P = (U - Uf) * I

    P = (12 В - 3,2 В) * 0,35A

    P = 3 Вт


    Когда невозможно снизить напряжение источника питания и высокий ток, возможно, будет лучше использовать коммутируемый источник тока.Я объясню это в будущем.

    Регулировка тока:
    Теперь мы знаем необходимые входные напряжения, но все еще не имеем постоянного выходного тока. Для этого мы пошли ругать регулятор напряжения. Размещаем резистор последовательно с LM317 и выходным устройством (например, светодиодом) и подключаем прилегающий контакт к резистору. Потому что LM317 всегда будет регулировать напряжение на вспомогательном входе до 1,25В мы становимся постоянным током через резистор и подключаемое устройство
    Как это работает: На резисторе всегда присутствует напряжение 1.25 В
    Это означает, что когда ток уменьшается, обычно напряжение на резисторе также будет ниже, но что происходит сейчас: регулятор позволяет увеличить свое выходное напряжение, чтобы отрегулировать постоянное напряжение через резистор 1,2 В
    Таким образом, по закону Ом мы можем рассчитать, какой резистор необходим для получения определенного тока.

    R = U / I

    R = 1,25 В / I

    Пример: Мы будем поставлять 3 люмильда мощностью 1 Вт, рассчитанные на серию, с аккумулятором 12 В.Номинальный ток для светодиодов 0,35А Мы можем найти правильное значение резистора по формуле выше:

    R = 1,25 В / I

    R = 1,25 В / 0,35 А = 3,57 Ом

    Таким образом, нам нужен резистор 3,57 Ом, но мы не найдем его с этим стоимость. Чтобы решить эту проблему, возьмите значение, которое выше. Здесь в примере мы возьмем одно из 3,9 Ом.
    Реальный ток будет тогда I = U / R = 1,25 В / 3,9 Ом = 0,32 А, что не будет проблемой (это продлевает срок службы светодиодов)

    Номинальная мощность резистора:
    Это легко, потому что:
    P = U * I

    P = 1,25 * 0.32A = 0,4 Вт
    В действительности мы берем резистор с на 10% большей номинальной мощностью: здесь мы находим 1/2 Вт.

    Едем дальше:

    Вернуться на главную страницу ,
    Общественные цепи с меткой "источник постоянного тока" - CircuitLab

    Сейчас показаны схемы 1-20 из 23. Сортировать по недавно измененный название

    Светодиодный регулятор постоянного тока ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Хеванс | обновлено 07 июля 2020 г.

    постоянный ток источник светодиод

    Улучшенный токовый насос Howland ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Улучшенный токовый насос Howland, который обеспечивает ток от -10 до +10 мА на входе от 0 до 2 В.Также требуются источники питания 25 В и +/- 15 В.

    от n0npr0phet | обновлено 25 февраля 2020 г.

    постоянный ток источник ток Разница усилителя Хоулэнд испытательное оборудование

    Источник тока Уилсона ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Widlar источник постоянного тока

    от mk5734 | обновлено 17 апреля 2019

    BJT постоянный ток источник Вильсон

    Высокоточное токовое зеркало ОБЩЕСТВЕННОЕ

    от mk5734 | обновлено 29 июля 2018 г.

    BJT постоянный ток источник Ток-зеркало

    Светодиодное освещение низкого уровня ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Светодиодное освещение двора.Используется для освещения заднего двора достаточным количеством света, чтобы безопасно перемещаться по дорожкам ночью.

    RBClarke | обновлено 11 марта 2016 г.

    постоянный ток источник светодиод

    Дифференциальная пара ОБЩЕСТВЕННОЕ

    BJT дифференциальный усилитель с источником тока для поляризации

    от juanbn1503 | обновлено 28 октября 2015 г.

    усилитель звука Ь постоянный ток источник дифференциал

    Fuente de Corriente ОБЩЕСТВЕННОЕ

    La fuente esta desñada bajo la configuración propuesta por Widlar, con resistencia en el emisor de Q2, la corriente de salida es de 5.62 мА

    от jorelmaro | обновлено 15 сентября 2013 г.

    постоянный ток источник Ток-зеркало

    Усилитель общего источника JFET ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Схема усилителя общего источника JFET.NPN BJT транзистор используется для обеспечения постоянного тока смещения для JFET. Конденсатор С1 используется для обеспечения пути к сигналам переменного тока, эффективно обеспечивая стабильный ...

    Ахмуд | обновлено 28 июня 2013 г.

    общий источник усилитель постоянный ток источник JFET

    Линейная многоступенчатая светодиодная мойка с постоянным током ОБЩЕСТВЕННОЕ

    DC Sweep не моделируется должным образом в CL для всех значений R7.Моделирование во временной области показывает ошибочный всплеск тока при запуске. Увидеть ниже.

    по знаку | обновлено 15 апреля 2013 г.

    постоянный ток раковина постоянный ток источник светодиод LED-массив привело строка

    Линейная многоступенчатая светодиодная мойка 03 ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Это несколько упрощенная версия: светодиодный многострочный линейный постоянный токовый поглотитель 01 отлично имитирует в DC Sweep и Time Domain.

    по знаку | обновлено 15 апреля 2013 г.

    постоянный ток раковина постоянный ток источник светодиод LED-массив привело строка

    Линейная многоступенчатая светодиодная мойка 02 ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Попытка заставить сим во временной области: светодиодный многострочный линейный постоянный токовый приемник 01 работать должным образом.Это не так. Моделирование во временной области все еще показывает ошибочные пики тока при запуске.

    по знаку | обновлено 15 апреля 2013 г.

    постоянный ток раковина постоянный ток источник ток-раковина светодиод LED-массив привело строка

    2 транзистор постоянный ток приемника 01 ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Ток коллектора Q2 поддерживается примерно постоянным в широком диапазоне V1.Используйте PNP для текущего источника. F5 для симуляции.

    по знаку | обновлено 15 апреля 2013 г.

    постоянный ток раковина постоянный ток источник

    Напряжение тока, контролируемое током ОБЩЕСТВЕННОЕ

    Операционный усилитель и транзистор используются для преобразования напряжения в ток.Соотношение между напряжением и током можно адаптировать по следующей формуле: I = Vc / R1. Установите R1 в значение, которое даст желаемое ...

    по ReverseEMF | обновлено 06 апреля 2013 г.

    постоянный ток источник currentsink операционные усилители транзистор вольт-к-ток-simk

    .Простая схема генератора постоянного тока

    с использованием транзистора

    Многие из нас, кто работал с аналоговыми цепями , часто сталкивались с условиями источника напряжения и источника тока в конструкции схемы. Хотя все, что обеспечивает постоянное напряжение, например, простой выход USB 5 В или адаптер 12 В, может рассматриваться как источник напряжения, термин «источник тока» всегда остается загадкой. И многие схемы, особенно те, в которых используются операционные усилители или коммутационные цепи, потребуют от вас использования источника постоянного тока для проектирования.Так что подразумевается под источником тока? Как это будет работать и зачем это нужно?

    В этом руководстве мы найдем ответы на эти вопросы, а также построим и протестируем простую схему источника постоянного тока с использованием транзистора . Схема, используемая в этом руководстве, сможет подавать постоянный ток на 100 мА к вашей нагрузке, но вы можете изменить его с помощью потенциометра в соответствии с вашими требованиями к дизайну. Интересное право! Итак, начнем.

    Что такое источник постоянного тока (CC)?

    Обычно, когда блок питания управляет нагрузкой, возможны два возможных режима работы, один из которых работает в режиме с постоянным напряжением (CV) , а другой - в режиме с постоянным током (CC) в режиме .

    В режиме CV источник питания поддерживает постоянное выходное напряжение и изменяет выходной ток в соответствии с сопротивлением нагрузки. Лучшим примером будет ваш 5В USB-порт, где выходное напряжение зафиксировано на 5В, но в зависимости от нагрузки ток будет меняться.Если вы подключите маленький светодиод, он будет потреблять меньше тока, а если вы подключите больший, он будет потреблять больше тока, но напряжение на светодиоде всегда будет 5 В.

    В режиме CC источник питания идеального источника тока обеспечивает постоянный выходной ток и изменяет выходное напряжение в зависимости от сопротивления нагрузки. Примером этого может быть зарядное устройство на 12 В в режиме CC, где зарядный ток будет фиксироваться напряжением, будет меняться. В случае, если ваша батарея 10.5 В, если вы подключите его к зарядному устройству на 1 В 12 В, ваш выходной ток от зарядного устройства всегда будет 1 А, но выходное напряжение будет изменяться для поддержания этого тока зарядки 1 А. Так что это то, где требуются схемы постоянного тока , другим примером может быть схема драйвера светодиода постоянного тока, где ток, хотя светодиод должен быть постоянным.

    Простой источник постоянного тока 100 мА с использованием транзистора

    В этом проекте мы создадим простой транзисторный генератор постоянного тока с использованием только 4 компонентов.Это очень недорогая схема, которая может обеспечить источник постоянного тока с использованием источника питания 5 В. Он также будет иметь потенциометр для управления токовым выходом в диапазоне от 1 до 100 мА. Это обеспечит постоянный ток, даже если есть изменения в сопротивлении нагрузки. Это будет полезно для использования, когда цепь нуждается в стабильном питании без колебаний. Ранее мы также построили цепь источника тока другого типа, называемую «Схема насоса тока Хауленда», и схему «Зеркало тока», на которую вы также можете посмотреть.Теперь давайте посмотрим на материалы, необходимые для этого проекта.

    Необходимые материалы:

    1. TL431
    2. BC547
    3. 2к резистор 1%
    4. 10k переменный резистор
    5. 22R 1% резистор
    6. Адаптер 5 В постоянного тока или блок питания.
    7. Различные виды сопротивления нагрузки в соответствии с требованиями.
    8. макет и провода для подключения
    9. Мультиметр для тестирования.

    TL431 Pinout

    Как указано в приведенной выше спецификации, схема состоит только из двух активных компонентов, TL431 и BC547.TL431 является регулятором шунта, который использует ссылку 2.5V напряжения. Он поддерживает ток катода 1-100 мА для операций, связанных с шунтом. Комплектация этого компонента такая же, как у обычного сквозного транзистора. Другие компоненты являются пассивными компонентами. Резисторы должны иметь допуск 1% для точного вывода.

    Схема цепи источника постоянного тока:

    Принципиальная схема для источника постоянного тока с использованием проекта транзистора показана ниже.

    Simple Constant Current Generator Circuit Diagram

    Вышеуказанная схема полностью подключена к линии 5В. Выходная нагрузка должна быть подключена между выходом и заземлением. На приведенной выше схеме BC547 работает как транзистор с пропускной способностью , подробнее об этом будет рассказано в рабочем разделе.

    Важные расчеты для цепи постоянного тока

    Выходной ток вышеуказанной цепи зависит от приведенной ниже формулы, которую можно использовать для расчета выходного тока цепи источника постоянного тока.

    I  out =  В  ref  / R4 + I  KA  

    Для этой цепи

    I  out = 100 мА  (.100A)
    V  ref =  2,5 В
    I  KA  = 1 мА (.001A) [Примечание: минимальный ток смещения] 

    Итак,

    I  из  = V  ref  / R4 + I  KA 
    .100 = 2,5 / R4 + .001
    .100 - .001 = 2,5 / R4
    R4 = 2,5 / .099
    R4 = 25 Ом (прибл.) 

    Доступное наименьшее значение R4 составляет 22 Ом. Теперь переменный резистор или значение потенциометра можно найти по той же формуле.В предыдущем максимальный доступный ток 100 мА был достигнут резистором 22 Ом. На этот раз потенциометр снизит выходной ток до самого низкого уровня.

    Поскольку минимальный ток катода, необходимый для TL431, составляет 1 мА, следует предположить, что минимальный ток будет 2 мА. Следовательно, используя ту же формулу,

    I  out  = V  ref  / VR  1  + I  KA 
    .002 = 2,5 / VR  1  + .001
    .002 - .001 = 2,5 / VR  1 
    ,001 = 2,5 / VR  1 
    VR  1  = 2,5K 

    Таким образом, доступный потенциометр с минимальным значением ближе 2,2 кОм можно использовать для управления током. Последнее вычисление для расчета значения резистора смещения резистора R1 с использованием приведенных ниже формул.

    R1 = V  в  / (I  из  / hFE + I  KA ) 

    Для этой цепи

    Io  ut  = 100 мА (.100A)
    V  в  = 5 В
    hFE = 100 (максимум)
    IKA = 1 мА (.001A) [Примечание: минимальный ток смещения]
    R1 = V  в  / (I  из  / hFE + I  KA )
    R1 = 5 / (.100/100 + .001)
    R1 = 2,5 кОм 

    Таким образом, доступное наименьшее значение ближе R1 может составлять 2,2 кОм.

    Схема постоянного тока:

    Транзистор BC547 действует в качестве проходного транзистора , который управляется резистором смещения R1 и шунтирующим регулятором TL431. База транзистора фактически подключена через делитель тока . Эта схема делителя тока выполнена с использованием резистора смещения и шунтирующего регулятора.TL431 регулирует постоянный ток путем измерения опорного напряжения и контролируя проход транзистор BC547. Схема построена на макете, как показано ниже.

    Simple Constant Current Generator Circuit using Transistor

    Тестирование цепи источника постоянного тока

    После того, как плата готова, я включил свою цепь от источника постоянного тока 5 В и начал ее тестировать. Я использовал разные нагрузки (разные значения резистора) на стороне выхода и следил за тем, чтобы ток всегда оставался постоянным.Я использовал свой мультиметр для измерения выходного тока моей цепи, и он всегда был около 100 мА, как показано на рисунке ниже

    Testing the Simple Constant Current Generator Circuit

    Полное видео о тестировании можно найти внизу этой страницы. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже или используйте форумы для других технических запросов.

    Применение цепей источника постоянного тока

    В системе светодиодного освещения источник постоянного тока требуется для операций, связанных с управлением светодиодом.Как и в портативных устройствах, в цепях зарядки аккумуляторов используются источники постоянного тока. Небольшой список приложений, в которых используется источник постоянного тока, приведен ниже

    • Усилительная система.
    • Солнечные системы
    • Электромагниты
    • Система двигателя для постоянной скорости.
    • Датчики Холла.
    • Цепи регулятора смещения стабилитронов.

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о