Для чего нужно изменять полярность подключения питания
Перейти к содержимому

Для чего нужно изменять полярность подключения питания

  • автор:

Зачем менять полярность в переменном токе?

В чем смысл смены полярностей? В чем практическое преимущество перед постоянным током? Сколько не искал, везде вижу только объяснение переменного тока и его график, а зачем мы вообще меняем n раз в секунду полярности?

  • Вопрос задан более трёх лет назад
  • 678 просмотров

Комментировать
Решения вопроса 1

Sanchogus

Как минимум это удобно в плане того, что можно передавать по ЛЭП сотни килоВольт, а затем трансформаторами приводить к обычным 0.4 кВ. Трансформатор относительно прост и не требует электроники.

С постоянкой такой фокус не прокатит. Даже на несколько кВ найти полупроводники уже геморрой.
А передавать низкое напряжение не прокатит, т.к. сверхпроводники еще в каждый дом не проложили, а без них тысячи Ампер не пропустить до потребителей. 🙂

Да и генератором проще сразу переменку делать.

Электродвигатели на переменке проще и не требуют к себе столько внимания, сколько щеточные на постоянке. (Хотя сейчас уже все это несколько меняется, но раньше очень даже актуально было)

Ответ написан более трёх лет назад
Нравится 7 7 комментариев
Romiro27 @Romiro27 Автор вопроса

Спасибо за ответ, но я, возможно, покажусь глупым, но как работают приборы при переменном токе? Можно, пожалуйста, статью?

Sanchogus

Romiro27, ну статью не дам. Но можете поискать образовательные фильмы про работу трансформаторов, асинхронных двигателей. Там, думаю, научно-популярный ответ найдете.

sotvm

много букаф )))
с переменным током меньше потерь
evgeniy_lm @evgeniy_lm
SOTVM, А почему меньше?

sotvm

evgeniy_lm,
поучи физику за 8 класс ,нам это преподавали в СССР, сейчас не вкурсе чему учат детей в школе

evgeniy_lm @evgeniy_lm

SOTVM, Чудик, это был банальный троллинг. Потери меньше именно по тому что изложено в ответе (те самые «много букаф»).

Ответы на вопрос 1

ProgrammerForever

Григорий Боев @ProgrammerForever
Учитель, автоэлектрик, программист, музыкант

Оно не просто меняется, оно меняется по синусу (или косинусу).
Это очень удобно по многим причинам:
1) Производная синуса — косинус. И это одно и то же по форме, т.е. это тот же синус, только сдвинутый на 90 градусов по фазе. Т.е. устройства, которые работают как производная (трансформатор, или катушка индуктивности, например) и на выходе получается тоже переменный ток.
2) Первообразная синуса — тоже косинус (минус косинус). И тут то же самое. Если прибор работает как интегратор (конденсатор, например), то опять же — форма остаётся неизменной.
Всё это очень упрощает формулы, в итоге можно просто рисовать векторные диаграммы вместо решения кучи интегралов и производных
3) Как было выше сказано, электрические машины переменного тока более надёжные
4) Синус проще всего получить, вращая контур в постоянном магнитном поле.
ЭДС=-Ф(t)’=-(B*S*cos(w*t))’=B*S*w*sin(w*t)
Формула «школьная», но суть должна быть ясна — изменяем угол равномерно (alpha=wt) и получаем на выходе гармонические колебания ЭДС индукции.

Защита устройств от неправильной подачи полярности питания

image
При проектировании промышленных приборов, к которым предъявляются повышенные требования по надёжности, я не раз сталкивался с проблемой защиты устройства от неправильной полярности подключения питания. Даже опытные монтажники порой умудряются перепутать плюс с минусом. Наверно ещё более остро подобные проблемы стоят в ходе экспериментов начинающих электронщиков. В данной статье рассмотрим простейшие решения проблемы — как традиционные так и редко применяемые на практике методы защиты.

Простейшее решение, которое напрашивается с ходу — включение последовательно с прибором обычного полупроводникового диода.

Просто, дёшево и сердито, казалось бы чего ещё нужно для счастья? Однако, у такого способа есть очень серьёзный недостаток — большое напряжение падения на открытом диоде.

Вот типичная ВАХ для прямого включения диода. При токе в 2 Ампера напряжение падения составит примерно 0.85 вольт. В случае низковольтных цепей 5 вольт и ниже это очень существенная потеря. Для более высоковольтных такое падение играет меньшую роль, но есть ещё один неприятный фактор. В цепях с высоким током потребления на диоде будет рассеиваться весьма значительная мощность. Так для случая, изображённого на верхней картинке, получим:
0.85В х 2А = 1.7Вт.
Рассеиваемая на диоде мощность уже многовата для такого корпуса и он будет ощутимо греться!
Впрочем, если вы готовы расстаться с несколько большими деньгами, то можно применить диод Шоттки, который имеет меньшее напряжение падения.

Вот типичная ВАХ для диода Шоттки. Подсчитаем рассеиваемую мощность для этого случая.
0.55В х 2А = 1.1Вт
Уже несколько лучше. Но что же делать если ваше устройство потребляет ещё более серьёзный ток?
Иногда параллельно устройству ставят диоды в обратном включении, которые должны сгореть если перепутать напряжение питания и привести к короткому замыканию. Ваше устройство при этом скорее всего потерпит минимум повреждений, но может выйти из строя источник питания, не говоря уже о том, что сам защитный диод придётся заменить, а вместе с ним могут и дорожки на плате повредиться. Словом этот способ для экстрималов.
Однако, есть ещё один несколько более затратный, но весьма простой и лишённый перечисленных выше недостатков способ защиты — с помощью полевого транзистора. За последние 10 лет параметры этих полупроводниковых приборов резко улучшились, а цена наоборот сильно упала. Пожалуй то, что их крайне редко используют для защиты ответственных цепей от неправильной полярности подачи питания можно объяснить во многом инерцией мышления. Рассмотрим следующую схему:

При подаче питания напряжение на нагрузку проходит через защитный диод. Падение на нём достаточно велико — в нашем случае около вольта. Однако в результате между затвором и истоком транзистора образуется напряжение превышающее напряжение отсечки и транзистор открывается. Сопротивление исток-сток резко уменьшается и ток начинает течь уже не через диод, а через открытый транзистор.

Перейдём к конкретике. Например для транзистора FQP47З06 типичное сопротивление канала будет составлять 0.026 Ом! Нетрудно рассчитать что рассеиваемая при этом на транзисторе мощность для нашего случая будет всего 25 милливатт, а падение напряжение близко к нулю!
При смене полярности источника питания ток в цепи течь не будет. Из недостатков схемы можно пожалуй отметить разве то, что подобные транзисторы имеют не слишком большое пробивное напряжение между затвором и истоком, но слегка усложнив схему можно применить её для защиты более высоковольтных цепей.

Думаю читателям не составит труда самим разобраться как работает эта схема.

Уже после публикации статьи уважаемый пользователь Keroro в комментариях привел схему защиты на основе полевого транзистора, которая применяется в iPhone 4. Надеюсь он не будет возражать если я дополню свой пост его находкой.

  • электроника для начинающих
  • схемотехника
  • Схемотехника
  • Электроника для начинающих

Понимание обратной полярности: как она работает и когда ее использовать

Руководство для начинающих по изменению полярности в электрических цепях и двигателях

Руководство для начинающих по изменению полярности в электрических цепях и двигателях

Обратная полярность обычно означает изменение направления электрического тока в цепи. В цепи постоянного тока (DC) изменение полярности означает изменение положительных и отрицательных соединений так, чтобы ток текал в противоположном направлении. В цепи переменного тока (AC) изменение полярности означает изменение направления волны переменного тока.

Обратная полярность может иметь разные последствия в зависимости от используемого устройства или оборудования. Например, изменение полярности двигателя может привести к тому, что он будет вращаться в противоположном направлении, а изменение полярности магнита может привести к тому, что он будет отталкивать, а не притягивать другие магниты.

В некоторых случаях изменение полярности цепи может также привести к повреждению схемы или подключенных устройств, поэтому важно понимать последствия, прежде чем пытаться это сделать.

Что это означает в контексте линейного привода

В контексте линейного привода изменение полярности обычно означает изменение направления вращения двигателя для изменения направления линейного движения привода.

Линейные приводы — это устройства, которые преобразуют вращательное движение в линейное движение, обычно с использованием двигателя для приведения в движение ходового или шарикового винта. Изменяя полярность двигателя, можно изменить направление вращения винта, что, в свою очередь, меняет направление линейного движения привода. Это часто используется для линейного управления положением или движением объекта, например, в автоматизированном оборудовании, робототехнике или приложениях домашней автоматизации.

Стоит отметить, что некоторые линейные приводы имеют встроенные концевые выключатели или другие механизмы для предотвращения повреждений из-за неправильной полярности, поэтому важно следовать инструкциям производителя при изменении полярности линейного привода.

Каковы различные способы изменения полярности чего-либо?

Различные способы изменения полярности чего-либо зависят от конкретного объекта или системы. Вот несколько примеров:

  1. Электрические цепи: Чтобы изменить полярность электрической цепи, вы можете поменять местами соединения положительных и отрицательных клемм источника питания или аккумулятора.
  2. Двигатели: Чтобы изменить направление вращения двигателя, вы можете изменить полярность источника питания или поменять местами подключение проводов двигателя.
  3. Магниты. Чтобы изменить полярность магнита, вы можете либо подвергнуть его воздействию магнитного поля в противоположном направлении, либо нагреть до температуры Кюри, что временно уничтожит его магнетизм и позволит перемагничивать его в противоположном направлении.
  4. Линейные приводы. Чтобы изменить полярность линейного привода, обычно можно изменить полярность двигателя, который приводит привод в действие, что заставит привод двигаться в противоположном направлении.

Важно отметить, что изменение полярности чего-либо может иметь разные последствия в зависимости от конкретного объекта или системы, поэтому важно понимать последствия, прежде чем пытаться это сделать.

Существует ли реле, которое может изменить полярность привода или двигателя?

Да, существуют реле, которые могут менять полярность на привод или двигатель. Эти реле обычно называют «реверсивными реле» или «реверсивными реле двигателя».

Реверсивное реле обычно имеет два набора контактов, по одному для каждого направления вращения двигателя. Когда на катушку реле подается напряжение, оно переключает источник питания на соответствующий набор контактов, меняя полярность двигателя и заставляя его вращаться в противоположном направлении.

Реверсивные реле часто используются в приложениях, где необходимо изменить направление вращения двигателя, например, в автоматизированном оборудовании, робототехнике или системах домашней автоматизации. Их можно использовать для управления движением линейных приводов, а также двигателей других типов, таких как двигатели постоянного тока, шаговые двигатели и двигатели трехфазного переменного тока.

Важно выбрать подходящее реверсивное реле для конкретного применения и используемого двигателя, а также следовать инструкциям производителя и электрическим схемам при установке и использовании реле.

 Реле DPDT (двухполюсное, двойное переключение)

Тип реле, которое используется для изменения полярности привода или двигателя, широко известен как «реверсивное реле» или «реверсивное реле двигателя». Его фактический технический термин называется Реле DPDT (двухполюсное, двойное перекидное).

Эти реле обычно имеют два набора контактов, по одному на каждое направление вращения двигателя. Когда на катушку реле подается напряжение, оно переключает источник питания на соответствующий набор контактов, меняя полярность двигателя и заставляя его вращаться в противоположном направлении.

Реверсивные реле можно найти в различных конфигурациях, включая электромеханические, полупроводниковые и гибридные конструкции. Они обычно используются в приложениях, где необходимо изменить направление вращения двигателя, например, в автоматизированном оборудовании, робототехнике или системах домашней автоматизации.

Существуют ли какие-либо ограничения при изменении полярности?

Да, существуют некоторые ограничения и соображения, связанные с изменением полярности, в зависимости от конкретного объекта или системы. Вот несколько примеров:

  1. Электрические цепи: обратная полярность может привести к повреждению некоторых электронных компонентов, таких как диоды и транзисторы, а также может стать угрозой безопасности, если не будет выполнено должным образом. В некоторых случаях может потребоваться использование реверсивного переключателя или реле для обеспечения безопасной и правильной работы.
  2. Двигатели: изменение полярности может привести к тому, что двигатель будет работать в противоположном направлении, но это также может привести к перегреву или крутящему моменту, а также может привести к повреждению двигателя или подключенного оборудования, если все сделано неправильно. В некоторых случаях может потребоваться использование реверсивного реле или переключателя для обеспечения безопасной и правильной работы.
  3. Магниты. Изменение полярности магнита может оказаться трудным и трудоемким процессом, который не во всех случаях возможен. Некоторые магниты могут потерять свои магнитные свойства при воздействии высоких температур или определенных магнитных полей, и их невозможно перемагнитить в противоположном направлении.
  4. Линейные приводы. Изменение полярности линейного привода может привести к его движению в противоположном направлении, но это также может привести к чрезмерному износу или повреждению привода или подключенного оборудования, если все сделано неправильно. При изменении полярности линейного привода важно следовать инструкциям производителя и электрическим схемам.

В целом, при рассмотрении вопроса об изменении полярности важно понимать конкретные ограничения и соображения для каждого объекта или системы. В случае сомнений обратитесь к инструкциям производителя или обратитесь за советом к квалифицированному специалисту.

Для получения более конкретной информации о том, как изменить полярность линейного привода, мы создаем отдельную публикацию в блоге, посвященную именно этому. Вы можете просмотреть эту запись в блоге здесь

Может ли аккумулятор поменять полярность

Известно, что устройства для аккумулирования энергии и последующей её отдачи для использования, бывают нескольких типов: магнитные, тепловые, электрические, электрохимические, механические и другие, в зависимости от концентрируемой энергии. Аккумулятор, накапливающий и раздающий электроэнергию, может быть как электрическим, так и электрохимическим. Наиболее распространённые аккумуляторные батареи – свинцово-кислотные, в которых параметры разряда и заряда взаимосвязаны.

Как источники электродвижущей силы, электрохимические аккумуляторы, имеют обратимые внутренние химические процессы. Это означает, что в ходе преобразования химической энергии в электрическую, токообразующая реакция является обратимой и многократной.

Состоит АКБ из нескольких аккумулирующих блоков, с положительно заряженными пластинами из диоксида свинца и отрицательно заряженными свинцовыми пластинами. Блоки помещены в жидкий электролит, который заполняет всё пространство аккумуляторной батареи.

Но возникают ситуации, когда полярность электродов в аккумуляторах меняется. Это может быть по естественным причинам или принудительной смены заряда. Это отрицательно сказывается на работе АКБ и может привести к негативным последствиям.

Чем может быть вызвана смена полярности

Причин переполюсовки электродов АКБ может быть несколько. Основные:

  • ненадлежащий уход и неправильное обслуживание – образование грязи на баке с внешней стороны может привести к саморазряду, недостаточный контроль за уровнем заряда батареи;
  • необратимая сульфатация электродов, то есть чрезмерное оседание на пластинах в процессе разряда сернокислого свинца, что в свою очередь уменьшает ёмкость АКБ;
  • ошибочное подключение клемм к зарядному устройству устаревшего образца, которое не имеет защиты от возможной смены полюсов;
  • разряжение до нуля и понижение номинальной ёмкости одного из блоков АКБ из-за внутреннего сопротивления, что может повлиять на образование на положительных электродах свинца, а на отрицательных – двуокиси свинца. Это может создать цепную реакцию и выводит из строя соседние блоки.

Принцип восстановления полярности заряда аккумуляторных батарей

Существует метод принудительной переполюсовки аккумулятора. К этому способу прибегают в случае полной разрядки АКБ, и невозможности запустить её другими способами. Важно помнить, что смене полярности могут подвергаться только кислотные аккумуляторы.

Для этого выявляют блоки аккумулятора с глубоким уровнем разряда и уровень электролита. Если полюса поменялись лишь у некоторых блоков, то и восстанавливать полярность нужно именно в них. Зарядное устройство подсоединяют к клеммам с обратным знаком заряда. Это возможно сделать в случаях, когда АКБ имеет разборный корпус. Если бак АКБ литой, тогда восстановление полярности электродов происходит во всех блоках.

При таком методе восстановления АКБ, необходимо в разрыв цепи с положительным зарядом присоединить дополнительное сопротивление, для поддержания постоянного режима. Без балластного нагрузочного устройства может возникнуть короткое замыкание между клеммами аккумуляторной батареи и зажимами-крокодилами зарядного устройства.

Сам принцип смены полярности и восстановления заряда заключается в двойном цикле перезарядки аккумулятора после полнейшей естественной разрядки АКБ или с помощью подключённых к ней небольших электрических приборов, например лампочки. В процессе обратного заряда АКБ нужно контролировать снижение и повышение плотности во всех блоках. При равномерных значениях зарядное устройство нужно отключить, после чего произвести контрольный разряд, замкнув клеммы между собой накоротко.

Следующий этап – зарядка аккумулятора в правильном порядке, то есть подключение клемм и зажимов-крокодилов зарядного устройства с одинаковыми значениями. При этом следует следить за режимом зарядного тока и наблюдать за стабильностью повышения плотности в блоках АКБ.

Огромный недостаток переполюсовки современных аккумуляторных батарей – снижение срока работы АКБ, так как при полном цикле разрядки и зарядки «варварски» расходуется ресурс как электродов, так и электролита. Купить аккумулятор – лучшее решение, чтобы не подвергать простою технику, работа которой зависит от исправности АКБ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *