Определить напряжение. Как определить напряжение светодиодной ленты: основные способы и параметры

Как узнать напряжение светодиодной ленты. Какие бывают типы напряжения у LED-лент. Как измерить напряжение мультиметром. На что обратить внимание при выборе блока питания.

Основные типы напряжения светодиодных лент

Светодиодные ленты выпускаются с разным номинальным напряжением питания. Наиболее распространены следующие варианты:

• 5 В — низковольтные ленты для USB-питания
• 12 В — самый популярный тип для бытового применения
• 24 В — используются в промышленности и для длинных линий подсветки
• 36 В — редкий тип для специальных применений

Напряжение питания LED-ленты обычно указывается производителем на упаковке или самой ленте. Однако не всегда эта информация доступна, особенно если лента уже установлена.

Как определить напряжение по маркировке

На большинстве качественных светодиодных лент можно найти маркировку с основными параметрами:

• Напряжение питания (например, «12V»)
• Мощность на метр (например, «14.4W/m»)
• Тип светодиодов (например, «SMD 5050»)
• Количество светодиодов на метр (например, «60 LED/m»)

Если на ленте указано напряжение, это самый простой способ его определить. Но что делать, если маркировка отсутствует или нечитаема?

Измерение напряжения мультиметром

Для точного определения рабочего напряжения светодиодной ленты можно воспользоваться мультиметром:

1. Переведите мультиметр в режим измерения постоянного напряжения
2. Подключите ленту к подходящему блоку питания
3. Приложите щупы мультиметра к контактам питания ленты
4. Считайте показания прибора

Измеренное значение должно быть близко к номинальному напряжению ленты. Небольшое отклонение в пределах 5-10% допустимо.

Как определить напряжение по типу светодиодов

Косвенно оценить напряжение питания можно по типу используемых в ленте светодиодов:

• SMD 3528 — обычно 12В
• SMD 5050 — 12В или 24В
• SMD 2835 — чаще 24В
• SMD 5630/5730 — 24В или 36В

Однако этот метод не дает 100% гарантии, так как один тип диодов может использоваться в лентах с разным напряжением.

Определение по количеству светодиодов

В некоторых случаях напряжение можно примерно определить по количеству светодиодов на отрезке ленты между точками пайки:

• 3 светодиода — обычно 12В лента
• 6 светодиодов — вероятно 24В
• 9 светодиодов — возможно 36В

Но этот метод также не является абсолютно надежным, так как существуют исключения из этого правила.

На что обратить внимание при выборе блока питания

При подборе блока питания для светодиодной ленты необходимо учитывать следующие факторы:

• Напряжение должно точно соответствовать номиналу ленты
• Мощность БП должна быть на 20-30% выше расчетной мощности ленты
• Желательно наличие стабилизации выходного напряжения
• Для длинных лент рекомендуется использовать БП с возможностью подстройки напряжения

Правильный выбор блока питания обеспечит стабильную и долговечную работу светодиодной подсветки.

Почему важно знать точное напряжение ленты

Определение корректного напряжения питания светодиодной ленты критически важно по нескольким причинам:

• Пониженное напряжение приведет к тусклому свечению и неравномерной подсветке
• Повышенное напряжение вызовет перегрев и быстрый выход из строя светодиодов
• Неправильное напряжение снижает срок службы ленты
• При значительном превышении напряжения возможно возгорание

Поэтому всегда следует уточнять параметры ленты перед покупкой и установкой.

Особенности питания длинных светодиодных лент

При использовании светодиодных лент большой длины (более 5 метров) возникают дополнительные нюансы с электропитанием:

• Падение напряжения вдоль ленты может достигать 1-2В
• Яркость свечения на дальнем конце будет ниже
• Требуется подключение питания с двух сторон или посередине ленты
• Рекомендуется использовать ленты на 24В вместо 12В
• Желательно применять блоки питания с регулировкой выходного напряжения

Учет этих особенностей позволит добиться равномерного свечения по всей длине ленты.

Можно ли использовать ленту с другим напряжением питания?

Вопрос использования светодиодной ленты с напряжением питания, отличным от номинального, вызывает много споров. Рассмотрим основные варианты:

• Питание 12В ленты от 24В — категорически запрещено, приведет к мгновенному выходу из строя
• Питание 24В ленты от 12В — лента будет светить, но очень тускло
• Небольшое превышение напряжения (до 10%) — допустимо, но снижает ресурс
• Незначительное понижение напряжения — безопасно, но уменьшает яркость

В целом, рекомендуется придерживаться номинального напряжения питания, указанного производителем светодиодной ленты.

Расчет напряжения, потери напряжения (страница 2)

1. В неразветвленной цепи (рис. 1.12) ЭДС , сопротивления . Определить напряжение между точками а и b.

Решение:
Задавшись положительным направлением тока по часовой стрелке, на основании закона Ома:

Так как результат оказался положительным, то истинное направление тока совпадает с выбранным. Напряжение между точками а и b можно найти по закону Ома, примененному к участку amb:

откуда .

Такой же результат можно получить, если применить ту же формулу к участку bna:

или , а следовательно, .
Замечание. Если на участке цепи, содержащем ЭДС и сопротивление, ток и ЭДС совпадают по направлению, то напряжение на зажимах участка меньше ЭДС на величину падения напряжения в сопротивлении участка, а если направление тока противоположно направлению ЭДС, то напряжение на зажимах участка больше ЭДС на величину падения напряжения в рассматриваемом участке.

2. Определить токи в ветвях цепи (рис. 1.15, а) и показание вольтметра, включенного между точками с и d, считая, что его сопротивление во много раз превышает сопротивление каждого из элементов цепи. Чему равно показание амперметра, включенного между точками c и d, сопротивление которого считать равным нулю? Дано:

Решение:
Расчет показания вольтметра. Из условия вытекает, что его включение не оказывает влияния на распределение токов в цепи. Для расчета токов сначала определяем эквивалентное сопротивление всей цепи (рис. 1.15, а):

В неразветвленной части цепи проходит ток:

.

Токи, проходящие через сопротивления , можно найти различными методами.

1. В параллельных ветвях токи распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям [см. формулу (0.1.19)]:

2. Найдем напряжение на зажимах параллельных ветвей:

Токи в ветвях с сопротивлениями равны

Напряжение на зажимах параллельных ветвей можно найти как разность между приложенным напряжением и падением напряжения на сопротивлении .
Найдем показание вольтметра, равное напряжению между точками с и d:

Вычислим ток, проходящий через амперметр; он равен току короткого замыкания (рис. 1.15,6). Для его нахождения вычислим токи

Искомый ток, проходящий через амперметр,

Как определить напряжение ЛЭП по внешнему виду и количеству изоляторов

Если вы любитель загородных прогулок и пикников, а охота и рыбалка – ваша страсть, велика вероятность, что когда-нибудь вы попадёте под опасное напряжение в зоне ЛЭП. Ведь к определённым электрическим магистралям, вообще, не стоит приближаться. Для электрика определение напряжения — задача несложная. Как же непрофессионалу узнать, какое напряжение в линии электропередач опасно для жизни и здоровья? Ниже мы расскажем читателям сайта Сам Электрик, как определить напряжение ЛЭП по внешнему виду, количеству изоляторов и другим параметрам.

Классификация ВЛ

По напряжению ЛЭП могут быть:

1. Низковольтными, на 0,4 киловольта, передающими электроэнергию в пределах небольших населённых пунктов.
2. Средними, на 6 или на 10 киловольт, передающими электричество на расстояние менее 10 км.
3. Высоковольтными, на 35 киловольт, для электроснабжения небольших городов или посёлков.
4. Высоковольтными, на 110 киловольт, распределяющими электричество между городами.
5. Высоковольтными, на 150 (220, 330, 500, 750) кВ, передающими энергию на дальние расстояния.

Самое высокое напряжение на ЛЭП составляет 1150 киловольт.

Безопасные расстояния

Правилами охраны труда на каждое напряжение ЛЭП определяются минимальные расстояния до проводящих ток частей. Сокращать эту дистанцию запрещено.

Определение напряжения по внешнему виду

Следующий этап — определение мощностей ВЛ.

Как же узнать напряжение на ЛЭП по её внешнему виду? Легче всего это сделать по количеству проводов и по числу изоляторов. Самый простой способ — определение по изоляторам.

Существуют ВЛ разных классов напряжения. Рассмотрим поочередно каждую.

ЛЭП на 0,4 киловольта (400 Вольт) — низковольтные, встречающиеся во всех населенных пунктах. В них всегда используются штыревые изоляторы из фарфора или стекла. Опоры изготавливают из железобетона или дерева. В однофазной линии два провода. Если фазы три, проводников будет четыре и более.

Далее идут ЛЭП на 6 и 10 киловольт. Визуально они неотличимы друг от друга. Здесь всегда по три провода. В каждом используется два штыревых фарфоровых или стеклянных изолятора или один, но большего номинала. Используются эти трассы для подведения питания к трансформаторам. Минимальное расстояние до частей, проводящих ток, здесь составляет 0,6 м.

Часто в целях экономии совмещают подвеску проводников 0,4 и 10 кВ. Охранной зоной таких трасс является расстояние 10 м.

В ЛЭП на напряжение 35 кВ, используются подвесные изоляторы в количестве от 3 до 5 штук в гирлянде к каждому из трёх фазных проводов.

Обычно такие воздушные магистрали через территорию городов не проходят. Допустимым считается расстояние – 0,6 м, а охранная зона определяется 15 метрами. Опоры должны быть железобетонными или металлическими, с разнесенными друг от друга на допустимое расстояние проводниками, несущими ток.

В ЛЭП на напряжение 110 кВ монтаж каждого из проводов осуществляется на отдельной гирлянде из 6-9 подвесных изоляторов. Минимально близким к проводникам, является расстояние в 1 метр, а охранная зона определяется 20 метрами.

Материалом для опоры служит железобетон или металл.

Если напряжение 150 кВ, применяют 8-9 подвесных изоляторов на каждую гирлянду в ЛЭП. Расстояние 1,5 м до проводников тока считается в этом случае минимальным.

Когда напряжение 220 кВ, число используемых изоляторов находится в пределах от 10 до 40 единиц. Фаза передаётся по одному проводу.

Линии используют для подведения электроэнергии к крупным подстанциям. Наименьшее расстояние приближения к проводникам составляет 2 м. Величина охранной зоны – 25 м.

В последующих классах высоковольтных ЛЭП появляется отличие по числу проводов на фазу.

Если произведен монтаж двух проводников на одну фазу, а изоляторов в гирляндах по 14, перед вами магистраль 330 кВ.

Минимальным расстоянием до токоведущих частей в ней считается 3,5 м. Необходимое увеличение охранной зоны до 30 м. Материалом для опор служит железобетон или метал.

Если фаза расщепляется на 2-3 проводника, а подвесных изоляторов в гирляндах по 20, то напряжение ВЛ составляет 500 кВ.

Охранная зона в этом случае ограничивается 30 метрами. Опасной считается дистанция менее 3,5 м до проводов.

В случае разделения фазы на 4 или 5 проводников, соединение которых кольцевое или квадратное, и присутствия в гирляндах 20 и более изоляторов, напряжение ВЛ составляет 750 кВ.

Охранная территория таких трасс — 40 м, а приближение к токопроводящим частям ближе 5 м опасно для жизни.

В России есть единственная в мире ЛЭП, напряжение которой 1150 кВ. Фазы в ней делятся на 8 проводов каждая, а в гирляндах присутствуют 50 и более изоляторов.

К этой трассе не стоит приближаться более чем на 8 метров. Увидеть такую высоковольтную линию можно, например, на участке магистрали «Сибирь – Центр».

Получить подробную информацию о любой ВЛ, её местоположении можно на интерактивной карте в сети интернет.

Маркировка на опорах

Возможно определение мощности ВЛ по маркировкам, нанесенным непосредственно на опоры. Первыми в такой записи идут заглавные буквы, означающие класс напряжения:

• Т — 35 кВ,
• С – 110 кВ,
• Д – 220 кВ.

Через тире пишут номер линии. Следующая цифра – порядковый номер опоры.

Сети железных дорог

Около 7% электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях России, передаётся по трассам ВЛ на объекты ЖД. В целом, длина железнодорожного полотна составляет 43 тысячи километров. Из них 18 тысяч км питаются постоянным током напряжением в 3 000 Вольт, а остальные 25 тысяч км работают на переменном токе напряжением в 25 000 Вольт.

Энергия электрифицированных дорог используется не только для движения поездов. Ею питают промышленные предприятия, населенные пункты, другие объекты недвижимости, расположенные вдоль железных дорог или в непосредственной близости к магистралям. По статистике, более половины электроэнергии контактной сети ЖД расходуется на электроснабжение объектов, не включенных в транспортную инфраструктуру.

Заключение

После того, как удалось выяснить, как по количеству изоляторов можно определить напряжение на ЛЭП, осталось понять, насколько можно доверять такому способу.

Климатические условия на территории России довольно разнообразны. Например, умеренно континентальный климат в Москве значительно отличается от влажных субтропиков Сочи. Поэтому, ВЛ одинакового класса напряжения, расположенные в различных климатических и природных условиях, могут отличаться друг от друга и по типу опор, и по количеству изоляторов.

В случае комплексного анализа по всем критериям, предложенным в статье, определение напряжения ЛЭП по внешним признакам будет довольно точным. А вот каким может быть напряжение в конкретной высоковольтной магистрали, со 100% точностью вам подскажут местные энергетики.

Материалы по теме:

Как определить напряжение светодиода мультиметром

В этой статье объясним подробно как определить напряжение светодиода мультиметром.

Все светодиоды имеют очень важную характеристику — рабочее напряжение (напряжение падения). Величина рабочего напряжения зависит от материалов из которых они сделаны. По рабочему напряжению все светодиоды можно разделить на 2 группы:

1. светодиоды с напряжением от 3 В до 3,8 В (синие, белые и некоторые виды сине-зеленые)
2. светодиоды с напряжением от1,8 В до 2,1 В (красные, желтые, оранжевые и большинство зеленых)

В связи с тем, что производители часто создают новые модели светодиодов, мы советуем сперва определить напряжение светодиодов, прежде чем использовать их  в своих конструкциях.

Определить это напряжение очень легко. Для этого нам потребуется только источник питания с выходным напряжением от 9 до 16 В, мультиметр и резистор сопротивлением 1 кОм (1000 Ом). Это значение сопротивления гарантирует оптимальный ток для нашего светодиода, не слишком высокий и не слишком низкий.

Ниже приводим действия, необходимые для измерения рабочего напряжения светодиода.

ШАГ 1: Определение полярности выводов нашего светодиода.

Чтобы определить полярность нашего светодиода, в его корпусе есть два элемента, которые мы можем оценить.

Первый — длина выводов. Как вы можете видеть на рисунке, самая короткий вывод – это минусовой вывод.

Второй — элемент находится по окружности светодиода. На корпусе есть скос – это минусовой вывод.

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…

Описанный метод определения работает в отношении всех 3 мм и 5 мм светодиодов.

Можно использовать еще и третий метод, состоящий в том, чтобы заглянуть внутрь светодиода, треугольный вымпелобразный сегмент является отрицательным выводом, а другой, без особой формы, является положительным. Конечно же, этот метод небезопасен, поскольку есть несколько типов светодиодов, где расположение противоположное.

ШАГ 2: Подключаем наш светодиод

После того как мы определили полярность нашего светодиода, мы подключаем один из выводов резистора 1 кОм (1000 Ом) последовательно с положительным выводом светодиода, как показано на рисунке.

Затем мы соединяем другой вывод резистора с плюсом источника питания. Наконец, мы подключаем свободный вывод светодиода к минусу источника питания. Светодиод должен загореться.

ШАГ 3: Подготавливаем наш мультиметр

Теперь мы готовим наш мультиметр для проведения измерения. Переместите селектор тестера в положение измерения постоянного напряжения со шкалой до 20 В. Если наш мультиметр не имеет этой шкалы напряжения, то мы можем выбрать 30 В или 50 В.

Подключаем отрицательный щуп (черный) к входу, который имеет обозначение «COM», в то время как положительный (красный) подключаем к входу V-mA-ῼ. На дисплее вы должны увидеть значение «0.00»

ШАГ 4: Определение напряжения светодиода

Прикладываем положительный щуп (красный) к положительному выводу светодиода, в то время как отрицательный (черный) щуп мультиметра прикладываем с отрицательному выводу. На дисплее мультиметра мы должны увидеть рабочее напряжение светодиода.

Мы можем записать это значение, так как оно будет полезно для вычисления значения сопротивления светодиода. Для расчета сопротивления светодиодов используйте онлайн калькулятор.

www.inventable.eu

Как определить фазу и ноль мультиметром

Главное, что вы должны знать: у обычного цифрового мультиметра, нет отдельного режима для определения фазы или нуля, узнать это можно лишь увидев на экране величину напряжения или не увидев его.

По большому счету, принцип определения фазы тестером, схож с работой обычной индикаторной отвертки, где фаза определяется по свечению встроенной лампы, которая загорается только при наличии цепи фаза – сопротивление – лампа — ёмкость (человек).

Ток, с фазы, протекающий через такую индикаторную отвертку, проходит через высокое сопротивление, встроенное в индикатор, затем также через лампу в ней, а потом попадает в ёмкость – в качестве которой выступает человек (для этого мы и касаемся задней стороны индикаторной отвертки при определении) и только при наличии всех участников такой цепи, лампа будет гореть.  

Как найти фазу мультиметром

Чтобы определить фазу с помощью мультиметра, выставляем на нём режим определения напряжения переменного тока, который на корпусе тестера чаще всего обозначен как V~, при этом, всегда выбирайте предел измерения — уставку, выше предполагаемого напряжения сети, обычно это от 500 до 800 Вольт. Щупы подключаются стандартно: черный в разъем “COM”, красный в разъем «VΩmA».

В первую очередь, перед тем как искать фазу мультиметром, необходимо проверить его работоспособность, а именно работу режима вольтметра – определения напряжения переменного тока. Для этого проще всего попробовать определить напряжение в стандартной, бытовой розетке 220в.

Как проверить мультиметром напряжение в розетке 220в

Для измерения напряжения в розетке цифровым тестером, необходимо вставить щупы в гнезда розеток, полярность при этом неважна, главное при этом — не касаться руками токопроводящих частей щупов.

Еще раз напомню, что на мультиметре должен быть выставлен режим определения напряжения переменного тока, предел измерения выше 220в, в нашем случае 500В, щупы подключены в разъемы «COM» и «VΩmA».

Если мультиметр рабочий и нет проблем с подключением розетки или перебоев с электроснабжением, то прибор покажет вам напряжение близкое к 220-230В.

Такого простого теста достаточно чтобы продолжить поиск фазы тестером. Сейчас, в качестве примера, мы определим какой из двух проводов, например, выходящих из потолка для люстры, фазный.

Если бы провода было три – фаза, ноль и заземление, то достаточно было бы измерить напряжение на каждой из пар, точно так же, как мы определяли его в розетке. При этом между двумя проводами напряжения практически бы не было – между нолем и заземлением, соответственно оставшийся третий провод фазный. Ниже представлена наглядная схема определения.

Если же провода, для подключения светильника, только два и вы не знаете какой из них каакой, то опознать их таким образом не получится. Тогда нам и приходит на помощь метод определения фазы мультиметром, который я сейчас опишу.

Всё достаточно просто, мы просто должны создать условия для протекания через тестер электрического тока, и зафиксировать его. Для этого просто создаём электрическую цепь, по тому же принципу, что и у индикаторной отвертки.

В режиме проверки напряжения переменного тока, с выбранном пределом 500В, красным щупом прикасаемся к проверяемому проводнику, а черный щуп зажимаем пальцами рук либо касаемся им заведомо заземленной конструкции, например, радиатора отопления, стального каркаса стены и т.п. При этом, как вы помните, черный щуп у нас воткнут в разъем COM мультиметра, а красный в VΩmA.

Если на проверяемом проводе будет фаза, мультиметр покажет на экране достаточно близкую к 220 Вольтам величину напряжения, в зависимости от условий тестирования она может быть разной. Если же провод не фазный, значение будет или нулевым, или очень низким, до нескольких десятков вольт.

Еще раз напомню, ОБЯЗАТЕЛЬНО УБЕДИТЕСЬ ПЕРЕД НАЧАЛОМ ПРОВЕРКИ, ЧТО НА МУЛЬТИМЕТРЕ ВЫБРАН РЕЖИМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, а не какой-нибудь другой.

Вы, должно быть скажете, что метод достаточно рискованный, становится частью электрической цепи и добровольно попасть под напряжение захочет не каждый. И хотя такой риск есть, он минимальный, ведь, как и в случае с индикаторной отверткой, напряжение из сети проходит через большое сопротивление резистора, встроенного в мультиметр и удара током не происходит. А работоспособность этого резистора, мы проверили, предварительно измерив напряжение в розетке, если бы его там не было, сложились бы все условия для короткого замыкания, которое, уверяю вас, вы бы сразу обнаружили.

Конечно, как я уже писал выше, лучше вместо руки использовать заземленные конструкции – радиаторы и трубы отопления, стальной каркас здания и т.д. но, к сожалению, такая возможность есть не всегда и нередко приходится браться за щуп самому. Бывалые электрики советуют в таких случаях всё же принять дополнительные меры безопасности: стоять на резиновом коврике или в диэлектрической обуви, касаться щупа сперва кратковременно, правой рукой и лишь не обнаружив опасных воздействий тока, выполнить измерение.

В любом случае это единственный, самый надежный и простой способ определить фазу бытовым мультиметром самому.

 

Как найти ноль мультиметром

Ноль, чаще всего, находится мультиметром относительно фазного провода, т.е. сперва, способом, описанным выше, вы находите фазу, а затем установив красный щуп на неё, касаетесь других проводников и когда тестер на экране покажет 220В (+/- 10%), тогда вы поймете, что второй провод нулевой рабочий или нулевой защитный (заземление).

Определить же то, является провод нулем или заземлением одним мультиметром, довольно сложно, ведь по сути, эти проводники одно и то же и нередко просто дублируют другу друга. В определенных системах заземления ноль и зазмление даже связаны между собой в электрощите и очень тяжело точно их выявить.

Проще всего, в таком случае, отключить от шины заземления в электрощите вводной провод, тогда, во всей квартире или доме, при проверке напряжения, между фазой и проводами заземления, вы не получите 220В, как при проверке нуля и фазы.

Так же стоит отметить тот факт, что если в электрощите установлена дифференциальная защита — УЗО или автоматический выключатель дифференциального тока, он обязательно сработает, при проверке проводов заземления относительно любого другого проводника, даже нулевого.

Если же вы знаете более надежные и универсальные методы определения фазы и нуля цифровым мультиметром – обязательно пишите об этом в комментариях к статье, кроме того приветствуются любые мнения, опыт, здоровая критика или вопрос.

Так же вступайте в нашу группу ВКонтакте, следите за появлением новых материалов.

Как определить напряжение светодиодной ленты

Для организации наружного и внутреннего освещения, особенно для создания разнообразных локальных подсветок интерьерных зон, все чаще прибегают к использованию светодиодных лент.

Светодиодные ленты универсальны, по сравнению со светильниками они недороги, по сравнению с люминесцентными лампами — весьма энергетически экономичны, к тому же их очень несложно монтировать, — все это объясняет растущую популярность светодиодных лент у самого широкого круга потребителей.

В связи с актуальностью данной темы давайте поговорим о параметрах светодиодных лент, о том как узнать и рассчитать мощность ленты и на что стоит ориентироваться при выборе светодиодной ленты для своих нужд.

Типичная светодиодная лента — это своеобразная гибкая печатная плата со смонтированными на ней в определенном порядке SMD-светодиодами с одной стороны, и с проводящими дорожками с обратной стороны. Данные ленты выпускаются на постоянное напряжение 5, 12, 24 или 36 вольт. Класс защиты ленты может быть от IP20 (самая открытая и незащищенная) до IP68 (полностью водонепроницаемая, облаченная в силиконовую трубку).

Наиболее популярные SMD светодиоды, применяемые на таких лентах: SMD3528, SMD5050, SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке светодиода обозначают габаритные размеры светодиодов в миллиметрах, например светодиод SMD5630 имеет длину 5,6 мм и ширину 3,0 мм.

Сами же светодиодные ленты на бобинах имеют того рода маркировку: 24W 12V 2A – это характерные параметры, например, 5 метров ленты с потреблением 4,8 Вт на метр, это может быть лента с 60 светодиодами SMD3528 на каждый метр. Более детально о типах светодиодов расскажем далее.

Вот мощности наиболее популярных светодиодов, которые встречаются на лентах:

SMD3528 – 0,11 Вт;

Самый маленький из перечисленных SMD-светодиодов используемых в изготовлении лент — это SMD3528, имеющий габариты 3,5 на 2,8 мм и номинальную мощность 0,1 Вт. Это однокристальный светодиод. Ленты, собранные из данных диодов, отличаются дешевизной и особой универсальностью: обычно напряжение питания ленты составляет 12 В. Такие ленты популярны в декоративном оформлении потолков и различных интерьерных ниш.

Одиночная цепь на ленте содержит три светодиода SMD3528 и один токоограничительный резистор. Таких параллельно соединенных цепей на ленте много, их можно отрезать столько, сколько нужно. Из-за наличия токоограничительного резистора на один светодиод ленты приходится уже в среднем не 0,1 Вт, а 0,08 Вт при напряжении питания 12 В.

Ленты выпускаются с разной плотностью светодиодов на метровый отрезок ленты, обычно кратно 30 или 60: 30, 60, 120, 180 и 240 светодиодов на метр. Таким образом мощность отрезка ленты определенной длины можно узнать просто сосчитав светодиоды на отрезке. Причем отрезать ленту следует строго по специальным меткам, нанесенным на лицевую сторону ленты.

Один метр ленты с 60 светодиодами SMD3528 на метр будет иметь мощность 4,8 Вт; соответственно 120 светодиодов на метр — 9,6 Вт; 180 — 14,4 Вт: 240 — 19,2 Вт на метр. Если нужно меньше или больше — отрезается кусок по отрезным меткам и тогда мощность изменится пропорционально: пол метра — 2,4 Вт, полтора метра — 7,2 Вт (60 светодиодов на метр) и т. д.

Ленты на светодиодах SMD5050 втрое мощнее лент на диодах SMD3528, ведь в одном SMD-элементе здесь содержится три светоизлучающих кристалла таких как в одном SMD3528. Данные ленты хорошо подходят для построения систем подсветки рабочих столов, потолков и дверных проемов, также популярен данный типоразмер в подсветке автомобильных салонов.

Примечательно, что светодиодные ленты с диодами типоразмера SMD5050 бывают и трехцветными. Здесь 1 метр с 30 светодиодами на метр будет потреблять 7,2 Вт, а с 60 и 120 светодиодами на метр — соответственно 14,4 и 28,8 Вт. Отрезок в полметра — 3,6 Вт.

Очевидно, мощность пропорциональна длине. Отрезать следует только по отметкам, иначе одна из параллельных цепочек с резистором будет нарушена и у вас останутся неиспользуемые светодиоды на ленте. Чем выше напряжение питания ленты (по документации) — тем длиннее единичная цепочка светодиодов которую нельзя нарушать отрезая.

Далее по размеру идут SMD5730 и SMD5630, каждый светодиод на 0,5 Вт. Из лент на данных светодиодах можно строить полноценное освещение. 30 светодиодов на метр такой ленты будут потреблять 15 Вт, а 60 на метр — все 30 Вт. Если нужно 3 метра ленты с диодами SMD5630 с плотностью диодов 60 элементов на метр — потребуется стабилизированный блок питания на 90 Вт.

Те, кто сходу пожелает напомнить про 12 вольт, пусть идут лесом — причина моего вопроса вовсе не маразм (это в сторону Vlad_Petr и Tadasа, упреждая их «безусловные» рефлексы), тут есть техническая подоплёка. В принципе, я уже ставил этот вопрос в теме «Светодиодное освещение», но во-первых, обсуждение там получилось невнятным, а во-вторых, найти там что-то нужное, когда тема разрослась до размера более 200 страниц, не представляется возможным. Такую всеобъемлющую тему надо разбивать на более мелкие, что и делаю.
Итак, начнём с 12 вольт.
1. При таком напряжении получается приличный недобор по мощности. У меня 5-метровые ленты со штатной мощностью 4,8 Вт/м и штатным током 2 ампера потребляли почему-то около 1,3. Правильные 2 ампера выходят только при напряжении около 13, светимость при этом чуть ли не вдвое выше, чем при 12.
2. Гасящие резисторы групп диодов тоже показывают, что ток по 20 мА на группу не получается при 12 вольтах. Посчитайте сами, их номинал — 130 ом, а напряжение на каждом диоде при 20 мА — около 3,4. 3,5 вольт.
3. Ещё один довод — падение вдоль ленты. Если диоды с запиточного конца с грехом пополам ещё светят и при 12, то с противоположного конца имеем не свет, а жалкое его подобие. Вывод — надо повышать. Вот только насколько.
4. И наконец, штатные БП для лент: у них нет регулировки, да ещё зачастую указан допуск на выходное напряжение — например, 12 в +/- 2%. Получается, что параметры ленты и параметры БП вступают в противоречие, поскольку от штатного БП штатную мощность ленты никак не получить. Понятное дело, с таким питанием имеем выигрыш в долговечности диодов, но ведь некоторым нужна не долговечность, а нормальный свет.

Неправильный вывод. Надо запитать ленту с двух концов а то ещё и посередине подключить. От одного БП параллельными толстыми подводами. Напряжение подавайте любое, сколько не жалко Раз долговечность не нужна

причина думпаю в том что ленты расчитаны на питание от акб напряг которого
13.8

Спец: Те, кто сходу пожелает напомнить про 12 вольт, пусть идут лесом

И правильно, бо как правило при 12в будет недобор по току, а след и яркости свечения
даже на коротких лентах.
Желательно точно определиться с маркой диодов на ленте.. их рабочим током
при котором и получается максимальная отдача.

Некогда пытал, но короткие.. порядка 30мА на диод получал лишь при напряжении около 14в..
при снижении до 13в яркость снижалась но почти незаметно.. ток на диод при 13в уж не помню..
При 12 яркость снижалась заметно.. а светились и при 8-9 в..но лишь светились
Точно какие токи на диод..при каких напряжениях получались уж не скажу.. давно было,
и эксперимент проводился лишь ради интереса.. чи от нехр. делать.

Вот чел пишет. но для какой ленты с какими диодами, хрен его >
. Изменение будет незначительное, так как в светодиодной ленте установлены токоограничителтные резисторы. Подсчитаем и получаем:
При 15В — ток одного светодиода 35мА.
При 10В — ток одного светодиода 25мА.
Разница по яркости (она меньше чем по току) при этом не более 10%.

Но и определять на глаз отдачу без люксметра..эт же «глазная точность»
Да и БП желательно с регулируемым напряжением, лишь тогда и можно будет вогнать диоды в раб. режим,
но и то не на всю длину в 5м, если питать лишь с одного конца..
Однако..теория, точнее что..да как получали.. пусть уж практики рассказывают,
что получается по току.. яркости по люксметру от массово продающихся 12 вольтовых.

Кому важно..нужно..
Покупает.. измеряет , а не гадает..
http://gamesalor.com/GoodsInfo.aspx? >У нас..ближе и быстрей. но в три раза дороже >
http://phodox.ru/index.php?route=product/product&product_ >Одна «проблема» — пока не нужен

По ходу накопался >
Калькулятор для расчета параметров токоограничивающего резистора для LED
(Здесь > http://ydoma.info/lampy-svetodiody-smd-spravka.html)
В итоге:
U — 12В
U 1 led — 3.4В
Кол.послед — 3 led
Макс. J led — 20мА
Сопротивление резистора = 90 Ом, мощность= 0,04 Вт.

.
Макс. J led — 25мА
Сопротивление резистора = 72 Ом, мощность= 0,05 Вт
.
Макс. J led — 25мА
Сопротивление резистора = 60 Ом, мощность= 0,05 Вт
————
Напряжение источника питания U, В: 12.8
.
Макс. J led — 20мА
Сопротивление резистора = 130 Ом, мощность= 0,05 Вт
====
Напряжение источника питания U, В: 12
Макс. J led — 13.8мА
Сопротивление резистора = 130 Ом, мощность= 0,05 Вт
———————————————————————-

Думайте дальше., внимательно

Спец: Ещё один довод — падение вдоль ленты.

См.: http://pro-radio.ru/urbanism/10396-174/#2013/04/28/19-16-16
На первом фото видны допаянные мною дополнительные шины питания.

Спец: штатные БП для лент: у них нет регулировки

1. Штатных не бывает, бывают просто БП на 12В. А надпись «для светодиодных лент» — это всего-лишь реклама.
2. У меня есть переменный резистор для регулировки (открытая конструкция).
Вывод: если требуется регулировка: нужно выбирать либо с ней либо вскрывать корпус и если ее нет — добавлять.

Вчера в туалете наклеил ленту, подключил подручный БП 12В 2А (в вилке). Светит хорошо, но БП раскаляется. Снизил ток до 1,1А. Температура в норме, освещенность достаточная. Так как манипуляции с БП выполнял с снаружи помещения и за закрытой дверью, то резкого скачка яркости увидеть не смог, но света осталось по прежнему достаточно. Так и оставил. Ток через светодиод составил порядка 50% от номинала, но при этом света оказалось вполне достаточно.

Очевидно, Вы не видели комплектов в блистере. Там катушка с пятью метрами ленты и БП. Я считаю, что исходной точкой для использования ленты должно использоваться напряжение её питания, а не ток.. Написано 12 — значит двенадцать и подаём.

Мне кажется, что надпись «12В» следует считать не значением напряжения а отношением к классу БП.
«220В» — сетевое, значение которого считается допустимым в пределах -20%. -10% или 176В. 242В.
«12В» — аккумуляторное, реальное значение которого лежит в пределах 12,9В. 14,7В.
«3,6В» — литиевый элемент с пределами 3В. 4,2В.
И так далее.

То есть, с одной стороны для ленты на «12В» требуется БП с напряжением от 12,9В до 14,7В, но при питании от сети, когда выходное напряжение БП легко может быть стабилизировано, привязка получается однозначной — именно 12В. Ну ещё производитель может учесть падение на проводах и выставить 12,6В согласно бывшему ГОСТ-у.

По этому и получается, как бы, несоответствие.

Я вот тоже проводил эксперименты, для дугого форума, вопрос был в падении напряжения на проводниках ленты длинною 12м, повторю здесь:

Итак, светодиодные ленты белые, 120 светодиодов 3528 на метр, по три светодиода последовательно плюс резистор 150 Ом и такие ветки впаралель.
При 12В потребляют 0.8А на 1 метр (20 мА на один светодиод, но поскольку по три включены последовательно, то 20 мА на ветку из трёх диодов).
Сопротивление ленты белая, без покрытия — 0.15 Ом/м, белая в силиконе — 0.17 Ом/м.
При расчёте падения надо учитывать, что падать будет на обеих проводниках. С другой стороны, ток вдоль длинны ленты будет уменьшаться постепенно, так как будет ответвляться в светодиоды. Думаю, в таком случае можно падение делить на 2, т.е. считать только по одному проводнику.

Падение, получается, около 0.1В на 1 метр. Т.е. на 12 метрах такой ленты упадёт 1.2В. что очень много.

Снял ВАХ светодиодной ленты и привёл к 1 метру, вот:

Еле заметное свечение диодов появляется при напряжении 7В.

Если учесть, что в рабочем диапазоне яркость светодиода прямопропорциональна току, то уменьшение напряжения на 1 В приведёт к уменьшению яркости где то на 35%.

Как видно из ВАХ, для моих лент номинальное напряжение 12,5В

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

Нас часто спрашивают о адресной светодиодной ленте (иногда ее называют «умная лента» или «пиксельная лента»).Первое, что большинство людей хотят знать, это то, что делает Адресная светодиодная лента и чем она отличается от стандартной ленты RGB LED. Кроме того, существуют пиксельные светодиодные модули , поэтому люди, естественно, хотят знать, как они работают.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

Поскольку растущий ассортимент адресных светодиодных лент становится все более популярным в индустрии развлечений и архитектурного освещения, мы подумали, что сейчас самое время задать некоторые из ваших наиболее распространенных вопросов нашей команде по исследованиям и разработкам и найти ответы на некоторые вопросы экспертов, чтобы помочь вам утолить жажду информации (особенно если вы только начинаете свои приключения по управлению освещением, в таком случае, добро пожаловать на борт!).

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Содержание

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

Что такое адресная светодиодная лента?

Адресная светодиодная лента — это гибкая печатная плата, которая заполнена разноцветными адресуемыми поверхностными (SMD) светодиодами. Гибкая печатная плата обычно имеет клейкую подложку, что облегчает быструю и простую установку.

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

В отличие от стандартной ленты RGB, каждый светодиод имеет свою собственную микросхему, которая позволяет управлять им для индивидуальной реакции (например, изменение цвета, выключение и т. Д.). Пиксельная лента все еще может делать все, что может делать стандартная лента RGB… только больше.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Типы адресных светодиодных лент.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Адресная светодиодная лента WS2801.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Серия чипов WS первой будет WS2801. Это интересный в своем роде драйвер-микросхема для RBGW-светодиодов с поддержкой последовательного интерфейса SPI.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

С применением отдельного контроллера нет необходимости занимать несколько выходов микроконтроллера, можно ограничиться лишь одним сигнальным выводом. Микроконтроллер подает сигнал на вход «Data» управляющего контроллера светодиода WS2801.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

В таком сигнале содержится 24-битная информация о яркости цвета (3 канала по 8 бит на каждый цвет), а также информация для внутреннего сдвигового регистра. Именно сдвиговый регистр позволяет определять, к какому светодиоду информация применяется. Таким образом можно соединять несколько светодиодов последовательно, при этом использовать все так же один вывод микроконтроллера.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

p, blockquote 11,0,1,0,0 —>

У WS2801 было 4 контакта: +5v, GND (минус), DI (Digital input) и CO (тактовая линия). Таких лент сегодня практически уже не найти, на их место пришли WS2811 и WS2812B, более компактные модели с последовательным однолинейным интерфейсом. Теперь за данные отвечает только один контакт, обычно обозначаемый как DI (digital input) и с другой стороны DO (digital output).

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Адресная светодиодная лента WS2811 и WS2812.

Основные отличия адресной светодиодной ленты ws2811 от ws2812b:

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

• Драйвер WS 2811 гораздо больше чем его потомок WS 2812b, поэтому он припаян прямо на подложку ленты перед каждым диодом (черный прямоугольник на фото выше).
• У 2812B чип установлен внутрь диода (темная точка в диоде на фото ниже).

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

• Адресная светодиодная лента WS 2811, в основном, рассчитана на напряжение 12 вольт.
• Если Адресная светодиодная лента WS 2811 на 12v, у нее один чип управляет группой из трех диодов одновременно, а не по одному (как в WS2812b).
• Адресная светодиодная лента WS 2811 на напряжение 12v гораздо дешевле, чем ws 2812b (разница в цене 30 %)
• Благодаря низкой цене на Адресную светодиодную ленту WS 2811 — напряжением 12v наиболее распространена. Тем не менее, ее сменила более совершенная модель WS 2812В. Все же в один SMD корпус интегрированны как драйвер, так и сами светодиоды. Кроме того, каждый диод управляется отдельно.

Практические способы включения адресной светодиодной ленты, правила подключения, частые ошибки.

минимальный ток Драйвера = 20мА*количество_пикселей.
максимальный ток Драйвера = 60мА*количество_пикселей

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

• Из последнего пункта вытекает следующее: если лента соединена последовательно более 5 м., то недопустимо подавать на нее питание только с одной стороны. Для того чтобы исключить перегревания токопроводящих дорожек ленты. Напряжение на адресной светодиодной ленте необходимо распределить по всей ее длине как можно равномернее. Подводите питание в нескольких местах отдельными кабельными линиями.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Варианты управления адресной светодиодной лентой.

Есть несколько способов управлять адресной светодиодной лентой:

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

• Аппаратный при помощи контроллера SPI

На эту тему вы можете почитать нашу специальную статью. В этой статье мы максимально подробно описали принципы управления по протоколу SPI.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

• Аппаратный при помощи UART-интерфейса

На эту тему вы можете почитать нашу специальную статью. В этой статье мы максимально подробно описали принципы управления с помощью UART.

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

p, blockquote 23,1,0,0,0 —>

Достоинство первых двух способов – это возможность освободить драйвер от части работы по передаче бит информации о цвете пикселю. Недостатки этих способов – во-первых, ограниченное количество линий управления пикселями, во-вторых, требуется дополнительное разбитие байтов информации о цвете на пачки битов (что частично съедает свободное время контроллера в моменты аппаратной передаче бит).

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

Адресная светодиодная лента DMX 512.

Особенность адресных светодиодных лент, использующих управление DMX 512 – параллельная подача сигнала управления на все модули, цифровой сигнал с выхода контроллера подается одновременно на все драйверы.

p, blockquote 26,0,0,0,0 —>

DMX ленты, производятся с записанными при производстве DMX адресами. По умолчанию, адресация пикселей каждой катушки ленты начинается с 1-го драйвера и 1-го адреса и нумеруется по порядку до последнего пикселя. Если в последствии в одну линию соединяется несколько катушек или отрезков, требуется произвести запись DMX адресов заново.

p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

При записи адресов используется DMX кабель, обозначенный ADR (ADI, ADIN). После выполнения записи, при воспроизведении световых программ, вход ADI драйверов не используется. Если Ваш контроллер не имеет встроенного редактора адресов и не имеет выхода для подключения провода ADI, этот провод должен быть соединен с общим проводом GND, что предотвратит воздействие на него внешних помех и наводок.

p, blockquote 28,0,0,0,0 —>

Стоит сказать, что адресных светодиодных лент DMX 512 — Драйвер WS2821, гораздо больше преимуществ перед SPI.

p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

• Длинна линии управления до 300 м. против 100 м. у SPI.
• При выходе из строя диода или группы диодов линия освещения продолжает работать.

Но есть и недостатки.

p, blockquote 30,0,0,0,0 —>

• Требует Большое количество DMX адресов — отсюда высокая стоимость оборудования для управления этой системой.

p, blockquote 31,0,0,0,0 —>

Как рассчитать количество адресов для ленты DMX 512

p, blockquote 32,0,0,0,0 —>

• 1 пиксель = 3 канала
DMX (RGBW) • 1 пиксель = 4 канала DMX (RGBW)

p, blockquote 33,0,0,0,0 —>

Имея разную плотность светодиодов на ленте и разную длину, вы можете умножить все это вместе и получить различные результаты.

p, blockquote 34,0,0,1,0 —>

Например:

p, blockquote 35,0,0,0,0 —>

• (8PL30) 30 светодиодов RGB / м ленты x 5 метровой катушки = 150 пикселей (150 пикселей х 3) = 450 каналов
• (8PL60) 60 светодиодов RGB / м ленты x 5 метровой бобины = 300 пикселей (300 пикселей х 3) = 900 каналов
• (8PL144) 144 светодиода RGB / м ленты x 2 метра = 288 пикселей (288 пикселей x 3) = 864 канала
• (8PX30) 30 светодиодов RGBW / м ленты 5 м = 150 пикселей (150 пикселей x 4) ) = 600 каналов
• (8PX60) 60 светодиодов RGBW / м лента x 4-метровая катушка = 240 пикселей (240 пикселей x 4) = 960 каналов

p, blockquote 36,0,0,0,0 —>

Удобно запомнить:

p, blockquote 37,0,0,0,0 —>

• 170 пикселей RGB = 510 каналов DMX = 1 вселенная DMX
• 128 пикселей RGBW = 512 каналов DMX = 1 вселенная DMX

p, blockquote 38,0,0,0,0 —>

Почему светодиоды на конце ленты теплого белого света / розового цвета на конце при движении белого цвета?

Это происходит из-за падения напряжения на светодиодной ленте при попытке питания большей длины ленты. В результате падения напряжения пиксели вдоль ленты будут постепенно меняться в цвете, если их приводить в движение белым цветом. Лучше всего определить максимально возможную длину пробега до того, как падение напряжения начнет влиять на их цвет, и вводить мощность через каждые х метров.

p, blockquote 39,0,0,0,0 —>

p, blockquote 40,0,0,0,0 —>

Чем больше падение напряжения вдоль ряда белых светодиодов, тем более розового оттенка будут появляться самые дальние от источника питания. Вся длина также будет незначительно уменьшаться по мере снижения напряжения. Большинство лент и точек отображают эти явления очень тонко, в то время как некоторые другие могут быть немного более выраженными. Аналогично, степень, в которой человеческий глаз воспринимает это, будет естественно отличаться от человека к человеку, но большинство людей найдут изменение цвета практически неразличимым.

p, blockquote 41,0,0,0,0 —>

(ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: приведенный выше чертеж не предназначен для точной научной диаграммы. Это простое визуальное представление, чтобы дать вам приблизительное представление о том типе эффекта, который вы иногда можете наблюдать, когда происходит различный процент падения напряжения.)

p, blockquote 42,0,0,0,0 —>

Какой тип поверхности подойдет для установки адресной светодиодной ленты?

Адресная светодиодная лента должна быть установлена ​​на чистой и сухой поверхности. Пожалуйста, очистите поверхность спиртом, используя чистую ткань перед установкой.Поверхность должна быть теплопроводящей и обеспечивать достаточный отвод тепла от ленты. Поверхность не должна быть текстурированной или изготовлена из материала с низкой поверхностной энергией.

По каким внешним признакам определяют напряжение линии электропередач?

ВЛ используют для передачи электроэнергии на большие расстояния. Такой способ значительно дешевле транспортировки по подземным и наземным линиям. Для уменьшения потерь мощности используется передача электроэнергии на высоком напряжении. Рассмотрим, как определить напряжение линии по внешним признакам.

0,38-04 кВ

Низкий класс напряжения. Эти ВЛ на 0,38 кВ предназначены для передачи электроэнергии на небольшие расстояния в пределах маленького населенного пункта, городского микрорайона.

Низковольтные линии отличает тип опор, количество токоведущих элементов и вид изоляторов. Стойки таких ВЛ выполняют из железобетона и дерева. 4 провода закреплены на изоляторах штыревого типа из фарфора и стекла. Безопасное расстояние от токоведущих элементов составляет 0.6-1 м.

6-10 кВ

Средний класс. Используется для транспортировки электричества до трансформаторных подстанций, питающих конечных потребителей. Напряжение ВЛ составляет от 6-10 кВ до 35 кВ.

Линии 6-10 кВ сооружают для транспортировки электричества на незначительные расстояния. Причем в городских условиях применяют ВЛ на напряжение 6 кВ, в сельской местности на 10 кВ. Линии отличаются наличием высоких ЖБ-опор, более массивными штыревыми изоляторами из фарфора или стекла. На поворотных стойках провода фиксируют подвесными гирляндами из 2-3 изоляторов.

Линии среднего напряжения имеют 3 провода. Часто на одних и тех же стойках тянут ЛЭП 0,4 и 10 кВт. При этом токоведущие линии более высокого напряжения размещаются на широких траверсах вверху опоры. 4-х проводная линия 0,4 кВ расположена ниже.

35 кВ

Воздушные линии на 35 кВ прокладываются на высоких бетонных опорах. Для крепления голых проводов используются гирлянды, содержащие по 3-5 изоляторов.

Иногда применяют массивные штыревые изолирующие устройства. Как и на ЛЭП 6-10 кВ, количество проводов ВЛ составляет 3 шт. ЛЭП такого типа применяют для подачи электричества до узловых пригородных ТП или подстанций тупикового типа.

110 кВ

Высокий класс. Линии такого типа на напряжение 110-220 кВ служат для передачи электроэнергии между областями и округами.

Линии применяются для подачи электроэнергии к перераспределяющим подстанциям, объектам с высоковольтными электроприемниками. Для таких ВЛ применяются опоры из стали. Число проводов – 3 с каждой стороны стойки. Проводящие линии 110 кВ закреплены на подвесных изоляторах по 6-7 штук. Безопасное расстояние от проводов составляет 1 м.
 

220 кВ

ЛЭП сверхвысокого напряжения. Служат для передачи электричества на большие расстояния к объектам с высоковольтными потребителями. Напряжение линий такого типа — 330-500 кВ.

ВЛ данного типа сложно отличить от ЛЭП 110 кВ. Для них также применяются опоры из конструкционной стали на фундаментах или растяжках. Количество изоляторов составляет 8-9.

330 кВ

ЛЭП этого типа можно отличить по 2 проводам каждой фазы. Для их фиксации использует гирлянды изоляторов по 14 элементов и более. В остальном такие ЛЭП похожи на линии высокого класса.

500 кВ

На каждую фазу ЛЭП приходится по 3 провода. Охранная зона таких ВЛ равна 30 м. Провода крепятся наборными конструкциями из 20 изоляторов.

750-1150 кВ

ВЛ ультравысокого напряжения. Область применения таких ЛЭП от 750 до 1150 кВ аналогична ВЛ сверхвысокого напряжения.

Линии ультравысокого напряжения тянут по П или V-образным стальным опорам. Они имеют от 4 до 8 проводов на одной фазе и от 20 изоляторов на подвесной гирлянде.

Компания “Энергопоставшик” оказывает услуги проектирования, строительства и реконструкции ЛЭП до 35 кВ. Мы также принимаем заказы на поставку траверс для изоляторов и других металлоконструкций для низковольтных и высоковольтных линий различного класса. Звоните!

Звоните 8 863 268-16-02 и наши менеджеры ответят на все Ваши вопросы.

Решение задач Определить 📝 напряжение U на входе приемника Устройства св

1. Сколько стоит помощь?

Цена, как известно, зависит от объёма, сложности и срочности. Особенностью «Всё сдал!» является то, что все заказчики работают со экспертами напрямую (без посредников). Поэтому цены в 2-3 раза ниже.

2. Каковы сроки?

Специалистам под силу выполнить как срочный заказ, так и сложный, требующий существенных временных затрат. Для каждой работы определяются оптимальные сроки. Например, помощь с курсовой работой – 5-7 дней. Сообщите нам ваши сроки, и мы выполним работу не позднее указанной даты. P.S.: наши эксперты всегда стараются выполнить работу раньше срока.

3. Выполняете ли вы срочные заказы?

Да, у нас большой опыт выполнения срочных заказов.

4. Если потребуется доработка или дополнительная консультация, это бесплатно?

Да, доработки и консультации в рамках заказа бесплатны, и выполняются в максимально короткие сроки.

5. Я разместил заказ. Могу ли я не платить, если меня не устроит стоимость?

Да, конечно — оценка стоимости бесплатна и ни к чему вас не обязывает.

6. Каким способом можно произвести оплату?

Работу можно оплатить множеством способом: картой Visa / MasterCard, с баланса мобильного, в терминале, в салонах Евросеть / Связной, через Сбербанк и т.д.

7. Предоставляете ли вы гарантии на услуги?

На все виды услуг мы даем гарантию. Если эксперт не справится — мы вернём 100% суммы.

8. Какой у вас режим работы?

Мы принимаем заявки 7 дней в неделю, 24 часа в сутки.

Калькулятор напряжения (V=IR) — Академия калькуляторов

Введите ток (I) и сопротивление (R) системы для расчета напряжения на проводнике. Уравнение основано на законе Ома.

Формула напряжения

В = I * R

• Где V — напряжение
• I — ток
• R — сопротивление

Определение напряжения

Напряжение известно как разность электрических потенциалов между двумя точками.Единицей Si для напряжения является вольт. Разница в электрическом потенциале часто вызвана электрическим зарядом, электрическим током или магнитными полями. Иногда это решается всеми тремя этими параметрами.

Как измеряется напряжение?

Для измерения напряжения используется вольтметр. Это связано с двумя противоположными точками вместе с устройством, и падение напряжения на устройстве известно как разница. При использовании одной из этих эталонных точек в качестве земли отображается общее напряжение в этой точке.

Как рассчитать напряжение

В следующем примере показан процесс расчета напряжения между двумя точками.

Как рассчитать напряжение

1. Сначала проанализируйте приведенную выше формулу, чтобы определить, какие значения мы должны измерить, чтобы рассчитать напряжение

   Из формулы видно, что и ток, проходящий между двумя точками, и сопротивление необходимы в для расчета напряжения.

2. Далее необходимо измерить ток, проходящий между точками.

   Это можно сделать либо эмпирически, либо математически, для этого примера мы примем ток равным 1000 ампер.

3. Следующим шагом является расчет сопротивления

   Как и в случае с током, это обычно делается эмпирическим путем. Мы примем значение равным 10 Ом.

4. Наконец, введите информацию в формулу или калькулятор

   V=I*R = 1000 * 10 = 10 000 Вольт

5. Анализ результатов в каждом научном расчете.

---

Основы расчета падения напряжения

Как узнать, обеспечит ли ваша проводка приемлемую эффективность работы? Национальный электротехнический кодекс, 210-19 (a) (FPN 4) и 215-2 (b) (FPN 3), рекомендует падение напряжения 5% для фидерных цепей и 3% для ответвленных цепей. Давайте рассмотрим несколько примеров, используя уравнения на боковой панели (справа). В наших примерах используется медный провод без покрытия в стальном кабелепроводе для ответвленных цепей 480 В; мы будем использовать столбец коэффициента мощности NEC Table 9.

Пример 1: определение падения напряжения

Проложите многожильный провод № 10 длиной 200 футов при токе 20 А.

Согласно Таблице 9 наше «Ом на нейтраль на 1000 футов» равно 1,1 Ом. Чтобы завершить числитель, умножьте следующим образом: (2 x 0,866) x 200 футов x 1,1 Ом x 20 А = 7620,8. Разделив 7621 на 1000 футов, мы получим падение напряжения 7,7 В. Это падение допустимо для нашей схемы на 480В. На № 12 упало бы 11,8 В. Увеличьте длину до 500 футов, и этот № 10 сбросит 18 В; № 12 падает 29В.

Пример 2: Определение размера провода

Протяните многожильный медный провод длиной 200 футов при токе 20 А.

Размер провода можно найти, алгебраически изменив первое уравнение, или можно использовать следующий метод. Чтобы завершить числитель, умножьте следующим образом: 1,73 x 212,9 Ом x 200 футов x 20 А = 89 371,2. Разделив 89 371,2 на допустимое падение напряжения 14,4 В, вы получите 6 207 круговых мил. Таблица 8 NEC показывает, что провод № 12 удовлетворяет рекомендации по падению напряжения.

Пример 3: Определение длины провода

Протяните многожильный медный провод № 10 для цепи на 20 А.

Чтобы завершить числитель, умножьте следующим образом: 1000 x 14,4 В = 14 400. Чтобы завершить знаменатель, умножьте следующим образом: (2 x 0,866) x 1,1 Ом x 20 А = 38,104. Наконец, разделите числитель на знаменатель следующим образом: 14 400 ÷ 38,104 = 378 футов. Если вы проложите провод № 12 для той же цепи, вы сможете протянуть его на 244 фута.

Пример 4: Определение максимальной нагрузки

Проложите многожильный медный провод № 10 для цепи длиной 200 футов.

Чтобы завершить числитель, умножьте следующим образом: 1000 x 14.4В = 14 400. Чтобы получить знаменатель, умножьте его следующим образом: (2 x 0,866) x 1,1 Ом x 200 футов = 381,04. Наконец, разделите числитель на знаменатель следующим образом: 14 400 ÷ 381,04 = 37А. Эта схема может выдерживать 37 А на каждом фазном проводе. 200-футовый № 2 мог выдержать 24А.

* Число «0,866» относится только к 3-фазному. Он преобразует число «2» в «1,732» (квадратный корень из 3). Для однофазных цепей не используйте в расчетах «0,866».

* «CM» обозначает диаметр проволоки в круговых милах, как показано в Таблице 8.

* Чтобы рассчитать размер провода, используйте 12,9 в качестве K для меди и 21,2 в качестве K для алюминия.

* «L» — длина одностороннего провода в футах.

* «R» — сопротивление на 1000 футов. Используйте таблицу NEC 9 для проводки переменного тока. Если у вас нелинейные нагрузки, используйте столбец, который помогает учитывать коэффициент мощности.

Уравнение 1: Расчет фактического падения напряжения I[падение напряжения = (2 x 0,866) x L x R x Ампер/1000]

Уравнение 2: Расчет сечения провода в круговых милах [CM = 2 x K x L x Ампер/допустимое падение напряжения].Кроме того, вы можете алгебраически изменить уравнение 1, чтобы: допустимое падение напряжения ÷ 1,732 x L x ампер, а затем найти размер провода в соответствии с его сопротивлением переменному току.

Уравнение 3: Расчет длины в футах [Длина = 1000 x Допустимое падение напряжения ÷ (2 x 0,866) x R x Ампер]

Уравнение 4: Расчет нагрузки в амперах [Ампер = 1000 x Допустимое падение напряжения ÷ (2 x 0,866) x R x L]

Калькулятор падения напряжения

Калькулятор падения напряжения рассчитает падение напряжения в цепи для длинных проводов на основе напряжения, тока, фаз, проводника, размера провода и расстояния в цепи.Он также рассчитает напряжение на нагрузке и падение напряжения в процентах.

Калькулятор падения напряжения

Введите информацию ниже, чтобы рассчитать падение напряжения в цепи.

Падение напряжения	—
Напряжение на нагрузке	—
Снижение процента	—

Напряжение — Введите напряжение в источнике цепи.Однофазные напряжения обычно 115В или 120В, в то время как трехфазные напряжения обычно составляют 208 В, 230 В или 480 В.

Ампер — Введите максимальный ток в амперах, который будет протекать по цепи. Для двигателей рекомендуется чтобы умножить паспортную табличку FLA на 1,25 для определения размера провода.

Проводник — Выберите материал, используемый в качестве проводника в проводе. Обычными проводниками являются медь и алюминий.

Фазы — Выберите количество фаз в цепи.Обычно это однофазный или трехфазный. За однофазные цепи, требуется три провода. Для трехфазных цепей требуется четыре провода. Один из этих проводов является проводом заземления. который можно уменьшить. Чтобы рассчитать размер заземляющего провода, используйте Калькулятор размера заземляющего провода.

Размер провода — выберите размер провода в цепи. Единицами измерения сечения провода являются AWG или тысячные милы.

Расстояние — Введите длину проводов в цепи в одном направлении в футах.

Примечание. Результаты этого калькулятора основаны на температуре проводника 75°C .

Источник: NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, глава 9, таблица 8

Как рассчитать падение напряжения

Падение напряжения рассчитывается с использованием наиболее универсального из всех электрических законов: закона Ома. Это означает, что потенциал напряжения на проводнике равен ток, протекающий через проводник, умноженный на полное сопротивление проводника.Другими словами, Vd = I x R. Из закона Ома была выведена простая формула вычислить падение напряжения на проводнике. Эта формула может помочь вам определить падение напряжения в цепи, а также размер провода, который вам понадобится для вашей цепи. исходя из максимального желаемого падения напряжения. В Национальном электротехническом кодексе указано, что падение напряжения в фидерной цепи не должно превышать 5%, а падение напряжения в ответвленной цепи не должен превышать 3%.

Однофазные цепи

Падение напряжения рассчитывается для однофазных цепей следующим образом:

Vd = падение напряжения

I = Ток в проводнике (Ампер)

L = длина цепи в одну сторону (футы)

см = площадь поперечного сечения проводника (круглые милы)

К = Сопротивление в омах 1 кругового мил фута проводника.
Примечание: K = 12,9 для медных проводников при 75°C (167°F) и K = 21,2 для алюминиевых проводников при 75°C (167°F).

Трехфазные цепи

Падение напряжения рассчитывается для трехфазных цепей следующим образом:

Вд =	1,73 x К x Д x Я
	См

Vd = падение напряжения

I = Ток в проводнике (Ампер)

L = длина цепи в одну сторону (футы)

см = площадь поперечного сечения проводника (круглые милы)

К = Сопротивление в омах 1 кругового мил фута проводника.
Примечание: K = 12,9 для медных проводников при 75°C (167°F) и K = 21,2 для алюминиевых проводников при 75°C (167°F).

Чтобы рассчитать максимальное расстояние цепи на основе падения напряжения в процентах, используйте Калькулятор расстояния цепи.

Чтобы рассчитать размер провода для цепи, используйте калькулятор размера провода или расширенный калькулятор размера провода. Чтобы рассчитать нагрузку на провод для цепи, используйте Калькулятор тока провода или Расширенный калькулятор силы тока провода.

Ознакомьтесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности для этого сайта.Ваше мнение очень ценится. Дайте нам знать, как мы можем улучшить.

Расчет напряжения массива — PVeducation.com

Выходная мощность монокристаллического или поликристаллического солнечного модуля изменяется по мере изменения температуры его внутреннего солнечного элемента. По мере нагрева этих модулей их напряжение будет уменьшаться. По мере охлаждения этих модулей их напряжение будет увеличиваться. Когда вы смотрите техническое описание солнечных модулей, указанные параметры напряжения соответствуют отраслевому стандарту, называемому STC, стандартные условия испытаний.STC определяется как 25C, 1000 Вт/м2 и скорость ветра 1 м/с (также определяется световой спектр, но это тема для другого поста). Вам может быть интересно, почему определяется скорость ветра, это связано с тем, как солнечный элемент охлаждается легким ветром, и влияет на производительность выходной мощности модулей.

---

Vmodule = ([ (Tamb + Telev – Tstc) xb] +V)
Где
Vmodule = напряжение модуля при определенной температуре
Tamb = температура окружающей среды в градусах Цельсия = сумматор температуры из-за метода крепления солнечного модуля к земле или крыше в градусах Цельсия
Tstc = температура эталонного элемента, 25°C изменяется в зависимости от температуры
В = Номинальное напряжение модуля, который вы хотите отрегулировать, Voc или Vmp

---

Давайте рассмотрим необходимые входные данные:

Telev — это сумматор, используемый для учета того, как тепло будет удерживаться солнечным модулем в результате того, как он установлен.Например, если у вас есть массив, смонтированный на земле на мачтовой конструкции, вокруг модуля будет хороший поток воздуха, поддерживающий их охлаждение. Если у вас есть массив, установленный на крыше, поток воздуха будет меньше, поэтому модули будут нагреваться сильнее. В качестве основного руководства я использую следующие сумматоры: 20C для установки на земле с хорошим потоком воздуха, 25C для установки на крыше, на высоких стойках или под наклоном и 30C для типичной установки на черепичной крыше с гидроизоляцией.

b — это коэффициент, предоставляемый производителем модуля, который определяет, как будет изменяться напряжение при изменении температуры.Обратите внимание, это часто отрицательное число, и оно должно быть записано в вольтах/Кл. Обычно вы найдете рейтинги Voc и Vmp модуля, но если доступен только Voc, вы можете использовать его для настройки Vmp.

Используя это, чтобы найти максимальное и минимальное напряжение массива, нам нужно внести одно небольшое изменение в формулу:

---

Varray = ([ (Tamb + Telev – Tstc) xb] +V) x (Nseries)
Где
Varray = Напряжение массива модулей при определенной температуре
Nseries = Число солнечных модулей, соединенных последовательно.
Tamb = температура окружающей среды в градусах Цельсия
Telev = сумматор температуры из-за метода крепления солнечного модуля к земле или крыше в градусах Цельсия
Tstc = температура эталонной ячейки, 25°C коэффициент напряжения, вольт/градус Цельсия, описывает, как напряжение изменяется в зависимости от температуры
В = номинальное напряжение модуля, который вы хотите отрегулировать, Voc или Vmp

---

Вот как использовать приведенную выше формулу для выбора подключенного к сети инвертора или контроллера заряда MPPT.Идея состоит в том, чтобы рассчитать максимальные и минимальные параметры, и если они находятся в пределах параметров выбираемого оборудования, значит, вы выбрали правильный компонент.

---

Расчет минимального напряжения MPPT массива

VarrayMPPTmin = Varray, когда Tamb = Tmax и V = Vmp
Где
Tmax = максимальная температура на объекте, C

---

Расчет максимального напряжения MPPT массива

VarrayMPPTmax = Varray, когда Tamb = Tmin, V = Vmp и Telev = 0
Где
Tmin = минимальная температура на объекте, C Telev = ноль, вы ищете крайности, поэтому предположим, что сумматор температуры монтажа не играет роли

---

Расчет максимального напряжения массива

Varraymax = Varray, когда Tamb = Tmin, V = Voc и Telev = 0
Где
Tmin = минимальная температура на объекте, C Telev = ноль, вы ищете крайности, поэтому предположим, что сумматор температуры монтажа не играет роли

---

В качестве примечания о токе (I):

Рассчитать ток массива с помощью Iмассив = Iмодуль x Nпараллель

 

 

Напряжение батареи | PVEducation

Напряжение батареи является фундаментальной характеристикой батареи, которая определяется химическими реакциями в батарее, концентрациями компонентов батареи и поляризацией батареи.Напряжение, рассчитанное из условий равновесия, обычно называют номинальным напряжением батареи. На практике номинальное напряжение батареи не может быть легко измерено, но для практических систем батарей (в которых перенапряжения и неидеальные эффекты невелики) напряжение холостого хода является хорошим приближением к номинальному напряжению батареи.

Поскольку электрический потенциал (напряжение) большинства химических реакций составляет порядка 2 В, в то время как напряжение, требуемое нагрузками, обычно больше, в большинстве аккумуляторов многочисленные отдельные аккумуляторные элементы соединены последовательно.Например, в свинцово-кислотных батареях каждая ячейка имеет напряжение около 2В. Шесть ячеек соединены в типичную свинцово-кислотную батарею на 12 В.

Изменение напряжения при разрядке

Из-за эффектов поляризации напряжение батареи при протекании тока может существенно отличаться от равновесного напряжения или напряжения холостого хода. Ключевой характеристикой аккумуляторной технологии является то, как напряжение батареи изменяется в условиях разрядки, как из-за эффектов равновесной концентрации, так и из-за поляризации.Кривые разрядки и зарядки аккумулятора показаны ниже для нескольких различных аккумуляторных систем. Кривые разряда и заряда не обязательно симметричны из-за наличия дополнительных реакций, которые могут иметь место при более высоких напряжениях, возникающих при зарядке.

Рисунок: Изменение напряжения в зависимости от уровня заряда для нескольких различных типов батарей.

Напряжение отключения

Аккумуляторы многих типов, включая свинцово-кислотные аккумуляторы, не могут быть разряжены ниже определенного уровня, иначе аккумулятору может быть нанесен необратимый ущерб.Это напряжение называется «напряжением отсечки» и зависит от типа аккумулятора, его температуры и скорости разряда аккумулятора.

Измерение состояния заряда по напряжению

Хотя снижение напряжения батареи при разряде является отрицательным аспектом батарей, который снижает их эффективность, один практический аспект такого снижения, если оно является приблизительно линейным, заключается в том, что при заданной температуре батарею можно использовать для аппроксимации состояния заряда аккумулятора.В системах, где напряжение батареи нелинейно в некотором диапазоне состояния заряда батареи или в которых происходят быстрые изменения напряжения с BSOC, будет сложнее определить BSOC и, следовательно, будет сложнее заряжать. Однако аккумуляторная система, которая поддерживает более постоянное напряжение со скоростью разряда, будет иметь высокий КПД по напряжению и будет легче использоваться для управления чувствительными к напряжению нагрузками.

Влияние температуры на напряжение

Напряжение батареи будет увеличиваться с ростом температуры системы и может быть рассчитано по уравнению Нернста для равновесного напряжения батареи.

Рациональный экспериментальный подход для правильного определения окна рабочих напряжений суперконденсаторов на водной основе

Электрохимические конденсаторы (ЭК) или суперконденсаторы (СК) привлекли внимание научного сообщества благодаря своим уникальным особенностям, связанным с высокой удельной мощностью ( P ), умеренной удельной энергией ( E ) и длительным сроком службы (например,  > 100 000 циклов заряда-разряда) ^1,2 . Чтобы увеличить значения E , мы можем сосредоточиться на емкости и/или окне рабочего напряжения (WVW) или окне практического емкостного напряжения (PCVW), поскольку E  =  CU ^{2 / 2 / 2 , где U — напряжение ячейки, а C — удельная емкость.На параметры C и U влияет природа электролита и материалы электродов. Наиболее часто используемые электролиты в ЭК имеют органическую основу, поскольку последние обеспечивают рабочие условия до ~ 3 В 3 . Однако органические электролиты токсичны, легко воспламеняются, с ними сложно обращаться, поскольку они восприимчивы к загрязнению влагой воздуха, и они довольно дороги 4 . Напротив, электролиты на водной основе недороги, обладают высокой проводимостью, просты в обращении, негорючи и безвредны для окружающей среды.Вот почему в последнее время электролиты на водной основе привлекли так много внимания для применения в ЕС 5 .}

Основным недостатком водных электролитов является низкий PCVW, предсказанный в результате реакции расщепления воды. В этом смысле в литературе существует большая путаница в отношении значений PCVW, которые могут быть эффективно достигнуты в случае суперконденсаторов на водной основе. По нашему мнению, выявленные в литературе расхождения в основном связаны с тем, что обычно делаются ошибочные предположения, рассматривая лишь электростатический характер процесса накопления заряда , происходящего в двухслойной электрической структуре , т.е.е., физико-химические аспекты, связанные со стабильностью электролита и процессом разделения воды, обычно игнорируются некоторыми авторами. Гипотетически мы могли бы считать с чисто электростатической точки зрения , что одиночный симметричный суперконденсатор (например, система с двумя электродами) может быть адекватно описан как пассивная система, состоящая из двух одинаковых конденсаторов, соединенных последовательно из-за наличие двух электрических двухслойных в последовательности .Однако максимальное напряжение ячейки , где вода химически стабильна, что приводит к существованию PCVW, где поведение двойного электрического слоя доминирует над электрическим откликом, диктуется термодинамическими и кинетическими соображениями, поскольку электрохимическая ячейка может стать «реактивная система», теряющая свой кажущийся «пассивным характер» при достижении порога напряжения, допускающего возникновение электролиза воды. В результате мы могли бы ошибочно считать, что при стандартных термодинамических условиях (см. дальнейшее обсуждение) обычная симметричная круглая круглая ячейка будет демонстрировать минимальное напряжение ячейки ( U _мин ), равное 2.46 В ⁶ . Однако это не так, поскольку на практике стандартное (идеальное) термодинамическое значение 1,23 В для виртуального химического равновесия, включающего необратимый процесс разделения воды, действительно состоит из двух разных полуреакций, протекающих на положительной (анодной) и отрицательной электроды (катодные) ^{5, 7} .

В соответствии с принципами химической термодинамики, когда коэффициенты активности ( a ) и фугитивности ( f ) соответствующих химических соединений считаются едиными (т.г., стандартные условия), мы имеем, что минимальное напряжение ячейки ( U _мин ) 1,23 В, измеренное в условиях нулевого тока (равновесия) , должно быть применено для установления гипотетического химического равновесие для электролиза воды, которое в действительности является необратимой реакцией ⁵ . Учитывая две 90 198 полуреакций 90 199, протекающих одновременно на аноде (+) и катоде (-) для возникновения электролиза воды, мы имеем (пожалуйста, см. ⁷ ): δ E ^O (V) = E ^O ₍₊₎ — E ^O _(-) ≡ U _мин (V) = 1,23 + 0,0147log[ p (O ₂ )/1,0 бар] + 0,0295log[ p (H ₂ )/1,0 бар]. Во-первых, мы проверяем, что pH раствора не влияет на значения U _min . Наоборот, получается, что U _мин  < 1.23 В, когда парциальные давления p (H ₂ ) и p (O ₂ ) ниже 1,0 бар. На практике, поскольку конечные U _мин -значения проверены для монетных ячеек, мы имеем, что парциальные давления в начале электролиза должны находиться в диапазоне 0 <  p  < 1, что приводит к PCVW ниже 1,23 В. Этот результат может быть обычной ситуацией для суперконденсаторов на водной основе, поскольку чистые газообразные водород и кислород при более высоких парциальных давлениях ( p  ≅ 1 бар) обычно не вводят внутрь прототипов суперконденсаторов (например,г., ячейки для монет) ⁵ . Кроме того, стоит отметить, что когда парциальные давления считаются равными нулю в начале реакции разделения воды, из-за отсутствия газообразных частиц, то U _мин уже не может быть термодинамически описан/ прогнозируется, т. е. становится неопределенной величиной. Это истинная причина произвольного выбора стандартных условий, где p (H ₂ ) =  p (O ₂ ) ≡ 1 используются для «получения (предсказания)» теоретического значения Δ E ^o  =  U _мин  = 1.23 В.

Несмотря на приведенные выше термодинамические (равновесные) соображения, на практике мы имеем для заданного электрического тока ( I ) (например, кинетических условий), протекающего в электрохимической системе, что общее напряжение ячейки ( U ) Для водного электролиза дана U = δ E ^O + η _(OER) + η _(ее) + IR _ESR , где η _(OER) и η _(HER) — перенапряжения для реакций с выделением газа, а IR _ESR — омическое падение из-за наличия эквивалентного последовательного сопротивления (ESR).Таким образом, мы можем утверждать, что различные PCVW, обычно проверяемые в литературе для нескольких различных электролитов на водной основе и материалов электродов, в основном связаны с различной электрокаталитической активностью, проявляемой материалами анода и катода для OER и HER. Как видно, вопрос о теоретических предсказаниях PCVW не является однозначным, поскольку включает в себя несколько химических и термодинамических аспектов.

Исходя из вышеприведенных соображений, мы должны подчеркнуть, что очень высокие диапазоны рабочего напряжения (т.g., ~ 2,0 В) в водной среде может быть достигнуто на практике с использованием водно-солевых электролитов (WISE) ^8,9,10 . В этом случае на поверхность раздела и объемные свойства растворителя может резко повлиять избыток частиц соли по отношению к молекулам воды, что, в свою очередь, приводит к очень сильным короткодействующим кулоновским взаимодействиям, т. е. к выраженным отклонениям от идеального раствора. поведение можно ожидать для WISEs, так как активность и осмотические коэффициенты зависят от сильных взаимодействий между растворенными веществами.В результате относительная диэлектрическая проницаемость ( ε _r ) и удельная проводимость ( δ ) внутри ячейки могут резко измениться, что изменит удельную емкость и сопротивление электролита, а также перенапряжение для газа. развивающиеся реакции из-за расщепления воды ^11,12,13 . Последний эффект является основным фактором для получения на практике широкого емкостного диапазона рабочего напряжения в водной среде.

В нескольких литературных источниках обсуждалось, что суперконденсаторы на водной основе могут иметь значения напряжения выше 1.23 В ^{14,15,16,17,18} . В некоторых работах сообщалось даже о значениях от  ~ 1,5 В до  ~ 3,0 В ^{16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31} . Как можно убедиться, вопрос о практических диапазонах емкостного напряжения, достигаемых для различных электролитов на водной основе, является источником большой путаницы в литературе. Поэтому несколько исследовательских групп, включая нас самих, прилагают усилия для оптимизации условий электролита, чтобы улучшить практическое (экспериментальное) окно рабочего напряжения для суперконденсаторов на водной основе.Следует отметить, что электрохимические методы, такие как циклическая вольтамперометрия (ЦВА) и гальваностатический заряд-разряд (ГЗД), не очень чувствительны для обнаружения процесса разделения воды, поскольку использование динамической переменной (например, скорости сканирования или применяемого гравиметрического ток) маскирует протекание необратимых «паразитных» электрохимических реакций. В результате только после длительной НОД можно косвенно зафиксировать процесс газовыделения по повышению внутреннего давления. Наоборот, при использовании одноимпульсного хроноамперометра у (ХА) и/или методов электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС) можно обнаружить интервал реальных емкостных напряжений , где разложение электролита отсутствует.

В случае СА после приложения различных импульсов напряжения можно легко различить характер измеряемого тока, т. е. истинный емкостной ток должен экспоненциально уменьшаться до нуля, в то время как в случае фарадеевского тока не — незначительный постоянный ток подтверждается после более длительного времени поляризации. С учетом ЭИС-экспериментов возникновение истинно емкостного процесса при наличии ЭПР характеризуется наклонной линией на графике комплексной плоскости (Найквиста), почти параллельной мнимой оси из-за появления фазового угла ( ϕ ) очень близко к  − 90°.Напротив, наличие фарадеевского тока предполагает наличие сопротивления переноса заряда ( R _ct ) параллельно электрическому двухслойному емкостному поведению и, следовательно, комплексно-плоскостному На графике четко очерчена вдавленная полуокружность , радиус которой постепенно уменьшается в зависимости от приложенного напряжения.

Исходя из вышеприведенных соображений, целью настоящей работы является применение различных электрохимических методов для правильной идентификации истинного окна рабочего напряжения (WVW) для суперконденсаторов на водной основе.Мы надеемся, что наша работа поможет различным исследователям определить истинные интервалы емкостного напряжения, что позволит избежать публикации иллюзорных/ошибочных удельных емкостей, энергии и мощности для суперконденсаторов из-за нежелательного присутствия паразитного фарадеевского процесса.

Напряжение холостого хода: что это такое? (И как его найти и проверить)

Что такое напряжение холостого хода?

Когда в каком-либо устройстве или цепи возникает состояние разомкнутой цепи, разность электрических потенциалов между двумя клеммами называется напряжением разомкнутой цепи.В сетевом анализе напряжение холостого хода также известно как напряжение Тевенина. Напряжение холостого хода часто сокращается до OCV или V _OC в математических уравнениях.

В условиях разомкнутой цепи внешняя нагрузка отключена от источника. Электрический ток не будет течь по цепи.

Когда нагрузка подключена и цепь замкнута, напряжение источника делится на нагрузку. Но когда полная нагрузка устройства или цепи отключена и цепь разомкнута, напряжение холостого хода равно напряжению источника (предположим, что источник идеальный).

Напряжение холостого хода используется для обозначения разности потенциалов в солнечных элементах и ​​батареях. Однако оно будет зависеть от определенных условий, таких как температура, уровень заряда, освещение и т. д.

Как определить напряжение разомкнутой цепи?

Чтобы найти напряжение холостого хода, нам нужно рассчитать напряжение между двумя клеммами, от которых цепь разомкнута.

Если вся нагрузка отключена, напряжение источника равно напряжению холостого хода.Падение напряжения происходит только на аккумуляторе. И это будет очень мало.

Состояние разомкнутой цепи с одиночной нагрузкой

Если частичная нагрузка отключена, напряжение источника распределяется между другой нагрузкой. И если вы хотите найти напряжение холостого хода, его можно получить так же, как напряжение Тевенина. Давайте разберемся на примере.

Состояние разомкнутой цепи с нагрузкой и сопротивлением

На приведенном выше рисунке резисторы A, B, C и нагрузка подключены к источнику постоянного тока (V). Предположим, нагрузка отключена от источника и замыкает цепь между клеммами P и Q.

Теперь мы найдем напряжение на клеммах P и Q. Следовательно, мы должны найти ток, проходящий через петлю-1, используя закон Ома.

   

Это ток, проходящий через контур-1. И такой же ток будет течь через резисторы A и B.

   

Второй контур — разомкнутая цепь. Итак, ток, проходящий через резистор С, равен нулю. А падение напряжения на резисторе С равно нулю. Следовательно, мы можем пренебречь резистором C.

Падение напряжения на резисторе B такое же, как и напряжение между клеммами P и Q разомкнутой цепи.А падение напряжения на резисторе B равно

   

Это напряжение является напряжением холостого хода или напряжением Тевенина.

Проверка напряжения холостого хода

Напряжение холостого хода — это разность потенциалов между положительной и отрицательной клеммами. Испытание напряжения холостого хода выполняется на батареях и солнечных элементах для определения потенциала электрического потенциала.

Батарея используется для преобразования химической энергии в электрическую. И есть два типа батарей; аккумуляторная батарея и основная батарея.

Проверка напряжения холостого хода применяется к обоим типам батарей. И данные этого теста используются для расчета состояния заряда (SOC) аккумуляторных батарей.

Стандартное напряжение холостого хода взято из спецификации производителя батареи. Напряжение, указанное на аккумуляторе, является напряжением холостого хода.

Проверка напряжения холостого хода измеряет напряжение батареи, когда нагрузка не подключена. Таким образом, чтобы выполнить проверку напряжения холостого хода, снимите аккумулятор, если это возможно, или возьмите клеммы для проверки.

Теперь установите цифровой мультиметр на постоянное напряжение. И измерьте показания на клеммах аккумулятора. Это напряжение близко к стандартному напряжению. Если измеренное напряжение низкое, батарея повреждена.

Для перезаряжаемых батарей этот тест выполняется для проверки того, заряжена или разряжена батарея. В этом случае для проверки состояния выполняется тест емкости.

Почему напряжение не равно нулю при разомкнутой цепи?

Напряжение определяется как разность потенциалов между двумя клеммами.Итак, две точки не соединены друг с другом и обе точки соединены с разными уровнями напряжения. В этом состоянии из-за разности потенциалов напряжение присутствует между двумя точками.

Аналогично, при разомкнутой цепи обе клеммы разомкнуты, но она подключена к аккумулятору или другому источнику напряжения. И обе клеммы батареи находятся на разных уровнях напряжения.

Следовательно, создается разность потенциалов и присутствует напряжение между двумя клеммами в условиях разомкнутой цепи.

Напряжение холостого хода солнечной батареи

В солнечной батарее максимальное напряжение доступно при нулевом токе. И это напряжение известно как напряжение холостого хода.

Когда фотоны попадают на солнечные элементы, ток генерируется из-за смещения контактов солнечных элементов. Напряжение холостого хода представляет собой прямое напряжение смещения на солнечном элементе.

В характеристиках ВАХ солнечного элемента напряжение холостого хода показано на рисунке ниже.

IV Характеристики солнечной батареи

Уравнение напряжения холостого хода:

   

Где,

I ₀ = темновой ток насыщения
I _L = световой ток
N = коэффициент идеальности
T = температура
k = постоянная Больцмана 90 0 = уравнение заряда Больцмана90 0 = , V _oc и температура прямо пропорциональны.Следовательно, V _oc увеличиваются линейно по температуре. Но на самом деле этого не происходит. Потому что ток насыщения также быстро увеличивается с ростом температуры. Поэтому влияние температуры на напряжение холостого хода представляет собой сложную задачу. Если ток насыщения изменяется с изменением температуры, напряжение холостого хода уменьшается с температурой.

Напряжение холостого хода Примеры вопросов

Метод определения напряжения холостого хода тот же, что и для определения напряжения Тевенина.Давайте разберемся, как найти напряжение холостого хода на примере.

Пример-1

На приведенном выше рисунке нагрузка R _L подключена к источнику постоянного тока. Теперь мы отключаем нагрузку от источника, и оставшаяся схема выглядит так, как показано на рисунке ниже.

Из-за разомкнутой цепи ток, проходящий через нагрузку и резистор 10 Ом, равен нулю. А напряжение холостого хода такое же, как напряжение на резисторе 3 Ом.

Применить КВЛ в шлейфе-1;

   

   

   

Напряжение на резисторе 3 Ом равно;

   

   

   

Пример-2

В состоянии разомкнутой цепи нагрузка R _L отключена от цепи, и мы найдем напряжение на двух клеммах нагрузки.Следовательно, оставшаяся цепь после разомкнутой цепи выглядит так, как показано ниже.

Напряжение холостого хода равно напряжению на резисторе 6 Ом. Итак, нам нужно найти ток, проходящий через резистор сопротивлением 6 Ом.

Теперь примените KVL во внешнем цикле;

(1)  

Мы можем выразить источник тока 3 А в терминах контурных токов.

(2)  

Теперь, решив уравнения-1 и уравнения-2, мы можем найти ток I ₁ и I ₂ .