Tính toán tụ điện dập tắt. Cách tính toán nguồn điện không biến áp Máy tính trực tuyến để kết nối đèn LED qua tụ điện
Bởi vì bạn cần giải quyết thành thạo hai vấn đề cùng một lúc:
- Hạn chế dòng điện chuyển tiếp qua đèn LED để tránh bị cháy.
- Bảo vệ đèn LED khỏi bị hỏng bằng dòng điện ngược.
Nếu bạn bỏ qua bất kỳ điểm nào trong số này, đèn LED sẽ ngay lập tức được phủ một chậu đồng.
Trong trường hợp đơn giản nhất, bạn có thể giới hạn dòng điện qua đèn LED bằng điện trở và/hoặc tụ điện. Và bạn có thể ngăn chặn sự cố do điện áp ngược bằng cách sử dụng một diode thông thường hoặc một đèn LED khác.
Do đó, mạch đơn giản nhất để kết nối đèn LED với điện áp 220V chỉ bao gồm một số phần tử:
Điốt bảo vệ có thể là hầu hết mọi thứ, bởi vì điện áp ngược của nó sẽ không bao giờ vượt quá điện áp chuyển tiếp trên đèn LED và dòng điện bị giới hạn bởi một điện trở.
Điện trở và công suất của điện trở giới hạn (ballast) phụ thuộc vào dòng điện làm việc của đèn LED và được tính theo định luật Ohm:
R = (U trong - U LED) / I
Và công suất tiêu tán của điện trở được tính như sau:
P = (U trong - U LED) 2/R
trong đó Uin = 220 V,
U LED - điện áp chuyển tiếp (hoạt động) của đèn LED. Thông thường, nó nằm trong khoảng 1,5-3,5 V. Đối với một hoặc hai đèn LED, nó có thể bị bỏ qua và theo đó, đơn giản hóa công thức thành R = U in / I,
I - dòng điện LED. Đối với đèn LED chỉ báo thông thường, dòng điện sẽ là 5-20 mA.
Ví dụ tính toán điện trở dằn
Giả sử chúng ta cần có dòng điện trung bình qua đèn LED = 20 mA, do đó điện trở phải là:
R = 220V/0,020A = 11000 Ohm(lấy hai điện trở: 10 + 1 kOhm)
P = (220V) 2 /11000 = 4,4 W(mang theo dự trữ: 5 W)
Giá trị điện trở yêu cầu có thể được lấy từ bảng dưới đây.
Bảng 1. Sự phụ thuộc của dòng điện LED vào điện trở của điện trở chấn lưu.
| Điện trở, kOhm | Giá trị biên độ dòng điện qua đèn LED, mA | Dòng LED trung bình, mA | Dòng điện trở trung bình, mA | Công suất điện trở, W |
|---|---|---|---|---|
| 43 | 7.2 | 2.5 | 5 | 1.1 |
| 24 | 13 | 4.5 | 9 | 2 |
| 22 | 14 | 5 | 10 | 2.2 |
| 12 | 26 | 9 | 18 | 4 |
| 10 | 31 | 11 | 22 | 4.8 |
| 7.5 | 41 | 15 | 29 | 6.5 |
| 4.3 | 72 | 25 | 51 | 11.3 |
| 2.2 | 141 | 50 | 100 | 22 |
Các tùy chọn kết nối khác
Trong các mạch trước, điốt bảo vệ được kết nối giáp lưng, nhưng nó có thể được đặt như thế này: 
Đây là mạch thứ hai để bật đèn LED 220 volt mà không cần trình điều khiển. Trong mạch này, dòng điện qua điện trở sẽ nhỏ hơn 2 lần so với phương án đầu tiên. Và do đó, nó sẽ giải phóng năng lượng ít hơn 4 lần. Đây là một điểm cộng nhất định.
Nhưng cũng có một điểm trừ: điện áp nguồn (biên độ) đầy đủ được đặt vào diode bảo vệ, vì vậy bất kỳ diode nào sẽ không hoạt động ở đây. Bạn sẽ phải tìm thứ gì đó có điện áp ngược từ 400 V trở lên. Nhưng ngày nay điều này không còn là vấn đề nữa. Ví dụ, diode 1000 volt phổ biến, 1N4007 (KD258), là hoàn hảo.
Bất chấp quan niệm sai lầm phổ biến, trong nửa chu kỳ âm của điện áp nguồn, đèn LED vẫn sẽ ở trạng thái đánh thủng điện. Nhưng do điện trở của điểm nối p-n phân cực ngược của diode bảo vệ rất cao nên dòng điện đánh thủng sẽ không đủ để làm hỏng đèn LED.
Chú ý! Tất cả các mạch đơn giản nhất để kết nối đèn LED 220 volt đều có kết nối điện trực tiếp với mạng, do đó chạm vào BẤT KỲ điểm nào của mạch là CỰC KỲ NGUY HIỂM!
Để giảm giá trị của dòng điện cảm ứng, bạn cần chia đôi điện trở thành hai phần sao cho kết quả như trong hình: 
Nhờ giải pháp này, ngay cả khi đảo pha và số 0, dòng điện qua người tới “mặt đất” (nếu vô tình chạm vào) cũng không thể vượt quá 220/12000 = 0,018A. Và điều này không còn quá nguy hiểm nữa.
Còn nhịp đập thì sao?
Trong cả hai sơ đồ, đèn LED sẽ chỉ sáng trong nửa chu kỳ dương của điện áp nguồn. Nghĩa là, nó sẽ nhấp nháy ở tần số 50 Hz hoặc 50 lần mỗi giây và phạm vi xung sẽ bằng 100% (bật 10 ms, tắt 10 ms, v.v.). Nó sẽ được chú ý bằng mắt.
Ngoài ra, khi đèn LED nhấp nháy chiếu sáng bất kỳ vật thể chuyển động nào, chẳng hạn như cánh quạt, bánh xe đạp, v.v., hiệu ứng hoạt nghiệm chắc chắn sẽ xảy ra. Trong một số trường hợp, hiệu ứng này có thể không được chấp nhận hoặc thậm chí nguy hiểm. Ví dụ, khi làm việc trên máy, tưởng chừng như dao cắt bất động nhưng thực chất nó đang quay với tốc độ chóng mặt và chỉ chờ bạn thọc ngón tay vào.
Để làm cho gợn sóng ít được chú ý hơn, bạn có thể tăng gấp đôi tần số chuyển đổi đèn LED bằng bộ chỉnh lưu toàn sóng (cầu diode): 
Xin lưu ý rằng so với mạch số 2 có cùng giá trị điện trở, chúng ta có dòng điện trung bình gấp đôi. Và theo đó, công suất tiêu tán của điện trở tăng gấp bốn lần.
Không có yêu cầu đặc biệt nào đối với cầu diode, điều quan trọng chính là các điốt tạo nên nó có thể chịu được một nửa dòng điện hoạt động của đèn LED. Điện áp ngược trên mỗi điốt sẽ hoàn toàn không đáng kể.
Một lựa chọn khác là tổ chức chuyển đổi qua lại của hai đèn LED. Sau đó, một trong số chúng sẽ cháy trong nửa sóng dương và cái thứ hai - trong nửa sóng âm. 
Bí quyết là với kết nối này, điện áp ngược tối đa trên mỗi đèn LED sẽ bằng điện áp chuyển tiếp của đèn LED khác (tối đa vài volt), do đó mỗi đèn LED sẽ được bảo vệ một cách đáng tin cậy khỏi sự cố.
Đèn LED nên được đặt càng gần nhau càng tốt. Tốt nhất, hãy cố gắng tìm một đèn LED kép, trong đó cả hai tinh thể được đặt trong cùng một vỏ và mỗi tinh thể có các cực riêng (mặc dù tôi chưa bao giờ thấy những tinh thể như vậy).
Nói chung, đối với đèn LED thực hiện chức năng chỉ báo, lượng gợn sóng không quan trọng lắm. Đối với họ, điều quan trọng nhất là sự khác biệt dễ nhận thấy nhất giữa trạng thái bật và tắt (chỉ báo bật/tắt, phát lại/ghi, sạc/xả, bình thường/khẩn cấp, v.v.)
Nhưng khi tạo đèn, bạn phải luôn cố gắng giảm xung ở mức tối thiểu. Và không phải vì sự nguy hiểm của hiệu ứng hoạt nghiệm mà vì tác hại của chúng đối với cơ thể.
Những xung nào được coi là chấp nhận được?
Tất cả phụ thuộc vào tần số: tần số càng thấp thì nhịp đập càng dễ nhận thấy. Ở tần số trên 300 Hz, các gợn sóng trở nên hoàn toàn vô hình và hoàn toàn không được chuẩn hóa, nghĩa là thậm chí 100% được coi là bình thường.
Mặc dù thực tế là các xung ánh sáng ở tần số 60-80 Hz trở lên không được cảm nhận bằng mắt, tuy nhiên, chúng có thể gây mỏi mắt, mệt mỏi nói chung, lo lắng, giảm hiệu suất thị giác và thậm chí đau đầu.
Để ngăn chặn những hậu quả trên, tiêu chuẩn quốc tế IEEE 1789-2015 khuyến nghị mức gợn sáng tối đa cho tần số 100 Hz - 8% (đảm bảo mức an toàn - 3%). Đối với tần số 50 Hz, chúng sẽ lần lượt là 1,25% và 0,5%. Nhưng điều này là dành cho những người cầu toàn.
Trên thực tế, để các xung độ sáng của đèn LED không còn gây khó chịu ít nhất là hơi khó chịu, chỉ cần chúng không vượt quá 15-20%. Đây chính xác là mức độ nhấp nháy của đèn sợi đốt công suất trung bình nhưng chưa có ai phàn nàn về chúng. Và SNiP 23-05-95 của Nga của chúng tôi cho phép ánh sáng nhấp nháy ở mức 20% (và chỉ đối với những công việc đặc biệt cần mẫn và có trách nhiệm thì yêu cầu mới tăng lên 10%).
Phù hợp với GOST 33393-2015 "Các tòa nhà và công trình. Phương pháp đo hệ số xung của chiếu sáng"Để đánh giá cường độ xung, một chỉ báo đặc biệt được đưa ra - hệ số xung (Kp).
Coeff. các xung thường được tính toán bằng cách sử dụng một công thức phức tạp sử dụng hàm tích phân, nhưng đối với các dao động điều hòa, công thức được đơn giản hóa như sau:
K p = (E max - E min) / (E max + E min) ⋅ 100%,
trong đó E max là giá trị chiếu sáng tối đa (biên độ) và E min là mức tối thiểu. 
Chúng ta sẽ sử dụng công thức này để tính điện dung của tụ điện làm mịn.
Bạn có thể xác định rất chính xác độ gợn sóng của bất kỳ nguồn sáng nào bằng bảng điều khiển năng lượng mặt trời và máy hiện sóng: 
Làm thế nào để giảm gợn sóng?
Hãy xem cách kết nối đèn LED với mạng 220 volt để giảm hiện tượng gợn sóng. Để làm điều này, cách dễ nhất là hàn một tụ điện lưu trữ (làm mịn) song song với đèn LED: 
Do điện trở phi tuyến của đèn LED nên việc tính toán điện dung của tụ điện này là một công việc không hề đơn giản.
Tuy nhiên, nhiệm vụ này có thể được đơn giản hóa bằng cách đưa ra một vài giả định. Đầu tiên, hãy tưởng tượng đèn LED như một điện trở cố định tương đương: 
Và thứ hai, giả sử rằng độ sáng của đèn LED (và do đó, độ chiếu sáng) phụ thuộc tuyến tính vào dòng điện.
Tính điện dung của tụ điện cân bằng
Giả sử chúng ta muốn lấy hệ số. gợn 2,5% ở dòng điện qua đèn LED 20 mA. Và chúng ta hãy tùy ý sử dụng một đèn LED, ở dòng điện 20 mA, giảm 2 V. Tần số mạng, như thường lệ, là 50 Hz.
Vì chúng tôi đã quyết định rằng độ sáng phụ thuộc tuyến tính vào dòng điện qua đèn LED và chúng tôi biểu diễn bản thân đèn LED như một điện trở đơn giản, nên chúng tôi có thể dễ dàng thay thế độ sáng trong công thức tính hệ số gợn sóng bằng điện áp trên tụ điện:
K p = (U max - U min) / (U max + U min) ⋅ 100%
Chúng tôi thay thế dữ liệu gốc và tính U min:
2,5% = (2V - U phút) / (2V + U phút) ⋅ 100% => U tối thiểu = 1,9V
Chu kỳ dao động điện áp trong mạng là 0,02 s (1/50).
Do đó, biểu đồ dao động điện áp trên tụ điện (và do đó trên đèn LED đơn giản hóa của chúng ta) sẽ trông giống như thế này: 
Hãy nhớ lại lượng giác và tính thời gian sạc của tụ điện (để đơn giản, chúng ta sẽ không tính đến điện trở của điện trở chấn lưu):
điện tích t = arccos(U min /U max) / 2πf = arccos(1,9/2) / (2 ⋅ 3.1415⋅ 50) = 0,0010108 giây
Thời gian còn lại Conder sẽ được xuất viện. Hơn nữa, khoảng thời gian trong trường hợp này cần phải giảm đi một nửa, bởi vì Chúng tôi sử dụng bộ chỉnh lưu toàn sóng:
t phóng điện = T - t điện tích = 0,02/2 - 0,0010108 = 0,008989 s
Vẫn còn để tính toán công suất:
C=I LED ⋅ dt/dU = 0,02 ⋅ 0,008989/(2-1,9) = 0,0018 F (hoặc 1800 µF)
Trong thực tế, khó có ai có thể lắp đặt một tụ điện lớn như vậy chỉ vì một đèn LED nhỏ. Mặc dù vậy, nếu mục tiêu là đạt được độ gợn 10% thì chỉ cần 440 μF.
Chúng tôi tăng hiệu quả
Bạn có nhận thấy bao nhiêu năng lượng được giải phóng thông qua điện trở dập tắt không? Sức mạnh bị lãng phí. Có thể bằng cách nào đó giảm nó?
Hóa ra là vẫn có thể! Chỉ cần lấy điện trở phản kháng (tụ điện hoặc cuộn cảm) thay vì điện trở chủ động (điện trở) là đủ.
Chúng tôi có thể sẽ loại bỏ van tiết lưu ngay lập tức vì tính cồng kềnh của nó và các vấn đề có thể xảy ra với EMF tự cảm ứng. Và bạn có thể nghĩ về tụ điện.
Như bạn đã biết, một tụ điện có công suất bất kỳ đều có điện trở vô hạn đối với dòng điện một chiều. Nhưng điện trở AC được tính bằng công thức này:
R c = 1 / 2πfC
nghĩa là công suất càng lớn C và tần số hiện tại càng cao f- điện trở càng thấp.
Cái hay là trong phản ứng, công suất cũng phản kháng, tức là nó không có thật. Nó dường như có đó, nhưng lại như thể nó không có đó. Trên thực tế, nguồn điện này không thực hiện bất kỳ công nào mà chỉ đơn giản là quay trở lại nguồn điện (ổ cắm). Đồng hồ đo điện trong gia đình không tính đến nên bạn sẽ không phải trả tiền. Có, nó tạo ra tải bổ sung trên mạng, nhưng điều này khó có thể làm phiền bạn với tư cách là người dùng cuối nhiều =)
Như vậy, mạch cấp nguồn LED tự làm từ 220V của chúng tôi có dạng sau: 
Nhưng! Ở dạng này tốt hơn là không nên sử dụng nó, vì trong mạch này, đèn LED dễ bị nhiễu xung lực.
Bật hoặc tắt một tải cảm ứng mạnh nằm trên cùng đường dây với bạn (động cơ điều hòa, máy nén tủ lạnh, máy hàn, v.v.) dẫn đến xuất hiện các xung điện áp rất ngắn trong mạng. Tụ điện C1 đại diện cho điện trở gần như bằng 0 đối với chúng, do đó một xung lực mạnh sẽ truyền thẳng tới C2 và VD5.
Một thời điểm nguy hiểm khác sẽ phát sinh nếu mạch được bật vào thời điểm điện áp trong mạng (tức là tại thời điểm điện áp ở ổ cắm đạt giá trị cực đại). Bởi vì Lúc này C1 đã được xả hoàn toàn, khiến dòng điện chạy qua đèn LED quá nhiều.
Tất cả điều này theo thời gian dẫn đến sự xuống cấp dần dần của tinh thể và giảm độ sáng của ánh sáng.
Để tránh những hậu quả đáng buồn như vậy, mạch phải được bổ sung một điện trở dập tắt nhỏ 47-100 Ohm và công suất 1 W. Ngoài ra, điện trở R1 sẽ đóng vai trò làm cầu chì trong trường hợp tụ C1 bị hỏng.
Hóa ra mạch kết nối đèn LED với mạng 220 volt phải như thế này: 
Và vẫn còn một sắc thái nhỏ nữa: nếu bạn rút mạch này ra khỏi ổ cắm, thì một lượng điện tích nào đó sẽ vẫn còn trên tụ C1. Điện áp dư sẽ phụ thuộc vào thời điểm mạch cấp nguồn bị đứt và trong một số trường hợp có thể vượt quá 300 volt.
Và vì tụ điện không có nơi nào để phóng điện ngoại trừ điện trở trong của nó nên điện tích có thể được giữ lại trong một thời gian rất dài (một ngày hoặc hơn). Và trong suốt thời gian này, Conder sẽ đợi bạn hoặc con bạn, qua đó nó có thể được xả ra đúng cách. Hơn nữa, để bị điện giật, bạn không cần phải đi sâu vào mạch điện mà chỉ cần chạm vào cả hai tiếp điểm của phích cắm.
Để giúp tụ điện loại bỏ điện tích không cần thiết, chúng tôi kết nối song song bất kỳ điện trở có điện trở cao nào (ví dụ: 1 MOhm) với nó. Điện trở này sẽ không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến chế độ hoạt động thiết kế của mạch. Nó thậm chí sẽ không ấm lên.
Do đó, sơ đồ hoàn chỉnh để kết nối đèn LED với mạng 220V (có tính đến tất cả các sắc thái và sửa đổi) sẽ như sau: 
Giá trị điện dung của tụ C1 để có được dòng điện cần thiết qua đèn LED có thể được lấy ngay từ đó hoặc bạn có thể tự tính toán.
Tính toán tụ điện dập tắt cho đèn LED
Tôi sẽ không đưa ra những phép tính toán học tẻ nhạt, tôi sẽ cung cấp ngay cho bạn một công thức tính công suất làm sẵn (bằng Farads):
C = I / (2πf√(Đầu vào U 2 - LED U 2))[F],
Trong đó I là dòng điện qua đèn LED, f là tần số dòng điện (50 Hz), U in là giá trị hiệu dụng của điện áp mạng (220V), U LED là điện áp trên đèn LED.
Nếu phép tính được thực hiện cho một số lượng nhỏ đèn LED mắc nối tiếp thì biểu thức √(Đầu vào U 2 - LED U 2) xấp xỉ bằng đầu vào U, do đó công thức có thể được đơn giản hóa:
C ≈ 3183 ⋅ I LED / U trong[µF]
và vì chúng ta đang tính toán cho Uin = 220 volt, nên:
C ≈ Đèn LED 15⋅I[µF]
Do đó, khi bật đèn LED ở điện áp 220 V, cứ mỗi 100 mA dòng điện sẽ cần khoảng 1,5 μF (1500 nF) điện dung.
Đối với những người không giỏi toán, có thể lấy các giá trị tính toán trước từ bảng bên dưới.
Bảng 2. Sự phụ thuộc của dòng điện qua đèn LED vào điện dung của tụ chấn lưu.
| C1 | 15nF | 68 nF | 100 nF | 150 nF | 330nF | 680 nF | 1000 nF |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| tôi LED | 1 mA | 4,5 mA | 6,7 mA | 10 mA | 22 mA | 45 mA | 67 mA |
Một chút về bản thân các tụ điện
Nên sử dụng tụ điện giảm nhiễu loại Y1, Y2, X1 hoặc X2 cho điện áp ít nhất 250 V làm tụ điện giảm chấn. Chúng có vỏ hình chữ nhật với nhiều dấu chứng nhận trên đó. Chúng trông như thế này: 
Nói ngắn gọn:
- X1- được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp được kết nối với mạng ba pha. Những tụ điện này được đảm bảo chịu được điện áp tăng 4 kV;
- X2- phổ biến nhất. Được sử dụng trong các thiết bị gia dụng có điện áp mạng định mức lên đến 250 V, chịu được điện áp tăng lên đến 2,5 kV;
- Y1- hoạt động ở điện áp lưới định mức lên đến 250 V và chịu được điện áp xung lên đến 8 kV;
- Y2- loại khá phổ biến, có thể sử dụng ở điện áp nguồn lên tới 250 V và có thể chịu được xung 5 kV.
Được phép sử dụng tụ điện màng gia dụng K73-17 ở 400 V (hoặc tốt hơn là ở 630 V). 
Ngày nay, “thanh sô cô la” Trung Quốc (CL21) được sử dụng rộng rãi, nhưng do độ tin cậy cực kỳ thấp nên tôi thực sự khuyên bạn nên chống lại sự cám dỗ sử dụng chúng trong mạch của mình. Đặc biệt là tụ điện dằn. 
Chú ý! Tụ điện cực không bao giờ nên được sử dụng làm tụ điện dằn!
Vì vậy, chúng tôi đã xem xét cách kết nối đèn LED với điện áp 220V (mạch và tính toán của chúng). Tất cả các ví dụ đưa ra trong bài viết này đều rất phù hợp với một hoặc nhiều đèn LED công suất thấp, nhưng hoàn toàn không phù hợp với bộ đèn công suất cao, chẳng hạn như đèn hoặc đèn định vị - đối với chúng, tốt hơn là sử dụng cái được gọi là trình điều khiển.
Chào mọi người! Tôi lướt trang này rất nhiều, đặc biệt là trong chủ đề của mình và tìm thấy rất nhiều điều thú vị. Nói chung trong bài viết này mình muốn sưu tầm các loại máy tính vô tuyến nghiệp dư để mọi người không phải vất vả tìm kiếm khi có nhu cầu tính toán, thiết kế mạch.
1. Máy tính điện cảm- . Chúng tôi xin cảm ơn chương trình đã trình bày. cua
2. Máy tính nghiệp dư vô tuyến phổ thông- . Cảm ơn lần nữa cua
3. Chương trình tính toán cuộn dây Tesla- . Cảm ơn lần nữa cua
4. Máy tính GDT sang SSTC- . Cung cấp bởi [) eNiS
5. Chương trình tính toán mạch đèn PA- . Cảm ơn vì thông tin cua
6. Chương trình nhận dạng bóng bán dẫn bằng màu sắc- . Sự nhìn nhận cua
7. Máy tính tính toán nguồn điện dùng tụ điện dập tắt- . Cảm ơn khách tham quan diễn đàn
8. Chương trình tính toán biến áp xung- . Cảm ơn THỐNG ĐỐC. Lưu ý - tác giả của ExcellentIT v.3.5.0.0 và Lite-CalcIT v.1.7.0.0 là Vladimir Denisenko từ Pskov, tác giả của Transformer v.3.0.0.3 và Transformer v.4.0.0.0 là Evgeniy Moskatov từ Taganrog.
9. Chương trình tính toán máy biến áp một pha, ba pha và tự ngẫu- . Cảm ơn reanimaster
10. Tính toán độ tự cảm, tần số, điện trở, máy biến áp, đánh dấu màu - . Cảm ơn thanh59
11. Các chương trình dành cho các đài phát thanh nghiệp dư khác nhau và không chỉ - và . Cảm ơn reanimaster
12. Trợ lý nghiệp dư của đài phát thanh- máy tính vô tuyến nghiệp dư - . Chủ đề trên . Cảm ơn Antracen, I E. với tôi:)
13. Chương trình tính toán bộ chuyển đổi DC-DC- . Sự nhìn nhận cua
 |
(5.4.4) |
Trong thực tế, đơn vị điện dung nhỏ hơn thường được sử dụng: 1 nF (nanofarad) = 10 –9 F và 1 pkF (picofarad) = 10 –12 F.
Cần có các thiết bị tích lũy điện tích và dây dẫn cách ly có công suất thấp. Người ta đã phát hiện bằng thực nghiệm rằng điện dung của một vật dẫn tăng lên nếu người ta đưa một vật dẫn khác lại gần nó - do hiện tượng cảm ứng tĩnh điện.
tụ điện - đây là hai dây dẫn được gọi là lớp lót, nằm gần nhau .
Thiết kế sao cho các vật thể bên ngoài bao quanh tụ điện không ảnh hưởng đến điện dung của nó. Điều này sẽ được thực hiện nếu trường tĩnh điện tập trung bên trong tụ điện, giữa các bản.
Tụ điện có dạng phẳng, hình trụ và hình cầu.
Vì trường tĩnh điện nằm bên trong tụ điện nên các đường dịch chuyển điện bắt đầu ở bản dương, kết thúc ở bản âm và không biến mất đi đâu cả. Do đó, điện tích trên các tấm trái dấu nhưng bằng nhau về độ lớn.
Điện dung của tụ điện bằng tỉ số giữa điện tích và hiệu điện thế giữa các bản của tụ điện:
 |
(5.4.5) |
Ngoài điện dung, mỗi tụ điện còn có đặc điểm bạn nô lệ (hoặc bạn vân vân . ) - điện áp lớn nhất cho phép, trên điện áp này xảy ra đánh thủng giữa các bản của tụ điện.
Kết nối tụ điện
Pin điện dung- tổ hợp đấu nối song song và nối tiếp của tụ điện.
1) Đấu song song các tụ điện (Hình 5.9):
Trong trường hợp này, điện áp chung là bạn:
Tổng phí:
Công suất kết quả:
So sánh với kết nối song song của điện trở R:
Cường độ trường bên trong tụ điện (Hình 5.11):
Điện áp giữa các tấm:
khoảng cách giữa các tấm là ở đâu.
Vì phí là
.
2. Điện dung của tụ điện hình trụ
Hiệu điện thế giữa các bản của tụ điện hình trụ trên Hình 5.12 có thể được tính bằng công thức:
Bộ nguồn không biến áp có tụ điện dập tắt rất tiện lợi vì đơn giản, có kích thước và trọng lượng nhỏ, nhưng không phải lúc nào cũng có thể áp dụng được do kết nối điện của mạch đầu ra với mạng 220 V.
Trong nguồn điện không dùng máy biến áp, tụ điện nối tiếp và tải được nối vào mạng điện áp xoay chiều. Một tụ điện không phân cực nối với mạch điện xoay chiều hoạt động giống như điện trở, nhưng không giống như điện trở, nó không tiêu tán năng lượng hấp thụ dưới dạng nhiệt.
Để tính công suất của tụ điện dập tắt, người ta sử dụng công thức sau:
C là điện dung của tụ dằn (F); Ieff - dòng tải hiệu dụng; f - tần số điện áp vào Uc (Hz); Uс - điện áp đầu vào (V); Điện áp không tải (V).
Để dễ tính toán, bạn có thể sử dụng máy tính trực tuyến
Thiết kế của các thiết bị được cấp nguồn từ chúng phải ngăn chặn khả năng chạm vào bất kỳ dây dẫn nào trong quá trình vận hành. Cần đặc biệt chú ý đến việc cách điện các bộ điều khiển.
- Bài viết tương tự
Dải tần hoạt động 66...74 hoặc 88...108 MHz Sử dụng R7, khoảng cách giữa các kênh AF được điều chỉnh. ***Tín hiệu được cung cấp từ đầu ra của máy dò - thu tần số VHF (FM) đến đầu vào DA1 thông qua mạch hiệu chỉnh R1C1. Văn học J. Đài phát thanh nghiệp dư 1 2000.
Nhu cầu kết nối đèn LED với mạng là tình trạng phổ biến. Điều này bao gồm đèn báo để bật thiết bị, công tắc có đèn nền và thậm chí cả đèn diode.
Có nhiều sơ đồ kết nối đèn LED chỉ báo công suất thấp thông qua bộ giới hạn dòng điện trở, nhưng sơ đồ kết nối như vậy có một số nhược điểm nhất định. Nếu bạn cần kết nối một diode có dòng điện định mức 100-150mA, bạn sẽ cần một điện trở rất mạnh, kích thước của nó sẽ lớn hơn đáng kể so với chính diode.
Đây là sơ đồ kết nối của đèn LED để bàn. Và điện trở mười watt mạnh mẽ ở nhiệt độ phòng thấp có thể được sử dụng làm nguồn sưởi ấm bổ sung.
Việc sử dụng dây dẫn làm bộ hạn chế dòng điện cho phép người ta giảm đáng kể kích thước của mạch điện đó. Đây là hình dáng của nguồn điện cho đèn diode 10-15 W.
Nguyên lý hoạt động của mạch điện sử dụng tụ điện dằn
Trong mạch này, tụ điện là một bộ lọc dòng điện. Điện áp chỉ được cung cấp cho tải cho đến khi tụ điện được sạc đầy, thời gian sạc phụ thuộc vào công suất của nó. Trong trường hợp này, không có sự sinh nhiệt xảy ra, điều này loại bỏ các hạn chế về công suất tải.
Để hiểu cách thức hoạt động của mạch này và nguyên lý chọn phần tử chấn lưu cho đèn LED, hãy để tôi nhắc bạn rằng điện áp là tốc độ của các electron di chuyển dọc theo dây dẫn và dòng điện là mật độ electron.
Đối với một diode, nó hoàn toàn không quan tâm đến tốc độ mà các electron sẽ “bay” qua nó. Việc tính toán dây dẫn dựa trên giới hạn dòng điện trong mạch. Chúng ta có thể áp dụng ít nhất mười kilovolt, nhưng nếu dòng điện là vài microamp, số lượng electron đi qua tinh thể phát sáng sẽ chỉ đủ để kích thích một phần rất nhỏ của bộ phát sáng và chúng ta sẽ không nhìn thấy ánh sáng.
Đồng thời, ở điện áp vài volt và dòng điện hàng chục ampe, mật độ dòng điện tử sẽ vượt quá đáng kể thông lượng của ma trận diode, chuyển phần dư thừa thành năng lượng nhiệt và phần tử LED của chúng ta sẽ bay hơi trong một đám mây của khói.
Tính toán tụ điện dập tắt cho đèn LED
Hãy xem cách tính toán chi tiết; bên dưới bạn có thể tìm thấy mẫu máy tính trực tuyến.
Tính công suất tụ điện cho đèn LED:
C(uF) = 3200 * Isd) / √(Uin² - Uout²)
Với uF- công suất ngưng tụ. Nó nên được đánh giá ở mức 400-500V;
ISD- dòng điện danh định của điốt (xem dữ liệu hộ chiếu);
ui– Biên độ điện áp mạng - 320V;
Uout- điện áp nguồn danh định của LED.
Bạn cũng có thể tìm thấy công thức sau:
C = (4,45 * I) / (U - Ud)
Nó dùng để
Tại sao tôi lại đặt mua những tụ điện này? Câu trả lời là tầm thường. Để “trang trại tập thể” đèn LED. Chúng có thể được sử dụng ở đâu khác? Tôi sẽ hướng dẫn bạn cách tính công suất chấn lưu cho bóng đèn LED. Kiểm soát xem xét. Đối với những người không ngại sử dụng trình điều khiển như vậy, hãy đi. Đối với những người không tôn trọng những kế hoạch như vậy thì không cần phải vào.
Đầu tiên, như thường lệ, hãy xem trong gói có những gì
Và bưu kiện chứa hai túi Conder, mỗi túi có đúng 50 chiếc. ở mọi người. Tôi cũng đã đặt hàng những bình ngưng này
7,85 USD (50 chiếc) từ cùng một người bán. 
Tôi chọn nó không chỉ theo điện áp, công suất mà còn theo kích thước. Chúng phải ở mức tối thiểu, nếu không chúng sẽ không thể áp dụng được ở mọi nơi. 
Tôi cũng đã đặt hàng điốt. 
8,21 USD (1000 chiếc.) 
Tất nhiên, tôi đã quá nhiệt tình với điốt. 1000 miếng là rất nhiều. Nhưng sự chênh lệch giá giữa 100 và 1000 đơn giản là vô lý. Điốt 1N4007 (1A 1000V) được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị gia dụng nhập khẩu. Có thể nói rằng không một sản phẩm nào có thể làm được nếu không có chúng. Nó cũng có thể được sử dụng trong chúng ta. Hãy để họ ngồi, nếu có chuyện gì xảy ra, tôi sẽ đưa một ít cho bạn bè.
Chà, bây giờ chúng ta hãy bắt tay vào công việc.
Chúng tôi lấy một bóng đèn tiêu chuẩn của Trung Quốc. Đây là sơ đồ của nó (được cải thiện một chút).
Đã thêm R4, nó sẽ thay thế cầu chì và cũng sẽ làm giảm dòng điện khởi động. Dòng điện qua đèn LED xác định mức điện dung C1. Tùy thuộc vào dòng điện mà chúng ta muốn đi qua đèn LED, chúng ta tính toán công suất của nó bằng công thức (1).
Để tính toán, chúng ta cần biết điện áp rơi trên các đèn LED. Thật dễ dàng để tính toán. Đèn LED hoạt động trong mạch giống như một diode zener có điện áp ổn định khoảng 3V (có những trường hợp ngoại lệ, nhưng rất hiếm). Khi các đèn LED mắc nối tiếp, điện áp rơi trên chúng bằng số lượng đèn LED nhân với 3V (nếu có 5 đèn LED thì 15V, nếu 10 - 30V, v.v.). Giả sử chúng ta muốn tạo ra một bóng đèn có 10 đèn LED 5730smd. Theo dữ liệu hộ chiếu, dòng điện tối đa là 150mA. Tôi không phải là người ủng hộ bạo lực. Do đó, chúng tôi tính toán bóng đèn ở mức 100mA. Sẽ có một nguồn dự trữ năng lượng. Và nguồn cung, như người ta nói, không đủ cho túi tiền.
Sử dụng công thức (1), chúng ta nhận được: C=3,18*100/(220-30)=1,67 μF. Ngành công nghiệp này không tạo ra được năng lực như vậy, kể cả ngành Trung Quốc. Chúng tôi lấy cái thuận tiện gần nhất (chúng tôi có 1,5 μF) và tính toán lại dòng điện bằng công thức (2).
(220-30)*1,5/3,18=90mA. 90mA*30V=2.7W. Đây là công suất định mức của bóng đèn. Nó đơn giản. Trong cuộc sống tất nhiên sẽ khác nhưng không nhiều. Tất cả phụ thuộc vào điện áp thực tế trong mạng, công suất chính xác của chấn lưu, điện áp rơi thực tế trên đèn LED, v.v. Nhân tiện, sử dụng công thức (2), bạn có thể tính công suất của bóng đèn đã mua. Điện áp rơi trên R2 và R4 có thể bỏ qua và không đáng kể. Bạn có thể kết nối khá nhiều đèn LED nối tiếp, nhưng tổng điện áp rơi không được vượt quá một nửa điện áp nguồn (110V). Nếu vượt quá điện áp này, bóng đèn sẽ phản ứng mạnh mẽ với mọi thay đổi về điện áp mạng. Càng vượt quá, nó càng phản ứng đau đớn hơn (đây là lời khuyên thân thiện).
Chưa hết, hãy kiểm tra xem xếp hạng năng lực chính xác đến mức nào. 2,2 µF đầu tiên.
Bây giờ là 1uF.
Sai số rất nhỏ, không quá 2%. Bạn có thể lấy nó một cách an toàn.
Hãy chuyển sang ứng dụng thực tế. Nếu có ai quan tâm, hãy xem nơi tôi đã áp dụng nó. Điều này đã có trong một trong những bài đánh giá trước đó nên tôi đã giấu nó dưới phần tiết lộ nội dung.
Trích từ tổng quan của bảng điều khiển
Trong một bài đánh giá của mình, tôi đã kết nối các bảng điều khiển với trình điều khiển trên Conder. Đây là bóng đèn được làm từ bóng đèn tiết kiệm năng lượng. Hãy để tôi nhắc bạn rằng mô-đun này bao gồm năm phần tương đương. Mỗi song song chứa 18 đèn LED 2835smd. Điện áp rơi 51V. 
Hãy tính dòng điện từ công thức (2):
Chúng tôi nhận được dòng điện =(220-51)*2.2/3.18=117mA. 51V*117mA=6W Công suất đèn LED (66,7mW cho mỗi đèn LED - 33% danh nghĩa) - công suất tính toán của đèn. Chúng tôi lắp ráp và bật. LÀM! 
Nhưng những bóng đèn như vậy không thể được sử dụng nếu không có kính bảo vệ hoặc bộ khuếch tán bằng nhựa. Tất cả các đèn LED đều ở pha và không thể chạm vào ở chế độ vận hành. Bây giờ hãy xem những gì các nhạc cụ hiển thị. Tôi sẽ ở đâu nếu không có họ? 
Thiết bị hiển thị 5,95W.
Tất nhiên, bóng đèn như vậy chỉ có thể sử dụng trong nhà kho.
Và người ta có nhà kho và gara. Và một cái gì đó cũng cần phải được vặn vào đó (phiên bản làng, tôi sẽ giải thích tại sao). Vào mùa hè tôi thường về làng. Nhưng ở nông thôn, điện áp không vượt quá 200V, đôi khi có thể thấp hơn. Bây giờ hãy tính công suất của bóng đèn ở điện áp 180V trong mạng. Sử dụng cùng một công thức, trước tiên chúng ta tìm dòng điện chạy qua đèn LED. Chỉ thay vì 220V trong công thức chúng ta sẽ đặt 180V. Tổng cộng 110mA*51V=5.6W. Như bạn có thể thấy, sức mạnh hầu như không thay đổi. Nhưng bóng đèn sợi đốt hút thuốc ở điện áp này.
Tùy chọn với nhà để xe. Ngược lại, trong gara, tôi không có thời gian để thay bóng đèn - ít nhất là 240V. Hãy tính dòng điện và công suất ở 260V, tất cả đều sử dụng cùng một công thức. Chúng ta có: 145mA*51V=7,4W (41% công suất tối đa). Sự kiệt sức ở quá xa. Kết luận: nó sẽ sáng ở 180V và không cháy ở 260V.
Bây giờ tôi sẽ cố gắng đánh giá đặc tính chất lượng của ánh sáng. Đã thử thắp sáng bức tường 
Nó tỏa sáng rất rực rỡ, ánh sáng ấm áp, dễ chịu, sáng hơn đèn sợi đốt 60W (hình bên dưới). Bạn có thể so sánh độ sáng và tông màu. Mọi thứ đều được quay trong cùng điều kiện, ở cùng khoảng cách với bức tường. 
Tôi cũng đo công suất của đèn sợi đốt để biết độ tinh khiết của thí nghiệm, với cùng một thiết bị trong cùng điều kiện.
Đèn sợi đốt – 56,5 W.
Đèn LED – 5,95W.
Tôi lắp từng bóng đèn một vào chiếc đèn bàn có chóa phản quang. Bạn đã thấy anh ấy.
Bây giờ là một đoạn cắt từ bài đánh giá cuối cùng của tôi. Đúng, tôi đã thêm kích thước.
Trích từ bài đánh giá Giới thiệu về Bóng đèn LED 1W Điốt công suất cao
Sử dụng những đèn LED này tôi quyết định làm lại chiếc đèn. 
Bóng đèn đã xuống cấp và bóng đèn mới có chất lượng kém. 
Tôi quyết định kết nối đèn thông qua tụ điện, tôi không cần nhiều năng lượng và tôi sẽ để dành trình điều khiển điện tử cho thứ gì đó đáng giá hơn. Và đây là sơ đồ. 
Tôi kết nối tất cả các điốt nối tiếp. 
Tôi cũng làm bảng điều khiển từ những gì tôi có (nhanh chóng) 
Thậm chí còn có một cái ghim để buộc chặt. Tôi đã không tháo ga. Tôi để nó cho nặng, nếu không đèn sẽ rơi. 
Tôi đã làm điều đó theo tất cả các quy tắc an toàn điện. Không một yếu tố năng lượng nào xuất hiện. Bảng được bảo đảm bằng dây dẫn in bên trong.
Hãy tính công suất của bóng đèn thu được. Đầu tiên, sử dụng công thức (2), chúng ta tìm được dòng điện qua đèn LED có công suất chấn lưu là 3,2 μF. (220-18)*3,2/3,18=203,2mA. 203,2mA*18V=3,66W – công suất tính toán (ở điện áp mạng 220V).
Chúng tôi nhìn vào thiết bị 
Máy hiển thị 3,78W. Nhưng ổ cắm là 232V chứ không phải 220V. Lỗi là tối thiểu.
Và, như thường lệ, hãy xem nó tỏa sáng như thế nào. 
Đây là một bóng đèn 40W. Đương nhiên, tất cả các bóng đèn đều ở điều kiện như nhau (tốc độ cửa trập trên phanh tay, khoảng cách đến tường là như nhau).
Đây là đèn LED của tôi. Máy đo độ phơi sáng của ảnh cho bạn biết rằng ánh sáng sáng hơn bốn mươi.
Và cuối cùng, thiết bị thứ ba mà chúng (conder) có thể được sử dụng. Tôi đã sử dụng bộ sạc tự chế trong nhiều năm.
thông tin thêm
Nó cũng chứa một trình điều khiển hiện tại dựa trên tụ điện. 
Nó được làm từ rất lâu trước khi tôi nhận được tụ điện và điốt từ Trung Quốc. Vì vậy, tất cả các bộ phận đều là hàng nội địa. 
Mạch là tiêu chuẩn, giống như trong bóng đèn Trung Quốc. 
Chính nhờ việc sạc này mà tôi đã rút ra được công thức tính dung tích chấn lưu. Vì vậy, nếu ai muốn thì có thể tính cả dòng điện và thời gian sạc bằng các tụ khác trong chấn lưu. 
Bây giờ chúng ta hãy thử tóm tắt. Tôi sẽ cố gắng nêu bật tất cả những ưu và nhược điểm của những kế hoạch như vậy.
-Trong quá trình vận hành, bạn nhất định không thể chạm vào các phần tử mạch, chúng đang ở pha.
-Không thể đạt được dòng điện cao của đèn LED vì điều này đòi hỏi tụ điện lớn.
- Các xung lớn của quang thông có tần số 100 Hz đòi hỏi công suất lọc lớn ở đầu ra.
+Mạch rất đơn giản và không yêu cầu bất kỳ kỹ năng đặc biệt nào trong chế tạo.
+ Không yêu cầu chi phí vật tư đặc biệt trong quá trình sản xuất. Hầu hết các bộ phận có thể được tìm thấy trong bất kỳ nhà kho hoặc nhà để xe nào (TV cũ, v.v.).
+Không thể thiếu như trải nghiệm LED ban đầu, là bước đầu tiên trong quá trình làm chủ hệ thống chiếu sáng LED.
Tôi đã viết ra tầm nhìn của tôi, thái độ của tôi đối với những kế hoạch như vậy. Nó có thể khác với quan điểm của bạn. Nhưng tôi đã bày tỏ nó. Và như mọi khi, việc đưa ra kết luận là tùy thuộc vào bạn.
Đó là tất cả. Tôi sẽ không quay lại phân tích chi tiết về những kế hoạch như vậy. Làm mòn chúng từ trên xuống dưới.
Và phần cuối dành cho những ai theo dõi dấu vết.
Nhu cầu kết nối đèn LED với mạng là tình trạng phổ biến. Điều này bao gồm đèn báo để bật thiết bị, công tắc có đèn nền và thậm chí cả đèn diode.
Có nhiều sơ đồ kết nối đèn LED chỉ báo công suất thấp thông qua bộ giới hạn dòng điện trở, nhưng sơ đồ kết nối như vậy có một số nhược điểm nhất định. Nếu bạn cần kết nối một diode có dòng điện định mức 100-150mA, bạn sẽ cần một điện trở rất mạnh, kích thước của nó sẽ lớn hơn đáng kể so với chính diode.
Đây là sơ đồ nối dây của đèn LED để bàn. Và điện trở mười watt mạnh mẽ ở nhiệt độ phòng thấp có thể được sử dụng làm nguồn sưởi ấm bổ sung.
Việc sử dụng dây dẫn làm bộ hạn chế dòng điện cho phép người ta giảm đáng kể kích thước của mạch điện đó. Đây là hình dáng của nguồn điện cho đèn diode 10-15 W.
Nguyên lý hoạt động của mạch điện sử dụng tụ điện dằn
Trong mạch này, tụ điện là một bộ lọc dòng điện. Điện áp chỉ được cung cấp cho tải cho đến khi tụ điện được sạc đầy, thời gian sạc phụ thuộc vào công suất của nó. Trong trường hợp này, không có sự sinh nhiệt xảy ra, điều này loại bỏ các hạn chế về công suất tải.
Để hiểu cách thức hoạt động của mạch này và nguyên lý chọn phần tử chấn lưu cho đèn LED, hãy để tôi nhắc bạn rằng điện áp là tốc độ của các electron di chuyển dọc theo dây dẫn và dòng điện là mật độ electron.
Đối với một diode, nó hoàn toàn không quan tâm đến tốc độ mà các electron sẽ “bay” qua nó. Việc tính toán dây dẫn dựa trên giới hạn dòng điện trong mạch. Chúng ta có thể áp dụng ít nhất mười kilovolt, nhưng nếu dòng điện là vài microamp, số lượng electron đi qua tinh thể phát sáng sẽ chỉ đủ để kích thích một phần rất nhỏ của bộ phát sáng và chúng ta sẽ không nhìn thấy ánh sáng.
Đồng thời, ở điện áp vài volt và dòng điện hàng chục ampe, mật độ dòng điện tử sẽ vượt quá đáng kể thông lượng của ma trận diode, chuyển phần dư thừa thành năng lượng nhiệt và phần tử LED của chúng ta sẽ bay hơi trong một đám mây của khói.
Tính toán tụ điện dập tắt cho đèn LED
Hãy xem cách tính toán chi tiết; bên dưới bạn có thể tìm thấy mẫu máy tính trực tuyến.
Tính công suất tụ điện cho đèn LED:
C(uF) = 3200 * Isd) / √(Uin² - Uout²)
Với uF- công suất ngưng tụ. Nó nên được đánh giá ở mức 400-500V;
ISD- dòng điện danh định của điốt (xem dữ liệu hộ chiếu);
ui– Biên độ điện áp mạng - 320V;
Uout- điện áp nguồn danh định của LED.
Bạn cũng có thể tìm thấy công thức sau:
C = (4,45 * I) / (U - Ud)
Nó được sử dụng cho tải điện năng thấp lên đến 100 mA và lên đến 5V.
Tính toán tụ điện cho đèn LED (máy tính trực tuyến):
Để rõ ràng, chúng tôi sẽ tính toán một số sơ đồ kết nối.
Để tính công suất của bình ngưng chúng ta sẽ cần:
- Dòng diode tối đa – 0,15A;
- điện áp cung cấp diode - 3,5V;
- biên độ điện áp của mạng - 320V.
Với điều kiện như vậy, thông số của bình ngưng là: 1,5 µF, 400 V.
Khi tính toán tụ điện cho đèn LED, cần tính đến việc các điốt trong nó được kết nối theo nhóm.
- Điện áp cung cấp cho chuỗi nối tiếp – Usd * số lượng đèn LED trong chuỗi;
- cường độ hiện tại - Isd * số chuỗi song song.
Ví dụ: hãy lấy một mô hình có sáu đường thẳng song song của bốn điốt nối tiếp.
Điện áp nguồn – 4 * 3,5V = 14V;
Dòng điện trong mạch – 0,15A * 6 = 0,9A;
Đối với mạch này, các thông số của tụ điện là: 9 μF, 400 V.
Mạch cấp nguồn LED đơn giản có tụ điện
Chúng ta hãy xem xét một thiết bị không có nguồn điện biến áp cho đèn LED bằng ví dụ về trình điều khiển đèn LED của nhà máy.
- R1- điện trở 1W, làm giảm mức độ sụt áp trong mạng;
- R2,C2– tụ điện đóng vai trò như một bộ hạn chế dòng điện và điện trở dùng để phóng điện sau khi ngắt kết nối khỏi mạng;
- C3- làm mịn bình ngưng, để giảm xung ánh sáng;
- R3– dùng để hạn chế sụt áp sau khi chuyển đổi, nhưng thay vào đó nên lắp đặt một diode zener.
Tụ điện nào có thể được sử dụng cho chấn lưu?
Các phần tử gốm được thiết kế cho điện áp 400-500V được sử dụng làm tụ điện cho đèn LED. Việc sử dụng tụ điện (cực) bị cấm.
Biện pháp phòng ngừa
Mạch không có máy biến áp không có cách ly điện. Cường độ dòng điện của mạch khi xuất hiện điện trở bổ sung, chẳng hạn như khi bạn dùng tay chạm vào điểm tiếp xúc trần trong mạch, có thể tăng đáng kể, gây ra chấn thương về điện.
