Anzeige zum Anschluss von Elektrogeräten an ein 220-V-Netz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Indikatoren, Sensoren, Detektoren

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Ich schreibe in die Fußstapfen Veröffentlichung in Nr. 12 „Elektrik“ [1]. Wie wichtig dieses Thema ist, wurde mir erst kürzlich klar, als meine Familie morgens vergaß, den Elektroherd auszuschalten, und am Abend der Stromzähler die Energie um weitere 3 UAH „erhöhte“. Das Schema in [1] ist sehr einfach, hat aber zu solchen Einwänden geführt.

1. In modernen Häusern sind die elektrischen Leitungen in der Wand versteckt. Wo befindet sich dieser Eingang zur Wohnung? Höchstwahrscheinlich an der ungünstigsten Stelle.

2. Es ist gut, wenn im Haus ein Transformator vorhanden ist. Wenn nicht, müssen Sie es kaufen, und dieses Teil ist nicht billig (und nicht jeder Transformator reicht aus).

3. Es gibt Geräte in der Wohnung, die ständig eingeschaltet sind. Einige von ihnen schalten sich von Zeit zu Zeit ein (Kühlschrank), andere arbeiten ständig (elektronische Uhr, elektronisches Thermometer). Was tun mit ihnen?

4. Wenn Sie vergessen, die 25-W-Glühbirne in der Speisekammer auszuschalten, beträgt der Mehraufwand am Abend ein paar Cent. Muss ich dafür einen Indikator installieren?

5. Funkgeräte, die nicht ausgeschaltet sind, erinnern Sie durch Geräusche an sich selbst, sodass es schwierig ist, sie nicht zu bemerken.

6. Die einzige Elektroinstallation, die mit einer Anschlussanzeige ausgestattet werden muss, ist ein Elektroherd. Hier müssen Sie die Verbindungsanzeige platzieren.

Die einfachste Verbindungsanzeige ist eine Neonleuchte oder LED-Anzeige, die nach dem Schalter an die Netzwerkkabel angeschlossen wird. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, leuchten die angezeigten Geräte nicht. In einem Elektroherd gibt es jedoch viele solcher Schalter, und sie sind an schwer zugänglichen Stellen (von innen) installiert. Daher ist es notwendig, einen Stromverbrauchssensor zu installieren. Normalerweise ist dies ein Widerstand mit niedrigem Widerstand (um dem Netzwerk nicht viel Strom zu entziehen), der an eine Unterbrechung in einem der Netzwerkkabel angeschlossen ist.

Lassen Sie uns nun einige kleine Berechnungen durchführen. Bei minimaler Leistung (ca. 100 W) verbraucht der Elektroherd einen Strom von 0,5 A aus dem Netz. Bei Verwendung eines Widerstands mit einem Widerstand von 1 Ohm wird darin eine Leistung von 0,25 W freigesetzt. Aber bei einem maximalen Strom des Elektroherds von 30 A (alle Brenner sind eingeschaltet) wird an diesem Widerstand eine Leistung von 900 W abgegeben, bei einer Spannung am Widerstand von 30 V! Und das ist ein erheblicher Teil des Ofenverbrauchs, der verschwendet wird. Daher müssen Sie die Spannung am Widerstand irgendwie begrenzen.

Die leistungsstarken Dioden VD1, VD2 eignen sich perfekt für diesen Zweck und überbrücken den Widerstand R1 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung (Abb. 1).

Wenn der Strom durch den Widerstand 0,5 A beträgt, beträgt der Spannungsabfall an ihm 0,5 V, und bei dieser Spannung sind die Siliziumdioden VD1 und VD2 gesperrt. Wenn die Spannung am Widerstand ansteigt, öffnen sich die Dioden allmählich und gehen bei einer Durchlassspannung in der Größenordnung von 0,8 bis 1 V in die Sättigung (Abb. 2).

An den Dioden beginnt Leistung freigesetzt zu werden, sie erwärmen sich und, wie aus den Kennlinien in Abb. 2 ersichtlich ist, nimmt die Spannung an ihnen ab. Somit werden Dioden zu idealen Spannungsbegrenzern. Zusammen mit den Dioden erwärmt sich auch der Widerstand R1. Der Thermistor R2 ist von R1 elektrisch isoliert, aber mechanisch mit diesem verbunden und erwärmt sich daher ebenfalls. Eine Kommunikationsleitung (Telefonleitung) verläuft von R2 zum Indikator selbst (in Abb. 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt).

Der Teiler R4, R2, R3 im Basiskreis des Transistors VT1 ist so ausgelegt, dass bei normaler Temperatur des Thermistors R2 der Transistor VT1 gesperrt ist und die LED HL1 nicht aufleuchtet. Wenn sich der Thermistor R2 erwärmt, öffnet der Transistor und die LED leuchtet auf und zeigt damit an, dass die Last eingeschaltet ist. Als Stromquelle dient eine galvanische Zelle.

Wenn die LED nur leuchtet, erregt sie möglicherweise nicht die Aufmerksamkeit einer Person, die die Wohnung verlässt. In der Schaltung in Abb. 3 (dargestellt ist nur der Indikator selbst) ist ein Niederfrequenzgenerator auf den digitalen CMOS-NAND-Elementen DD1 installiert.

Bei normaler Temperatur des Thermistors R2 liefert der Teiler R2R3 am Eingang 1 des Elements DD1.1 eine Spannung unterhalb der Hälfte der Versorgungsspannung, daher ist dieses Element geschlossen, an seinem Ausgang 3 liegt jeweils logarithmisch „1“ an Ausgang 4 des Elements DD1.2 – ein Log „0“. Der Transistor VT1 ist geschlossen und die LED HL1 leuchtet nicht. Wenn sich der Thermistor R2 erwärmt, übersteigt die Spannung am Teiler R2/R3 die Hälfte der Versorgungsspannung, der Generator startet mit einer Frequenz von ca. 1 Hz. Die LED beginnt mit dieser Frequenz zu blinken.

Bei starker Belastung (Laststrom bis 15-20 A) beginnen die Dioden VD1, VD2 ca. 10 W Leistung abzugeben. Daher müssen Dioden an den Heizkörpern installiert werden, leider jede an einem eigenen Heizkörper. Jeder Transistor kann durch Kurzschließen von Kollektor und Basis in eine Diode umgewandelt werden. Durch die Verwendung von Transistoren unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps (wie in Abb. 4 dargestellt) können Sie dasselbe Diodenpaar implementieren, aber da die Kollektoren der Transistoren miteinander verbunden sind, können Sie mit einem Strahler auskommen.

Die einfachste Berechnung eines Strahlers für eine Leistung von 20 W kann nach der Methode [2] erfolgen. Neben der thermischen Kommunikation zwischen dem Messelement R1 und dem Indikator kann auch eine optische Kommunikation genutzt werden. Für den Betrieb des Leuchtelements reicht jedoch eine am Messelement abgegebene Spannung von etwa 1 V nicht aus.

Es ist notwendig, den Widerstand des Widerstands R1 auf mindestens 5-6 Ohm zu erhöhen, damit bei einem Strom von 0,5 A der Spannungsabfall 2,5-3 V beträgt. Um die Spannung an R1 zu begrenzen, ist jedoch eine Installation erforderlich zwei Zweige mit je drei Dioden. Anstelle von Dioden können auch Thyristoren verwendet werden (Abb. 5).

Die in Abb. 5 dargestellten Thyristoren VS1, VS2 vom Typ KU202 werden bei einer Spannung an den Steuerelektroden von ca. 4...8 V gezündet. Der Thyristor schaltet ein und die Spannung an ihm bleibt ca. 2 V. Die Spannung an Der Widerstand R1 beträgt ±2 V, aber zu Beginn jeder Halbwelle der Netzspannung entstehen „Blitze“ von 4...8 V. Diese „Blitze“ steuern die Sendediode des Transistor-Optokopplers UB1 an. Der Empfangstransistor des Optokopplers öffnet und die HL1-LED leuchtet (im dynamischen Modus).

In allen oben beschriebenen Schemata wurde der Indikator durch ein galvanisches Element gespeist. Wenn das Element „eingehängt“ ist, funktioniert die Anzeige möglicherweise nicht. Abb. 6 zeigt den direkten Anschluss des Indikators an das Messelement R1 (für die Schaltung in Abb. 5, bei anderen Schaltungen funktioniert dieser Anschluss nicht). In diesem Fall steht die Anzeige unter Netzspannung. Um die Gefahr zu verringern, muss das Messelement in die Lücke des Neutralleiters des Netzwerks eingebaut werden.

Литература:

1. Rybak P.D. Anzeige des Anschlusses von Elektrogeräten an ein 220-V-Netz //Radioamator-Electric. -2000. -Nr. 12.
2. Einfache Berechnung der Kühlkörperfläche für leistungsstarke Transistoren und Thyristoren // Radioamator-Konstruktor. -2000. -Nummer 4.

Autor: I.N.Proksin

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