Διάφοροι τύποι υπολογισμού

[john_b]

Διάφοροι τύποι

Τα συγκεντρώνω για αρχείο, ώστε να ανατρέχω σε αυτά όταν τα χρειαστώ και είπα να τα μαζέψω σε ένα θέμα για κάθε ενδιαφερόμενο. Είναι υλικό που περιλαμβάνεται στο φόρουμ, γραμμένο από διάφορα μέλη και μια απλή αναζήτηση δείχνει ποιοι έχουν κάνει την κάθε καταχώρηση. Αν υπάρξει διαφορετική πηγή, θα αναφερθεί εδώ. Το θέμα θα ανανεώνετε από καιρό σε καιρό.


Υπολογισμός αντίστασης Led
R= (56V (π.χ. τάση τροφοδοσίας) - 2,5V(τάση led) ) / I led =53.5V/15mΑ = 3566 Ω = 3.566 kΩ

Υπολογισμός ισχύος αντίστασης: P=U*I = 53.5V*0.015A=0.8025 W


Υπολογισμός ασφάλειας πρωτεύοντος μετασχηματιστή

F = Vout*Iout/Vin

Πόσο ρεύμα δίνει ένας μετασχηματιστής 12 Volt – 6VA;
6VA/12V = 0,5 Ampere

Οι κοινοί μετασχηματιστές έχουν απόδοση περίπου 80%. Δηλαδή σε πυρήνα 10VA τα διαθέσιμα είναι 8VA.


Υπολογισμός τιμής πυκνωτή εξομάλυνσης

Ας θυμηθούμε έναν τύπο: Vr = Vp / (2*f*R*C), όπου:
Vr: η τάση κυμάτωσης στα άκρα του πυκνωτή εξομάλυνσης
Vp: η τάση κορυφής στον πυκνωτή εξομάλυνσης (είναι η τάση που δίνει ο μ/ς επί ρίζα 2, μείον την πτώση στη γέφυρα)
f: η συχνότητα του δικτύου (50Hz)
R: το φορτίο (το θεωρούμε ως σταθερή αντίσταση σε περίπτωση μικρής κυμάτωσης. Σε περίπτωση μεγάλης κυμάτωσης μπορεί να θεωρηθεί ως αντίσταση αν έχουμε κάποιο γραμμικό σταθεροποιητή)
C: η χωρητικότητα του πυκνωτή εξομάλυνσης

Λύνοντας ως προς C: C = Vp / (2*f*R*Vr)

Ας δούμε τώρα το πρώτο παράδειγμα.

Θα φτιάξουμε ένα τροφοδοτικό 15V 1A με το 7815. Έχουμε ένα μ/ς που δίνει 15V. Τι πυκνωτή πρέπει να βάλουμε στην εξομάλυνση;

Εφόσον το τροφοδοτικό θα δίνει ως 1Α υπό 15V, η ελάχιστη αντίσταση φορτίου θα είναι R = 15 / 1 = 15Ω.
Η συχνότητα είναι f = 50Hz
To πλάτος της ανορθωμένης τάσης θα είναι (η πτώση στη γέφυρα είναι 1V): (15 * ρίζα2) - 1 = 21 - 1, δηλ. Vp = 20V
To 7815 θέλει τουλάχιστον 15 + 3 = 18V στην είσοδό του, άρα μιλάμε για κυμάτωση 20 - 18 = 2V, δηλ. Vr = 2V

Ο ελάχιστος απαιτούμενος πυκνωτής θα είναι λοιπόν: C = 20 / (2*50*15*2) = 20 / (3000) = 6666μF.

To δεύτερο παράδειγμα.

Θα φτιάξουμε πάλι το ίδιο τροφοδοτικό, αλλά τώρα με μ/ς που δίνει 24V.
Tα νέα μεγέθη είναι:

Εφόσον το τροφοδοτικό θα δίνει ως 1Α υπό 15V, η ελάχιστη αντίσταση φορτίου θα είναι πάλι R = 15 / 1 = 15Ω.
Η συχνότητα είναι πάλι f = 50Hz
To πλάτος της ανορθωμένης τάσης θα είναι (η πτώση στη γέφυρα είναι 1V): (24 * ρίζα2) - 1 = 34 - 1, δηλ. Vp = 33V
To 7815 θέλει τουλάχιστον 15 + 3 = 18V στην είσοδό του, άρα μιλάμε για κυμάτωση 33 - 18 = 15V, δηλ. Vr = 15V

Ο ελάχιστος απαιτούμενος πυκνωτής θα είναι τώρα: C = 33 / (2*50*15*15) = 33 / (22500) = 1466μF.

Βλέπετε ότι για το ίδιο ρεύμα του 1Α στη μια περίπτωση αρκούν 1500μF, ενώ στην άλλη χρειάζεται πυκνωτής 6800μF!

Τελείως πρακτικά ισχύει ότι για κάθε αμπέρ απαιτούνται 2200μF.

C = Vp / (2*f*R*Vr)
Vr=4V
F=50Hz

>>> C = Vp / (2*50*R*4) = Vp / (800 * R)
A=Vp/R =1

>>> C = 1/400 farad = 2500uF

Κάπως έτσι ισχύει ο εμπειρικός κανόνας 2200μF/A. Ότι θα έχουμε δηλαδή 4V κυμάτωση μετά την γέφυρα.


Υπολογισμός αμπέρ ασφάλειας

F = Imax+Inom/2

Κάθε φορά που θέλεις να υπολογίσεις τι ασφάλεια θα βάλεις, προσθέτεις το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να δώσει η πηγή σου με το ονομαστικό που απαιτεί το κύκλωμα σου και το διαιρείς με το δυο και το αποτέλεσμα είναι η τιμή της ασφάλειας που πρέπει να βάλεις.

Γενικά, εξαρτάται από το κύκλωμα. Αν είναι linear με προβλέψιμες καταναλώσεις χωρίς ιδιαίτερες κορυφές ρεύματος βάζεις εμπειρικά Ιmax +30% περίπου.

Αν έχεις ένα κύκλωμα που έχει καταναλωτή που κάνει μεγάλες κορυφές όπως μοτέρ, μεγάλα χωρητικά παλμικά φορτία Θα πρέπει να είσαι περίπου 2 Ιpeak.
Αν το φορτίο είναι μια ευαίσθητη πχ. solid state ηλεκτρονική συσκευή, η ασφάλεια πρέπει να καίγεται γρήγορα και να μην επιτρέπει μεγάλες υπερβάσεις του ρεύματος. Επιλέγεται λοιπόν ασφάλεια ταχείας τήξης, με τιμή ρεύματος όχι μεγαλύτερη από 20-30% του (μέγιστου) ρεύματος λειτουργίας της συσκευής.
Αν το φορτίο απαιτεί μεγάλο ρεύμα εκκίνησης (μοτέρ, ψυγείο κλπ), επιλέγεται ασφάλεια βραδείας τήξης, με πολύ μεγαλύτερη (διπλάσια πχ) τιμή, ώστε να μην καίγεται κατά την εκκίνηση του μοτέρ.
-Η ασφάλεια παρεμβάλλεται σε σειρά προς το θετικό (κόκκινο) καλώδιο τροφοδοσίας όταν πρόκειται για DC ή τη φάση (καφέ) σε AC.
Αν όμως πρόκειται να τροφοδοτήσουμε έναν πομποδέκτη απ'ευθείας από τους πόλους της μπαταρίας του αυτοκινήτου, θα βάλουμε δύο (ίδιες) ασφάλειες, μία στο θετικό και μία στο αρνητικό, όσο το δυνατόν πιο κοντά στους πόλους της μπαταρίας.
-Και ένας βασικός, αυστηρός κανόνας: Αντικαθιστούμε μια καμμένη ασφάλεια πάντοτε με παρόμοια και της ίδιας τιμής ρεύματος. Ποτέ με διαφορετική!