Che cos'è un limitatore di sovratensione ea cosa serve?

Scopo del limitatore di sovratensione

È noto che si dispone di una rete CA con una tensione di 220 volt nella presa. "Tensione alternata (corrente)" significa che la sua grandezza e / o segno è instabile, ma cambia nel tempo secondo una certa legge.

La natura delle macchine elettriche generatrici (generatori) è tale che ai terminali di uscita viene generata un'emf sinusoidale. Tuttavia, tutto andrebbe bene se tutti i dispositivi avessero una natura resistiva, non ci fossero correnti di avviamento e non avessero convertitori di impulsi nella loro composizione. Sfortunatamente, ciò non accade, perché la maggior parte dei dispositivi sono induttivi, di natura capacitiva, motori a spazzole, fonti di energia secondarie pulsate. Tutto questo intricato insieme di parole è il principale colpevole dell'interferenza elettromagnetica.

Abbiamo iniziato l'articolo con un discorso sull'interferenza elettromagnetica per un motivo. Queste interferenze "rovinano" la forma uniforme dell'onda sinusoidale. Si formano le cosiddette armoniche. Se espandiamo il segnale reale dall'uscita sotto forma di una serie di Fourier, vedremo che l'onda sinusoidale è stata integrata con varie funzioni, di diversa frequenza e ampiezza. La forma di tensione in una presa reale è diventata tutt'altro che ideale.

Quindi qual è il risultato? Una scarsa alimentazione è un problema per i dispositivi di trasmissione radio. Semplicemente la tua TV o radio funzionerà con interferenze. Oltre alle interferenze dei consumatori nella rete ci sono interferenze di origine casuale, che non possiamo prevedere. Queste sono esplosioni cadute di tensione da interruzioni di corrente, inclusione di un carico potente, ecc.

La protezione da sovratensione è necessaria per:

1. Filtrare le interferenze per pulire la potenza dei dispositivi.
2. Ridurre le interferenze dagli alimentatori.

Come funziona il limitatore di sovratensione

Il filtraggio dei componenti del segnale non necessari viene effettuato, stranamente, da filtri speciali, che vengono raccolti dagli induttori (L) e dai condensatori (C). I picchi di alta tensione sono limitati dai varistori. Questo funziona grazie a tali concetti di ingegneria elettrica: costante di tempo e leggi di commutazione, reattanza.

La costante di tempo è il tempo durante il quale il condensatore viene caricato o l'induttanza sta accumulando energia. Dipende dagli elementi del filtro (R, L e C). La reattanza è la resistenza degli elementi, che dipende dalla frequenza del segnale, nonché dal loro valore nominale. Presente in induttori e condensatori. È causato solo dal trasferimento di energia in corrente alternata a un campo elettrico o magnetico.

In parole semplici: con l'aiuto della reattanza è possibile ridurre, limitare le armoniche ad alta frequenza della nostra sinusoide. È noto che una frequenza di alimentazione di 50 Hz è disponibile presso una presa di corrente. Quindi è necessario contare il filtro sulle frequenze un ordine di grandezza superiore e superiore. Nell'induttanza, la resistenza aumenta con l'aumentare della frequenza, nel condensatore diminuisce. Cioè, il principio di funzionamento del filtro di rete è quello di sopprimere i componenti ad alta frequenza della sinusoide di rete, pur avendo un effetto minimo sul componente principale a 50 Hz.

Guardiamo dentro

Abbiamo scoperto dove viene applicato il filtro di rete, quindi ora scopriamo in cosa consiste un filtro di rete reale, astratto dalla teoria.

1. Filtro antirumore.
2. Pulsante o interruttore a levetta.
3. Varistore.
4. Gruppo di rosette.
5. Cavo di alimentazione.

L'interno di un filtro costoso e di alta qualità, presta attenzione al banco di condensatori sulla destra e alle dimensioni dell'acceleratore al centro:

Andiamo in ordine - un filtro. Il design di un tale elemento è un filtro LC. I fili di zero e fase dalla presa si collegheranno all'induttore (ciascuno al suo) e tra loro 1 o più condensatori. Valori tipici delle parti:

• l'induttanza di ciascuna bobina è di 50-200 μH;
• condensatori 0,22-1 uF.

Un varistore è un elemento a semiconduttore con un CVC non lineare. Al raggiungimento di una certa tensione ad esso applicata, protegge il carico cortocircuitando i circuiti di potenza in ingresso, subendo un "colpo" su se stesso. È necessario al fine di preservare le vostre apparecchiature dalla "cattiva alimentazione". Il varistore più comunemente usato è 470 volt. Il principio di funzionamento di tale protezione è ovvio: durante i picchi di corrente i circuiti di potenza del carico protetto vengono deviati da un varistore.

Il contenuto di un filtro economico, non c'è affatto un induttore: la sua efficienza è minima, ma c'è ancora un varistore (blu al centro del telaio) e salverà dai picchi di corrente:

Perché abbiamo bisogno di un interruttore a levetta, se tutto può funzionare senza di essa? Solo così non staccare la spina dalla presa ogni volta, perché, molto spesso, le apparecchiature fisse sono collegate attraverso la protezione da sovratensione. Ciò ridurrà l'usura delle piastre di contatto dell'uscita.

Diagramma schematico del limitatore di sovratensione:

Dove viene applicato il filtro e cosa fare in caso contrario

Il fatto è che negli alimentatori di alta qualità deve essere installato direttamente sulla scheda, e ancora di più su alimentatori ad alta potenza, come quelli per computer. Ma, sfortunatamente, i tuoi caricabatterie per uno smartphone, un alimentatore da un laptop, alimentatori elettronici di lampade fluorescenti e LED spesso non li hanno nella loro composizione. Ciò è dovuto al fatto che i produttori cinesi semplificano i circuiti dei loro dispositivi per ridurne i costi. Accade spesso che ci siano posti sulla scheda per parti il ​​cui scopo è filtrare il rumore, ma semplicemente non sono saldati e ci sono invece ponticelli. I blocchi di computer sono un problema separato, quasi tutti hanno un circuito, ma l'esecuzione è diversa e non c'è filtro nei modelli più economici.

È possibile ridurre le interferenze della TV o di altri dispositivi che si desidera proteggere e migliorare le proprietà dell'alimentatore integrando un cavo di prolunga convenzionale con tale filtro. Puoi assemblarlo da solo o estrarlo da un alimentatore buono, ma non necessario o difettoso.

Infine, ti consigliamo di guardare un utile video sull'argomento:

Il limitatore di sovratensione è un dispositivo semplice ma utile che migliorerà la qualità dell'alimentazione dei tuoi dispositivi e ridurrà i danni causati alla sua frequenza dal funzionamento degli alimentatori a impulsi e l'ambito è abbastanza ampio: utilizzalo per qualsiasi attrezzatura moderna. Il suo dispositivo consente di ripetere lo schema anche a un radioamatore alle prime armi, e la riparazione non sarà difficile. L'uso di un limitatore di sovratensione è altamente desiderabile per i consumatori di qualsiasi tipo.

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