Что такое дроссель, его применение и принцип работы

Электронные аналоги

Основная масса дросселей – это достаточно габаритные приборы. Чтобы уменьшить их размеры, но при этом не изменять параметров, необходимо заменить катушку индуктивности полупроводниковым стабилизатором, который, в принципе, собой представляет высокой мощности транзистор. То есть в конечном итоге получается электронный дроссель.

По сути, установленный транзистор стабилизирует скачки (колебания) напряжения, уменьшают его пульсацию. Но придется учитывать тот факт, что электронный дроссель является все-таки полупроводниковым устройством. Так что в высокочастотных приборах его использовать нет смысла.

Как и многие электронные приборы, дроссели маркируются в зависимости от своих параметров. Это достаточно сложная аббревиатура, которая неопытным электрикам будет непонятна. Поэтому была введена цветовая маркировка. То есть, на приборе нанесено несколько цветных колец, которые определяют индуктивность устройства. Первых два кольца – это номинальная индуктивность, третье – это множитель, четвертое – это допуск.

Цветовая маркировка удобна, особенно для тех, кто начинает разбираться в области электрики. С ее помощью можно точно подобрать параметры устанавливаемых приборов (транзистор, электронный дроссель, резистор и так далее).

Для чего нужен дроссель

Виды дросселей

Дроссель используется вместо последовательного резистора, потому что обеспечивает лучшую фильтрацию (меньше остаточной пульсации переменного тока на источнике питания, что означает меньшее гудение на выходе усилителя) и меньшее падение напряжения. «Идеальный» индуктор будет иметь нулевое сопротивление постоянному току.

При использовании резистора большего размера, вы быстро достигаете точки, где падение напряжения возрастает до пиковых величин, и, кроме того, «провал» питания становится значительным, потому что разность токов между полной выходной мощностью и холостым ходом может быть немалой, особенно в усилителе класса AB.

Существует две распространенные конфигурации источника питания: конденсаторный вход и дроссельный вход.

Входной фильтр конденсатора не обязательно должен иметь дроссель, но для дополнительной фильтрации тот необходим. Источник питания дросселя по определению обязан оснащаться дросселем.

Источник питания с дросселем

На входе конденсатора будет конденсатор фильтра, следующий непосредственно за выпрямителем. Тогда он может иметь или не иметь второго фильтра, состоящего из последовательного резистора или дросселя, за которым следует другой конденсатор. Сеть «колпачок – индуктор – колпачок» обычно называется сетью «пи-фильтр». Преимущество входного фильтра конденсатора заключается в более высоком выходном напряжении, но он имеет более низкое регулирование напряжения, чем входной фильтр дросселя.

Источник питания дросселя будет иметь дроссель, следующий сразу за выпрямителем. Основное преимущество входного питания дросселя – лучшее регулирование напряжения, но за счет гораздо более низкого выходного напряжения. Входной фильтр дросселя должен иметь определенный минимальный ток, протекающий через него для поддержания регулирования.

Дроссель в собранном приборе

Пример:

Разница напряжений между двумя типами фильтров может быть довольно большой. Например, предположим, что у вас есть трансформатор 300-0-300 и двухполупериодный выпрямитель.

Как измерить индуктивность дросселя мультиметром

Ламповый усилитель с дросселем

Любое проводящее тело обладает определенной конечной индуктивностью. Эта индуктивность является внутренним свойством проводящего тела, и она всегда одинакова независимо от того, находится ли этот проводник или устройство под напряжением в электрической цепи или хранится на полке склада.

Индуктивность прямолинейного сегмента может быть значительно увеличена путем намотки его в виде спиральной катушки, после чего магнитные поля, установленные вокруг соседних витков, объединяются, создавая одно более сильное магнитное поле. Индуктивность катушки зависит от квадрата суммы числа витков.

Индуктивность катушки также значительно увеличивается, если та построена вокруг сердечника, который состоит из материала, имеющего высокую проницаемость для магнитного потока. (Поток – это произведение среднего магнитного поля на величину перпендикулярной области, которую он пересекает. Поток в магнитной цепи аналогичен току в электрической цепи.) Это ситуация в силовых трансформаторах, принадлежащих коммунальным предприятиям, и других катушках, предназначенных для работы на 50 или 60 Гц. Индуктивные эффекты более выражены на более высоких частотах, поэтому для ВЧ-индуктора обычно достаточно воздушного сердечника.

Воздушный сердечник

Одно из определяющих качеств катушки состоит в том, что при снятии приложенного напряжения, прерывая ток, магнитное поле разрушается, и электрическая энергия, ранее использованная для создания магнитного поля, внезапно возвращается в цепь. Это просто проявление того факта, что магнитное поле и проводник, движущиеся относительно друг друга, вызывают поток тока в проводнике.

Скорость изменения тока в катушке индуктивности пропорциональна приложенному к ней напряжению, определяемому известным уравнением:

Где:

• L – индуктивность в Генри;
• V – напряжение, I – ток;
• t – время.

Подобно конденсатору и в отличие от резистора полное сопротивление индуктора зависит от частоты. Импеданс – это векторная сумма сопротивления (когда и если в цепи есть резистор или эквивалент) и индуктивного или емкостного сопротивления.

В конденсаторе более высокая частота соответствует более низкому емкостному сопротивлению. В индукторе более высокая частота соответствует более высокому индуктивному сопротивлению.

Катушка не оказывает противодействия потоку постоянного тока, за исключением:

• небольшого сопротивления из-за большой емкости провода;
• мгновенного индуктивного сопротивления при первом включении катушки из-за работы, необходимой для установления магнитного поля. (В течение времени нарастания постоянный ток по существу переменный.)

Ламповый усилитель

Уравнение для емкостного сопротивления:

Где X _C = емкостное сопротивление в омах; f = частота в герцах; C = емкость.

Уравнение для индуктивного сопротивления:

Где X _L = индуктивное сопротивление в омах; f = частота в герцах; L = индуктивность.

Эти уравнения «симметричны». Один является зеркальным отражением другого, различие заключается в роли, которую играет частота. В емкостном сопротивлении f находится в знаменателе, а в индуктивном сопротивлении – в числителе. Емкостное и индуктивное реактивное сопротивление, а также общий импеданс выражены в омах как сопротивление постоянному току, и они полностью соответствуют закону Ома при том понимании, что эти свойства меняются с частотой.

Устройство индуктивной катушки

Прибор подавляет происходящие в переменном токе пульсации. В электрических цепях проходит электричество разной частоты, поэтому для подавления помех применяют низкочастотные и высокочастотные катушки.

Низкочастотные устройства

Катушки имеют большие размеры. Провод в них намотан вокруг сердечника из трансформаторной стали. В аппаратуре, питание которой обеспечивается мощным напряжением, устанавливают дроссельные блоки низкой частоты. Индуктивные катушки в каскадном исполнении противостоят резким изменениям характеристик тока.

Что такое электрическое дросселирование, знает каждый электрик. На промышленных предприятиях без этого не обходится ни одно электрооборудование.

Высокочастотные элементы

Высокочастотный электронный дроссель гораздо меньше низкочастотного собрата. Катушка может быть выполнена из однослойной или многослойной намотки. Для высокочастотных дросселей применяют ферритовые сердечники или стержни из магнитного диэлектрического материала.

Проверка ламп дневного света мультиметром

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Лампа ДРЛ( ДРВ). Вторая жизнь после перегорания спирали балласта.

В условиях повышения цен на энергоресурсы, увеличения тарифов на электроэнергию, для населения актуальным стал вопрос экономии электричества в домах и квартирах. Разработаны различные технологии, позволяющие использовать более экономичные электроприборы, чем те, которые производились еще несколько десятилетий назад. При организации освещения помещений уже достаточно давно применяются люминесцентные источники света, или лампы дневного света ЛДС. Они, обеспечивая такую же освещенность, как и обычные лампочки накаливания, потребляют в раз меньше электроэнергии, чем их предшественники. Несмотря на то, что появились еще более экономичные светодиодные источники, цена их настолько высока, что в настоящее время использование светильников с ЛДС остается наиболее рациональным решением. В процессе эксплуатации светильников всегда возможны поломки, отказы в работе некоторых элементов.

В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами. Разрядные лампы обладают высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую. В разрядных лампах могут использоваться разные газы: пары металлов ртути или натрия , инертные газы неон, ксенон и другие , а также их смеси. Среди ртутных ламп можно упомянуть дуговые ртутные люминесцентные лампы ДРЛ. Меньше распространены безртутные разрядные лампы, содержащие инертные газы: ксеноновые лампы ДКсТ , неоновые лампы и другие. Разрядные источники света газоразрядные лампы постепенно вытесняют привычные ранее лампы накаливания , однако недостатками остаются линейчатый спектр излучения, утомляемость от мерцания света, шум пускорегулирующей аппаратуры ПРА , вредность паров ртути в случае попадания в помещение при разрушении колбы , невозможность мгновенного перезажигания для ламп высокого давления. В условиях продолжающегося роста цен на энергоносители и удорожания осветительной арматуры, ламп и комплектующих всё более насущной становится потребность во внедрении технологий, позволяющих сократить непроизводственные затраты.

Потребность общества в осветительных устройствах большой мощности свечения и одновременно экономичных в потреблении электроэнергии, а также долговечных в эксплуатации удовлетворяют производители ламп ДРЛ и других газоразрядных ламп. Их применяют для освещения большой территории, объектов хранения материалов, зданий заводов. Лампа ДРЛ может иметь разброс мощности от 50 до 2 ватт, а подключается к однофазной электрической сети с напряжением вольт и частотой 50 герц. Дроссель для ДРЛ-ламп применяется для пуска, на рынке есть разные виды осветительных устройств, в которых он используется:.

Конструкция и принцип работы лампы типа ДРЛ

Устройство лампы ДРЛ достаточно примитивное. Основными конструктивными элементами указанной лампочки являются:

• стеклянный баллон;
• цоколь резьбового типа;
• ртутно-кварцевая горелка (трубка);
• электроды;
• угольный резистор.

Горелка ДРЛ-лампочки имеет трубчатую конструкцию и заполнена строго дозированным количеством инертных газов – аргон и немного ртути. Электроды облегчают процесс зажигания лампочки и делают ее свечение более стабильным. Цоколь, как и у любой другой лампочки, предназначен для подаче к ней электрической энергии, а также для фиксации лампы в патроне осветительного прибора. Стеклянный баллон, или колба, — это внешняя оболочка лампочки.

В процессе изготовления дуговой люминофорной лампы из ее колбы откачивается воздух, а внутренне ее пространство заполняется азотом. Как следует из названия рассматриваемого источника света, внутренняя поверхность колбы покрыта тонким слоем люминофора.

Первые источники искусственного освещения подобной конструкции имели в своем составе только пару электродов и требовали наличия дополнительного пускового устройства. В связи с указанным неудобством они постепенно оказались снятыми с производства уже в 1970-х годах. Для зажигания современной ДРЛ-лампы с четырьмя электродами требуется только дроссельное устройство.

Светильник ДРЛ

Алгоритм данного процесса выглядит следующим образом:

• подача напряжения на электроды, расположенные близко друг к другу;
• возникновение тлеющего разряда между указанными электродами;
• данный разряд преодолевает расстояние до остальных электродов, между ними образуется дуговой разряд;
• спустя некоторое время (обычно порядка 10-15 минут), лампочка начинает гореть в штатном режиме.

Важно! Промежуток времени, через который лампочка достигает своего нормального режима горения зависит от температуры окружающей среды: при пониженных температурах время ее разгорания увеличивается. Ртутные источники искусственного освещения испускают видимый холодный (голубой) свет, а также мощное ультрафиолетовое излучение, которое обеспечивает свечение люминофора, покрывающего внутренние стенки баллона лампы

Как результат мы имеем лампочку, выдающую яркий белый свет. Цветность свечения может незначительно изменяться в случае увеличения либо уменьшения напряжения в электрической сети

Ртутные источники искусственного освещения испускают видимый холодный (голубой) свет, а также мощное ультрафиолетовое излучение, которое обеспечивает свечение люминофора, покрывающего внутренние стенки баллона лампы. Как результат мы имеем лампочку, выдающую яркий белый свет. Цветность свечения может незначительно изменяться в случае увеличения либо уменьшения напряжения в электрической сети.

В процессе работы такие лампочки нагреваются до весьма высокой температуры. В связи с этим они предъявляют повышенные требования к качеству изготовления патрона и цоколя. Кроме того, газоразрядное устройство такого источника искусственного освещения должно как следует остыть перед последующим ее использованием.