Расчет предохранителя по току 12 вольт
Напряжение 12 в
Для памЯточки и в закладочки
Таблицы для выбора сечения проводов в низковольтных цепях освещения
Как показано в статье, посвящённой анализу потерь мощности в сетях освещения 12 В, сечение проводов следует выбирать с учетом суммарной мощности ламп, подключаемых к трансформатору, и длины этих проводов.
Подход к определению сечения проводов зависит от того, какой источник используется для питания цепи: электронный или индукционный. Допустимая длина проводов во вторичной цепи электронных блоков питания, как правило, не может превышать 2 метров (в очень редких случаях для трансформаторов большой мощности допускается длина до 3 метров). В этом случае следует использовать провод с сечением указанным в документации на трансформатор. Если такие данные отсутствуют можно ориентировочно воспользоваться данными из таблицы:
При использовании индукционных трансформаторов длина провода во вторичной цепи ограничена только падением напряжения на проводах и, следовательно, может быть значительно большей, чем у электронных (импульсных) блоков питания, при условии компенсации за счет увеличения сечения провода. Ниже приведена таблица для выбора сечения проводов в зависимости от суммарной мощности ламп, подключаемых ко вторичной обмотке индукционного трансформатора и длины этих проводов. Следует иметь в виду, что лампы могут быть разделены на группы, подключаемые каждая своим проводом, в этом случае сечение группового провода определяется по таблице для каждой группы отдельно. В пределе возможно подключение каждой лампы своим проводом.
При необходимости Вы можете задать вопрос по теме этой статьи .
Зависимость максимальной силы тока от сечения и температуры окружающей среды, Ампер
Пересчет вышеприведенной таблицы для зависимости предельной мощности от сечения и температуры окружающей среды, Ватт (для 12 вольт)
Емкостный бестрансформаторный источник питания
Схема бестрансформаторного емкостного источника питания представлена на рисунке. Значения, указанные для компонентов, зависят от параметров схемы, формулы для расчета этих значений приведены. L и N представляют собой фазовую линию и ноль сетевого напряжения переменного тока соответственно, а Vout — это выходное напряжение от источника питания. Выходной ток обозначен как Iout.
Пусковой ток, способный повредить компоненты источника питания, ограничивается резистором R1 и реактивным сопротивлением конденсатора C1. Элемент D1 — стабилитрон, обеспечивающий стабилизацию опорного напряжения, а D2 — обычный кремниевый диод, задачей которого является выпрямление переменного напряжения. Напряжение на нагрузке остается постоянным, пока выходной ток Iout меньше или равен входному току Iin, значение которого можно рассчитать как:
Где VZ — напряжение стабилитрона, VRMS — среднеквадратичное значение входного переменного напряжения, а f — его частота. Минимальное значение Iin должно соответствовать потребляемой мощности нагрузки, а максимальное значение используется для выбора соответствующей номинальной мощности для каждого элемента. Выходное напряжение Vout можно рассчитать как:
Где VD — напряжение прямого смещения D2 — падение напряжения на диоде (обычно 0,7 В для кремниевого диода). Что касается R1, рекомендуется выбирать элемент с мощностью, по крайней мере, в 2 раза превышающей значение теоретической мощности рассеиваемой на R1 (PR1), которая определяется формулой:
Конденсатор C1, от которого происходит название схемы этого типа, следует выбирать с напряжением по крайней мере, в 2 раза превышающим напряжение сети переменного тока (400 В минимум). Диод D1 должен иметь мощность как минимум в 2 раза больше теоретического значения, определяемого по следующей формуле:
То же самое относится к мощности диода D2, где только вместо VZ теперь можно использовать постоянное значение падения напряжения, например 0,7 В для типичного кремниевого выпрямительного диода. В случае C2 обычно используется электролитический конденсатор с напряжением в 2 раза превышающим напряжение VZ.
Основными преимуществами емкостного решения перед БП на основе трансформатора являются уменьшенный размер, вес и стоимость. По сравнению с блоком резистивного типа, эта схема обеспечивает более высокий КПД. Недостатком является отсутствие гальванической развязки выходного напряжения от электросети и более высокая стоимость, чем ограничение по сопротивлению.
Было бы разумно предположить, что предохранитель, рассчитанный на 6 ампер, можно использовать в цепи, которая может постоянно потреблять 5 ампер. Однако оказывается, что это не очень хорошая практика при проектировании. Номинальный ток предохранителя не является сверхточной характеристикой, и, кроме того, (как обсуждалось выше) фактический ток отключения зависит от температуры окружающей среды. Следовательно, чтобы избежать «ложного срабатывания», у вас должен быть достаточно большой разрыв между ожидаемым вами, постоянно потребляемым током и номинальным током вашего предохранителя. Этот документ от Littelfuse предполагает «переоценку» на 25% (для работы при комнатной температуре); таким образом, предохранитель с номинальным током 10 ампер может использоваться, только если постоянный ток схемы будет оставаться ниже 7,5 ампер.
Скажем, ваша схема включает в себя чувствительный компонент, который точно будет поврежден, если через него пойдет ток более 1 ампера. В нормальных условиях схема никогда не должна потреблять более 500 мА, поэтому вы включаете предохранитель с номиналом 900 мА. Это достаточно высоко, чтобы предотвратить ложное срабатывание, и достаточно низко, чтобы гарантировать, что через чувствительный компонент никогда не пойдет ток 1 ампер. Правильно?
Нет. Рассмотрим следующую спецификацию для предохранителей Panasonic, упомянутых в статье ранее:
| Ток срабатывания / время срабатывания (при 25°C) | Номинальный ток x 100% / 4 часа мин. |
|---|---|
| Номинальный ток x 200% / 5 секунд макс. | |
| Номинальный ток x 300% / 0,2 секунды макс. |
Мы уже обсуждали тот факт, что тепло требует времени для накопления, и в этом случае требует много времени: вам придется ждать не менее четырех часов, чтобы предохранитель отключился, когда ток равен номинальному значению, и даже при удвоенном номинальном токе задержка составляет до 5 секунд. Суть в том, что чувствительный компонент может поджариться задолго до того, как предохранитель отключится. Вам придется переосмыслить выбор вашего предохранителя или (и это, вероятно, более практичное решение в такой ситуации, как описанная выше) реализовать другой метод работы по защите от больших токов.
Таблица перевода Ампер – Ватт
Для перевода ватт в амперы необходимо воспользоваться предыдущей формулой, развернув её. Чтобы вычислить ток, необходимо разделить мощность на напряжение: I = P/U. В следующей таблице представлена сила тока для приборов с различным напряжением — 6, 12, 24, 220 и 380 вольт.
Помните, что для сетей с высоким напряжением, указанная сила тока отличается в зависимости от коэффициента полезного действия.
Таблица соотношения ампер и ватт, в зависимости от напряжения.
| 6В | 12В | 24В | 220В | 380В | |
| 5 Вт | 0,83А | 0,42А | 0,21А | 0,02А | 0,008А |
| 6 Вт | 1,00А | 0,5А | 0,25А | 0,03А | 0,009А |
| 7 Вт | 1,17А | 0,58А | 0,29А | 0,03А | 0,01А |
| 8 Вт | 1,33А | 0,66А | 0,33А | 0,04А | 0,01А |
| 9 Вт | 1,5А | 0,75А | 0,38А | 0,04А | 0,01А |
| 10 Вт | 1,66А | 0,84А | 0,42А | 0,05А | 0,015А |
| 20 Вт | 3,34А | 1,68А | 0,83А | 0,09А | 0,03А |
| 30 Вт | 5,00А | 2,5А | 1,25А | 0,14А | 0,045А |
| 40 Вт | 6,67А | 3,33А | 1,67А | 0,13А | 0,06А |
| 50 Вт | 8,33А | 4,17А | 2,03А | 0,23А | 0,076А |
| 60 Вт | 10,00А | 5,00А | 2,50А | 0,27А | 0,09А |
| 70 Вт | 11,67А | 5,83А | 2,92А | 0,32А | 0,1А |
| 80 Вт | 13,33А | 6,67А | 3,33А | 0,36А | 0,12А |
| 90 Вт | 15,00А | 7,50А | 3,75А | 0,41А | 0,14А |
| 100 Вт | 16,67А | 3,33А | 4,17А | 0,45А | 0,15А |
| 200 Вт | 33,33А | 16,66А | 8,33А | 0,91А | 0,3А |
| 300 Вт | 50,00А | 25,00А | 12,50А | 1,36А | 0,46А |
| 400 Вт | 66,66А | 33,33А | 16,7А | 1,82А | 0,6А |
| 500 Вт | 83,34А | 41,67А | 20,83А | 2,27А | 0,76А |
| 600 Вт | 100,00А | 50,00А | 25,00А | 2,73А | 0,91А |
| 700 Вт | 116,67А | 58,34А | 29,17А | 3,18А | 1,06А |
| 800 Вт | 133,33А | 66,68А | 33,33А | 3,64А | 1,22А |
| 900 Вт | 150,00А | 75,00А | 37,50А | 4,09А | 1,37А |
| 1000 Вт | 166,67А | 83,33А | 41,67А | 4,55А | 1,52А |
Используя таблицу также легко определить мощность, если известны напряжение и сила тока. Это пригодится не только для расчёта потребляемой энергии, но и для выбора специальной техники, отвечающей за бесперебойную работу или предотвращающей перегрев.
Делайте качественные подключения кабелей
Подключения кабелей и лент производится качественной пайкой и термоусадкой либо клеммниками Wago. После подключения следует проконтролировать, что клеммник или место пайки не нагреваются при работе ленты на максимальной мощности в течение 15 минут.
Подключение к ленте специальных коннекторов возможно только при подключении маленьких кусочков ленты, примерно до 0.5 ампера, если больше, то подключаем пайкой.
Как правильно выбрать реле
Итак, начнем с приведения информации об основных технических характеристиках реле, произведенных в нашей стране:
- Номинальное напряжением — 12В;
- Управляющий ток — не более 0,2А;
- Напряжение срабатывания — не менее 8,0В;
- Напряжение отпускания — 1,5 — 5,0В;
- Наибольший коммутируемый ток — 30А;
- Сопротивление обмотки — 80 Ом.
Производят отечественные реле в следующих видах:
- 3747-10 — пластиковый корпус, отсутствует ушко крепления;
- 3747 — пластиковый корпус, присутствует ушко крепления;
- 3747 — корпус выполнен из металла с ушком крепления;
- 3747 — 10 — корпус из металла, нет ушка крепления;
- 3747 — 10 — металлический корпус, отсутствует ушко крепления.
Прибегать к установке нового. более мощного реле необходимо, если вам нужно увеличить допустимое значение токов нагрузки (20-40А), что заметно больше, чем может обеспечить управляющий выход ( обычно не более, чем 0,2 А).
На полках магазинов сейчас встречаются реле с 4-мя и 5-ю контактами.
Как правило, силовые реле имеют две пары контактов: силовые и управляющие. Силовые контакты обозначаются цифрами 30, 87, 87а, в то время как управляющие имеют индексы 85 и 86.
Видео-обзор силовых реле для автомобиля:
Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово
Подготовка исходных данных за 6 простых шагов
Шаг №1. Указание формы сердечника и его поперечного сечения
Лучшим распределением магнитного потока обладают сердечники, набранные из Ш-образных пластин. Кольцевая форма из П-образных составляющих деталей обладает большим сопротивлением.
Для проведения расчета надо указать форму сердечника по виду пластины (кликом по точке) и его измеренные линейные размеры:
- Ширину пластины под катушкой с обмоткой.
- Толщину набранного пакета.
Вставьте эти данные в соответствующие ячейки таблицы.
Шаг №2. Выбор напряжений
Трансформатор создается как повышающей, понижающей (что в принципе обратимо) или разделительной конструкцией. В любом случае вам необходимо указать, какие напряжения вам нужны на его первичной и вторичной обмотке в вольтах.
Заполните указанные ячейки.
Шаг №3. Частота сигнала переменного тока
По умолчанию выставлена стандартная величина бытовой сети 50 герц. При необходимости ее нужно изменить на требуемую по другому расчету. Но, для высокочастотных трансформаторов, используемых в импульсных блоках питания, эта методика не предназначена.
Их создают из других материалов сердечника и рассчитывают иными способами.
Шаг №4. Коэффициент полезного действия
У обычных моделей сухих трансформаторов КПД зависит от приложенной электрической мощности и вычисляется усредненным значением.
Но, вы можете откорректировать его значение вручную.
Шаг №5. Магнитная индуктивность
Параметр определяет зависимость магнитного потока от геометрических размеров и формы проводника, по которому протекает ток.
По умолчанию для расчета трансформаторов принят усредненный параметр в 1,3 тесла. Его можно корректировать.
Шаг №6. Плотность тока
Термин используется для выбора провода обмотки по условиям эксплуатации. Среднее значение для меди принято 3,5 ампера на квадратный миллиметр поперечного сечения.
Для работы трансформатора в условиях повышенного нагрева его следует уменьшить. При принудительном охлаждении или пониженных нагрузках допустимо увеличить. Однако 3,5 А/мм кв вполне подходит для бытовых устройств.
Выполнение онлайн расчета трансформатора
После заполнения ячеек с исходными данными нажимаете на кнопку «Рассчитать». Программа автоматически обрабатывает введенные данные и показывает результаты расчета таблицей.
Что представляет собой устройство
Каждый пользователь сталкивается в течение жизни с разнообразными выключателями, при помощи которых вручную включается электроэнергия в доме. Автоматическая современная пробка функционирует по схожему принципу, только отключает подачу электроэнергии она самостоятельно, без стороннего вмешательства, защищая тем самым сеть от перегрузок или короткого замыкания. Одним словом, данное устройство – предохранитель.
Если через предохранитель автоматический резьбовой пройдет ток, вдвое больший номинального показателя, выключатель сработает почти моментально. Мгновенное выключение происходит при резком (в 7 раз) возрастании силы тока.
С помощью выключателей защищаются однофазные осветительные электрические сети, трехфазные с различными показателями силы тока и так далее. Современные компании производят автоматические выключатели разных видов и марок, что делает их широко распространенными. Кроме того, их используют не только как выключатели, но и как предохранители. Теперь рассмотрим принцип действия устройства.
Как функционирует выключатель понятно: контакты электроцепи соединяются и разъединяются. У предохранителя несколько иной принцип. В автомате предохранителем выступает тепловое и электромагнитное реле. Также применяется реле комбинированного типа – расцепитель. Если через выключатель проходит ток выше номинального показателя тока расцепителя, реле активируется и разрывает цепь. Защита от перегрузок достигается за счет теплового расцепителя. Если данный элемент сработал, следует выждать немного времени, чтобы биметаллическая пластинка остыла, после чего перевести рычажок в положение «отключено» и заново включить предохранитель.
Что касается электромагнитного расцепителя, он функционирует как реле максимального тока. При достижении током заданного показателя, автоматический выключатель срабатывает мгновенно. Каждый автомат имеет те или иные значения. Как правило, указывается сила номинального тока и сила, при которой срабатывает расцепитель.
Важно, чтобы аппарат был изготовлен из качественных материалов. Так, для корпуса используются высококачественные термопласты, которым не страшны механические воздействия. Важно, чтобы в составе материала не присутствовали вредные вещества – галогены. Сам пластиковый корпус должен быть с добавками антипиренов – веществ, предупреждающих распространение горения.
Для изготовления проводящих элементов выключателей применяются материалы, имеющие низкое сопротивление электротоку, к примеру, медь. Контактные площадки производятся из сплавов серебра, что делает их долговечными, обеспечивает хорошую сопротивляемость свариванию.
Автоматы пользуются большим спросом, по сравнению с плавкими предохранителями, что обуславливается следующими их преимуществами:
- Более надежное срабатывание;
- Защищая трехфазное устройство, оно не станет работать в однофазном режиме. Если случается перегрузка или короткое замыкание, отключатся все три фазы;
- Снижение простоев электрического оборудования. Включить сработавший автомат быстрее, нежели заменить перегоревший предохранитель.
Заключение по теме
Итак, подводим итог всему вышесказанному. Казалось бы, что слаботочка – это не самый напряженный участок электрической сети. Но практика показывает обратное. Даже здесь приходится отвечать на вопрос, как рассчитать сечение электрического провода? Из статьи становится понятным, что для этого приходится учитывать сразу два показателя: величину потребляемой мощности и длину укладываемых проводов. Благо существуют таблицы, по которым можно легко и без больших проблем сделать точную подборку. Главное – не ошибиться с самими таблицами, так сказать, не перепутать один показатель с другим.
