Что происходит при отключении источника питания к которому подключен конденсатор в цепи

Задачи на конденсаторы и электроемкость с решениями

Конденсатор – деталька, без которой не обойдется работа ни одного электронного прибора. Но прежде чем разбираться с основами электроники, нужно научиться решать физические задачи на конденсатор и электроемкость. Именно этим мы и займемся в сегодняшней статье, посвященной подробному разбору решений задач.

Подписывайтесь на наш телеграм: теперь помимо полезных и интересных материалов там можно найти скидки и акции на любые работы.

Задачи на конденсаторы и электроемкость с решением

Если вы не знаете, как решать задачи с конденсаторами, сначала посмотрите теорию и вспомните про памятку по решению задач по физике и полезные формулы.

Задача №1 на электроемкость батареи конденсаторов

Условие

Плоский конденсатор емкостью 16 мкФ разрезают на 4 равные части вдоль плоскостей, перпендикулярных обкладкам. Полученные конденсаторы соединяют последовательно. Чему равна емкость батaреи конденсаторов?

Решение

Из условия следует, что площадь получившихся конденсаторов в 4 раза меньше, чем у исходного. Зная это, можно найти емкость каждого полученного конденсатора:

Соединяя 4 таких конденсатора последовательно, получаем:

Ответ: 1 мкФ.

Задача №2 на энергию плоского конденсатора

Условие

Плоский конденсатор заполнили диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, равной 2. Энергия конденсатора без диэлектрика равна 20 мкДж. Чему равна энергия конденсатора после заполнения диэлектриком? Считать, что источник питания отключен от конденсатора.

Решение

Энергия конденсатора до заполнения диэлектриком равна:

После заполнения емкость конденсатора изменится:

Энергия конденсатора после заполнения:

Ответ: 40 мкФ.

Задача №3 на последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Условие

На рисунке изображена батарея конденсаторов. Каждый конденсатор имеет емкость 1 мкФ. Найдите емкость батареи.

Решение

Как видим, часть конденсаторов соединена параллельно, а часть последовательно. Это типичный пример смешанного соединения конденсаторов. Алгоритм решения задач при смешанном соединении конденсаторов сводится к тому, чтобы упростить схему и свести все только к параллельному или последовательному соединению.

Конденсаторы 3 и 4 соединены параллельно. Складывая их емкость, получаем в итоге последовательное соединение четырех конденсаторов: 1, 2, 5 и 3-4. Для параллельного соединения:

Для последовательного соединения:

Ответ: 0,285 мкФ.

Задача №4 на пролет частицы в конденсаторе

Заряд конденсатора равен 0,3 нКл, а емкость – 10 пФ. Какую скорость приобретет электрон, пролетая в конденсаторе от одной пластины к другой. Начальная скорость электрона равна нулю.

Решение

По закону сохранения энергии, разность кинетических энергий электрона в начале и в конце пути будет равна работе поля по его перемещению. По условию, начальная кинетическая энергия электрона равна 0. Запишем:

С учетом этого, получим:

Ответ: 10^7 м/с.

Задача №5 на вычисление энергии электрического поля конденсатора

Условие

Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U=1 кВ. Емкость конденсатора равна 5 пФ. Как изменяться заряд на обкладках конденсатора и его энергия, если расстояние между обкладками уменьшить в три раза.

Решение

Заряд конденсатора равен:

Изменение заряда будет равно:

Ответ: 5 мкДж.

Вопросы на тему «Конденсатор и электроемкость»

Вопрос 1. Что такое конденсатор?

Ответ. Конденсатор – устройство, имеющее два полюса и предназначенное для накопления электрического заряда.

Простейший тип конденсатора – плоский воздушный конденсатор. Он состоит из двух пластин (обкладок), имеющих разные заряды и разделенных воздухом. В зависимости от диэлектрика, разделяющего обкладки, разделяют:

• воздушные конденсаторы;
• бумажные конденсаторы;
• слюдяные и другие конденсаторы.

Основная роль конденсатора в электронных приборах – накапливать заряд, а потом передавать его дальше в цепь.

Вопрос 2. Что такое электроемкость?

Ответ. Электроемкость – скалярная физическая величина, характеризующая способность накапливать электрический заряд. В системе СИ измеряется в Фарадах.

Вопрос 3. Какие есть способы соединения конденсаторов?

Ответ. Конденсаторы можно соединить последовательно и параллельно.

При параллельном соединении емкость цепи равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

При последовательном соединении величина, обратная общей емкости, равна сумме обратных емкостей каждого конденсатора.

Вопрос 4. Что такое колебательный контур?

Ответ. Это простейшая электрическая цепь, состоящая из конденсатора, катушки индуктивности и источника тока. В колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания: энергия конденсатора переходит в энергию катушки, и наоборот.

Вопрос 5. Что происходит при отключении источника питания, к которому подключен конденсатор в цепи?

Ответ. В этот момент конденсатор начинает разряжаться, отдавая накопленный заряд другим элементам цепи.

Мы не понасылшке знаем, что от сложных задач на конденсаторы мозги буквально плавятся. Если ваш мозг устал от постоянного решения задач по физике и других заданий, обращайтесь в профессиональный образовательный сервис за консультацией и поддержкой в любое время. У нас есть решение для ваших проблем с учебой!

Работа электрического колебательного контура

Чтобы взаимодействовать

с электромагнитными излучениями,

вещественная форма сама должна быть

колебательной системой. И потому

все внутренние процессы являются

электромагнитными по характеру своему.

И потому Жизнь носит черты электромагнитного происхождения.

§1. Собственные незатухающие колебания в электрическом колебательном контуре

Все существующие формы вещества являются живыми электромагнитными автоколебательными системами, все они живут внутри электромагнитных автоколебательных полей, и потому вещество, и поле имеют одну общую природу – электромагнитную. Общая задача всех колебательных систем поддерживать и сохранять неизменным ритм своих незатухающих колебаний (свою жизнь) за счёт взаимодействия с ритмами электромагнитного поля. Поскольку все формы вещества и вся Вселенная полностью являются колебательными системами, а явления внутри них носят электромагнитный характер, поскольку в них ритмично протекает процесс превращения магнитной энергии в электрическую, и обратно, то Живой процесс имеет электромагнитную основу происхождения.

В природе космоса реально фиксируются два вида материи – вещественная или атомарная, и полевая или фотонная, она же светоносная материя, материя, которая переносит электромагнитные волны. Возбуждение волн в фотонной среде осуществляется активными излучателями, генераторами волн, которыми в реальных условиях природы являются генетические центры или центры памяти. Такой центр памяти (ядро) существует и у Вселенной, и у каждого атома. Все звёзды являются локальными генетическими центрами.

В Солнечной системе таким центром является Солнце. Сливаясь в систему по линии своих центров памяти, индивидуальные элементы, обладая своим сознанием и ощущением своего бытия, не размазываются с потерей индивидуальности и не растворяются, наоборот, обобщая свои системы ощущения в единую чувствительную систему, а свои информационные знания в единую структуру памяти, они расширяют область своих знаний, будучи единой сущностью. Система тел способна работать с длиной волны, большей, чем одиночный элемент системы. Поэтому при объединении в систему происходит распределение функциональных обязанностей между элементами системы.

Надо хорошо представлять, что вся жизнь биосферы планеты, жизнь самой планеты и всей Солнечной системы происходит внутри электромагнитных полей той или иной интенсивности. Надо так же помнить, что все формы вещества и само вещество имеет одно и тоже электромагнитное происхождение, что и все виды излучений. Поэтому все формы вещества являют собою колебательные системы, внутри которых происходят электромагнитные физические превращения.

Чтобы стал понятным живой процесс человека и всех форм жизни в условиях электромагнитных полей на Земле и в космосе, необходимо хорошо представлять взаимодействие вещества с излучениями. Все формы вещества имеют электрически заряженную внешнюю оболочку, исполненную в форме последовательного колебательного контура, и структуру памяти в форме параллельного колебательного контура. Все формы вещества состоят из этих двух частей, и все они являются колебательными системами – колебательными контурами. Чувствительные элементы электрически заряжены и эквивалентны электрическому конденсатору. А структура памяти обладает индуктивными свойствами, она эквивалентна катушке индуктивности (спиральной формы) в колебательном контуре, обладает магнитной энергией.

Колебательный контур является универсальной структурой, в которой бесконечно долго можно сохранять колебания, которые не зависят от информационного содержания колебаний электромагнитных волн. И потому всё разнообразие живых форм вещества, владея разным информационным содержанием, являются колебательными системами.Контур колебаний состоит всего из двух элементов – конденсатора (накопителя электрической энергии) и индуктивности, регулирующей ток колебаний. Разберём процесс колебаний на примере радиотехнического колебательного контура (Рис.1).

Рис.1. Схема колебательного контура. Переключатель К показан в нейтральном положении.

Источник питания постоянного, а не переменного тока выбран только для того, чтобы рассмотреть один период колебания заряда и разряда конденсатора.

Создадим электрическую цепь, в которой можно будет зарядить конденсатор C от источника электрической энергии с постоянным напряжением U через катушку индуктивности L в положении 1 переключателя К , а затем разрядить этот же конденсатор через ту же катушку индуктивности в положении 2 переключателя К.

Конденсатор обладает ёмкостью С, в него можно закачивать электрическую энергию. А катушка обладает свойством индуктивности[1]. Величина ёмкости С конденсатора зависит от площади обкладок конденсатора, от расстояния между обкладками и от диэлектрической проницаемости диэлектрика между пластинами. С = ε S / d , где ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрика между пластинами конденсатора, S – площадь пластин, d– расстояние между пластинами (обкладками).

Поставим переключатель К в положение 1, подключив тем самым конденсатор к источнику электрического напряжения U, а катушка индуктивности L будет отключена от электрической цепи. И конденсатор C начнёт заряжаться до тех пор, пока напряжение на его пластинах (обкладках) не сравняется с величиной напряжения источника питания. В результате заряда конденсатора в его электрическом поле между пластинами накопится потенциальная электрическая энергия, равная половине произведения величины ёмкости конденсатора на величину напряжения в квадрате. . W_{э. m} = CU 2 _m /2. Где W- энергия электрического поля конденсатора в джоулях, U_m– максимальное напряжение на конденсаторе в вольтах. С – ёмкость конденсатора в фарадах.

В момент полного заряда конденсатора отключим его от источника напряжения электрической энергии подсоединим его к катушке индуктивности L, поставив переключатель К в положение 2 (рис.1). Конденсатор начнёт разряжаться через катушку индуктивности. Изобразим ход разряда конденсатора С через индуктивность L графически (Рис.2).

Рис. 2. Векторная и развёрнутая во времени диаграмма напряжений и тока колебательного разряда конденсатора.

В момент t= 0 конденсатор имеет максимальное значение U, а ток I, равный нулю. Далее ток разряда начнёт увеличиваться, создавая в катушке магнитное поле, которое будет нарастать по мере того, как ток разряда будет увеличиваться. Изменяющееся во времени магнитное поле индуктирует в проводнике катушки электродвижущую силу самоиндукции, направленную навстречу току разряда конденсатора (рис. 3), и (согласно правилу Ленца) будет препятствовать, но не прекращать нарастание тока. Практически э.д.с. самоиндукции автоматически управляет поведением тока разряда конденсатора, он изменяется не мгновенно, без скачков, а плавно.

Рис. 3. Схема разряда конденсатора через индуктивность. Возникшая в катушке Э.Д.С. (электродвижущая сила) самоиндукции

e_L направлена навстречу току разряда i.

Силы электрического поля конденсатора ещё велики и они,преодолевая силу сопротивления сил индукционного электрического поля катушки, совершают работу, в результате которой потенциальная энергия электрического поля конденсатора плавно переходит в магнитное поле катушки индуктивности. И в момент времени полного разряда конденсатора его напряжение станет равным нулю, энергия его электрического поля полностью перейдёт в энергию магнитного поля индуктивности, достигнув максимального значения. На рис.2 этот момент показан при U= 0.

Ток разряда в этот момент достигает максимальной величины, проходя через катушку. И магнитное поле индуктивности станет максимальным по величине, запасая в себе максимальную магнитную энергию, равную половине произведения величины индуктивности на квадрат максимальной величины тока.

W_{м. m} = L I 2 _m/2., где ток в амперах, индуктивность в генри, энергия в джоулях.

Поскольку энергия электрического поля конденсатора не расходовалась ни на какие другие преобразования (не нагревала провода катушки и пр.), то она полностью перешла в магнитную энергию поля индуктивности.

CU 2 _m /2 = L I 2 _m/2.

Итак, в результате полного разряда конденсатора потенциальная энергия его электрического поля неподвижных зарядов преобразовалась в кинетическую энергию магнитного поля тока движущихся электрических зарядов. Тем самым становится понятным, что магнитное поле существует до тех пор, пока есть движение электрических зарядов. Тем самым понятно, что в элементах памяти, обладающих магнитным полем, текут динамические процессы перемещения зарядов. Память исчезнет, если не будет внутреннего потока зарядов в замкнутом элементе памяти. Поэтому магнитный элемент памяти всегда нуждается в притоке электрических зарядов.

Мы остановились в своих рассуждениях о колебательном процессе в момент, когда электрическое напряжение конденсатора стало равным нулю, исчезло вместе с исчезновением зарядов на обкладках конденсатора. Исчезло и электрическое поле конденсатора, все электрические заряды перешли в электрическую цепь с катушкой индуктивности. Исчезла и сила, создающая течение тока, все заряды в пути своего движения. Магнитное поле при этом максимально большое.

Поскольку исчезло электрическое напряжение и электрическое поле конденсатора (инициатора всего процесса превращения энергии электрической в магнитную энергию индуктивности), то тот час же начнёт уменьшаться величина живительного электрического тока, начнёт уменьшаться и величина магнитного поля индуктивности. Здесь прямая зависимость магнитного поля от величины тока.

Поскольку ток начнёт уменьшаться, то магнитное поле отреагирует созданием электродвижущей силы самоиндукции, которая создаст ток того же направления, что и исходный ток разряда конденсатора. Так э.д.с. самоиндукции станет препятствовать убыванию тока, ибо от его наличия зависит состояние магнитного поля, а оно – хранитель памяти предыдущего нарастания тока. И теперь источником зарядки конденсатора, но в противоположной полярности, станет сама индуктивность. С убыванием изначального тока разряда начинается процесс перезарядки конденсатора (рис.4, левый контур).

Рис. 4.Схема разряда конденсатора и его перезарядки с учётом возникшей электродвижущей силы e_Lв катушке индуктивности.

Силы индукции в момент перезарядки конденсатора поддерживаю изначальный ток (предыдущего разряда конденсатора), способствуя перемещению электрических зарядов на обкладки (пластины) конденсатора. Магнитная энергия индуктивности полностью переходит в электрическую энергию конденсатора в момент его полной перезарядки. Общий ток, постепенно убывая, становится равным нулю. В момент, когда исходный ток станет равным нулю, исчезнет и магнитное поле индуктивности. Произойдёт полная перезарядка обкладок конденсатора. Та, которая была положительно заряженной (рис.3), будет иметь отрицательный заряд, а та, которая была отрицательной, станет положительно заряженной (рис.4).

Итак, в момент времени, равный половине периода колебания, когда ток в общей цепи станет равным нулю (см. рис.2), энергия магнитного поля полностью перешла в энергию электрического поля конденсатора, изменив его полярность на противоположную. Запомним, ритм магнитного поля изменил полярность электрически заряженных чувствительных органов.

Как только общий ток в цепи контура стал равным нулю, а сам конденсатор зарядился с изменением своей полярности, то теперь ничто не мешает ему начать снова разряжаться по той же цепи контура, но уже ток потечёт в обратном направлении. Время колебания изменило своё направление на обратное движение тех же самых электрических зарядов (рис. 4, . средний контур). Такой процесс заметит внешний наблюдатель процесса колебания, находясь за пределами контура.Для человека этот процесс физических превращений является невидимым, но, создав электроизмерительные приборы и осциллограф, человек увидел весь процесс колебаний внутри электрического колебательного контура.

Итак, начался второй полупериод колебательного процесса. Конденсатор, совершив перезарядку, станет снова разряжаться, снова будет нарастать величина электрического тока, появится магнитное поле, которое создаст э.д.с. самоиндукции, препятствующей нарастанию тока, потом ток достигнет максимальной величины. Снова исчезнет электрическое поле конденсатора, и начнётся новая перезарядка конденсатора, которая вернёт его в исходное состояние, время t = 0, в начало нового периода колебания.

Как показывает опыт, перезарядка конденсатора может происходить сколь угодно долго (если нет необратимых потерь) с равными промежутками времени – периодами колебаний. В реальных условиях индуктивность излучает электромагнитные волны, которые несут информацию об этом колебательном процессе, унося на себе часть энергии магнитного поля. И тогда, чтобы колебания не затухали, надо периодически подключать конденсатор к внешнему источнику электрической энергии, чтобы компенсировать потери на излучения.

И параллельный колебательный контур (как элемент памяти) снабжается последовательным колебательным контуром, как чувствительным элементом для взаимодействия с внешними электромагнитными полями и излучениями.

Как показывает математический анализ, незатухающий колебательный разряд конденсатора является электромагнитным процессом, изменяющимся во времени по синусоидальному – периодическому закону.

§2.Частота собственных незатухающих колебаний

Определим частоту собственных незатухающих колебаний в колебательном контуре, исходя из условия равенства электрической энергии конденсатора и магнитной энергии индуктивности. CU 2 _m /2 = L I 2 _m/2.

Исходя из формулы закона Ома, определим величину тока в цепи с конденсатором.

I= U/ 1/ωС.Величина 1/ωС – это емкостное сопротивление цепи тока,ω – угловая частота колебаний. Так в контуре будет равен: I = ω 2 LC. Отсюда определим угловую частоту, исходя из параметров элементов контура – индуктивности и ёмкости,ω = 1/ √LC.

Угловая частота колебаний в контуре равна единице, делённой на корень квадратный из произведения величины индуктивности на величину ёмкости. Отсюда находим частоту собственных незатухающих колебаний f = ω/2π = 1/ 2π√LC

Отсюда определяем период собственных незатухающих колебаний

T = 1/f = 2π√LC Индуктивность в генри, ёмкость в фарадах, период в секундах, частота в герцах.

Для определения частоты колебаний при известной длине волны обычно используют формулу λ = 300/f – читается: -длина волны колебаний в МЕТРАХ равна делению числа 300 на частоту в мегагерцах.

В колебательном контуре распространяется волновое колебание, и потому важно знать волновое сопротивление контура. Сопротивление, равное порознь индуктивному и емкостному сопротивлениям колебательного контура при наличии в нём собственных незатухающих колебаний, называется волновым сопротивлением контура: ρ = √L/C – читается так: волновое сопротивление (в Омах) колебательного контура равно корню квадратного от деления индуктивности на величину ёмкости.

Из полученных экспериментальных данных видно, что мгновенные значения энергий электрического поля конденсатора и магнитного поля индуктивности несинусоидальные, так как зависят от квадрата косинуса и синуса угла ωt.

Сумма мгновенных значений энергии электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки (спирали) индуктивности в колебательном контуре при наличии в нём собственных незатухающих колебаний является величиной постоянной, не зависящей от времени, и равной порознь величинам максимальной энергии электрического поля и магнитного поля. Эти поля полностью обеспечивают себя энергией и не нуждаются в получении её от внешнего источника энергии. Это в идеальном случае, когда нет потерь на излучение и тепловых потерь.

В реальности, чтобы в электрической цепи, состоящей из индуктивности и ёмкости с активным сопротивлением, происходили незатухающие синусоидальные колебания, необходимо эту цепь питать электрической энергией от источника с переменным синусоидальным напряжением. При этом, если, например, максимальная энергия, запасаемая в магнитном поле катушки индуктивности (элемент памяти), больше максимальной энергии, запасаемой в электрическом поле конденсатора, L I 2 _m/2 › CU 2 _m /2, то магнитное поле индуктивности, исчезая в процессе колебания, передаст не всю свою энергию электрическому полю конденсатора, а только часть, равную максимальной величине этого поля. Оставшуюся часть магнитное поле возвратит в тот источник, который возбудил колебания в контуре.

И наоборот, когда электрического поля конденсатора недостаточно для получения максимальной магнитной энергии, индуктивность получает её от источника возбуждения колебаний, например, из внешнего электромагнитного поля.

Когда индуктивное и емкостное сопротивления близки по величине друг к другу, но при этом значительно превосходят величину активного сопротивления в цепи контура, возникающие напряжения на ёмкости и индуктивности могут значительно превышать даже само напряжение источника электрической энергии. При этом возникает представление, что энергия возникает как бы из ниоткуда.

Например, рассмотрим электрическую цепь переменного тока, состоящую из последовательно соединённых активного сопротивления 20Ом, катушки с индуктивностью 0,3 гн, и ёмкости 4 мкф. К цепи приложено напряжение 120вольт с угловой частотой 1 000сек -1 .

При этом на конденсаторе образуется напряжение 557,5 в, напряжение на катушке 660в при общем токе 2 ампера.

§3. Электрический резонанс напряжения и резонанс токов

Резонанс напряжения.

Как уже говорилось ранее, все чувствительные оболочки вещественных форм, начиная с атома водорода, являются электрически заряженными, и по своей структуре выглядят как последовательный колебательный контур. Если к электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых активного сопротивления, индуктивности и ёмкости (рис.5), приложить переменное напряжение, изменяющееся по синусоидальному закону, u = U_m Sinωt, то в этом контуре возникнут ВЫНУЖДЕННЫЕ электромагнитные колебания переменного тока, частота которого будет совпадать с частотой приложенного к цепи контура напряжения. Переменный ток, возникающий в этом контуре, будет так же изменяться по закону синуса,

i = I_m Sin (ωt-φ). Величина угла сдвига фаз φзависит от величин сопротивления индуктивности, ёмкости и активного сопротивления. tgφ = (ωL – 1/ωC)/r. Изменяя величины L, C, угловую частоту ω, можно добиться такого режима, когда tgφ = 0. Значит, и сам угол сдвига фаз φ колебаний будет равен нулю. Это будет означать, что ток и напряжение в цепи контура будут совпадать по фазе колебаний.

Рис.5. Схема цепи с последовательным соединение индуктивности, ёмкости и активным сопротивлением.

Режим колебаний, когда в цепи с индуктивностью (элемент памяти) и ёмкостью (накопитель энергии, чувствительная оболочка) напряжение и ток совпадают по фазе колебаний, называется ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЗОНАНСОМ. Различают два вида электрического резонанса – резонанс напряжений и резонанс токов.

Резонанс напряжений возникает в цепи последовательного колебательного контура, когда индуктивность и ёмкость включены последовательно с источником электрического питания (рис.5). Это условие в точности соответствует подключению чувствительных органов/рецепторов к внешним электромагнитным полям.

Резонанс токов возникает в цепи колебательного контура, где индуктивность и электрическая ёмкость подключены параллельно к источнику электрического тока (рис. 6).

Рис.6. Схема электрического колебательного контура, состоящего из параллельно соединённых индуктивности, ёмкости и активного сопротивления.

Важно понять, что при резонансе напряжений оперативная память и чувствительная система рецепторов соединены последовательно. В этом случае ток и напряжение будут совпадать по фазе колебаний с частотой и фазой внешнего переменного напряжения. В этом явлении информация внешней среды без искажения трансформируется в токи, напряжения, электрическое и магнитное поле чувствительного элемента живой формы вещества.

Это очень важное свойство имеют все живые системы: они безошибочно руководствуются сведениями внешнего энергоинформационного поля.

Поэтому можно сказать, что резонанс напряжений – это такое явление в цепях переменного тока живых колебательных систем, при котором наблюдается совпадение частоты вынужденных колебаний с частотой собственных незатухающих колебаний живой системы.

При резонансе напряжений в колебательном контуре местное напряжение на индуктивности находится в противофазе с местным напряжением на ёмкости (сдвинуты по фазе на 180°), их геометрическая сумма векторов равна нулю. Это и приводит к тому, что всё приложенное напряжение при резонансе напряжений расходуется только на преодоление активного сопротивления.

Важно! Если окажется, что при явлении резонанса напряжений индуктивное сопротивление будет равно емкостному сопротивлению, и при этом каждое из них будет значительно превышать активное сопротивление (мало активное сопротивление), то падение напряжения на индуктивности и ёмкости будут значительно превышать падение напряжения на активном сопротивлении.Следовательно, напряжения на рецепторах и на оперативной памяти будут значительно превышать приложенное из внешней среды напряжение. Тем самым в живых системах происходит значительное усиление электромагнитных сигналов внешней среды. Этим и объясняется слабое и сверхслабое взаимодействие в биологии и медицине и проблема КТ решается просто.

Перенапряжения, возникающие на индуктивности (оперативная память) и на ёмкости (рецепторы) при резонансе напряжений, обусловлены тем, что внутри цепи колебательного контура возникают относительно мощные местные колебания энергии между магнитным полем индуктивности и электрическим полем конденсатора. Это колебания между структурой оперативной памяти и рецепторами. Например, колебания между протоном и электронной оболочкой в атоме водорода. Такое явление резонанса напряжения свойственно всем атомам – между ядром и электронной оболочкой.

В любой момент времени при резонансе напряжений общее количество энергии, ЗАПАСАЕМОЕ в электрическом и магнитных полях резонансного контура, постоянно (внутренний гомеостаз живой системы). Оно равно максимальному количеству энергии, запасаемой магнитным полем индуктивности (оперативной памяти) ИЛИ электрическим полем конденсатора (рецепторной системой).

При резонансе напряжений колебательный контур живой системы (любое биологическое существо, любой атом и вещественная форма) по отношению к внешнему информационному полю является чисто активной системой. И в этом случае СЛАБОЕ внешнее электромагнитное поле посылает в электрическую цепь структуры организма только ту энергию, которая нужна для покрытия активных потерь.

Что же касается энергии, потребной для сохранения магнитного поля индуктивности (сохранение знаний структуры памяти), и энергии, потребной для создания электрического поля конденсатора (рецепторное электрическое поле), то внешнее электромагнитное поле разгружен от них. Это вызвано тем, что индуктивность и конденсатор (память и рецепторы) взаимно обмениваются энергией. Тем самым Жизнь данного элемента может длительно сохраняться при отсутствии внешнего электромагнитного поля нужного диапазона частот, что мы и наблюдаем на примере, например, атомов или вирусов.

Чем меньше активное сопротивление данного элемента живой и последовательной колебательной системы, те при прочих равных условиях будут мощнее электромагнитные колебания в цепи контура при резонансе напряжений. Тем большим количеством энергии обмениваются оперативная память (индуктивность) и рецепторы (конденсатор).

Индуктивное и емкостное сопротивления при резонансе напряжений порознь равны волновому сопротивлению электропроводной цепи контура. Тем самым находим объяснение избирательного взаимодействия формы вещества с внешними электромагнитными полями. Каждому виду живых существ нужна своя персональная гармоника электромагнитного поля, своя поляризация (угол наклона вектора электрического поля). Поэтому все формы вещества взаимодействуют под некоторым углом к внешнему полю.

Затухание полезного сигнала (невежество) в последовательном колебательном контуре численно равно отношению величины напряжения внешнего электромагнитного поля к величине падения напряжения на индуктивности (оперативная структура памяти) или на конденсаторе (рецепторе).

При исследовании резонансных явлений и определения добротности (жизнеспособности) живых колебательных систем важную роль играет зависимость действующего значения токов и напряжений в колебательном контуре от частоты внешней электромагнитной волны, от параметров индуктивности (структуры памяти) и ёмкости (рецепторная ёмкость) колебательной системы.

Рис.7. Резонансная кривая тока последовательного колебательного контура.

Посмотрим, как зависит величина действующего тока в последовательном колебательном контуре в зависимости от частоты сигнала внешних полей при неизменной величины их напряжения.

Величина тока I = U/ √ r 2 + (ωL – 1/ωC) 2

— ток равен отношению величины приложенного напряжения к корню квадратному из суммы активного сопротивления в квадрате и разности индуктивного и емкостного сопротивления в квадрате.

Не изменяя никаких других параметров (индуктивности, ёмкости, напряжения, активного сопротивления), будем изменять только частоту колебаний внешней электромагнитной волны т нуля до бесконечности.

Так при ω = 0 (смотри формулу) подкоренное выражение будет равно бесконечности. Следовательно ток будет равен нулю, тока не будет. В этом особенность всякой колебательной системы: нет внешней частоты, нет внешнего поля, не будет и живых колебательных систем.

Далее полагаем, что частота равна бесконечности. Подкоренное выражение равно бесконечности, и ток равен нулю. И опять, при бесконечно большой частоте и бесконечно малой длине волны не возможны колебательные процессы жизни.

Выберем такое состояние, когда индуктивное сопротивление структуры памяти равно емкостному сопротивлению рецепторов: ωL = 1/ωC

И тогда из формулы видно, что при равенстве сопротивлений индуктивности и ёмкости ток будет иметь максимальное значение. Смотри график Рис.7. Следовательно, сама частота

ω = ω₀ = 1/√LC. И тогда собственная частота незатухающих колебаний будет равна

Величина максимального тока в контуре будет равна отношению напряжения волны к величине активного сопротивления. Поэтому не надо сопротивляться закону природы, надо спокойно ему следовать, и тогда жизненные токи будут максимальными (рис. 8).

Рис. 8. Резонансная кривая тока: 1 – при малом затухании, малом активном сопротивлении. 2 – при большом активном сопротивлении, большое затухание тока жизни.

Резонанс токов

Резонансом токов называется такой режим в цепи переменного тока параллельного колебательного контура, когда индуктивность и ёмкость подсоединены параллельно к внешнему источнику синусоидального напряжения (рис.6), при котором ток в неразветвлённом участке электрической цепи и напряжение внешнего источника энергии, совпадают по фазе колебаний.

Параллельный колебательный контур является замкнутым контуром тока, он тождественен замкнутому элементу памяти. Вспомним, что последовательный колебательный контур является разомкнутым контуром по отношению к внешнему электромагнитному полю, которое является источником электрического напряжения для входных чувствительных систем.

Резонанс токов возникает в параллельном колебательном контуре тогда, когда реактивные составляющие проводимости параллельных ветвей с индуктивностью и ёмкостью численно равны друг другу. Тогда ток в неразветвлённом участке цепи при резонансе токов равен сумме активных составляющих токов в параллельных ветвях. Но в ветви с ёмкостью активная составляющая равна нулю, поскольку в ней активное сопротивление равно нулю. И тогда ток в неразветвлённой части будет равен активной составляющей тока в цепи с индуктивностью (в структуре памяти). Но активное сопротивление в цепи с индуктивностью значительно меньше реактивного индуктивного сопротивления. И ток в параллельных ветвях оказывается во много раз больше тока в неразветвлённом участке цепи контура.

Тем самым можно считать, что при резонансе токов в структуре памяти, а она тождественна параллельному контуру, резко увеличивается БЫСТРОТА МЫШЛЕНИЯ. Если при резонансе напряжения во входных устройствах организма (органы чувствования) происходит многократное усиление слабых электромагнитных сигналов, и мы решаем проблему КТ биологии, то при резонансе токов мы решаем проблему быстрого мышления.

Определим резонансную частоту, т.е. частоту, при которой при заданных параметрах индуктивности, ёмкости и активного сопротивления наступает резонанс токов. На практике чаще всего имеют дело с резонансными контурами, в которых активное сопротивление в параллельной цепи с ёмкостью отсутствует, а в цепи с индуктивностью активное сопротивление r₁ значительно меньше индуктивного сопротивления ωL. В этом случае резонансная частота определяется по той же формуле, что и для резонанса напряжений: ω₀ = 1/ √LC.Читается, как единица, делённая на корень квадратный из произведения индуктивности на величину ёмкости. При резонансе токов токи в параллельных ветвях равны между собой.

Рис.9. Схема резонансного контура без активного сопротивления в цепи с ёмкостью.

Важной особенностью резонанса токов в параллельном колебательном контуре является то, что реактивные составляющие токов параллельных ветвей компенсируют друг друга, а токи в этих ветвях обычно значительно превышают ток в неразветвлённой части (общая цепь сети), то этот электрический резонанс и назван резонансом токов.

Вывод. Токи в параллельных ветвях резонансного контура I₁ и I₂ (смотри рис.6) при резонансе токов порознь во столько раз больше тока I₀ неразветвлённого участка контура, во сколько раз волновое сопротивление контура ρ = √L/C , больше его активного сопротивления r.

Добротность или качество контура Q = ρ/r₁ (рис.9). И тогда добротность контура – это величина, показывающая, во сколько раз ток в резонаторе (резонансный контур) больше тока неразветвлённой части цепи при резонансе токов. I₁/I = I₂/I = Q (рис.6). Качество резонаторов достигает большой величины (1 000 и более), поэтому важно знать условие резонанса токов в параллельном контуре.

В этом одно из важнейших свойства структуры памяти – резонансное узнавание информации и быстрота мышления.

В отличие от резонанса напряжений (в чувствительных системах) при резонансе токов в структуре памяти сумма энергий электрического и магнитного полей контура памяти не является величиной постоянной. Это означает, что имеются такие моменты, когда электрическая или магнитная энергия полей контура расходуются частично или полностью в активном сопротивлении контура памяти.

Имеются и такие промежутки времени, когда источник энергии питания памяти -чувствительная система -пополняет запас энергии, израсходованный электрическим и магнитным полями контура. Однако обмена реактивной энергией между чувствительной системой и магнитной энергией структуры памяти в параллельном контуре не происходит. Последовательный колебательный контур чувствительной системы в общей сложности за один период колебаний доставляет в контур памяти такое количество энергии, которое было израсходовано в активном сопротивлении контура – на нагревание при мышлении и на излучение электромагнитных волн мыслей.

Удивительно то, что работа головного мозга человека, обеспечиваемая ретикулярной формацией продолговатого мозга как источником электрического поля, до деталей в точности тождественна работе технического параллельного колебательного контура при резонансе токов[2].

В реальности каждый человек ощущает это явление каждую ночь в режиме так называемого быстрого (или парадоксального) сна. Нейроны мозга в режиме отдыха тела (при отключении органов ощущения) питаются энергией ретикулярной формации. А в режиме бодрствования органы ощущения напрямую подзаряжают ретикулярную систему, и так повторяется всю жизнь. Мозг не может мыслить без энергии, ретикулярная формация не может сама вырабатывать электрическую энергию, ей нужна система чувствования, способная взаимодействовать с электромагнитной средой, преобразовывая излучения в токи той же частоты, свойственной данному виду живых существ. Поэтому в природе существует главный закон – закон сохранения и развития жизни, осуществляемый через процесс познания законов природы и сохранения этих знаний.

В заключении рассмотрим,как изменяются реактивные токи: I₁ в параллельной ветви с индуктивностью; I₂ в параллельной ветви с ёмкостью; и общий ток I в неразветвлённой цепи колебательного контура в зависимости от частоты вынужденных колебаний ω. Рассмотрим это для реального случая, когда активное сопротивление спиральной структуры памяти мало, а в цепи накопителя энергии оно вообще равно нулю (рис. 10).

Рис. 10. График изменения токов I₁; I₂ в параллельных ветвях колебательного контура и общего тока Iв зависимости от угловой частоты ω.

Ток в параллельной ветви с индуктивностьюI₁ (а это ток элемента памяти) изменяется в зависимости от частоты вынужденных колебаний по гиперболическому закону. При ω = 0 ток в этом участке равен отношению напряжения к малой величине активного сопротивления в индуктивной цепи. А при ω → ∞ ток I₁ стремится к нулю.

Это означает, что ток в структуре памяти I₁ с ростом частоты вынужденных колебаний уменьшается до полного прекращения. Поэтому-то высокочастотные колебания, поступающие из внешней среды, вредны для структуры памяти – она прекращает мыслить. С ростом частоты внешних сигналов память перестаёт реагировать на них, она не различает их изменения, не развивается и полностью от них отключается.

У чувствительных систем с ёмкостными свойствами, наоборот, с ростом частоты вынужденных колебаний внешней среды растут токи I₂ до бесконечности, что гибельно для самих элементов. При малой частоте колебаний внешней волны рецепторы не воспринимают эту волну, они теряют бдительность, не замечая изменений.

Это также говорит о том, что чувствительная система начинает своё развитие с высокочастотных сигналов, постепенно переходя к более низким частотам. Книга жизни читается с начала, а не с конца, путём логического считывания информации с нарастанием её смысла, т.е. с нарастанием длины волны.

Когда в поведении людей отмечается быстрота разговорной речи, следует видеть конец их эволюции.

Как зависит течение токов в параллельном колебательном контуре, особенно в индуктивной его части, при неизменной частоте напряжения, идущего от чувствительной системы, но при этом изменяется величина электрической ёмкости? Другими словами, как реагирует структура памяти на величину электрической ёмкости её источника питания в условиях неизменной сигнальной информации среды? Ход изменения токов представлен на рис. 11.

Рис. 11. График изменения токов в структуре памяти (в виде параллельного колебательного контура) в зависимости от изменения электрической ёмкости от нуля до бесконечности.

Ток в индуктивном элементе памяти I₁ = U /ω₀L

не зависит от величины электрической ёмкости (от размеров источника питания) в параллельно ветви контура при постоянстве действующего напряжения вынужденных колебаний со стороны чувствительной системы.

Ток в ёмкостной цепи I₂ растёт с ростом величины самой ёмкости: I₂ = UωC. При этом структура самой памяти не берёт тока больше, чем это ей надо. Сама природа показывает, что элита от природы даже при нарастании всяческих благ, нарастании жизненной энергии (источников питания) не берёт для себя излишеств, довольствуясь номинальной потребностью. Общая потребительская корзина I (рис.11) сначала падает до оптимального уровня роста источника питания C₀, а потом стремительно нарастает. А разум говорит, что ему не требуется больше того, что необходимо. Потребительский спрос растёт там, где мало ума, нет опыта жизни, чем больше имеют, тем больше хочется иметь.

Мыслит или не мыслит каждая форма вещества? Косвенным доказательством мышления у каждой формы вещества служит наличие частоты собственных незатухающих колебаний,наличие собственного источника энергии питания у каждой структуры памяти. Затраты энергии на мышление компенсируются энергией источника питания. Если есть источник питания, значит,форма вещества мыслит, какой бы малой она ни была!

Непрерывная мысль состоит из дискретных её единиц. Наименьшей формой вещества, обладающей наименьшей порцией мысли, является универсальная форма дейтерия – соединение последовательной колебательной структуры атома водорода и параллельной колеблющейся структуры нейтрона (универсальный элементарный квадруполь). Атомы химических элементов представляют собой отдельные «буквы общей Азбуки»жизни, из них слагаются слоги, слова, предложения, тексты, течёт мысль, воплощаясь в формы материи.

Вывод

Поскольку все формы вещества и излучений имеют одну и ту же электромагнитную природу происхождения, то все они являются колебательными системами. Все внутренние процессы в колебательной системе, состоящей из структуры памяти (индуктивности) и чувствительной оболочки (рецепторы с электрическими свойствами) являются электромагнитными. Поэтому делаем вывод: жизнь имеет электромагнитное происхождение.

Рис. 12. Эквивалентная схема живой вещественной системы.

Последовательный колебательный контур L₁ C₁ — чувствительная система и параллельный колебательный контур L₂ C₂ – образуют единое целое, живую структурную форма вещества.

Два Начала, одно с магнитными свойствами индуктивности, а другое с электрическими свойствами,образуют целостную структуру, готовую к ритму колебательного процесса. Готовую, но ещё не колеблющуюся.

Данная система возбуждается, в полном смысле слова – оживает, с приходом в область её пребывания электромагнитной волны соответствующего диапазона частот. Порция энергии волны вдохнула жизнь в данную форму, и в ней возникает волнообразный процесс перекачки энергии от электрической ёмкости к индуктивной спиральной форме памяти и обратно от индуктивности к ёмкости без участия внешнего поля волны. Началась самостоятельная жизнь данной формы вещества, и этот колебательный процесс может длиться долго.

Но внешняя волна пришла снова, и своим напряжением возбудила чувствительные элементы последовательного колебательного контура, за счёт чего слабое напряжение волны усилилось в сотни тысяч раз. И усиленное напряжение без искажения смысла передаётся в параллельную структуру колебательного контура, где вызывает токи, текущие по замкнутому контуру в режиме незатухающих колебаний. Так напряжение внешней волны преобразовывается в токи структуры памяти, и хранится в неизменном виде незатухающих колебаний. Движение токов формирует магнитное поле той же формы, что и токоведущая система. Так формируется форма мысли за пределами контура токов.

Потери энергии за счёт мышления требуют компенсации от своего источника энергии, которому в свою очередь требуется подзарядка от чувствительной системы, а рецепторам нужно наличие внешнего электромагнитного поля, которое формируется генетическим центром следующего уровня иерархии форм. Так возбуждается жизнь, возникает рост и развитие под внешним управлением до уровня совершенствования, заданного геномом внешней среды.

Назначением каждой формы вещества является поддержание своих внутренних колебаний в заданном диапазоне параметров. Если в среде заметна убыль ЭМИ данного уровня, одиночные родственные элементы объединяются на том же принципе диполей, так формируются системы, способные воспринимать ЭМИ длинных волн и расщеплять их до нужного предела. Начался живой процесс. Так форма материи становится МЕРОЙ информационного содержания во внешнем электромагнитном поле

Контрольные вопросы к уроку №8

1.Почему Жизнь имеет электромагнитное происхождение?

2.В чём проявляется универсальность колебательной системы?

3.В чём разница параллельного и последовательного колебательного контура?

4.Расскажите процесс зарядки и разряда конденсатора.

5.Что такое индуктивность, самоиндукция, индукция?

6.Что препятствует быстрому заряду и разряду источника питания структуры памяти?

7.Как связано существование магнитного поля с динамикой электрических зарядов?

8.Что такое круговая частота и частота собственных незатухающих колебаний? Связь частоты и длины волны излучений через скорость света. Связь частоты колебаний со временем и пространством.

9.Что такое резонанс напряжений, где он возникает, и что он даёт?

10.Почему все чувствительные органы работают в напряжённом режиме?

11.Что служит причиной приёма и обработки электромагнитной информации без искажения во внутрь живой системы?

12.Чем объяснить индивидуальное существование взаимозависимых элементов в системе тел и систем между собой?

13.Что такое резонанс токов и кому он принадлежит?

14.Чем можно объяснить сверхслабые взаимодействия в биологии и медицине?

15.Расскажите суть БЫСТРОГО или парадоксального сна у всех млекопитающих? У кого он может ещё быть?

Нужен ли источник электрической энергии для структуры памяти? Роль белковых молекул для генома – ДНК.

[1] Индуктивность – иначе называется как коэффициент самоиндукции, количественная характеристика связи между силой электрического тока в замкнутом контуре с магнитным потоком через контур, созданным током в контуре.

Магнитная индукция – мера магнитного состояния магнитного поля, величина векторная.

[2] Цыган В.Н., Богославский М.М.,Князькин И.В., Апчел В.Я. Физиология и патология сна. СПб.: ВМА. Специальная литература. 2006. – 160с.

Что происходит при отключении источника питания, к которому подключен конденсатор в цепи?

В этот момент конденсатор начинает разряжаться, отдавая накопленный заряд другим элементам цепи.

Новые вопросы в Физика

Василь та Назар вирішили купити в квартиру туристичний газовий балон, позаяк мали електроплиту, яка наразі працює не так часто. Коефіцієнт корисної ді … ї цього балону складае 35%. На тлі великого попиту на альтернативні джерела тепла, цiни значно зросли. Тож хлопцi купили балон, але грошей вистачило лише на 1.2/0.8 кг газу. Визначте, скільки разів хлопці зможуть заварити чай у чайнику, якщо щоразу вони збирають по 2 кг чистого снігу за температури -40/-35 °С. Чай гріють у мідному чайнику масою 0.4 кг. (мається на увазі, що треба довести отриману воду до кипіння.) Питома теплота плавлення льоду (вважати сніг льодом) складає 330кДж/кг. Питома теплоємність льоду становить 2100 Дж/кг °С, питома теплоємність мiдi складає 400 Дж/кг °С, питома теплоємність води складає 4200 Дж/кг°С, питома теплота згоряння газу складає 44МДж/кгПППППППЖЖЖЖЖЖДУЖЕ ПРОШУ❗❗❗ДАЮ 100 БАЛОВ ❗❗❗​

Допоможіть з фізикоюУкажіть питому теплоту плавлення цих речовин:АлюмінійРтутьСтальОлово​
помогите прошу, пожалуйста, отдам все баллы и сделаю ответ лучшим

9. Тепловий двигун отримав від згоряння палива кількість теплоти 400 кДж і передав у навколишнє середовище 50 кДж. Обчисліть ККД цього теплового двигу … на. (балів: 2) *

Конденсаторное питание

Что то часто меня стали спрашивать как подключить микроконтроллер или какую низковольтную схему напрямую в 220 не используя трансформатор. Желание вполне очевидное — трансформатор, пусть даже и импульсный, весьма громоздок. И запихать его, например, в схему управления люстрой размещенной прям в выключателе не получится при всем желании. Разве что нишу в стене выдолбить, но это же не наш метод!

Тем не менее простое и очень компактное решение есть — это делитель на конденсаторе.

Правда конденсаторные блоки питания не имеют развязки от сети, поэтому если вдруг в нем что нибудь перегорит, или пойдет не так, то он запросто может долбануть тебя током, или сжечь твою квартиру, ну а комп угробить это вообще за милое дело, в общем технику безопасности тут надо чтить как никогда — она расписана в конце статьи. В общем, если я тебя не убедил что бестрансформаторные блоки питания это зло — то сам себе злой Буратино, я тут не причем. Ну ладно, ближе к теме.

Помните обычный резистивный делитель?

Казалось бы, в чем проблема, выбрал нужные номиналы и получил искомое напряжение. Потом выпрямил и Profit. Но не все так просто — такой делитель может и сможет дать нужное напряжение, но вот совершенно не даст нужный ток. Т.к. сопротивления сильно велики. А если сопротивления пропорционально уменьшать, то через них насквозь пойдет большой ток, что при напряжении в 220 вольт даст очень большие тепловые потери — резисторы будут греть как печка и в итоге либо выйдут из строя, либо пожар устроят.

Все меняется если один из резисторов заменить на конденсатор. Суть в чем — как вы помните из статьи про конденсаторы, напряжение и ток на конденсаторе не совпадают по фазе. Т.е. когда напряжение в максимуме — ток минимален, и наоборот.

Так как у нас напряжение переменное, то конденсатор будет постоянно разряжаться и заряжаться, а особенность разряда-заряда конденсатора в том, что когда у него максимальный ток (в момент заряда), то минимальное напряжение и наборот. Когда он уже зарядился и напруга на нем максимальная, то ток равен нулю. Соответственно, при таком раскладе, мощность тепловых потерь, выделяемая на конденсаторе (P=U*I) будет минимальной. Т.е. он даже не вспотеет. А рективное сопротивление конденсатора Xc=-1/(2pi*f*C).

Теоретическое отступление
В цепи бывают три вида сопротивлений:

Активное — резистор (R)
Реактивное — конденсатор (X_с) и катушка(X_L)
Полное же сопротивление цепи (импенданс) Z=(R 2 +(X_L+X_с) 2 ) 1/2

Да, чистые активные и реактивные элементы бывают только в теории. Например, у катушки есть индуктивное сопротивление — витки, активное сопротивление — сопротивление проволки и емкостное сопротивление — паразитные конденсаторы образующиеся между витками катушки.
Даже обычный проводник имеет какую то паразитную емкость и индуктивность.

Активное сопротивление всегда постоянно, а реактивное зависит от частоты.
X_L=2pi*f * L
Xc=-1/(2pi*f*C)
Знак реактивного сопротивления элемента указывает на его характер. Т.е. если больше нуля, то это индуктивные свойства, если меньше нуля то емкостные. Из этого следует, что индуктивность можно скомпенсировать емкостью и наоборот.

f — частота тока.

Соответственно, на постоянном токе при f=0 и X_L катушки становится равен 0 и катушка превращается в обычный кусок провода с одним лишь активным сопротивлением, а Xc конденсатора при этом уходит в бесконечность, превращая его в обрыв.

Эта зависимость от частоты также показывает почему в высокочастотных устройствах простые, казалось бы, дорожки печатной платы начинают вести себя как детали — а просто из за возросшей частоты их паразитные значения реактивных сопротивлений возрастают до ощутимых величин.

Получается у нас вот такая вот схема:

Теперь надо что-то сделать с тем, что у нас переменка. Не велика проблема — добавим парочку диодов (можно, конечно, и диодный мост, будет эффективней, но с двумя диодами проще) диоды должны быть на ток около ампера, не меньше. И чтобы обратное напряжение было вольт на 500. 1N4007, например, или похожий по параметрам:

Все, в одну сторону ток течет через один диод, в другую через второй. В итоге, в правой части цепи у нас уже не переменка, а пульсирующий ток — одна полуволна синусоиды.

Добавим сглаживающий конденсатор, чтобы сделать напряжение поспокойней, микрофарад на 100 и вольт на 25, электролит:

Но есть тут одна заковыка — у нас напряжение на нагрузке зависит от сопротивления нагрузки. Т.е. если у тебя схема, включенная вместо Rн снизила потребление тока, то соответственно напряжение на ней вырастет. А для всякой нежной электроники это черевато.

Лечится стабилитроном на нужное нам напряжение. Питать мы собираемся микроконтроллер, так что на 5 вольт:

В принципе уже готово, единственно что надо поставить стабилитрон на такой ток, чтобы он не сдох когда нагрузки нет вообще, ведь тогда отдуваться за всех придется ему, протаскивая весь ток который может дать БП.

А можно ему помочь слегонца. Поставить резистор токоограничительный. Правда это сильно снизит нагрузочную способность блока питания, но нам хватит и этого.

Ток который эта схема может отдать можно, ЕМНИП, примерно вычислить по формуле:

• F — частота питающей сети. У нас 50гц.
• С — емкость
• U — напряжение в розетке
• Uвых — выходное напряжение

Сама формула выводится из жутких интегралов от формы тока и напряжения. В принципе можешь сам ее нагуглить по кейворду «гасящий конденсатор расчет», материала предостаточно.

В нашем случае получается что I = 100 * 0.46E-6 (1.41*U — Uвых/2) = 15мА

Не феерия, но для работы МК+TSOP+оптоинтерфейс какой- нибудь более чем достаточно. А большего обычно и не требуется.

Еще добавить парочку кондеров для дополнительной фильтрации питания и можно использовать:

Еще добавил резюк на 43ом 1Вт, чтобы кондер при втыкании кондер заряжался не так быстро и не было броска тока. На печатке он здоровый такой, возле разьема.

Печатная плата простая и вопросов по ее разводке под другую форму корпуса ни у кого не возникнет. Я же ее тут сделал просто для примера, поэтому не смотрите на ее большие размеры. Я не мельчил:

После чего, как обычно, все вытравил и спаял:

Схема многократно проверена и работает. Я ее когда то пихал в систему управления нагревом термостекла. Места там было со спичечный коробок, а безопасность гарантировалась тотальной остекловкой всего блока.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

В данной схеме нет никакой развязки по напряжению от питающей цепи, а значит схема ОЧЕНЬ ОПАСНА в плане электрической безопасности.

Поэтому надо крайне ответственно подходить к ее монтажу и выбору компонентов. А также внимательно и очень осторожно обращаться с ней при наладке.

Во первых, обратите внимание, что один из выводов идет к GND напрямую из розетки. А это значит что там может быть фаза, в зависимости от того как воткнули вилку в розетку.

Поэтому неукоснительно соблюдайте ряд правил:

• 1. Номиналы надо ставить с запасом на как можно большее напряжение. Особенно это касается конденсатора. У меня стоит на 400вольт, но это тот что был в наличии. Лучше бы вообще вольт на 600, т.к. в электросети иногда бывают выбросы напряжения намного превышающие номинал. Стандартные блоки питания за счет своей инерционности его переживут запросто, а вот конденсатор может и пробить — последствия представьте себе сами. Хорошо если не будет пожара.
• 2. Эта схема должна быть тщательным образом заизолирована от окружающей среды. Надежный корпус, чтобы ничего не торчало наружу. Если схема монтируется в стену, то она не должна касаться стен. В общем, пакуем все это дело наглухо в пластик, остекловываем и закапываем на глубине 20метров. :)))))
• 3. При наладке ни в коем случае не лезть руками ни к одному из элементов цепи. Пусть вас не успокаивает что там на выходе 5 вольт. Так как пять вольт там исключительно относительно самой себя. А вот по отношению к окружающей среде там все те же 220.
• 4. После отключения крайне желательно разрядить гасящий конденсатор. Т.к. в нем остается заряд вольт на 100-200 и если неосторожно сунуться куда нибудь не туда больно цапнет за палец. Вряд ли смертельно, но приятного мало, а от неожиданности можно и бед натворить.
• 5. Если используется микроконтроллер , то прошивку его делать ТОЛЬКО при полном выключении из сети. Причем выключать надо выдергиванием из розетки. Если этого не сделать, то с вероятностью близкой к 100% будет убит комп. Причем скорей всего весь.
• 6. То же касается и связи с компом. При таком питании запрещено подключаться через USART, запрещено обьединять земли.

В общем, я настоятельно НЕ РЕКОМЕНДУЮ пользоваться такой схемой включения. И если можно от нее избавиться, то от нее нужно избавиться. Перейдя на традиционные схемы блоков питания с развязкой от сети.

Ну и, как обычно, видеосьемка процесса запуска девайса от розетки через такой вот БП:

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!

А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

250 thoughts on “Конденсаторное питание”

Melted Metal :
Хорошая статья, спасибо!
Roofwalker :
Познавательно…
Спасибо большое…

я как раз тут тоже собрал плату для ламинатора, но только по чуть другой схеме
http://atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2566.pdf
очень полезный файл

DI HALT :
О. точняк. Совсем забыл про эту аппликуху. Спасибо.

Ещё параллельно C5 следует поставить резюк примерно на мегаом. Для разрядки при отключении от сети. Иначе вилка будет током драться =)

DI HALT :

Кстати, да. Не нашлось ничего высоковольтного. Тока смдшки а они вольт до 50 вроде бы. Я то просто его после отключения разряжал отверткой.

ArgusB :
Как всегда, можно включить несколько smd последовательно. APC, например, не гнушается таким фокусом.
Mazayac :

SMD 0603 — 50 В
SMD 0805 — 150 В
SMD 1206 — 200 В
Т.е. пара последовательно включенных 1206 подойдёт.

Jael.Dace :
Тоже хотел написать об этом, а тут уже опередили))
addy92 :

В техническом оотступлении опечатался:
>Реактивное — конденсатор (XL) и катушка(Xc)
Мелочь, а глаза колит)

DI HALT :
Фиксед. Сенкс.
ZhekSooN :

Оу, Ди, а ты собрал случаем не выпрямитель с удвоением напряжения?
Вроде бы он… Херово электролитом придётся — они ведь импульсами в 600 вольт заряжаться будут!

DI HALT :
Так то он, ага. Но это если без нагрузки вообще. А под нагрузкой там напряжение не выше 5 вольт.
DI HALT :

Причем, даже если снаружи ничего не цеплять нагружаться он будет через зеннер, что вполне достаточно чтобы не нажирать потенциал.

Спасибо. необходимость в такой схеме один раз была, но тогда я забил. Теперь есть повод подумать, как эту схему защитить от неправильного втыкания в розетку

DI HALT :
А ее пофигу как втыкать в розетку.

да, блин, вот затупил-то я 🙂 в голове мысли о защите от переплюсовки с этой схеме как-то интересно пересеклись

_riko_ :

кстати, везде пишут что надо втыкать такую схему точно по фазе, то бишь, фазовым проводом в резюк с кондёром….
это до фени 🙂
Я цеплял и так и так… все работает 🙂

Работать хоть как будет. Просто когда схема на «0» проводе (фаза через конденсатор), меньше вероятность получить удар током, если случайно лапнешься. Но расслабляться все равно не стоит, когда — нибудь да перепутаешь.

Два но:
1) 1N5819 — шотки, не выдержат приложения напруги сети.
2) Перед кондером надо резистор ом на 47-150, чтоб ограничить ток зарядки в момент включения, ну и зашунтировать его мегаомом.

_riko_ :
у меня кстати стоят именно они )) 1N5819
и ничего 🙂 не потеют …

Один раз вспотеют, вспомнишь что я тут говорил.
Пустой кондер равен КЗ при включении, так что очень можно приложить 310в к диоду расчитанному на 40.

В такой схеме диод в обратном направлении всегда зашунтирован чем-то, ограничивающим на нем напряжение. Так что в советских зарядниках спокойно стоят КД521 и не дохнут. Правда, если снять нагрузку, то обратный диод вылетит.

ljerry :

> Пустой кондер равен КЗ при включении, так что очень можно
> приложить 310в к диоду расчитанному на 40. А вот с этого места поподробнее, пожалуйста. Откуда там на любом из диодов возьмется обратное напряжение больше 40 вольт? Насколько я понимаю, наихудший случай для включения — при наличии на входе +310 вольт (пик положительной полуволны). Тогда ток (пиковое значение 310 В / 43 Ом = 7.2 А) пойдет через R1, C5, верхний диод и электролит. Обратное падение на нижнем диоде сложится из прямого напряжения на верхнем диоде (1 В при 7 А для 1N5819) и напряжения на электролите. Как вы думаете, может на кондере выделиться 39 вольт или больше? Да его пробьет раньше диода… Короче, мое имхо, что и 1N5819 будут нормально работать. Сразу оговорюсь: это справедливо, если схема исправна. В случае обрыва нижнего диода у верхнего возникнут серьезные проблемы, вслед за которым может выгореть и электролит. Но последний сгорит и в том случае, если оборвется R2, но это почему-то никого и не волнует…

Имелся ввиду обратный диод, при отрицательном напряжении шунтировать его некому. Верхний диод в принципе может быть любым это да, но опять же в случае ‘схема исправна’.

Он зашунтирован нагрузкой. А если схема с питанием прямо от сети неисправна — там обычно весело вылетает все, и последним — предохранитель.

ljerry :

> Имелся ввиду обратный диод, при отрицательном
> напряжении шунтировать его некому. При отрицательном напряжении его не надо шунтировать, он сам себя замечательно зашунтирует. По напряжению его может пробить только на положительной полуволне, но для этого электролит должен быть перезаряжен по самое не балуйся

ljerry :

Ну и вдогонку хочу сказать, что хотя правильно собранная схема и будет прекрасно работать с низковольтными диодами, но все-таки правильнее в ней использовать высоковольтные. Таким макаром на халяву достигается повышение надежности схемы, что для новичков будет очень важно. Возможно, в статье имело бы смысл указать, что при исправной схеме высоких обратных напряжений на диодах не будет, но в случае отказа они появятся, для чего и поставлены высоковольтные диоды. Ну и пользуясь случаем, хочу выразить DI HALT’у респект за этот сайт, всегда очень приятно почитать на досуге 🙂

DI HALT :

Он прав. Нельзя туда ставить 1N5819, у меня опечатка, а в реальной схеме, та что на фотках, стоит 1N4007. Щас поправлю

DI HALT :
А ты уверен что именно они?
DI HALT :

Резюк чтобы не искрило при включении там и так стоит, на схему поленился его добавлять. А вот с диодами ты прав. Попутал я. В схеме у меня стоит 1N4007. Пофиксил.

Выдержат. Ибо напряжение ограничено стабилитроном на выходе моста. Проверено практикой.
А кто не верит — пусть идут курить матчасть.

Вопрос по резюку, а почему его ставят именно так, тоесть так он будет работать постоянно.
Почему его не поставить перед стабилитроном, так чтобы он нагружался только когда стабилитрон работает?

DI HALT :

СТабилитрон задает нам напряжение выходное. Собственно для этого он там и нужен. А если поставить его перед стаблироном, то на схеме будет напряжение
стабилитрон+резистор и это будет равносильно тому, что стабилитрона там нет вообще.

Спасибо за статью! Просто и доступно!
Я вот только не понял: эту схему вообще нельзя включать без нагрузки?
DI HALT :
Когда нагрузка не подключена ее роль выполняет стабилитрон с резистором

Добавил бы, что хорошо обезопасить себя и схему от случайного коротыша с фазы на землю можно (только) во время отладки с помощью трансформатора с 1:1 (или близко). Эта мера, конечно, не спасет схему от коротышей. Мощность транса должна быть подходящей. Для поделок достаточно небольшой мощности — с десяток ватт.

Выходные кондеры не очень хорошо разведены. Схема конечно не импульсная, но все же…
Ну и добавь в схему разрядный резюк, пусть даже у тебя и нету подходящего.

P.S. А польза от керамического и вовсе стремится к нулю. Его надо прямо у клемм ставить, и не на аппендиксах. А лучше — у МК, источник не импульсный, так что поглощать ВЧ пульсации в петле выпрямителя тут не надо.

«источник не импульсный, так что поглощать ВЧ пульсации в петле выпрямителя тут не надо.»
Зато в сети полно импульсных помех. А потом удивляются, когда схемы сбоят на каждый щелчок выключателя или утюга.
Кстати, импульсные помехи в такой схеме, в отличие от нормальных источников питания, не делятся на делителе, а шуруют через емкость напрямик на выход, поскольку для частот порядка мегагерц сопротивление конденсатора С1 почти нулевое, а электролиты их не отрабатывают. Поэтому помехоустойчивость их хреновая. И нужно тщательно продумывать монтаж.

Хм, кстати, да. Тогда тем более кондеры не на месте, да и выходные клеммы я бы поставил с другой стороны.

Спасибо за статейку — давно ждал чтото подобное 🙂
Небольшой офф: хочу управлять лампочкой в комнате, но не накаливания, а энергосберегайку. Вобщем как рулить мощной индуктивной нагрузкой, симистором вроде нельзя? 🙂

LightStar :

«энергосберегайку» . Какие симисторы? — вообще ничем рулить нельзя. Их даже нельзя включать выключателями со световым индикатором! http://uaprom-image.s3.amazonaws.com/180016_w100_h100_vs2011bbsm.jpg («лампочка» в нём маленькая — она светится когда цепь разомкнута, цепь замкнул — погасла.)
Ну а я всё-равно включил)))) хоть тама и было написано что низя!
Фейерверка не было — наблюдались слабенькие помигивающие действия энергосберегайки.

ReVEraNT :

Реле, батенька, реле 🙂 Никакиого плавного регулирования не выйдет
А вообще есть такие лампы с подписью dimmable — т.е. диммерные — регулируемые, их можно и регулировать.

И как они регулируются? Обычным диммером или специально подключаемой крутилкой?
Spirit :

А можно конкретные модели/марки таких ламп, которые можно купить в России? А то это как раз один из факторов, останавливающих меня от их применения вместо ламп накаливания.

Что значит рулить? Включать/выключать — можно, регулировать яркость — нет. Для регулировки яркости нужен специализированный балласт. И каким боком лампочка относится к индуктивной нагрузке?
>Фейерверка не было — наблюдались слабенькие помигивающие действия энергосберегайки.
Так и должно быть — утечка через светодиод приводит к накоплению заряда на кондере, когда там накапливается достаточно для запуска генератора — лампа вспыхивает. Впрочем, это верно только для китайского дерьма. В нормальных лампах или энергия кондера будет сожрана позистором, или кончится раньше чем генератор выйдет на резонансную частоту (в случае продвинутых балластов на ИМС).

DI HALT :

ЭХХ ГДЕ БЫ еще купить нормальную сберегайку. А то у нас только говно вроде Космос, Электростандарт, Старт. Блин, ну хоть бы GE или Osram продавали где — так нету нихрена!

Иногда попадаются. У меня сейчас стоят OSRAM и NAKAI. PHILIPS изредка попадается.
Чаще всего кстати попадается Camelion. Говно фееричное, они не доживают даже до перегорания накала — начинают глючить.
В принципе, установкой позистора полусъедобное дерьмо вроде космоса допиливается до сносного.

DI HALT :

Во, хамелион еще, ага. И Майсан какой то. Проблема еще в том, что они, суки, делают в неразборном корпусе, а ломать его так такое ощущение что 99% стоимости это корпус.

Ну почему неразборном? Он на защелках. Хотя, у осрама стеклонаполненная пластмасса, хрупкая зараза шо пипец. Но китайцы-то как раз разбираются легко.
Чуть сложнее с космосом — у них очень короткие выводы лампы и они не дают разнять половинки корпуса. У них нужно сперва снять цоколь — убираем припой с центрального контакта, пока не освобидится запаянный в него провод, затем высверливаем запрессованные точки, которые фиксируют цоколь и затем просто откручиваем его. Далее лампа без проблем разбирается как обычно.
Кроме Camelion’а стоит сказать пару ласковых про ComTech — они сгорают чуть ли не быстрее чем Camelion’ы.

DI HALT :

У мну щас валяется электростандарт на 35W вот его бы вскрыть, лампа здоровенная, светит как прожектор, но сука как нагреется начинает моргать часто часто. И корпус наглухо заклеен, словно литой и из такого неубиваемого пластика что я даже не знаю как бы его аккуратно так вскрыть, чтобы не разбить трубки.

Электростандарт не видел, если заклеен то да, вскрыть будет затруднительно… Попробуй отколупать цоколь, может будет видно откуда можно подступиться.

ReVEraNT :

DI, были OSRAM и вроде даже dimmable в троительном магазе на Артеллерийской (забыл как называется, но помню где он)

mtoropov :

В теоретическом отступлении:
«Полное же сопротивление цепи (импенданс) Z=R+XL+Xс» Насколько мне помнится, Z = (R^2+(XL+XC)^2)^1/2, т.е. вычисляется по т. Пифагора. Может и мелочь для кого-то, а мне дак сразу в глаза бросилось.
ЗЫ: в данной ф-ле так же берутся XL и XC разных знаков.

DI HALT :

Блин, по привычке написал в векторах 🙂 Спасибо за уточнение, поправил. А по поводу знака — у нас было так, т.е. минус выносился сразу же, чтобы сумма векторов выглядела логичней, именно суммой.

>Желание вполне очевидное — трансформатор, пусть даже и импульсный, весьма громоздок.
Ну, на 5В 15мА трансформатор всяко будет меньше этого конденсатора. И даже вся схема в сборе. По крайней мере в крону импульсник запихивали спокойно, выдавал он 9В и 30-50мА. Другое дело когда развязка не нужна, а делать импульсник впадлу, ибо дороже и сложнее.

С TOP Switch или TyniSwitch ватт до 30 габариты будут меньше спичечного коробка, плюс имеем стабилизацию порядка 1% при входном напряжении от 90-150 до 260-270v.
И офигенный КПД. Не забывайте, что в обсуждаемой схеме ток потребления от 220v равен (или больше) току нагрузки! Допустим, надо 20мА при 5v. Выходная мощность = 100мВт. Потребляемая от сети ~4,5вт! Вроде мелочь, но она будет потреблять круглые сутки. за месяц имеем 4,5*24*31 ~3,3КВтчас! А если оно не одно, а в каждом выключателе? Причем, перевод процессора в спячку не поможет — ток надо держать постоянно, иначе взорвутся конденсаторы фильтра, поэтому его будет жрать стабилитрон, превращая в тепло. Причем ток надо брать с запасом, чтобы не влияли понижения напряжения в сети.
В схемах же с трансформатором и импульсных потребляемая от сети мощность будет равна выходной, деленной на КПД, и при той же нагрузке 5v 20мА будет даже при КПД 70% = 0,1Вт/0,7 ~0,143Вт! или ~0,106КВтчас в месяц! А КПД современных импульсных схем может быть и более 90%. Плюс к тому полная гальваническая развязка от сети. Кроме того, например, обратноходовые преобразователи имеют прекрасную защищенность от сетевых помех. (У них энергия поступает во вторичную цепь, когда ключ закрыт, а когда ключ открыт — закрыты диоды выпрямителей). Высоковольтный конденсатор получается небольшого размера (примерно 1мкФ на ватт выходной мощности), потому что работает на постоянном напряжении, и используется электролитический. При работе на 100КГц трансформатор для мощности 25-30вт можно сделать на феррите Ш5х5 размером 25х25х15мм (вместе с обмотками). Первичная обмотка порядка 100-150 витков, намотать не проблема. Деталей немного. А для мощности 5-8Вт хватит и ферритового горшка диаметром миллиметров 10-12. TOP Switch до 25вт выпускаются как в TO220, так и в DIP 8 корпусе.

DI HALT :
А для топсвитча можно купить трансформатор или же только самому мотать?
Mr_Pink :

Например трансформатор POL-30030 вроде для них. В даташите на него него есть схема на TOP227Y. Недавно сам сталкивался с преобразователем на этом трансформаторе, только там использовалась TOP249Y

Насчет готовых трансов не знаю, но у нас в продаже уже года два есть сердечники типа E с сечением среднего стержня от 3х3 до 10х10 и более мм, с ними в комплекте идут пластмассовые каркасы с количеством выводов от 8 до 12 и более, в зависимости от размера. Мотать не проблема. Я мотаю первичку проводом ПЭЛШО 0,15 — 0,35мм, без прокладок между слоями. Между обмотками — фторопластовая лента или лакоткань. Вторичка — жгутом из 8-20 и более проволок ПЭЛ 0,15-0,25, чтобы набрать нужное сечение (снимал токи до 10А). Обмотка связи — МГТФ 0,07. Кроме E и Ш использую также круглые или квадратные горшки ферритовые от 12 до 40х40мм.

DI HALT :
Мне мотать не улыбается, потому как я тут о серийном девайсе задумался… Вот ищу готовое решение

Ну, при серийном изготовлении, я таких за день штук 50 намотаю, не сильно напрягаясь. Когда — то аналогичные, только на кольцах, для полумоста, с скруглением углов кольца, покрытием БФ-2, обмоткой кольца лакотканью, пропиткой, просушкой и прочими операциями, мотал по 10 и более трансов за рабочий день.
Из готовых у нас продают много разных блочков питания от какой-то аппаратуры.
Вот, например, у меня в руках: PASSTEK-A12DVD. AC90V-AC265V 47Hz-63Hz
+5V 1,8A; +12V 200mA; -12V 200mA; -21V 150mA; ~3,3V 100mA. Платка 125х45х20мм.
Выход — 2 разьема — 5 и 7 ног, шаг 2,5мм, сеть 2 разьема по 2 штырька шаг 5мм. Обратная связь через оптрон, на выходах 4 диода Шоттки. Ферритовый транс 25х20х20мм, вроде Ш5 или E25. В сетевом фильтре 2х обмоточный дроссель 15х10х15мм на 2х секционном каркасе с П-образным ферритом. Электролит на входе 22мкФ 400v D=15 H=22мм. На выходах 6 электролитов и дроссель. На плате: http://WWW.LUOLIN.CN. Стоимость не помню. Вроде не то 300, не то 500 тенге (2-4 бакса, не больше). Есть в продаже и меньше размерами. Этот вроде от какого-то DVD плеера, судя по обозначению.

Там мотать-то, я дольше концы провода лужу чем мотаю. Это при том, что мотаю виток к витку.
А вот с доступностью моточного провода у нас в городе проблемы.

наверное тут можно подобрать(не имею ничего общего с этой конторой) что-то из трансофрматоров для topswitch http://microchip.ua/index.php?page=sale_prod.php&p=2&tip=plsip&l=rus

>С TOP Switch или TyniSwitch ватт до 30 габариты будут меньше спичечного коробка
Да ну? На 30Вт нужно кондер 33/400 и транс на Е25 минимум. У меня плата на топсвитч на 50Вт получилась 40х78, да и в высоту не менее 40 из-за кондеров. И это без оптрона, со стабилизацией по обмотке смещения.
>при той же нагрузке 5v 20мА будет даже при КПД 70% = 0,1Вт/0,7 ~0,143Вт!
Это не так просто, при малых нагрузках КПД того… Из самой свежей рассылки от PI:
>New Reference Design Keeps LCD Monitor Standby Usage Under 80 mW
>Delivering 30 mW, design easily meets Ecodesign Directive and ENERGY STAR standby specs
Это 5В 6мА получается, КПД 37%.
>Потребляемая от сети ~4,5вт! Вроде мелочь, но она будет потреблять круглые сутки. за месяц имеем 4,5*24*31 ~3,3КВтчас
Счетчики же вроде активную мощность считают, или нет?
>При работе на 100КГц трансформатор для мощности 25-30вт можно сделать на феррите Ш5х5 размером 25х25х15мм (вместе с обмотками)
Мне PI Expert такой сердечник уже для 8Вт насчитал, для TinySwitch 2 (хотя, они вроде 66кГц, но если я правильно понимаю суть флайбэка — на 100кГц он передаст в полтора раза больше).

Вот данные из статьи «Трансформаторы для TOPов»: http://caxapa.ru/sch/trans.html
«5wt-TOP221 и EFD15; 10wt-TOP222 и EFD20; 20wt-TOP223 и EFD25; 40wt-TOP224-TOP225 и ETD29. Имеется в виду не пиковая, а постоянно рассеиваемая мощность в нагрузке.»
Другие публикации и мои эксперименты дают аналогичные результаты.
Современные счетчики считают как активную, так и реактивную мощность.
Плата зарядного устройства для автомобильного аккумулятра на 12в 77Ач, сделанного мной года 3 назад, имеет размер 100х100мм, с TOP227 и горшком 40х40мм. Выдает в длительном режиме 15v 8,5А при напряжении сети от 160в и выше. Можно снять и 15v, 10А, но тогда грелась демпферная цепочка с ограничительным диодом, кажется, 0,6KE200 + UF5408. На выходе сдвоеный диод Шоттки MBR3045PT (просто был под руками). Плату можно было сделать меньше, до 70-80мм, просто у меня была подходящая коробка под этот размер. На TOP и MBR — небольшие радиаторы в виде алюминиевых уголков. Работало без вентиляторов. Конденсатор на входе 180мкФ 450v + 0,1мкФ пленочный, на выходе 3300мкФ 25v + 1мкФ КМ6. Высота конденсаторов была не больше высоты горшка (~мм35).

ETD29 — это далеко не Ш5х5 (и близкий ему Е19). По объему он раза в 4 минимум больше — вдвое выше и раза в полтора шире и толще (вместе с каркасом, по сравнению с Е19). Сечение больше в пи раз — керн диаметром 10мм.
EFD25 — тоже не Ш5х5, крупнее. Тем более это малогабаритный магнитопровод, у него сечение больше чем у Ш/Е аналогичных габаритов.
EFD20 — по видимому ближе всего к Ш5х5, ну и мощность — не 30Вт.
>Плата зарядного устройства
Ну это неудивительно, размер с ростом мощности растет не слишком быстро.
Кондеры у меня 30, и это не мешает им нагло торчать из платы, возвышаясь над всем остальным 🙂 Транс на сердечнике ETD29, точнее его половине и пластине-замыкателе вместо второй половины, низкопрофильный. Полный почти вдвое выше.

Кстати, для малой мощности есть линейка LinkSwitch, он умеет работать не только флайбэком, но и чоппером, схема получается дешевле и компактней. Вот только все эти микросхемы таки не так дешевы.

Я использую обычно TOP221-227, и TNY253P, TNY266P, они у нас не больше 1,5 — 2 долларов, и схема проще, чем с LinkSwitch.

Да я бы не сказал, что у тини проще. У линка последнего даже оптопара и клампер не нужны. Правда, зато нужна обмотка смещения.

Sergius77 :

Какие 4,5 Вт? У конденсатора сопротивление реактивное! На нем нет потерь энергии! Энергия будет теряться только в цепи 10В. Поэтому марш учить основы электротехники. А если не знаешь, то лучше не позорься своими «знаниями». Дезинформация в любом виде – большое зло.

DI HALT :

Во-первых SWG уже несколько лет как умер. А во-вторых, он был матерейший электронщик профессионал старой школы (ему за 60 лет было), проработавший в связи не один десяток лет и о его квалификации красноречивей всего говорят его преподробнейшие ответы на нашем форуме. И матчасть стоило подучить бы вам. Во первых конденсатор не идеальный и у него потери будут не только реактивные, но и активные. А еще потери будут за счет тока стабилитрона. Если бы вы собирали такой источник, то заметили бы, что он под нагрузкой довольно ощутимо греется на вскидку как раз на 2-4 ватта.

Михаил :

Печально. Сижу сейчас штудирую этот сайт, все его ответы читаю с большим интересом.
2-4 ватта выделяются на конденсаторе? Стабилитрон-то хиловат с виду для такого нагрева.

Товарищ, у вас явные проблемы с матчастью. Вы не знаете, чем отличается активная мощность от реактивной.
Так вот, с конденсаторным блоком питания будет потребляться мощность нагрузки + потери на выпрямителе + потери на демпферном резисторе. Мощность на конденсаторе (напряжение на конденсаторе, умноженное на ток в цепи) — РЕАКТИВНАЯ. Она бытовым счётчиком не учитывается.
В то же время КПД импульсных источников питания малой мощности обычно не более 60-70%, и то в лучшем случае. КПД конденсаторного БП выше, пожароопасность ниже (ибо ломаться там нечему, если детали качественные).

DI HALT :

Он то знает. Точнее знал. SWG это крутейший электронщик проработавший в связи и разработке более 50 лет. Умер в 13 году. Собственно выше я уже давал ответ на такое же «возражение». Подучите матчасть лучше вы.

iskhakov :

что то я не совсем понял, если на выходе +5 вольт, почему она током дерется. а если напряжение больше—как он плату питает?

Напряжение есть разность потенциалов. Между + и — выхода источника она 5В, а между Землей (нулем сети) и выходом все того же источника — либо 0, либо 220В — смотря какой стороной вилку воткнешь.

iskhakov :

Спасибо, теперь понял, но появилось еще два вопроса)
1.Можно ли использовать такой бп для программатора МК.
2.Как грамотно ограничить ток на выходе (как предохранитель)

1. Нет
2. Это по сути источник тока с ограничением напряжения, больше чем позволит кондер ты от него не заберешь.

DI HALT :

1. Не просто нет. А КАТЕГОРИЧЕСКИ НЕТ! В статье же прямо сказано, что ни в коем случае не использоват этот БП при работе с компом или какими либо другими интерфейсами. Комп угробишь.

Ну насчет угробишь — это смотря по тому, заземлен ли комп, каким концом включена вилка и как втыкается штекер в комп. А вот долбанет от компа запросто. Если, конечно, не будет фейерверка с вылетевшими пробками.

Кстати, руководитель радиокружка, куда я ходил, называл такие блоки «блок питания для самоубийц».
iskhakov :
все понял, спасибо большое!
tardigrade :

Хоть и через туеву хучу лет, но покритикую. Даже в таком коротком ответе некоторая неоднозначность. Вначале пишите «между + и — выхода источника» (т.е. как бы «выход» это сразу оба вывода), а потом между «выходом» и землей — что такое «выход источника» во втором случае уже смазано.
Если не ошибаюсь, то суть опасности для человека при работе с таким бп это схватиться за фазу, которая в зависимости от ориентации вилки в сети может в рамках нарисованных выше схем быть соединенной напрямую с мынусовым выходом.
Опасность контакта только с фазой для человека в обычных условиях довольно преувеличена, чему есть море подтверждения на ютубах. Меняя лампочку, не выключив свет, вы рискуете примерно так же. В условиях «обычной мск квартиры» неприятные ощущения от касания к фазе стоя на сухом полу в мягких тапках вы скорее всего не получите, это подтверждено опытом 🙂 Реальная опасность для человека при работе с такими источниками это закоротить пальцем или другими частями слабой деталькой тела сразу фазу и ноль.

iskhakov :
а для чего его можно применить? (просто схемка простая так и чешется руки ее спаять)))

Судя по вопросу — для самоубийства. Не рекомендую связываться с такими схемами прежде чем сам будешь четко понимать где ее можно применять 🙂

DI HALT :

Видел когда нибудь выключатели для освещения с пультом дистанционного управления? Которые вместо обычного встраиваются. Так вот, на место стандартного выключателя надо запихать бп, схему управления и еще силовой ключ, да не забыть конструктивную арматуру. В общем, места там ОЧЕНЬ мало. Да и сам девайс стоить должен дешево. Вот и пихают туда эти блоки питания. Но это быдлорешение. Я привел его лишь потому, что у меня часто стали спрашивать. Вот и разогнал туман, а то насобирают по другим статьям, где о ТБ ни слова, а потом поубиваются.

Ну не быдло, просто очень специализированное. От него запитывают, когда развязка не критична. Например, иногда применяется как источник питания ШИМ-контроллера в импульсном БП, на время запуска.

tardigrade :

Судя по всему это очень распространенное решение для дешевых светодиодных ламп. Например такой бп (правда еще в более упрощенном виде) внутри ламп ecola на 6 и 10 Вт с цоколем gx53. Никто не убивается.

DI, а почему у тебя никогда не бывает субтактивного рисунка дорожек? То есть когда нарисованы не дорожки, а промежутки между ними? Оно ведь как бы лучше (меньше травить, меньше затраты на травильный раствор, быстрее процесс) особенно в силовых схемах (меньше сопротивление дорожек)? Или SprintLayout не умеет так?

DI HALT :

Спринт так не умеет. Сейчас вот ищу замену спринту. Не знаю на что переходить. Критерии такие:
1) легкость создания библиотек (в игле задолбался. честное слово)
2) Возможность на лету править копонент из либы (пад там увеличить уменьшить, шаг подвинуть)
3) связка схемный редактор + PCB
4) бесплатность, не хочу возится с кряками.
5) интуитивная понятность.
6) Вывод в гербера и дрили В общем, спринт, но с привязкой к схеме. ПОка вот на кикад присматриваюсь

Попробуй СМ2000 (CircuitMaker/TraxMaker). Прост, но удобен. Я много перепробовал, последние лет 5 пользуюсь им. Пункты 1,2,3,5,6 присутствуют. Взять можно здесь: http://hamradio.online.ru/ftp2/cm2000.zip (10Мб). Ключик не проблема, у меня есть. Вроде в комплекте шел. Так что и пункт 4 вроде в наличии.
Можно и с сайта производителя скачать, может, там свежее, но меня пока и этот устраивает. Чего нет, добавляю сам. Симулятором в нем не пользуюсь, хоть там и есть. Развожу в основном вручную, лучше получается, но контролирую связи по .net листу. Печатаю из него и на лазерник, и на струйник (для документации). Есть экспорт схем в векторном формате .WMF.

А чем не устраивает ARES, кроме платности?
DI HALT :

схемный редактор протеуса убог чуть более чем полностью. Тому кто проектировал интерфейс прота надо гвоздь в голову забить. Это же надо НАСТОЛЬКО извратить все.

Интерфейс там везде убог. Не по нему замечания есть?
DI HALT :

В аресе великолепный автортрассер, а за автоплейсер ему можно памятник ставить. Но вот пользоваться я им не смогу изза интерфейса

хотелось бы заметить, что такие схемы хороши тем, что они стоят копейки в отличии от топсвичей и трансформаторов
я собрал такой бп из хлама и только купил стабилитрон на 1.5вт заодно с тиристорами — в хламе не оказалось
а где бы я брал трансформаторы? или саму мс? tny276 самый дешевый стоит 1.70, а стабилитрон центов 20-30 от силы дык вот, хоть схема и не экономна, но ее и не надо совать в девайсы для продлжительной работы
она сойдет там, где устройство работает пару часов типа терморегулятора или стабилизатора
реле времени или освещенности еще где-то были более экономичные тиристорные бп и вроде даже какое-то подобие импульсных, но без развязки

DI, у тебя на рисунках опечатка — EASYELCTRONOICS
DI HALT :
ой. Спасибо. Щас пофиксю 🙂
colorado :

Предлагаю такой вариант.
Первый вертикальный диод заменить на стабилитрон на 12 вольт,
а 5 вольт получать с помощью 78L05(78L03 если надо). Ну и разрядный резистор параллельно входному кондеру не помешал бы .
Будет 2 напряжения , причем второе — 5В , очень стабильное .
Я примерно такими пользуюсь .

sad-angel :

Мне больше нравиться схема с конденсаторным делителем напряжения: http://www.diagram.com.ua/list/ip-kond.shtml

Я бы не рекомендовал разряжать вот так влоб. Лучше через мегаомный резистор. Т.к. это быстро убьёт кондёр. Можно прямо по входу его поставить. А так схема кошерная.

И все-таки не ясно, зачем понадобился R2 — он просто не нужен, т.к. у тебя и так есть на чем просадить — на емкости которая стоит до диодов. А вот на счет разряда кондера — это правильно подмечено.
Кстати, R1 — тоже особой смысловой нагрузки не несет. У тебя каждый полупериод кондер перезаряжается от минус 220 до плюс 220, а от нуля до 220 зарядить боишься. А вот в целях защиты от импульсной помехи при включении наверное можно было бы втулить какой-нибудь дроссель.

R2 — дополнительная фильтрация помех.
R1 снижает бросок тока, если ты удачно воткнул вилку в момент максимума напряжения в розетке, тогда скорость нарастания напряжения (а следовательно, и ток) гораздо выше.

Интересно, и как же R2 помехи то фильтрует? Оно — активное сопротивление, т.е. его параметры остаются постоянными при любых рабочих частотах. По замыслу видимо, на нем должно было падать напряжение при стабилизации, но здесь ему и так есть где выделиться (например на кондере том-же).
По поводу R1 — именно потому я и предлагаю его заменить на индуктивность. Габариты у него большие, а во время работы от него только минусы. Дроссель смотрелся бы как нельзя лучше.
(при резкой подаче 220 вольт он не даст быстро нарастать току, за то на 50 герцах от катушечки из 10-20 витков небыло бы никаких проблемм)
Или я где-то не прав?

» Дроссель смотрелся бы как нельзя лучше.
(при резкой подаче 220 вольт он не даст быстро нарастать току, за то на 50 герцах от катушечки из 10-20 витков небыло бы никаких проблемм)
Или я где-то не прав?»
Естественно. Чтобы дроссель не дал быстро нарастать току, нужна катушечка не 10-20 витков, а прорядка тысяч, или хотя бы сотен, но со стальным сердечником. Тогда уж лучше поставить трансформатор. А 10-20 витков более — менее будут заметны только на частотах порядка десятков мегагерц и более.

Так я и говорил о фильтрации всяких там высоких гармоник. И в мыслях не было получить контур с частотой резонанса 50 гц.

Thrond :

Дроссель — палка о двух концах. При включении питания он действительно подавит импульс, не дав току резко возрасти. Зато при выключении на нём возникнет ЭДС самоиндукции, которая создаст точно такой же токовый импульс, от мы так стремимся избавиться. Так что резистивный элемент тут единственный выход.

Только ты забыл что при выключении мы получаем разомкнутую цепи и «ток» теч через нее не будет. А та разность потенциалов которая возникнет на дросселе нас ,как говорится, не колышет.

Ой ли не будет? При достаточной индуктивности, чтобы сгладить бросок тока заряда кондера эта разность потенциалов проявится как солидная такая искорка в момент вытаскивания вилки. Да и дроссель просто дороже, а значит по определению не подходит для такого блока.

>Интересно, и как же R2 помехи то фильтрует?
Покури RC-фильтры, в частности интегрирующую цепь. Там за ним кондер, если ты не заметил.
А от десятка витков толку будет негусто. В общем, обычно ставят резистор, значит надо.
>Без R2 мой стабилитрон сгорает мгновенно. Он там как токоограничитель.
Наверно, ты где-то ошибся с расчетами 🙂 У атмела вполне работает. Хотя схемка у них немного другая.

DI HALT :
Без R2 мой стабилитрон сгорает мгновенно. Он там как токоограничитель.
pepisgo :
На днях раскурочил базу от китайского радиотелефона. Так там — как раз такой блок питания О_О
DI HALT :
Хуясе. Вот китайцы оборзели

Быть такого не может. Что-то вы наверное спутали… тем более что почти вся китайская техника обычно питается от китайских-же розеточных блоков питания.
А вот вариант где в таком внешнем блочке стоит только транс, а внутри выпрямитель и фильтр — мне попадался.

karlson :

специально разбрал щас свой телефон домашний, ну точнее блок пинатия от него. там и правду только трансфораматор.

pepisgo :

Хм… Внутри базы никаких трансформаторов явно нет, был ли внешний БП — не знаю. В базе только диоды, резюк и пара конденсаторов.

ArgusB :

Именно. Дело в том, что гальваническая связь между электрической сетью и телефонной изредка случается. Если она произошла по вине абонента, то телефонисты подают на него в суд — взыскивать стоимость погоревшего абонкомплекта. Это если защита не справилась.
Посему, отсутствие гальванической развязки в телефонной базе — не бывает, особенно у китайцев. У них там рабочая сила дешевая, трансформаторы тоже недорого получаются. Тем более, они давно экономят как на меди, так и на железе — эти ихние трансформаторы ощутимо тёплые. Теперь по существу дела. (помните старую цитату: Если к вам пришли гости, а у вас ничего нет, пошлите человека в погреб…)
Парни, если вам надо чего-то запитать, идёте в лабаз (ларёк, киоск), покупаете за пять баксов китайскую импульсную заряжалку для мобилки, и хэваете фан.
Если вам надо запитать тысячу устройств, берёте путильку, идёте в тот же лабаз, распиваете путильку с хозяином, и спрашиваете — а гиде он, собссно берёт эти заряжайки? Отправляетесь по указанному адресу, и по три бакса покупаете мешок заряжаек.
Если там цена не устроит — в цикле повторяем итерацию «купить путийку, спросить адрес, пройти туда» до тех пор, пока не дадут адрес китайского поставщика. Правда, связываться ли с таможней и международным перечислением денег, или же оставить эти вопросы (гемор еще тот!) на откуп оптовику — дело уже исключительно ваше.

Dima-simfer :

Полезная схемка. Очень удобна, когда нужно на скорую руку соорудить источник нестандартного напряжения. Я при помощи такого делителя когда-то кинескоп «простреливал» в старом телике. Получилось.
Ещё один минус — Низкий КПД. При маленьких нагрузках можно пренебречь, а если сделать, к примеру, зарядку для АКБ на пол-ампера и более(я так один раз извратился — места в фонарике мало было, а очень хотелось «законченое» устройство.) Спасибо автору за сайт.

nestandart :

гм-гм. Ди, сайт то читают сотни малолеток у которых ни-ни-ша в кармане.
они ж с дуру кинутся стряпать этот БП для своих поделок…
смертность повысится…
Ди, не боишься … ? … вплоть до уг. ответственности.

Dima-simfer :
Правильно! Отмазкамейкер и технику безопасности в начало статьи и жирным шрифтом!
nestandart :

это не поможет.
третиклассник-сын какого нибудь майора области москвы останется овощем ниже пояса — и «привет», суши сухари.

Dima-simfer :

Тут тема скользкая. При изготовлении обычного БП также необходимо соблюдать технику безопасности. Разве что брать готовое устройство (ту же китайскую зарядку от мобилы.)
И всё же не всякий дочитает статью до конца. Потому, имхо, упоминание о том, что этот БП небезопасен — в начало статьи.

deaddy64 :
Подскажите пожалуйста, а как мы выбрали ёмкость С5?
В статье дана формула.
DI HALT :
Прикидочный рассчет примерно такой — по 75мА на каждый микрофарад.

И как ты тогда ухитрился насчитать 15мА на полумкФ? Впрочем, чтобы такой стабилитрон спалить надо под сотню их же.

DI HALT :

Ну отдаст он 35мА в кз, но и напряжение будет мизерное, а до 15мА он еще и напругу удерживает более менее адекватно. Стабилитрон этот, кстати, очень лихо выгорел у меня. Видимо ток у него совсем детский, меньше 100мА гораздо.

Ну, при 220В на входе, 0 или 5В на выходе такому источнику почти пофиг — ток изменится процента на 2.
Насчет этого конкретного не знаю, но у нас в магазине примерно такие стабилитроны продают как полуваттные. И в принципе, 15-вольтовые такую мощность вроде выдают.

Я обычно для прикидочных рассчетов на пальцах помню, что реактивное сопротивление емкости 1 мкФ на частоте 1кгц ~159ом (обычно достаточно и ~160). Соответственно, на 50гц будет в 20 раз больше, ~3200 ом. Дальше уже считаю, как с обычными сопротивлениями. 220/3200 ~ 69мА. Получается, что лучше брать не ~75, а ~70мА на микрофараду. Реально, за вычетом выходного напряжения, будет даже еще меньше, ~60 — 65ма на 1 мкФ.

clawham :

Здравствуйте!
Хочу внести и свою лепту в это нелегкое дело — блокопитаниестроительство!
Спасибо конечно огромное за точную формулу расчета! Давно искал наипростейший способ посчитать 🙂
По теме хочу добавить что очень часто в старых журналах видел подобные схемки компактных БП но с развязкой сети выходным трансформаторчиком от любого транзисторного старого приёмника или любой вообще катушкой….лично собирал когдато подобное для питания своего первого диммера ещё не на МК 🙂 работает и по сей день и ничего током не убивает и трансик не греется 🙂
Естественно совершенно без понятия как оно работает и расчитывается индуктивность трансика, ёмкости кандера и прочее — но то что на коленке получить развязанных от сети 12 вольт 100 милиампер размером с четверть спичечной коробочки — это факт….очень бы хотелось увидеть дополнение этой статьи на эту тематику 🙂

Сомнительно это, насколько я помню, там не сильно серьезная межобмоточная изоляция…
clawham :

но ведь всётаки же достаточная чтобы развести потенциал 380 вольт! Слой бумажки-то точно был…разматывал как то подобную катушку 🙂 по идее трансы не любят стабильного тока на них….наоборот…это они выступают стабилизаторами тока как огромная индуктивность с плохой добротностью :)))

1) Изоляция от сети в целях безопасности вроде нормируется на уровне киловольт трех, не меньше.
2) Причем тут ток?
3) Насчет стабилизации тока сомнительно, трансформатор не катушка. Трансы не любят протекания постоянного тока подмагничивания.

Кстати о трансформаторах. Планируются ли «трансформаторы для начинающих» и «двигатели для начинающих»?

mr_duke :
> трансформатор не катушка
А что же это?

Точно! читал каменты и ждал, когда кто-нибудь вспомнит об этих трансформаторах, сам в детстве делал блоки такого типа

Я уже постил этот вопрос, но там вряд ли кто прочитает, а спамить в личку стыдно. У нас на форуме возникло обсуждение батарейной темы:
http://tourist.kharkov.ua/phpbb/viewtopic.php?p=267840#p267840
Хотелось бы услышать комментарии спецов на тему питания от телефонных аккумуляторов, благо это добра навалом, да и заряжать есть где. И что требуется для того, чтобы приспособить для стационарного питания АТ или АТХ блок. Думаю, эти вопросы интересны не только мне

Ну зарядом там вроде таки телефон заведует, а вот защита от перезаряда и переразряда есть, да.
Специализированная микра зарядника работает по такому алгоритму:
1) Если температура аккума не в допустимых пределах — вообще не заряжает
2) Если аккум менее 3В — не помню, вроде заряжается малым током
3) Если напруга на аккуме в пределах 3-4.1В (для некоторых аккумов — 4.2В) — заряжает постоянным током около С, для сотовых обычно 600-700мА
4) Когда напруга достигает 4.1В (4.2В) — заряжает постоянным напряжением (судя по даташиту, держать его надо с точностью порядка 50мВ), следит за током
5) Когда ток падает до 3% начального -заряд прекращается.
А вот микра в аккуме просто следит за напряжением на нем и если оно превысит некоторый порог — вырубает. Это довольно сильно отличается от алгоритма заряда. AT/ATX приспособить можно, надо только повесить на него неотключаемую минимальную нагрузку (указана в параметрах БП, обычно по 1-2А на основных каналах для современных блоков, АТ вроде и без нагрузки обходится). К АТХ еще нужно прицепить выключатель, кнопочку с фиксацией между GND и POWER ON (зеленый обычно, но не всегда).

Спасибо за обстоятельный ответ. Именно алгоритм заряда в данном случае неважен — этим озабочен настольный зарядник. Какие меры предосторожности следует принять от переразряда? Какой ток можно взять без вреда для акка? В чем суть фиксации кнопки для АТХ? Там же вроде простая кнопка, на выключение ее надо зажать на 4сек. И надо копнуть мануал на предмет вывода POWER GOOD или как-то так

Ну настольный не у всех есть, да и от китайской типанокии настольный зарядник содержал в себе только CV/CC источник с индикатором тока.
>Какие меры предосторожности следует принять от переразряда?
Мониторить напряжение, умные батареи впрочем с этим справятся сами. Они отключаются от собственных выходных клемм при переразряде/перезаряде. Разумеется, это если пользовать батарейку с родной платкой, а не выколупывать банку.
>Какой ток можно взять без вреда для акка?
Понятия не имею. Но до ампера думаю выдержать должен. Хотя, там в защите стоит мосфет, черт знает на какой он ток рассчитан.
>Там же вроде простая кнопка, на выключение ее надо зажать на 4сек
Да, потому что она воткнута в мамку и обрабатывается ее логикой, а POWER ON’ом рулит ножка с окрытым стоком. Сам же блок логики лишен начисто и работает только пока POWER ON придавлен к земле.
POWER GOOD показывает, что напряжения на выходе блока в норме, активный уровень не помню. Для твоего использования он разве что в индикаторных целях годится.

Dima-simfer :

Нууу, до ампера, пожет лучше по старинке, 1/10 от ёмкости брать? Обычно ёмкость таких акб 650-800 мА.

Ток заряда с допустимым током разряда не путаем, ага. Да и «по старинке» — это потому, что жлобили ставить нечто сложнее конденсатора с диодом из статьи. Li-Ion как правило заряжают начальным током 1С, Ni-Cd нынче тоже током до 4С заряжают. Сколько Li-Ion выдаст на разряд — не знаю. Но у дремела вроде примерно ампер-часовые банки выдают ампера два-три.

Dima-simfer :

Перечитал комент, прошу прощения за невнимательность.
На работе шуруповёрт бошевский, в будний день интереса ради померяю режимы заряда-разряда.

Время померяй 😉 При начальном токе 1С и полностью заряженном аккуме литий-ионная баночка заряжается примерно за три часа.

syscomua :

Я вчера на работе получил десяток лампочек на 220 В. Там как раз конденсаторное питание. Внутри конденсатор,резистор к которому паралельно подключен светодиод с резистором.

А можно ли сделать развязку от сети, добавив на вторую линию сети конденсатор?
DI HALT :

Нет. Переменный ток очень хорошо через конденсатор проходит 🙂 Развязка делатеся только трансформатором.

ну хотя бы фазы на прямую не будет, хоть какая-то безопасность 🙂
Dima-simfer :

Фаза напрямую будет. Для переменки конденсатор — это просто резистор. А человеку мало для смерти надо. Достаточно тока в 20-50 мА(если память не изменяет.)

clawham :

simer ты даже меня поражаеш:)
Ну вот возьми конденсатор в одну руку, металическую трубу отопления в другую….и всунь кандер в розетку.
Какой у теюя шанс выжить — 50 на 50 попадеш в дырку с фазой или без :))))
ну какая нафик разница что там будет это всё не убирает потенциала сетевого напряжения относительно ЗАЗЕМЛЕНИЯ.
вся проблема в том чтоб можно было нулевой провод из розетки или системы отопления подключать к любой точке выхода. тогда это — безопасно…а так — оно разве что 100 раз в секунду безопасным есть :))) в момент перехода через НУЛЬ! Ещё розвязку можно сделать питая от сети мощную лампу с линзой сконцентрированно светящей на фотоэлемент 🙂 типа оптопара генерирующая потенциал
а ещё можно заюзать просто две катушки расположенные рядом или соосно — в принципе может получиться безсердечный трансформатор :)))
ну и ещё один способ разнесения потенциалов придумал тесла — он катушками запускал в космос кольцо концентрированной энергии которое возвращялось назад через время и наводило гиганские токи в других рядом стоящих катушках:)) при это развязка по фазе была полная :))) + ещё и энергия магнитного поля земли увеличивала мощь этого кольца :))))

12val12 :

имеется комбинация Вч трансофрматорно конденсаторного БП с фулл развязкой
схема описана еще при союзе во всех журналах запчастей в два раз абольше но они все ширпотребовские и
витков больше 100 +100 мотать не прийдется
достоинство широкая вариабельность деталей

Так и не понял что такого страшного в такой схеме. Разве, если не объединять земли, оно убьет?
Если устройство корпусное, все равно туда же никто не полезет. Или я чего-то не понял?
И еще, каким резистором шунтировать конденсатор, четвертьваттный пойдет? Или похоже нужен одноваттный?

DI HALT :

Тут земли нельзя в принципе обьединять. Т.к. может быть фейрверк если на фазу попадет. Если устройство корпусное, то все к вопросу качества корпуса и будут ли к этому корпусу лазать руками. Можешь попробовать, но я бы меньше полуватта не ставил.

Dima-simfer :

Никаких объединений земель! Этот блок питания пригоден только для «устройства в себе», к которому не будет подключаться никаких больше устройств. Например, диммер для света или что-то в этом роде, где мало места, есть 220 и туда никто не полезет. Прикосновение к «земле» этого БП может быть фатально.

mr_duke :

Доброго времени суток, уважаемый DI HALT!
Во-пЕрвых строках сего творения хочу сказать ОГРОМНОЕ спасибо за статью в частности и за сайт в целом! Несколько раз пытался «поставить пиво», но не получилось. Если дашь реквизиты для PayPal, то сделаю это с превеликим удовольствием!
Теперь по теме: Есть вопросик. Увеличитс ли безопасность данной схемки, если туда воткнуть плавкий предохранитель на… ну например, 2 ампера?

DI HALT :

Пайпал с Россией не работает, увы 🙁 2А это слишком много. Смертельным током является для человека ток около десятка милиампер. Так что от тебя одни тапки останутся. Бесплезно там безопасность таким образом увеличивать. Для такой схемы нужен необслуживаемый наглухо закрытый от любого проникновения корпус.

Зато предохранитель спасёт от пожара. Если всё же пробьёт конденсатор…
salikoff :

Позвольте спросить несколько вопросов:
1. Почему на схеме нарисовано два 100микрофарадных конденсатора? Нельзя их заменить на один 200микрофарадный?
2. Почему столько шума вокруг опасности данной схемы? Ведь если 220 вольт подключить «правильно», т.е. ноль входа соединить с минусом выхода, то прикосновение к выходным контактам не опаснее касания нуля однофазной сети питания. Понятно, что можно перепутать и т.д., но ведь никто путать не собирается и рассуждать следует о безопасности правильно собранного устройства.
3. Не совсем в тему, но всё же хотелось бы знать. Имеет ли разъём RJ45 развязку между платой устройства, где он установлен, и самим проводом «витая пара»?

Dima-simfer :

1. Нет, нельзя. Там же между ними стабилизатор напряжения стоит на резисторе и стабилитроне. Любое устройство потребляет энергию неравномерно, потому на выходе стабилизатора должен стоять конденсатор, чтоб обеспечить дополнительную фильтрацию.
2. А где гарантия, что пьяный электрик не накрутил провода на площадке в такой узел, что у вас, скажем, выключателем отключается не фаза, а ноль? Кроме того, где гарантия, что вы будете трогать только «нулевую» часть схемы?
3. В некоторых разъемах (мамах) уже установлены развязывающие трансформаторы. Часто они ставятся отдельно сразу после разъема. Дабы не рисковать, возьмите тестер и проверьте сопротивление между выводами 1236 и массой устройства.
Типовая схемка: http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-26/DSA-509251.html

Онлайн-калькулятор для расчёта конденсаторных гасителей:
http://www.daycounter.com/Circuits/Transformerless-Power-Supplies/Transformerless-Power-Supplies.phtml http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00954A.pdf
— микрочиповский аппноут AN954 — Transformerless Power Supplies: Resistive and Capacitive Кстати, иногда нужно, чтобы общей цепью с входом 220В была +5В. Это если надо управлять нагрузкой с помощью 3-квадрантного симистора, для которого рекомендуется включение отрицательным током затвора.

Kosstos :
А можно обезопасить схему маленьким согласующим трансом типа SM-LP-5001?
Ivanych :

Спасибо большое за статью. А если на выходе влепить кренку для дополнительной стабилизации (для особо чувствительных систем)? Не будет она поджирать ток?

Markov.n :
А УЗО для чего придумали?
Ну уж никак не для питания низковльтных цепей.
Belgvar :

Кстати о трансформации тока из сети.
Я тут заказал ШИМ чипы http://www.e-neon.ru/user_img/catalog_datasheets/a704.pdf (светодиодные) для того, чтобы СД лампочки с Е27 цоколем самому паять, обвязка там простая и трансформатор не требуется, на входе переменный ток от сети(~85-260В), на выходе прямой ток с мощностью до 15Вт при АС~220В.
Мне как показалось, это хорошая альтернатива трансу при требовании не больших токов (до 350мА).
Я зеленый в этом деле, прошу мнения автора.

DmitriS :

Хм. Вроде всё понятно. Спасибо. Вот только про формулу I = 2F * C (1.41U — Uвых/2) сказано что «Сама формула выводится из жутких интегралов от формы тока и напряжения». Хотя Если приглядеться то это всего лишь максимальный размах напряжения на конденсаторе деленный на сопротивление этого конденсатора на частоте F Гц. (где U — среднеквадратичное значение напряжение, 1.41 = 2^0.5). Т.е. выходной максимальный выходной ток схемы ограничен током протекающим через конденсатор C5. Захотели больше ток — поставили больше емкость. Захотели больше напряжение — поменяли стабилитрон. Прошу не бить если это очевидно, потому что мне как новичку приходится даже это обдумывать.

DmitriS :

Вот только -pi куда-то подевалось, и Uвых почему-то делится на 2. Не всё так просто оказалось. Кажись обознался =))

mr_duke :

Доброго часа, Di! Таки не смог я сдержаться и всё ж собрал эту схемку… Работает. По крайней мере ATTiny13 светодиодом мыргает. Всё ок. Вольтметр меряет на выходие около 5,23В. Всё супер. НО! Ты тут говоришь, что эта схемка может отдать примерно 15 мА. Есть 2 вопроса:
1. Что будет, если подключить нагрузку требующую бОльший ток? Просто не включиться или будет фейреверк?
2. Можно ли получить от этой схемы больший ток, если на выход подключить усилитель по току (эмиттерный повторитель или составной транзистор)?

DI HALT :

1 она просто не даст больший ток. Напряжение рухнет.
2. Гхм, а откуда усилитель по току будет брать ток? 😉

DmitriS :

Непонятно, а почему 40 Вт лампочку можно подключить без гальванической развязки и при этом не проваливается напряжение. А от БП без гальванической развязки 40 Вт получить нельзя? Неужели импеданс такого БП на частоте 50 Гц по отношению к электросети будет настолько мал что завалит напряжение?

DI HALT :

Там же по сути дела тупейший резистивный делитель. Только один из резисторов реактивный. Так что если наша нагрузка будет жрать больше, то она просто просадит нижнее плечо и напряжение на выходе рухнет. Возьми обычный резистивный делитель, из двух резюков по 100ом. Подключи его, например, к 5 вольтам. На средней точке будет 2.5 вольта. Пока потребитель имеет внутреннее сопротивление (читай потребление) много больше чем 100ом нижнего плеча, то напруга на нем будет те самые 2.5 вольта. Если соразмерно, то весь ток хлынет по потребителю и напряжение снижается тем больше, чем больший ток идет по нагрузке. Также и тут, только ток переменный, соответственно сопротивления реактивные.

DmitriS :

Согласен. Как раз читаю Хоровица. Но всё таки, ведь можно увеличить ток протекающий через делитель. Из формулы I = 2F * C (1.41U — Uвых/2) видно что мы можем увеличить ток увеличивая емкость С (снижая тем самым реактивный импеданс верхнего плеча делителя). А чтобы стабилитрон выдержал такой ток их можно подключить в нижнем плече делителя несколько параллельно. Я прав? =)

mr_duke :

Ок. Ну а чего тогда делать, если нужОн бОльший ток? Увеличивать ёмкость кондёра? Или эта схемица вообче не подходит для более прожорливых устройств?

DI HALT :

Да, там больше кондер нужен, но у кондеров с большой емкостью и вольтажом и габариты неслабые. Т.е. при токе от 30мА и выше уже куда эффективней будет собрать что нибудь человеческое, на трансформаторике и тинисвитче каком нибудь.

DmitriS :

О ништяк! Я был прав)) Нужно было уменьшить импеданс делителя по отношению к нагрузке. Но все прекрасно в теории) Я не знал что там размеры конденсаторов будут такие немаленькие. Оффтоп интересующегося: А возможно ли сделать компактную и надежную гальваническую развязку от сети на основе оптопары?

DI HALT :

Эммм а что ты собрался развязывать оптопарой? Или ты надеешься протащить через нее силовую мощу? Так не выйдет. Оптопара она для развязки информационных, а не силовых сигналов. Тут только транс.

DmitriS :

Да, если честно надеялся. Незная рамок дозволенного кажется что всё возможно)) Тем не менее спасибо за ответы. Вопросы конечно ламерские потому-что почитываю только книжки и разбираю теорию)

Добрый день!
Как связать 2 «земли», если одна земля получается после диодного мостика, а вторая — от «конденсаторного питания»?
Поясню: делаю ИБП. Задающий генератор (3 микросхемы 561 серии) хотел запитать от «конденсаторного питания». На силовые ключи напряжение подаётся с диодного моста и сглаживающих конденсаторов.
Как связать 2 земли (если это вообще возможно)?

DI HALT :
Не видя схемы трудно сказать. И так ли там нужно конденсаторное питание?

Вот схемы.
Задающий генератор http://s004.radikal.ru/i206/1109/77/97607a0f2f96.jpg
Силовая часть http://i039.radikal.ru/1109/52/0ccb2396b767.jpg Конденсаторного питания для задающего генератора вполне хватит, но как связать 2 земли?

Хочу сделать жене подсветку на ее станок для вышивания. Из светодиодов (обыычные, 5 руб. шутка на 3.3V 15mA). Хочу использовать в качестве источника питания, зарядку от Нокии. Она выдает 5.7V 700mA. (То что написано на корпусе. Зарядка «фирменная». Думаю можно верить.)
1) Как лучше подключать светодиоды: тупо в параллель 40 пар?
2) Как ограничить максимальный ток до 400-500мА (чтобы перенакала не было, и блок не перегружался, а то телефон не чем будет заряжать…)? В каждый светодиод поставить резистор, или достаточно одного последовательно со сборкой (а какого номинала)?
Я так понимаю, что каждый светодиод дает падение напряжения 2.5-3В. Т.е. 2 последовательно дадут падение в 5-6 вольт. И получается что ограничивающий резистор вообще не нужен? Или я не прав? Спасибо.

vital_63_ :

Подскажите, на какое максимальное напряжение обычно рассчитаны маленькие желтые керамические конденсаторы, емкость которых обозначается тремя цифрами? Нигде не могу найти информацию про это. Хочу подключить светодиод через него к 220. Возмжожно ли такое?

livsha :

на выходе без стабилитрона будет 220 постоянки?
а если нужно получить, например, 18В, 500мА, на стабилитроне будет рассеиваться какая мощность? 9Ватт?
если паралельно поставить несколько стабилитронов одноватных будет распределяться мощность?

DI HALT :

Нет, там будет 5 вольт переменки, исходя из делителя. на 500мА сия конструкция будет совсем непотребных размеров, проще поставить трансформатор небольшой. Т.к. греться тут будет и стабилитрон и резистор

Evgen_339 :

Что-то непонятки какие-то с этим БП. Собрал по схеме, подключил — работает. Ради эксперимента заменил резистор R2 (который 510 ом) на 3,6 Ком, Так он (резистор) задымился через 6 сек. после включения БП в розетку. Ну и почему это? Он же как ограничитель по току работает, чтобы стабилитрон не сгорел. Получается ток стал меньше, а он давай дымиться. Странно как-то.

clawham :

f давай посчитаем?
ток примерно 15 миллиампер
на резюке 510 омм падение будет 7,65 вольт
мощность выделяемая на нем = 0,115 ватта….тоесть елитеплый тепреь считаем для 3,6 кОм
падение уже будет 54 вольта притоке 15 ма
тогда мощность высаживаемая ан нем — 800 милливатт….результат — в 8 раз больше тепловыделения!
в этом прелесть и горечь стабилизаторов тока….они не источники напряжения…и потому увеличение номинала резистора нагрузки вызывает УВЕЛИЧЕНЬЕ мощности на этом резисторе а не наоборот понижение(как в случае с источником напряжения)
а дальше пошел лавинный процесс…горит резюк — увеличивает сопротивление — ещё больше мощности вкачивается…ещё сильнее горит….ещё больше вкачивается…пока не достигнется момент 400 вольт на резюке 🙂 и он превратится в дуговую лампочку открытого типа а стабилитрон всегда поглощает ровно 5*0,015 = 0,075 ватт энергии…тоесть мизер который и высаживается на нём самом и на дорожках-плате-корпусу-соседних деталях

Evgen_339 :

Ну теперь совсем все не понятно.
Получается не важно какого номинала резистор R2, ток через него все равно будет 0,015 ампера. Как так? После гасящего кондера, с диода (горизонтального), снимается уже пониженное напряжение. Откуда там может взяться 54 или 400 вольт?

clawham :

e вас протеус есть? возьмите и просимулируйте!
кондер на склонах синусоиды заряжается током в Корень2 больше среднего тока….на вершине синусоиды ток равен нулю потом идёт отрицательная полуволна и кондер разряжается на вашу нагрузку…а если нагрузки нет?
на кондере +200 вольт и в розетке +200 результат — на выходе 400
это ж простейшая схема умножения напруги на два! другое дело что при синусе на входе она получается стабилизатором тока!

Это всё верно, если блок питания с гасящим резистором. У нас же конденсатор, реактивное сопротивление. Напряжение, падающее на конденсаторе, умноженное на ток нагрузки — полученная мощность реактивная, она не потребляется от сети, а «гоняется» между сетью и конденсатором. Здесь важен счётчик: реагирует ли он на реактивную мощность, или нет. От сети потребляется только мощность нагрузки и та, что теряется на резисторах и стабилитроне, поэтому КПД будет высокий, может, даже выше, чем с трансформатором, т.к. нет потерь в стали и на сопротивлении обмоток, которое довольно велико у маломощных трансов. Я провёл опыт — выставил на ЛАТРе 220В и подключил лампочку на 28В через гасящий конденсатор, при этом замерил ток, потребляемый ЛАТРом от сети с лампочкой и без неё. Разница в потребляемой мощности получилась примерно равна мощности лампы.
К слову, оказывается, бросок тока есть не только при включении конденсаторного БП, но и при его выключении и вызывается дугой, возникающей на контактах (а заряд конденсатора ни причём, он и так всё время перезаряжается с частотой сети).

Это я к цитате: «И офигенный КПД. Не забывайте, что в обсуждаемой схеме ток потребления от 220v равен (или больше) току нагрузки! Допустим, надо 20мА при 5v. Выходная мощность = 100мВт. Потребляемая от сети ~4,5вт! Вроде мелочь, но она будет потреблять круглые сутки. за месяц имеем 4,5*24*31 ~3,3КВтчас! »
В первом сообщении не получилось вставить.

clawham :

немного возмущает утверджение что энергия гоняется — не гоняется она — нет момента когда накопленная ёмкость кондера отдаётся в сеть…оно кагбэ пытается выровнять синосоиду и впринципе угол тока и напруги 0.5….по идее это хорошо если есть индуктивные нагрузки типа холодильника и т.д. — вместе они потреблять будут меньше чем по отдельности. второе это искры при включении — попали в момент когда синус в верху(310 вольт амплитудный макс) а кондер — НУЛЬ…результат супертоки ограниченные только паразитными сопротивлениями дорожек выводов и проводов(а при 220 даже один омм это уже 200 ампер запросто )
потому надо резюк ставить
при выключении из розетки искр быть не может..эт просто дребезг…много подключений с небольшим промежутком времени…ну или резюк проволочный и имеет нефиговую индуктивность… цифровые счетчики в принципе-то не мпособны учесть 4 ватта :)))у них это мертвая зона но когда чтото ещё включено то да…заметят но снова таки…кондер включенный паралельно холодильнику — УМЕНЬШАЕТ фактическое потреблениепо электросчетчику….если переборщить с кондером — увеличивать начинает и проводка греться 🙂

Поясню, откуда информация об искрах.
В журнале «Наука и жизнь» описывался такой опыт: последовательно включались лампа накаливания, конденсатор и угольные электроды. На цепь подавали переменное напряжение.
Когда угольные электроды замкнуты друг с другом, лампа светит тускло из-за конденсатора, ограничивающего ток. Затем раздвигали электроды и между ними зажигалась дуга. Казалось бы, сопротивление цепи возросло, ток должен упасть, но… лампа начинала гореть ярче.
Объяснялось это тем, что дуга, как нелинейный элемент, искажала ток, превращая его в короткие остроконечные импульсы, фронты которых были гораздо круче, чем у синусоиды, что снижало ёмкостное сопротивление конденсатора и ток возрастал. Суть опыта — показать, что ёмкостное сопротивление зависит не только от частоты, но и от крутизны фронтов — чем круче фронты, тем меньше Хс.
Дребезг контактов приводит к возникновению микроскопических дуг между контактами, что и является главной причиной броска тока.
Наглядно это видно по низковольтной лампочке, питаемой через конденсатор. Хотя конденсатор подобран так, что лампа светит нормально ( на ней получается номинальное напряжение), но при включении, а ещё чаще (и заметнее) — при выключении лампочка очень ярко вспыхивает. Независимо, чем включается лампочка — выключателем или вилкой. Если же вилку не втыкать, а только коснуться ей контактов розетки и пошевелить, будет заметно ещё сильнее, хотя конденсатор уже заряжен.

clawham :

а в syt пробывали открывать хотябы википедию? там же расписано что величина реактивной нагрузки зависит он частоты намного больше чем от ёмкости кондера 🙂 и в статье об этом упоминалось! далее…ох и горе с этими экспериментаторами…вы ж даже приборов не имеете…лампочка….вы видели под микроскопом волосок. да это же под 2-3 тысячи виточков….
тоесть ИНДУКТИВНОСТЬ! далее..низковольтная ламка….витков мало да….а транс понижающий это что? ой….гигаиндуктивность….ОЙЕЙ….а оказывается искра будет и БЕЗ конденсатора…….а у нас МК…..тоесть ДИОД и КОНДЕР со стабилитроном….тоесть…..НУЛЬ индуктивности!
а на случаи возникновения в сети иголок(на которые кондер = проволоке)с приходит на помощь тот самый резюк ДО стабилитрона..на нём кратковременные всплески и превратятся в тепло…

_hammer_ :

Если вам нужно бестрансформаторное питание и нормальный КПД с неплохим током, есть неплохие микросхемки LinkSwitch LNK302 (63mA), LNK304 (120mA), LNK305 (175mA), LNK306 (225mA). Стоимость LNK304 — $1 + обвес примерно столько же. Это розничные цены в Украине.
Я себе в терморегулятор с релюхой поставил LNK304 с напряжением на выходе 12 В. Правда в документации входной резистор RF1 (до конденсаторов) всего 8,9 Ом, 2 Вт, и он перегорал не один раз, поэтому лучше поставить Ом на 100.

Здравствуй уважаемый DI.
А гальваническую развязку на оптронах в бестрансформаторный источник можно внедрить?

elektronik :

Всем присутствующим привет. Вот решение некоторых проблем конденсаторных БП:
http://www.chipinfo.ru/literature/radio/199911/p39.html

Всем привет=)
Может быть имеет смысл дополнительно на входе (для защиты от бросков напряжения)
поставить варистор?

Unmoored :

Что-то я припозднился…
Возник закономерный вопрос. Можно ведь на вход общего провода со стороны сети поставить еще один конденсатор, тогда блок получится гальванически изолирован от сети слоем диэлектрика в конденсаторах, по крайней мере по постоянному току. А по переменному, если ухватиться за «фазу», то получится как минимум RC цепь, а не прямое замыкание.
Или я что-то не догоняю?

Я хочу сделать ночник на диодах. 24 штуки. Места в тройноке, из которого корпус очень мало. Хочу использовать конденсаторный БД. Ток 16-18мА. Если 24 диода поставить последовательно, то можно им отдать 24*4 = 96 вольт. Вопрос: можно ли сделать конденсаоторный БД на такое напряжение?
Планирую сделать делитель из 2-х конеднсаторов + диодный мост на 1N4007 и стабилитрон на 100 вольт (+конденсаторы + токоограничивающий резистор).

clawham :

светодиоды и есть стабилитнон!
все что надо — резистор 24 омма 1-2 ватта, конденсатор 1-2 микрофарада и диодный мост. диодный мост нагружаеш своими светодиодами и всё!