Categories: Notícies elèctriques interessants, Revisions elèctriques, Com funciona
Nombre de visualitzacions: 103287
Comentaris sobre l'article: 13
Com s’ordenen i funcionen els filtres de xarxa
Interferències de xarxa a mesura que es vagin sorgint. Dispositiu de filtre de xarxa, la finalitat dels seus elements. Característiques dels filtres de xarxa.
Teoria de preguntes
El corrent altern en una xarxa domèstica és sinusoïdal. Això vol dir que els canvis en la tensió i, en conseqüència, en el corrent, es produeixen al llarg d’un sinusoide, és a dir, al llarg d’un arc suau oscil·lant simètricament al voltant de l’eix del temps. En un segon, el voltatge a la presa canvia el seu valor de +310 a -310 volts cinquanta vegades. De manera que, en teoria, funciona una xarxa de CA de 220 volts 50 hertz.
Tanmateix, si ens fixem en la forma d’ona de la tensió a la nostra presa, veurem que està lluny de l’ideal. Què hi ha un sinusoide !? Pics continus, impulsos, distorsions de forma, canvis d’amplitud, llançaments i salts: això és el que veurem. Tot això fa malbé la imatge i és capaç de desactivar els electrodomèstics. Aquest últim, en primer lloc, es refereix a centres musicals, televisors, fonts d’alimentació per a radiotelefons i altres dispositius.
Hi ha moltes raons per distorsionar el sinusoide de la tensió de xarxa. Aquests inclouen l’encesa i apagada de potents receptors elèctrics, sobretensions atmosfèriques, curtcircuits a la part alta d’una subestació transformadora, així com diversos transitoris complexos.
Des d’un curs en matemàtiques se sap que qualsevol funció complexa es pot representar en forma d’una sèrie de Fourier trigonomètrica convergent. Això significa que el nostre sinusoide distorsionat és simplement la suma d’altres sinusoides molt diferents, cadascun dels quals té la seva pròpia freqüència i amplitud. I per a nosaltres, per al funcionament segur i fiable dels nostres electrodomèstics, hem de deixar només un sinusoide, amb una amplitud de 310 volts i una freqüència de 50 hertz. Tots els altres sinusoides o, com és costum dir, els harmònics que necessitem per suprimir, descarregar i no passar al receptor d’energia.
A més, també hi ha un tipus especial d’interferències aperídiques que no es poden predir ni descriure mitjançant funcions matemàtiques. Es tracta d’augment d’impulsos, a molt curt termini, però importants. Es poden produir absolutament en qualsevol moment del temps i, per descomptat, tampoc no beneficien els electrodomèstics. Per tant, també s’ha de suprimir el soroll d’impulsos.
Per resoldre aquests dos problemes i s’utilitzen protectors de sobretensió. Protegeixen els equips de sorolls d’alta freqüència, baixa freqüència i impuls a la xarxa. Però, com funcionen?
Protector de sobretensió
Si la resistència de les resistències no depèn del tipus de corrent que els travessa, la reactància d'aquests elements de circuit com la capacitança i la inductància depèn directament de la freqüència del corrent. Per exemple, la resistència d’un inductor augmenta bruscament per a corrents d’alta freqüència.
Aquesta propietat d’inductància s’utilitza només en protectors de sobretensió per suprimir les ones de sinus d’alta freqüència - ones sinusoïdals amb períodes petits. N’hi ha prou amb col·locar dues bobines en sèrie amb la càrrega: al neutre i al conductor de fase. La inductància de cadascun pot ser d'aproximadament 60-200 μH.
Les interferències de baixa freqüència es poden suprimir per la resistència activa dels inductors o per resistències individuals, que també es disposen en sèrie amb la càrrega. La resistència d’aquestes resistències no ha de ser gran, en cas contrari tindran una caiguda important de tensió. Per tant, les resistències per suprimir interferències de baixa freqüència han de tenir una resistència màxima d’1 ohm.
Tot i això, els filtres que porten el nom de codi LC són els més efectius contra les interferències de xarxa. No es limiten a inductorsi incloure un condensador amb una capacitat de 0,22 - 1,0 μF, connectat en paral·lel amb la càrrega.La tensió nominal del condensador s’ha de seleccionar amb almenys dos marges respecte a la tensió de xarxa per tenir en compte les diferències d’aquest voltatge.
L’efecte dels filtres LC està directament relacionat amb dues lleis de commutació: una bobina L suprimeix els canvis sobtats de corrent i un condensador C amortitza les fluctuacions de tensió d’alta freqüència.
Però encara tenim pulsions d’interferències a curt termini. Es poden tractar amb un element semiconductor especial que tingui una característica de tensió de corrent no lineal: un varistor. A baixa tensió, el varistor es comporta com un resistor de molt alta resistència i pràcticament no passa de corrent. Però si la tensió augmenta fins al nivell nominal del varistor, la seva resistència disminueix bruscament - passa un pols de corrent per si mateix.
Així, si el varistor està inclòs en la càrrega paral·lela, llavors "assumirà" impulsos d'alta tensió, evitant la càrrega durant la durada de la seva exposició. La tensió nominal del varistor ha de ser d’uns 470 volts.
Així doncs El filtre de línia per a un funcionament més o menys exitós ha de contenir: dos inductors de 60-200 μH connectats en sèrie a la càrrega protegida, així com un varistor de 470 volts i un condensador de 0,22 - 1,0 μF connectats en paral·lel.. Si cal, es poden incloure resistències al circuit per suprimir les interferències de baixa freqüència amb un màxim d’1 ohm. La potència actual dels elements del circuit s'ha de seleccionar en funció de la potència de càrrega.
Practiqueu
La gran majoria de filtres de xarxa barats que coneixem a la vida quotidiana, de fet, no són filtres de xarxa. Només contenen un varistor i un contacte bimatàlic per a la màxima protecció de corrent.
Però, aquests filtres es poden perfeccionar fàcilment si braç amb planxa de soldadura i recopilem tots els ítems necessaris per muntar el circuit LC.
La potència de la majoria dels protectors de sobretensió és baixa. Això es deu al fet que els inductors i altres elements de filtre per a càrregues pesades seran massa voluminosos i costosos. Sovint, per a receptors de gran potència en general, només es poden utilitzar filtres que són convertidors de semiconductors. I el preu d’aquests filtres serà molt més elevat, així com la complexitat del seu dispositiu.
Afortunadament, els electrodomèstics potents no han de protegir-se de les interferències de la xarxa. I la cuina, la planxa i la bullidor no tenen importància de la qualitat de l'electricitat que reben. Per tant, no necessiten protectors de sobretensió.
I els ordinadors, televisors i centres musicals consumeixen molt poca energia, i un filtre separat de línia amb un corrent nominal d’uns pocs amperis és suficient per protegir-los.
Alexandre Molokov
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: