Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Введение

В настоящее время в сети Интернет можно найти множество статей, рекомендаций и программ по расчету сопротивления заземляющих устройств (ЗУ). Одна из проблем состоит в том, что нередко авторы не приводят ссылку на источник методики расчета. Приходится гадать, насколько автор ответственно подошел к написанию статьи или программы, и не исказил ли формулы в сравнении с первоисточником, исходя из своих соображений «правильности» расчетов. Второй проблемой можно назвать некоторую дезориентацию специалистов в применении той или иной методики, применяемой для расчетов заземляющего устройства. Цель этой статьи – внести некоторую ясность в вопрос расчетов заземляющего устройства. Для этого, проведем расчеты сопротивления ЗУ по разным методикам и сравним результаты, попутно выясняя сильные и слабые стороны методик.

Вот источники, по рекомендациям которых проводились расчеты, приведенные в статье:

  1. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. – М: Энергоатомиздат, 1991 г. – 464 с .
  2. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. 2-е изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. А. А. Федорова и Г. В. Сербиновского. – М.: Энергия, 1980. – 576 с, ил .
  3. Карякин Р. Н. Заземляющие устройства электроустановок. Справочник. 2-е издание. М.: Энергосервис, 2006 .
  4. Карякин Р. Н. Нормы устройства сетей заземления. Москва, Энергосервис, 2002 г .

Эти источники выбраны на том основании, что подавляющее количество статей, рекомендаций и программ в Интернет используют те же самые (или похожие) формулы. Материал из используется в качестве проверочного и вспомогательного к материалу, изложенному в .

Разумеется, нельзя объять необъятное, и автор этой статьи не ставит задачи о полном сравнении методик. Разберем частный и наиболее встречающийся случай расчета сопротивления комбинированного заземляющего устройства в однослойном и двухслойном грунте.

Основные преимущества

  • малое потребление энергии;
  • высокий КПД;
  • низкие напряжения;
  • почти отсутствует нагрев;
  • высокая степень электрической и пожарной безопасности;
  • крепкий корпус: отсутствие хрупких нитей накаливания и стеклянных колб делает их устойчивыми к механическим, вибрационным воздействиям;
  • безынерционное срабатывание обеспечивает быстродействие, нет затрат времени на разогрев нити накаливания;
  • прочность, малые габариты и долговечность;
  • непрерывный ресурс работы не менее 5 лет;
  • широкий выбор спектра (цвета) и возможность конструкции отдельного элемента делать рассеянное или направленное освещение.

Есть несколько существенных недостатков:

  1. Высокая стоимость.
  2. Интенсивность светового потока отдельного элемента мала.
  3. Чем выше напряжение требуемого источника питания, тем быстрее разрушается структура светодиодных элементов. Проблема перегрева решается установкой радиатора.

Параметры и особенности

Достоинств у светодиодов намного больше, чем недостатков, но по причине высокой стоимости народ не спешит приобретать осветительные приборы на основе светодиодов. Люди, обладающие необходимыми познаниями, покупают отдельные элементы и сами собирают светильники для аквариума, делают подключения на приборные панели автомобилей, стоповых сигналов и габаритов. Но для этого надо хорошо разобраться в принципах работы, параметрах и конструктивных особенностях светодиодов.

Параметры:

  • рабочий ток;
  • рабочее напряжение;
  • цвет светового потока;
  • угол рассеивания:
  • тип корпуса.

Особенностью конструкций является диаметр, форма линзы, которая определяет направленность и степень рассеивания светового потока. Участок цветового спектра свечения определяют примеси добавляемые в полупроводниковый кристалл диода. Фосфор, индий, галлий, алюминий обеспечивают подсветку от красного до желтого диапазона.

Состав азота, галлия, индия сделает спектр в диапазоне синего и зеленого цветов, если к кристаллу синего (голубого) спектра добавить люминофор, можно получить белый свет. Углы направления и рассеивания потоков определяет состав кристалла, но в большей степени форма линзы светодиода.

Для поддержания живого мира аквариума необходим процесс фотосинтеза водорослей. Здесь требуется правильный спектр и определенный уровень освещения аквариума, с чем хорошо справляются светодиоды.

Исходные данные трехфазной цепи по вариантам

Таблица2.1.

Номер
варианта

Модули
и аргументы фазных ЭДС

Сопротивления
резисторов 

Индекс
изменяемого параметра

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

В

град

В

град

В

град

Ом

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

1

220

220

-120

220

120

20

20

10

5

20

5

20

6

2

220

220

-120

220

120

19

28.5

14

14

19

28.5

28

42

21

4

3

220

220

-120

220

120

18

27

13

13

18

27

27

40

19.5

7

4

220

220

-120

220

120

17

25.5

12

12

17

25.5

25

38

18

6

5

220

220

-120

220

120

16

24

11

11

16

24

24

36

16.5

5

6

220

220

-120

220

120

15

22.5

12

12

15

22.5

22

33

18

4

7

220

220

-120

220

120

14

21

13

13

14

21

21

31

19.5

3

8

220

220

-120

220

120

13

19.5

14

14

13

19.5

19

29

21

3

9

220

220

-120

220

120

12

18

15

15

12

18

18

27

22.5

2

10

220

220

-120

220

120

11

16.5

16

16

11

16.5

16

24

24

5

11

220

220

-120

220

120

12

18

17

17

12

18

18

27

25.5

6

12

220

220

-120

220

120

13

19.5

18

18

13

19.5

19

29

27

7

13

220

220

-120

220

120

14

21

19

19

14

21

21

31

28.5

8

14

220

220

-120

220

120

15

22.5

20

20

15

22.5

22

33

30

9

15

220

220

-120

220

120

16

24

21

21

16

24

24

36

31.5

2

16

220

220

-120

220

120

17

25.5

22

22

17

25.5

25

38

33

3

17

220

220

-120

220

120

18

27

16

16

18

27

27

40

24

4

18

220

220

-120

220

120

19

28.5

17

17

19

28.5

28

42

25.5

5

19

220

220

-120

220

120

20

30

18

18

20

30

30

45

27

6

20

220

220

-120

220

120

21

31.5

19

19

21

31.5

31

47

28.5

7

21

220

220

-120

220

120

22

33

20

20

22

33

33

49

30

8

22

220

220

-120

220

120

23

34.5

21

21

23

34.5

34

51

31.5

9

23

220

220

-120

220

120

24

36

22

22

24

36

36

54

33

8

24

220

220

-120

220

120

25

37.5

23

23

25

37.5

37

56

34.5

3

25

220

220

-120

220

120

24

36

24

24

24

36

36

54

36

5

26

220

220

-120

220

120

23

34.5

25

25

23

34.5

34

51

37.5

6

27

220

220

-120

220

120

22

33

24

24

22

33

33

49

36

7

28

220

220

-120

220

120

21

31.5

18

18

21

31.5

31

47

27

8

29

220

220

-120

220

120

20

30

19

19

20

30

30

45

28.5

2

30

220

220

-120

220

120

19

28.5

20

20

19

28.5

28

42

30

3

31

220

220

-120

220

120

18

27

21

21

18

27

27

40

31.5

5

32

220

220

-120

220

120

17

25.5

22

22

17

25.5

25

38

33

7

33

220

220

-120

220

120

16

24

23

23

16

24

24

36

34.5

9

34

220

220

-120

220

120

15

22.5

24

24

15

22.5

22

33

36

6

35

220

220

-120

220

120

16

24

25

25

16

24

24

36

37.5

7

36

220

220

-120

220

120

17

25.5

24

24

17

25.5

25

38

36

5

37

220

220

-120

220

120

18

27

23

23

18

27

27

40

34.5

3

38

220

220

-120

220

120

19

28.5

22

22

19

28.5

28

42

33

2

39

220

220

-120

220

120

20

30

21

21

20

30

30

45

31.5

4

40

220

220

-120

220

120

21

31.5

20

20

21

31.5

31

47

30

6

41

220

220

-120

220

120

22

33

19

19

22

33

33

49

28.5

8

42

220

220

-120

220

120

23

34.5

18

18

23

34.5

34

51

27

9

43

220

220

-120

220

120

24

36

24

24

24

36

36

54

36

3

44

220

220

-120

220

120

23

34.5

23

23

23

34.5

34

51

34.5

2

45

220

220

-120

220

120

22

33

22

22

22

33

33

49

33

5

46

220

220

-120

220

120

21

31.5

21

21

21

31.5

31

47

31.5

6

47

220

220

-120

220

120

20

30

20

20

20

30

30

45

30

7

48

220

220

-120

220

120

19

28.5

19

19

19

28.5

28

42

28.5

8

49

220

220

-120

220

120

18

27

18

18

18

27

27

40

27

9

50

220

220

-120

220

120

17

25.5

17

17

17

25.5

25

38

25.5

3

Расчет
фазных и линейных напряжений и их
аргументов

Фазные
напряжения на нагрузке находятся по
уравнениям

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя,

где
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя.

Линейные
напряжения определяются уравнениями

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

где
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

при
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителяОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;
приОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

где
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

при
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителяОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;
приОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

где
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

при
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителяОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;
приОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя.

Расчет
линейных (фазных) токов

Линейные
токи находятся по уравнениям

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя,

где

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя,

гдеОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя,

где
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя.

Ток
нулевого провода

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя,

где
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

при
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителяОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;
приОн-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя.

Примерная
векторная диаграмма токов и напряжений
приведена на рис.2.2.

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Рис.
2.2. Векторная диаграмма токов и напряжений

Расчет
активных мощностей фаз и всей трехфазной
цепи

Активная
мощность в фазах определятся уравнениями
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя,Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя;Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя.

Суммарная
мощность трехфазной сети

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя.

Для
проверки правильности расчетов
целесообразно рассчитать суммарную
мощность, выделяемую в резисторах фаз

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя.

Исследование
влияния заданного параметра на токи
ветвей и потребляемые мощности

Исследования
провести с помощью программы Exsel
кр_3_2.
xls.
Программа позволяет выполняет расчеты,
аналогичные ранее проведенным, для 23
значений заданного параметра.

Сопротивление
параметра изменяется от
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителядо
Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя.
Для построения графиков программа
формирует соответствующие таблицы и
строит требуемые графики.

Программу
Exsel
кр_3_2.
xlsможно
получить на кафедре. На кафедре также
можно получить образец оформления
контрольной работы в виде файла Отчет
_3.
doc

Зависимость сопротивления

Значение электропроводимости зависит от нескольких факторов, которые необходимо учитывать при расчетах, изготовлении элементов резистивной нагрузки (резисторов), ремонте и проектировании устройств. К этим факторам необходимо отнести следующие:

  1. Температура окружающей среды и материала.
  2. Электрические величины.
  3. Геометрические свойства вещества.
  4. Тип материала, из которого изготовлен проводник (полупроводник).

Электрические величины

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителяЗависимость величины электропроводимости от параметров электричества определяется законом Ома. Существует две формулировки: одна — для участка, а другая — для полной цепи. В первом случае соотношение определяются, исходя из значений силы тока (I) и напряжения (U) простой формулой: I = U / R. Из соотношения видна прямо пропорциональная зависимость тока от величины напряжения, а также обратно пропорциональная от сопротивления. Можно выразить R: R = U / I.

Для расчета электропроводимости всего участка следует воспользоваться соотношением между ЭДС (e), силой тока (i), а также внутренним сопротивлением источника питания (Rвн): i = e / (R+Rвн). В этом случае величина R вычисляется по формуле: R = (e / i) — Rвн. Однако при выполнении расчетов необходимо учитывать также геометрические параметры и тип проводника, поскольку они могут существенно повлиять на вычисления.

Тип и геометрические параметры

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителяСвойство вещества к проводимости электричества определяется структурой кристаллической решетки, а также количеством свободных носителей. Исходя из этого, тип вещества является ключевым фактором, который определяет величину электропроводимости. В науке коэффициент, определяющий тип вещества, обозначается литерой «р» и называется удельным сопротивлением. Его значение для различных материалов (при температуре +20 градусов по Цельсию) можно найти в специальных таблицах.

Иногда для удобства расчетов используется обратная величина, которая называется удельной проводимостью (σ). Она связана с удельным сопротивлением следующим соотношением: p = 1 / σ. Площадь поперечного сечения (S) влияет на электрическое сопротивление. С физической точки зрения, зависимость можно понять следующим образом: при малом сечении происходят более частые взаимодействия частиц электрического тока с узлами кристаллической решетки. Поперечное сечение можно вычислить по специальному алгоритму:

  1. Измерение геометрических параметров проводника (диаметр или длину сторон) при помощи штангенциркуля.
  2. Визуально определить форму материала.
  3. Вычислить площадь поперечного сечения по формуле, найденной в справочнике или интернете.

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителяВ случае когда проводник имеет сложную структуру, необходимо вычислить величину S одного элемента, а затем умножить результат на количество элементов, входящих в его состав. Например, если провод является многожильным, то следует вычислить S для одной жилы. После этого нужно умножить, полученную величину S, на количество жил. Зависимость R от вышеперечисленных величин можно записать в виде соотношения: R = p * L / S. Литера «L» является длиной проводника. Однако для получения точных расчетов необходимо учитывать температурные показатели внешней среды и проводника.

Температурные показатели

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителяСуществует доказательство зависимости удельного сопротивления материала от температуры, основанное на физическом эксперименте. Для проведения опыта нужно собрать электрическую цепь, состоящую из следующих элементов: источника питания, нихромовой спирали, соединительных проводов амперметра и вольтметра. Приборы нужны для измерения значений силы тока и напряжения соответственно. При протекании электричества происходит нагревание нихромовой пружины. По мере ее нагревания, показания амперметра уменьшаются. При этом происходит существенное падение напряжения на участке цепи, о котором свидетельствуют показания вольтметра.

В радиотехнике уменьшение величины напряжение называется просадкой или падением. Формула зависимости р от температуры имеет следующий вид: p = p0 * . Значение p0 — удельное сопротивление материала, взятого из таблицы, а литера «t» — температура проводника.

Температурный коэффициент «а» принимает следующие значения: для металлов — a>0, а для электролитических растворов — a

Многие сталкивались с необходимостью подбора ограничительного резистора для светодиодов, при организации дополнительной подсветки на приоре. Предлагаю простую методику расчета номинала резистора.

Расчет номинала и мощности одного резистора

1) Находим (измеряем) ток потребления одного светодиода.

Ток потребления яркого светодиода равен 10…25 мА (или 0,01…0,015 А).

2) Напряжение питания яркого светодиода 2,5…3 В, а бортовое напряжение в авто достигает 16 В.

Значит необходимо компенсировать разницу напряжения равную:

Uразн = Uпит борт – Uпит св = 16 – 2,5 = 13,5 В.

3) Из закона Ома найдем номинал ограничительного резистора:

Rогр = Uразн/Iпотр св= 13,5/0,01 = 1350 Ом.

Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего стандартного номинала в сторону увеличения. Выбираем номинал 1500 Ом или 1,5 кОм.

Если выбрать номинал будет меньше расчетного (1,2 кОм), то срок службы светодиода может заметно сократиться.

4) Мощность ограничительного резистора найдем по формуле:

Pогр = Rогр*Iпотр св*Iпотр св = 1500*0,01*0,01 = 0,15 Вт.

Полученное значение мощности округляем до ближайшей стандартной величины (0,125Вт, 0,25Вт, 0,5Вт, 1Вт, 2Вт, 3Вт) в сторону увеличения. Выбираем мощность 0,25 Вт.

Если выбрать мощность меньше расчетной, то резистор начнет нагреваться и сгорит.

Результат расчета: Выбираем резистор номиналом 1,5 кОм и мощностью 0,25 Вт.

Параллельное соединение резисторов

При параллельном соединении напряжение в цепи постоянное, а общий ток равен сумме токов потребления светодиодов.

1) Находим ток потребления светодиодов, включенных параллельно.

Iпотр общ = Nсв*Iпотр св = 3*0,01 = 0,03 А.

2) Найдем разницу напряжения:

Uразн = Uпит борт – Uпит св = 16 – 2,5 = 13,5 В.

3) Найдем номинал ограничительного резистора:

Rогр = Uразн/Iпотр общ= 13,5/0,03 = 450 Ом.

Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего стандартного номинала в сторону увеличения. Выбираем номинал 470 Ом.

4) Мощность ограничительного резистора найдем по формуле:

Pогр = Rогр*Iпотр общ*Iпотр общ = 470*0,03*0,03 = 0,423 Вт.

Полученное значение мощности округляем до ближайшей стандартной величины в сторону увеличения. Выбираем мощность 0,5 Вт.

Результат расчета: Выбираем резистор номиналом 470 Ом и мощностью 0,5 Вт.

Последовательное соединение резисторов

При последовательном соединении ток в цепи постоянный, а общее напряжение равно сумме напряжений питания светодиодов.

1) Находим напряжение питания светодиодов, включенных последовательно.

Uпит общ = Nсв*Uпит св = 3*2,5 = 7,5 В.

2) Найдем разницу напряжения:

Uразн = Uпит борт – Uпит св = 16 – 7,5 = 8,5 В.

3) Найдем номинал ограничительного резистора:

Rогр = Uразн/Iпотр св= 8,5/0,01 = 850 Ом.

Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего стандартного номинала в сторону увеличения. Выбираем номинал 910 Ом.

4) Мощность ограничительного резистора найдем по формуле:

Pогр = Rогр*Iпотр св*Iпотр св = 910*0,01*0,01 = 0,091 Вт.

Полученное значение мощности округляем до ближайшей стандартной величины в сторону увеличения. Выбираем мощность 0,125 Вт.

Результат расчета: Выбираем резистор номиналом 910 Ом и мощностью 0,125 Вт.

Автор Lord Raven

Включение нескольких светодиодов

Часто в разных лампах или системах подсветки, требуется использовать несколько одинаковых светодиодов, так вот можно сильно сэкономить на резисторах включив последовательно несколько светодиодов и один резистор. Конечно стоимость резистора невелика, но вот то что места один резистор потребует меньше будет большим плюсом.
Для такой схемы включения сопротивление резистора рассчитывается аналогично, только вместо падения напряжения на одном светодиоде нужно подставить сумму падений напряжений на всех последовательно включенных светодиодах.

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Например используя источник питания на 12В можно включить последовательно три светодиода по 3,3В ещё 2В нужно будет погасить на резисторе. Если используются светодиоды на 1Вт, то мы получим сопротивление 2В/0,3А=6,67 Ом. Самый близкий номинал 6,8 Ом.

Расчет резисторов для светодиодов – это весьма важная операция, которую необходимо проводить, прежде чем вы к источнику питания. От этого будет зависеть работоспособность как самого диода, так и всей схемы. Резистор необходимо включать в цепь со светодиодом последовательно. Предназначен этот элемент для ограничения протекающего тока через диод. Если резистор имеет номинальное сопротивление ниже требуемого, то светодиод выйдет из строя (перегорит), а если значение этого показателя будет выше необходимого, то свет от полупроводникового элемента будет слишком тусклым.

Расчет резисторов для светодиодов следует производить по следующей формуле R = (US – UL)/I, где:

  • US – напряжение источника питания;
  • UL – напряжение питания диода (обычно 2 и 4 вольта);
  • I – ток диода.

Обязательно следует убедиться, что выбранная величина электрического тока будет меньше максимального значения тока полупроводникового элемента. Прежде чем приступать к расчету, необходимо перевести эту величину в амперы. Обычно она в указана в миллиамперах. Таким образом, в результате вычислений будет получено значение в Омах. Если полученная величина не будет совпадать со стандартным резистором, то следует выбрать больший ближайший номинал. Либо можно соединить последовательно несколько меньших по номинальному сопротивлению элементов таким образом, чтобы суммарное сопротивление соответствовало расчетному.Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Например, вот таким образом проводится расчет резисторов для светодиодов. Допустим, что у нас есть источник питания с выходным напряжением, равным 12 вольтам, и один светодиод (UL = 4 V). Требуемый ток равен 20 мА. Переводим его в амперы и получаем 0,02 А. Теперь можно приступить к расчету R = (12 – 4)/0,02 = 400 Ом.

Теперь рассмотрим, каким образом необходимо проводить расчет при последовательном соединении нескольких полупроводниковых элементов. Это особенно актуально при работе со сокращает расход электроэнергии и позволяет одновременно подключать большое количество элементов. Однако следует учесть, что все последовательно соединенные светодиоды должны быть одного типа, а блок питания – достаточно мощным. Вот таким образом следует производить расчет резисторов для светодиодов при последовательном соединении. Предположим, что у нас в цепи 3 элемента (напряжение каждого составляет 4 вольта) и 15-вольтовый блок питания. Определяем напряжение UL. Для этого необходимо сложить показатели каждого из диодов 4 + 4 + 4 = 12 вольт. Паспортное значение тока светодиода составляет 0,02 А, производим расчет R = (15-12)/0,02 = 150 Ом.Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Очень важно помнить, что параллельное соединение светодиодов, мягко говоря, плохая идея. Все дело в том, что эти элементы имеют разброс параметров, каждый из них требует различное напряжение

Это приводит к тому, что расчет светодиода – это бесполезное занятие. При таком соединении каждый элемент будет светить со своей яркостью. Ситуацию может спасти только ограничительный резистор для каждого диода отдельно.

В заключение добавим, что по такому принципу рассчитываются все светодиодные сборки, в том числе и лампы на светодиодах. Если вы захотите самостоятельно собрать такую конструкцию, то данные расчеты для вас будут актуальными.

Калькулятор расчета сопротивления резистора для светодиода

Сразу приведу калькулятор для тех кто не хочет углубляться в теорию.
Для расчета сопротивления резистора для светодиода нам потребуются следующие данные:

Введите все данные и получите сопротивление резистора в Омах.(Если нужно ввести дробные величины, то нужно использовать десятичную точку, а не запятую.)

Для питания светодиодов обычно приспосабливают источники питания на 5В или 12В. В принципе это может быть любой источник питания, главное чтобы его выходное напряжение было больше чем напряжение которое должно быть на светодиоде минимум на 10-15%, чем больше разница между напряжением БП и светодиода, тем будет лучше стабильность тока, но будет хуже КПД схемы.
Максимальный ток блока питания тоже должен быть равен или больше чем ток необходимый для светодиода. Если ток окажется меньше то светодиод не будет гореть в полную силу.
Падение тока на светодиоде — справочная величина, чем короче длинная волны испускаемого света тем выше напряжение падения. Так для светодиодов красного и зеленого свечения, величина падения 1,5 — 2,5В, для синих, ультрафиолетовых и белых 3 — 3,5В.
Ток светодиода также справочный параметр, но вместо него может указываться мощность светодиода в Ваттах. И чтобы получить ток нужно будет поделить мощность на напряжение. Например светодиод на мощность 1Вт и напряжение 3,3В должен потреблять 0,3А или 300мА тока.

Когда все данные получены расчет резистора для светодиода не составит труда: сначала определяем падение напряжение на резисторе, для этого из напряжения питания вычитаем падение на светодиоде. А теперь по закону Ома делим это напряжение на ток, в результате и имеем сопротивление.
Если напряжения указаны в Вольтах, а токи в Амперах, то сопротивление получиться в Омах. Если использовать миллиАмперы, то сопротивление будет в килоОмах.

Программы для расчета сопротивления

При большом количестве подключаемых led, особенно если они включены и последовательно, и параллельно, рассчитывать сопротивление каждого резистора вручную может быть проблематичным.

Проще всего в таком случае воспользоваться одной из многочисленных программ расчета сопротивления. Очень удобным в этом плане является онлайн калькулятор на сайте cxem.net:

Он включает в себя небольшую базу данных самых распространенных светодиодов, поэтому необязательно вручную набирать значения падения напряжения и тока, достаточно указать напряжение питания и выбрать из списка нужный светоизлучающий диод. Программа рассчитает сопротивление и мощность резисторов, а также нарисует схему подключения или принципиальную схему.

Например, с помощью этого калькулятора был рассчитан резистор для трех XLamp MX3 при напряжении питания 12 В:

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Также программа обладает очень полезной функцией: она подскажет цветовую маркировку требуемого резистора.

Еще одна простая программа для расчета сопротивления распространенная на просторах интернета разработана Сергеем Войтевичем с портала ledz.org.

Здесь уже вручную выбирается способ подключения светодиодов, напряжение и ток. Программа не требует установки, достаточно распаковать ее в любую директорию.

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Резисторы

Соединяем последовательно

[Сопротивление последовательно соединенных резисторов, кОм] = [Сопротивление первого резистора, кОм] + [Сопротивление второго резистора, кОм]

[Мощность, рассеиваемая первым резистором, Вт] = [Сопротивление первого резистора, кОм] * [Сила тока, мА] ^ 2 / 1000

[Мощность, рассеиваемая вторым резистором, Вт] = [Сопротивление второго резистора, кОм] * [Сила тока, мА] ^ 2 / 1000

Получается, что из двух резисторов по 500 Ом на 2 Вт можно сделать один на 1 кОм, 4 Вт.

Включаем параллельно

[Сопротивление параллельно соединенных резисторов, кОм] = 1 / (1 / [Сопротивление первого резистора, кОм] + 1 / [Сопротивление второго резистора, кОм])

Эта формула интуитивно понятна, да и формально может быть выведена из следующего соображения. При заданном напряжении на резисторах через каждый из них независимо идет ток, равный напряжению, деленному на сопротивление. Итоговое сопротивление равно напряжению, деленному на суммарный ток. В формулах значение напряжения счастливым образом сокращается, и получается приведенная формула.

[Мощность, рассеиваемая первым резистором, Вт] = [Напряжение на резисторах, В] ^ 2 / [Сопротивление первого резистора, кОм] / 1000

[Мощность, рассеиваемая вторым резистором, Вт] = [Напряжение на резисторах, В] ^ 2 / [Сопротивление первого резистора, кОм] / 1000

Получается, что из двух резисторов по 500 Ом на 2 Вт можно сделать один на 250 Ом, 4 Вт.

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

 1   2   3   4 

:: ПоискТехника безопасности :: Помощь

 

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщений.

4 резистора собраны последовательно.
Каждый 8 ом, 1200 Ватт.
Суммарная мощность соединения? Читать ответ…

Еще статьи

Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники….
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы….

Применение тиристоров (динисторов, тринисторов, симисторов). Схемы. Ис…
Тиристоры в электронных схемах. Тонкости и особенности использования. Виды тирис…

Биполярный транзистор. Принцип работы. Применение. Типы, виды, категор…
Все о биполярном транзисторе. Принцип работы. Применение в схемах. Свойства. Кла…

Плавная регулировка яркости свечения люминесцентных ламп дневного свет…
Схема драйвера для плавной регулировки яркости свечения ламп дневного света. Дра…

Проверка электронных элементов, радиодеталей. Проверить исправность, р…
Как проверить исправность детали. Методика испытаний. Какие детали можно использ…

RC – цепь. Резисторно – конденсаторная схема. Резистор, конденсатор. И…
Расчет RC – цепи, изменения напряжения на конденсаторе в зависимости от времени….

Силовой резонансный фильтр для получения синусоиды от инвертора…
Для получения синусоиды от инвертора нами был применен самодельный силовой резон…

Силовой мощный импульсный трансформатор. Проектирование. Изготовление….
Проектирование силового импульсного трансформатора….

Реактивное сопротивление конденсатора.

Электрический ток в конденсаторе представляет собой часть или совокупность процессов его заряда и разряда –
накопления и отдачи энергии электрическим полем между его обкладками.

В цепи переменного тока, конденсатор будет заряжаться до определённого максимального значения, пока ток не сменит направление на противоположное.
Следовательно, в моменты амплитудного значения напряжения на конденсаторе, ток в нём будет равен нулю.
Таким образом, напряжение на конденсаторе и ток всегда будут иметь расхождение во времени в четверть периода.

В результате ток в цепи будет ограничен падением напряжения на конденсаторе, что создаёт реактивное сопротивление переменному току,
обратно-пропорциональное скорости изменения тока (частоте) и ёмкости конденсатора.

Если приложить к конденсатору напряжение U, мгновенно начнётся ток от максимального значения, далее
уменьшаясь до нуля. В это время напряжение на его выводах будет расти от нуля до максимума.
Следовательно, напряжение на обкладках конденсатора по фазе отстаёт от тока на угол 90 °. Такой сдвиг фаз называют отрицательным.

Ток в конденсаторе является производной функцией его заряда i = dQ/dt = C(du/dt).
Производной от sin(t) будет cos(t) либо равная ей функция sin(t+π/2).
Тогда для синусоидального напряжения u = Uampsin(ωt)
запишем выражение мгновенного значения тока следующим образом:

i = UampωCsin(ωt+π/2).

Отсюда выразим соотношение среднеквадратичных значений .

Закон Ома подсказывает, что 1/ωC есть не что иное, как реактивное сопротивление для синусоидального тока:

Реактивное сопротивление конденсатора в технической литературе часто называют ёмкостным. Может применяться, например, в организации ёмкостных делителей в цепях переменного тока.

Онлайн-калькулятор расчёта реактивного сопротивления

Необходимо вписать значения и кликнуть мышкой в таблице.
При переключении множителей автоматически происходит пересчёт результата.

Реактивное сопротивление ёмкостиXC = 1 /(2πƒC)

Реактивное сопротивление индуктивностиXL = 2πƒL

Расчитать ёмкость или индуктивность для реактивного сопротивления:

Расчёт ёмкости: C = 1 /(2πƒXC)

Расчёт индуктивности: L = XL /(2πƒ)

Похожие страницы с расчётами:Расcчитать импеданс.Расcчитать частоту резонанса колебательного контура LC.Расcчитать реактивную мощность и компенсацию.

Заключение

Гасящий резистор – самый простой ограничитель тока для светодиодной цепи. От его подбора зависит ток, а значит, интенсивность свечения и долговечность led. Однако следует помнить, что при больших токах на резисторе будет выделяться значительная мощность, поэтому для питания мощных светодиодов лучше применять драйверы.

Довольно часто у многих начинающих радиолюбителей возникает проблемы с расчетом сопротивления резистора для светодиода. И зачастую они не знают, для . В данной статье попробуем разъяснить данный вопрос и для облегчения приведем онлайн калькулятор для расчета сопротивления резистора светодиода.

Список источников

  • tel-spb.ru
  • stroysystems.ru
  • rusenergetics.ru
  • electricianf.ru
  • gyrator.ru
  • www.Tune-Priora.ru
  • StudFiles.net
  • blog.avralsoft.ru
Читайте так же:  Тема Вопрос электрикам по обманкам для светодиодов
Ссылка на основную публикацию