ट्रांसफार्मर रहित विद्युत आपूर्ति के लिए गिट्टी संधारित्र की धारिता की गणना। संधारित्र शक्ति एक संधारित्र के माध्यम से उच्च-शक्ति एलईडी को शक्ति प्रदान करना

विषय की शुरुआत में, शमन संधारित्र के चयन के संबंध में, हम एक सर्किट पर विचार करेंगे जिसमें एक अवरोधक और नेटवर्क से श्रृंखला में जुड़े एक संधारित्र शामिल होंगे। ऐसे सर्किट का कुल प्रतिरोध बराबर होगा:

प्रभावी वर्तमान मान, तदनुसार, ओम के नियम के अनुसार पाया जाता है, नेटवर्क वोल्टेज को सर्किट के कुल प्रतिरोध से विभाजित किया जाता है:

परिणामस्वरूप, लोड करंट और इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के लिए हमें निम्नलिखित संबंध प्राप्त होते हैं:

और यदि आउटपुट वोल्टेज काफी कम है, तो हमें लगभग इसके बराबर मानने का अधिकार है:

हालाँकि, आइए व्यावहारिक दृष्टिकोण से मानक मुख्य वोल्टेज से कम वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए लोड को वैकल्पिक चालू नेटवर्क से जोड़ने के लिए शमन संधारित्र का चयन करने के मुद्दे पर विचार करें।

मान लीजिए कि हमारे पास 36 वोल्ट पर रेटेड 100 वॉट तापदीप्त लैंप है, और किसी अविश्वसनीय कारण से हमें इसे 220 वोल्ट घरेलू नेटवर्क से बिजली देने की आवश्यकता है। लैंप को इसके बराबर प्रभावी धारा की आवश्यकता होती है:

तब आवश्यक शमन संधारित्र की क्षमता बराबर होगी:

ऐसा दीपक होने पर, हमें दीपक से सामान्य चमक मिलने की आशा होती है, हम आशा करते हैं कि कम से कम वह बुझेगा नहीं। करंट के प्रभावी मूल्य के आधार पर यह दृष्टिकोण, लैंप या हीटर जैसे प्रतिरोधक भार के लिए स्वीकार्य है।

लेकिन यदि लोड अरेखीय है और इसके माध्यम से चालू किया जाता है तो क्या करें? मान लीजिए कि आपको लेड-एसिड बैटरी चार्ज करने की आवश्यकता है। तो क्या? तब बैटरी के लिए चार्जिंग करंट स्पंदित होगा, और इसका मान प्रभावी मान से कम होगा:

कभी-कभी एक रेडियो शौकिया के लिए एक शक्ति स्रोत का होना उपयोगी हो सकता है जिसमें एक शमन संधारित्र एक डायोड ब्रिज के साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है, जिसके आउटपुट पर, बदले में, महत्वपूर्ण क्षमता का एक फिल्टर संधारित्र होता है, जिस पर एक डीसी लोड होता है जुड़ा है। यह स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर के बजाय कैपेसिटर के साथ एक प्रकार का ट्रांसफार्मर रहित बिजली स्रोत निकलता है:

यहां समग्र रूप से भार अरेखीय होगा, और धारा अब साइनसॉइडल नहीं होगी, और गणना कुछ अलग तरीके से करने की आवश्यकता होगी। तथ्य यह है कि डायोड ब्रिज और लोड के साथ एक स्मूथिंग कैपेसिटर बाहरी रूप से एक सममित जेनर डायोड के रूप में प्रकट होगा, क्योंकि एक महत्वपूर्ण फिल्टर कैपेसिटेंस के साथ तरंग नगण्य हो जाएगी।

जब संधारित्र पर वोल्टेज एक निश्चित मान से कम होता है, तो ब्रिज बंद हो जाएगा, और यदि यह अधिक है, तो करंट प्रवाहित होगा, लेकिन ब्रिज आउटपुट पर वोल्टेज नहीं बढ़ेगा। आइए इस प्रक्रिया को ग्राफ़ के साथ अधिक विस्तार से देखें:

समय t1 पर, नेटवर्क वोल्टेज आयाम तक पहुंच गया है, कैपेसिटर C1 को भी इस समय पुल पर वोल्टेज ड्रॉप घटाकर अधिकतम संभव मूल्य पर चार्ज किया जाता है, जो आउटपुट वोल्टेज के लगभग बराबर होगा। इस समय संधारित्र C1 के माध्यम से धारा शून्य है। फिर नेटवर्क में वोल्टेज कम होने लगा, पुल पर भी वोल्टेज कम होने लगा, लेकिन कैपेसिटर C1 पर यह अभी तक नहीं बदला है, और कैपेसिटर C1 के माध्यम से करंट अभी भी शून्य है।

इसके बाद, ब्रिज पर वोल्टेज का संकेत बदल जाता है, जो माइनस यूइन तक कम हो जाता है, और उस समय कैपेसिटर सी1 और डायोड ब्रिज के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है। इसके अलावा, ब्रिज आउटपुट पर वोल्टेज नहीं बदलता है, और श्रृंखला सर्किट में करंट आपूर्ति वोल्टेज के परिवर्तन की दर पर निर्भर करता है, जैसे कि केवल कैपेसिटर C1 नेटवर्क से जुड़ा था।

जब नेटवर्क साइनसॉइड विपरीत आयाम तक पहुंचता है, तो C1 के माध्यम से धारा फिर से शून्य के बराबर हो जाती है और प्रक्रिया हर आधे अवधि में दोहराते हुए एक सर्कल में चलती है। जाहिर है, डायोड ब्रिज के माध्यम से धारा केवल t2 और t3 के बीच के अंतराल में प्रवाहित होती है, और औसत धारा के मूल्य की गणना साइन तरंग के नीचे पैच के क्षेत्र को निर्धारित करके की जा सकती है, जो इसके बराबर होगी:

यदि सर्किट का आउटपुट वोल्टेज काफी छोटा है, तो यह सूत्र पहले प्राप्त सूत्र के करीब पहुंचता है। यदि आउटपुट करंट शून्य के बराबर सेट है, तो हमें मिलता है:

यानी, यदि लोड टूटता है, तो आउटपुट वोल्टेज नेटवर्क वोल्टेज के आयाम के बराबर हो जाएगा!!! इसका मतलब यह है कि सर्किट में ऐसे घटकों का उपयोग किया जाना चाहिए ताकि उनमें से प्रत्येक आपूर्ति वोल्टेज के आयाम का सामना कर सके।

वैसे, जब लोड करंट 10% कम हो जाता है, तो कोष्ठक में अभिव्यक्ति 10% कम हो जाएगी, यानी, आउटपुट वोल्टेज लगभग 30 वोल्ट बढ़ जाएगा यदि हम शुरुआत में इनपुट पर 220 वोल्ट से निपट रहे हैं और आउटपुट पर 10 वोल्ट। इस प्रकार, लोड के समानांतर जेनर डायोड का उपयोग सख्ती से आवश्यक है!!!

यदि दिष्टकारी अर्ध-तरंग है तो क्या होगा? फिर वर्तमान की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जानी चाहिए:

आउटपुट वोल्टेज के छोटे मूल्यों पर, लोड करंट पूर्ण ब्रिज रेक्टिफिकेशन का आधा हो जाएगा। और बिना लोड के आउटपुट वोल्टेज दोगुना होगा, क्योंकि यहां हम वोल्टेज डबललर के साथ काम कर रहे हैं।

तो, शमन संधारित्र वाले एक शक्ति स्रोत की गणना निम्नलिखित क्रम में की जाती है:

पहला कदम यह चुनना है कि आउटपुट वोल्टेज क्या होगा।

फिर अधिकतम और न्यूनतम लोड धाराएं निर्धारित की जाती हैं।

यदि लोड करंट को परिवर्तनशील माना जाता है, तो लोड के समानांतर एक जेनर डायोड की आवश्यकता होती है!

अंत में, शमन संधारित्र की धारिता की गणना की जाती है।

फुल-वेव रेक्टिफिकेशन वाले सर्किट के लिए, 50 हर्ट्ज की नेटवर्क आवृत्ति के लिए, कैपेसिटेंस निम्न सूत्र का उपयोग करके पाया जाता है:

सूत्र से प्राप्त परिणाम को बड़े नाममात्र मूल्य (अधिमानतः 10% से अधिक नहीं) की क्षमता की ओर पूर्णांकित किया जाता है।

अगला कदम अधिकतम आपूर्ति वोल्टेज और न्यूनतम वर्तमान खपत के लिए जेनर डायोड के स्थिरीकरण वर्तमान का पता लगाना है:

अर्ध-तरंग सुधार सर्किट के लिए, शमन संधारित्र और अधिकतम जेनर डायोड धारा की गणना निम्नलिखित सूत्रों का उपयोग करके की जाती है:

शमन संधारित्र चुनते समय, फिल्म और धातु-पेपर कैपेसिटर पर ध्यान देना बेहतर होता है। 250 वोल्ट के ऑपरेटिंग वोल्टेज के लिए 2.2 माइक्रोफ़ारड तक की छोटी क्षमता के फिल्म कैपेसिटर 220 वोल्ट नेटवर्क से संचालित होने पर इन सर्किट में अच्छी तरह से काम करते हैं। यदि आपको बड़ी कैपेसिटेंस (10 माइक्रोफ़ारड से अधिक) की आवश्यकता है, तो 500 वोल्ट या अधिक के ऑपरेटिंग वोल्टेज वाला कैपेसिटर चुनना बेहतर है।

एंड्री पोवनी

कुछ रेडियो शौकीन, नेटवर्क बिजली आपूर्ति डिजाइन करते समय, स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर के बजाय कैपेसिटर का उपयोग करते हैं। गिट्टी,अतिरिक्त वोल्टेज को कम करना (चित्र 1)।

एसी सर्किट में शामिल एक गैर-ध्रुवीय संधारित्र एक प्रतिरोध की तरह व्यवहार करता है, लेकिन, एक अवरोधक के विपरीत, गर्मी के रूप में अवशोषित शक्ति को नष्ट नहीं करता है, जिससे एक कॉम्पैक्ट बिजली आपूर्ति डिजाइन करना संभव हो जाता है जो हल्का और सस्ता होता है। आवृत्ति f पर एक संधारित्र की धारिता को अभिव्यक्ति द्वारा वर्णित किया गया है:

गिट्टी संधारित्र सीबी का समाई मान सूत्र का उपयोग करके पर्याप्त सटीकता के साथ निर्धारित किया जाता है:

जहां यू सी नेटवर्क वोल्टेज है, वी;

मैं एन - लोड वर्तमान, ए;

यू एच लोड वोल्टेज है, वी। यदि यू एच 10 से 20 वी की सीमा में है, तो गणना के लिए निम्नलिखित अभिव्यक्ति काफी स्वीकार्य है:

U c = 220 V और U H = 15 V के मानों को I n = 0.5 A पर प्रतिस्थापित करने पर हम Sb = 7.28 μF (1) और Sb = 7.27 μF (2) मान प्राप्त करते हैं। दोनों अभिव्यक्तियाँ एक बहुत अच्छा मेल देती हैं, विशेष रूप से यह देखते हुए कि कैपेसिटेंस को आमतौर पर निकटतम उच्च मूल्य पर पूर्णांकित किया जाता है। कम से कम 300 V के ऑपरेटिंग वोल्टेज वाले K73-17 श्रृंखला से कैपेसिटर का चयन करना बेहतर है।

इस सर्किट का उपयोग करते समय, आपको हमेशा याद रखना चाहिए कि यह गैल्वेनिक रूप से मुख्य से जुड़ा हुआ है और आपको मुख्य वोल्टेज क्षमता पर बिजली का झटका लगने का जोखिम है। इसके अलावा, मापने के उपकरण या किसी भी अतिरिक्त उपकरण को ट्रांसफार्मर रहित बिजली आपूर्ति वाले उपकरण से बहुत सावधानी से जोड़ा जाना चाहिए, अन्यथा आप उन आतिशबाजी के साथ समाप्त हो सकते हैं जो बिल्कुल भी उत्सवपूर्ण नहीं हैं।

कम-शक्ति वाले उपकरणों को भी बिजली देने के लिए स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर का उपयोग करना बेहतर है। यदि इसकी द्वितीयक वाइंडिंग का वोल्टेज आवश्यक (अधिक) के अनुरूप नहीं है, तो वोल्टेज को कम करने या ट्रांसफार्मर को कम वोल्टेज से जोड़ने के लिए ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग के सर्किट में शमन संधारित्र का उपयोग करना काफी सुरक्षित है। नेटवर्क के लिए प्राथमिक वाइंडिंग का वोल्टेज (चित्र 2)। इस मामले में गिट्टी संधारित्र का चयन गणना के आधार पर किया जाता है ताकि अधिकतम लोड करंट पर ट्रांसफार्मर का आउटपुट वोल्टेज निर्दिष्ट के अनुरूप हो।

साहित्य

1. बिरयुकोव एस.ए. माइक्रोचिप्स पर उपकरण. - एम., 2000.

आई. सेमेनोव,

डबना, मॉस्को क्षेत्र।

यदि आपके सामने कभी भी वोल्टेज को किसी भी स्तर तक कम करने का कार्य आया है, उदाहरण के लिए 220 वोल्ट से 12 वी तक, तो यह लेख आपके लिए है।

उपलब्ध सामग्रियों का उपयोग करके ऐसा करने के कई तरीके हैं। हमारे मामले में, हम एक भाग - एक कंटेनर का उपयोग करेंगे।

सिद्धांत रूप में, हम साधारण प्रतिरोध का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन इस मामले में, हमें इस हिस्से के अधिक गर्म होने की समस्या होगी, और फिर आग दूर नहीं होगी।

उस स्थिति में जब एक धारिता को कम करने वाले तत्व के रूप में उपयोग किया जाता है, स्थिति अलग होती है।

प्रत्यावर्ती धारा परिपथ से जुड़े एक धारिता में (आदर्श रूप से) केवल प्रतिक्रिया होती है, जिसका मान सुविख्यात सूत्र के अनुसार पाया जाता है।

इसके अलावा, हम अपने सर्किट में कुछ प्रकार का लोड (लाइट बल्ब, ड्रिल, वॉशिंग मशीन) शामिल करते हैं, जिसमें कुछ प्रकार का प्रतिरोध R भी होता है

इस प्रकार, सर्किट का कुल प्रतिरोध इस प्रकार होगा

हमारा सर्किट श्रृंखला में है, और इसलिए सर्किट का कुल वोल्टेज कैपेसिटर और लोड पर वोल्टेज का योग है

ओम के नियम का उपयोग करके, हम इस सर्किट में प्रवाहित धारा की गणना करते हैं।

जैसा कि आप देख सकते हैं, सर्किट के मापदंडों को जानकर, लापता मानों की गणना करना आसान है।

और यह याद रखना कि बिजली की गणना कैसे की जाती है, लोड की बिजली खपत के आधार पर संधारित्र के मापदंडों की गणना करना आसान है।

ध्यान रखें कि ऐसे सर्किट में आप ध्रुवीकृत कैपेसिटर का उपयोग नहीं कर सकते हैं, यानी, जो इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में संकेतित ध्रुवता के अनुसार सख्ती से शामिल होते हैं।

इसके अलावा, नेटवर्क फ्रीक्वेंसी को भी ध्यान में रखना जरूरी है एफ. और अगर रूस में हमारे पास 50Hz की आवृत्ति है, तो उदाहरण के लिए अमेरिका में आवृत्ति 60Hz है। इसका असर अंतिम गणना पर भी पड़ता है.

गणना उदाहरण

12V के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए 36W प्रकाश बल्ब को बिजली देना आवश्यक है। यहां स्टेप-डाउन कैपेसिटर की किस क्षमता की आवश्यकता है?

अगर हम रूस में विद्युत नेटवर्क के बारे में बात कर रहे हैं, तो इनपुट वोल्टेज 220 वोल्ट, आवृत्ति 50 हर्ट्ज है।

प्रकाश बल्ब से गुजरने वाली धारा 3 एम्पीयर (36 को 12 से विभाजित) है। तब उपरोक्त सूत्र के अनुसार क्षमता बराबर होगी:

नमस्ते! मैंने साइट पर खूब सर्फिंग की, खासकर अपने थ्रेड में, और बहुत सारी दिलचस्प चीजें पाईं। सामान्य तौर पर, इस लेख में मैं सभी प्रकार के शौकिया रेडियो कैलकुलेटर एकत्र करना चाहता हूं ताकि गणना और सर्किट डिजाइन की आवश्यकता पड़ने पर लोगों को बहुत अधिक खोज न करनी पड़े।

1. प्रेरकत्व कैलकुलेटर- . प्रस्तुत कार्यक्रम के लिए हम आपको धन्यवाद देते हैं। केकड़ा

2. यूनिवर्सल रेडियो शौकिया कैलकुलेटर- . एक बार फिर धन्यवाद केकड़ा

3. टेस्ला कॉइल गणना कार्यक्रम- . एक बार फिर धन्यवाद केकड़ा

4. जीडीटी से एसएसटीसी कैलकुलेटर- . द्वारा उपलब्ध कराया गया [)एन है

5. लैंप पीए के सर्किट की गणना के लिए कार्यक्रम- . जानकारी के लिए आभार केकड़ा

6. रंग द्वारा ट्रांजिस्टर पहचान कार्यक्रम- . स्वीकृतियाँ केकड़ा

7. शमन संधारित्र के साथ बिजली आपूर्ति की गणना के लिए कैलकुलेटर- . मंच आगंतुकों को धन्यवाद

8. पल्स ट्रांसफार्मर गणना कार्यक्रम- . धन्यवाद राज्यपाल. नोट - एक्सीलेंटआईटी v.3.5.0.0 और लाइट-कैल्सिट v.1.7.0.0 के लेखक प्सकोव के व्लादिमीर डेनिसेंको हैं, ट्रांसफार्मर v.3.0.0.3 और ट्रांसफार्मर v.4.0.0.0 के लेखक टैगान्रोग के एवगेनी मोस्काटोव हैं।

9. एकल-चरण, तीन-चरण और ऑटोट्रांसफॉर्मर की गणना के लिए कार्यक्रम- . धन्यवाद रीनमास्टर

10. प्रेरण, आवृत्ति, प्रतिरोध, पावर ट्रांसफार्मर की गणना, रंग अंकन - . धन्यवाद बार59

11. विभिन्न शौकिया रेडियो क्रू के लिए कार्यक्रमऔर न केवल - तथा . धन्यवाद रीनमास्टर

12. रेडियो शौकिया सहायक- शौकिया रेडियो कैलकुलेटर -। विषय पर. धन्यवाद एंट्रेसेन, यानी मेरे लिए:)

13. डीसी-डीसी कनवर्टर की गणना के लिए कार्यक्रम- . स्वीकृतियाँ केकड़ा

कभी-कभी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में ऐसी बिजली आपूर्ति का उपयोग किया जाता है जिसमें ट्रांसफार्मर नहीं होता है। इस स्थिति में, इनपुट वोल्टेज को कम करने का कार्य उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, 50 हर्ट्ज़ की आवृत्ति पर नेटवर्क के वैकल्पिक वोल्टेज (220 वी) को आवश्यक वोल्टेज मान तक कम करना। ट्रांसफार्मर का एक विकल्प एक संधारित्र है, जो वोल्टेज स्रोत और लोड के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है (कैपेसिटर के उपयोग के बारे में अधिक जानकारी के लिए, अनुभाग देखें)। ऐसे संधारित्र को शमन संधारित्र कहा जाता है।
शमन संधारित्र की गणना करने का मतलब ऐसे संधारित्र की धारिता का पता लगाना है, जो ऊपर वर्णित सर्किट से कनेक्ट होने पर, लोड पर आवश्यक इनपुट वोल्टेज को कम कर देगा। अब हमें शमन संधारित्र की क्षमता की गणना के लिए सूत्र मिलता है। प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में काम करने वाले संधारित्र में एक धारिता () होती है, जो प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति और उसकी अपनी धारिता () (और) से संबंधित होती है, अधिक सटीक रूप से:

शर्त के अनुसार, हमने प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में एक प्रतिरोध (प्रतिरोधक भार()) और एक संधारित्र शामिल किया। इस प्रणाली के कुल प्रतिरोध () की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

चूँकि कनेक्शन सीरियल है, का उपयोग करते हुए, हम लिखते हैं:

लोड पर वोल्टेज ड्रॉप कहां है (डिवाइस आपूर्ति वोल्टेज); — मुख्य वोल्टेज, — संधारित्र पर वोल्टेज ड्रॉप। उपरोक्त सूत्रों का उपयोग करते हुए, हमारे पास है:

यदि लोड छोटा है, तो एक संधारित्र का उपयोग करना, इसे सर्किट में श्रृंखला में शामिल करना, मुख्य वोल्टेज को कम करने का सबसे आसान तरीका है। यदि पावर आउटपुट पर वोल्टेज 10-20 वोल्ट से कम है, तो शमन संधारित्र की क्षमता की गणना अनुमानित सूत्र का उपयोग करके की जाती है: