Cum să conectați un dimmer în loc de un comutator, tipuri, alegeri, sfaturi

Conţinut:

Cum funcționează dimmerele
Primele dispozitive pentru reglarea tensiunii de alimentare pentru o sarcină electrică
Dimmere bazate pe transformatoare cu bobine rotative
Autotransformatoare ca variatoare
Dimmere electronice
Ce dimmer ar trebui să alegi?
Este necesar să instalați un dimmer

Nu toate benzile LED pot fi controlate de variatoare. S-ar părea că caracteristica curent-tensiune și graficul eficienței sugerează direct o astfel de posibilitate, dar problema este mult mai subtilă. Astăzi vom vorbi despre cum să conectați un dimmer în loc de un comutator.

Cum funcționează dimmerele

Mai întâi vom familiariza cititorii cu principiul de funcționare a variatorului. Din cauza schimbărilor de tensiune și de ce are nevoie utilizatorul de ea.

Primele dispozitive pentru reglarea tensiunii de alimentare pentru o sarcină electrică

În opinia noastră umilă, înainte de a începe instalarea dimmer-ului, trebuie să vă imaginați care va fi rezultatul. Și pentru aceasta trebuie să fiți conștienți de principiul de funcționare al dispozitivului. Acesta este singurul mod de a prezice consecințele. Primele încercări de a influența sarcina electrică prin modificarea tensiunii de alimentare au fost făcute în 1896, când Granville Woods a modificat parametrii de ieșire ai generatoarelor de curent. O imagine a modului în care poate fi utilizat în practică pentru a controla luminozitatea becurilor incandescente și viteza de rotație a arborelui motorului a fost atașată brevetului. (Vezi și: Conectarea unui comutator cu două chei de trecere din 2 locuri)

Dimmer pentru lumină

Nu am spune că textul publicat de inventator a fost foarte clar, dar credem că arăta oarecum diferit la acea vreme. De exemplu, dacă astăzi se știe că toate generatoarele sunt sincrone și trebuie perturbate de curent alternativ împreună cu curent continuu pentru a obține parametrii necesari, atunciîn acei ani, judecând după explicațiile lui Granville, pentru stabilizare era folosită o simplă sursă de energie (de exemplu, o turbină sau un motor care arde combustibil). Ca rezultat, inventatorul crede că la ieșirea generatorului se formează o tensiune cu potențial constant. Am numi-o tensiune variabilă de tensiune și frecvență fixe.

Ca rezultat al manipulărilor complicate cu reostate, motorul a fost oarecum influențat. Și iată exact ce nu este clar: ce tip de motor. Iertați-ne ignoranța, dar nu putem spune cu exactitate ce fel de motoare electrice au fost folosite în Statele Unite la începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea. Există toate motivele să credem că controlul se bazează în cele din urmă pe o modificare a amplitudinii tensiunii, nu pe frecvența acesteia. În același timp, vă permite să controlați lămpile de iluminat conform legii Joule-Lenz, care prevede că puterea eliberată pe o rezistență activă depinde de pătratul diferenței de potențial la bornele acesteia.

Mai simplu spus, există atât de multe moduri de a controla tensiunea astăzi, încât nici măcar nu putem spune care dintre ele a folosit Granville. Judecând după desen, există și rezistență în circuit, ceea ce sugerează crearea unui reostat, pe de altă parte, se pare că este vorba despre reglarea câmpului magnetic, ceea ce sugerează deja gândul de a schimba parametrii înfășurărilor. , ceea ce ne duce în domeniul autotransformatoarelor (mai precis, înfășurări cu o cantitate variabilă de spire implicate) și al inductanței variabile a bobinelor. Drept urmare, nu știm cărui tip de dimmer aparține invenția lui Granville Woods, dar a fost, fără îndoială, primul exemplu de astfel de dispozitiv.

Dimmere bazate pe transformatoare cu bobine rotative

În anii 20 ai secolului XX, regulatoarele de tensiune bazate pe transformatoare cu înfășurări rotative au fost utilizate pe scară largă. Ideea este că atunci când se schimbă unghiul de înclinare a două planebobinele sunt controlate de fluxul de inducție. Din această cauză, EMF afișat în înfășurarea secundară variază. Utilizarea unui transformator asigură izolarea galvanică a curentului, iar pierderile aici sunt incomparabil mai mici decât la reostate.

Autotransformatoare ca variatoare

Versiunile comerciale pentru uz casnic au început să apară mult mai târziu. Autotransformatorul lui Joel Spear, folosit în 1961 ca componentă a unui tablou standard, ar trebui considerat primul dintre ele. Avantajul unei astfel de decizii este economia relativă. Anterior, se foloseau dimmere bazate pe reostate. Pentru a înțelege cum au funcționat, trebuie să aveți o mică idee despre divizoarele rezistive. Ideea este că sarcina este conectată în serie cu acest reostat, drept urmare tensiunea este aplicată proporțional. Prin creșterea rezistenței prin alergător (toată lumea a văzut-o la orele de fizică din liceu), luăm o parte din puterea încărcăturii.

Dar, ca rezultat, o cantitate mare de căldură este eliberată pe reostat. Poate fi scurtat prin creșterea rezistenței de sarcină, deoarece puterea aici este proporțională cu pătratul curentului (legea Joule-Lenz: P = I x I x R). La un moment dat, se foloseau chiar și reostate lichide pe bază de apă sărată. În acest caz, electrolitul a servit drept rezistență, iar valoarea lui a fost modificată prin modificarea distanței dintre contacte. Reostatele necesită o îndepărtare intensivă a căldurii pentru o funcționare corectă. Acest lucru determină utilizarea unor astfel de sisteme complexe precum răcirea forțată cu aer. (Vezi și: Cum se conectează o priză electrică de 380 volți)

În general, autotransformatoarele erau voluminoase, dar aici puterea se pierde mult mai puțin, astfel încât rezistența activă a înfășurării de cupru este foarte mică. Autotransformatorul funcționează într-un mod foarte interesant. Se înfășoară datorită înaltuluiinductanța pentru curent alternativ reprezintă o rezistență mare, dar pur imaginară. Adică, pentru o parte a perioadei, autotransformatorul fără sarcină preia energie din rețea și apoi o restituie. Aceasta se numește putere reactivă. Nu se consumă direct și, în general, acest efect este considerat dăunător.

Dispozitiv autotransformator

Dar este necesar doar să atașați ceva la rezultat, deoarece situația se schimbă fundamental. Autotransformatorul este aranjat așa cum se arată în imaginea noastră. Are o singură înfășurare, unde tensiunea este generată din cauza rezistenței pur imaginare și a fem indus. Cu cât sunt mai multe spire implicate în circuitul secundar, cu atât este mai mare tensiunea transmisă în continuare. Iar restul puterii reactive se întoarce în lanțul de alimentare cu energie. Rețineți că în acest caz nu există deloc înfășurare secundară, deci nu există izolație galvanică (prin curent). Unii consideră acest lucru un dezavantaj.

Un astfel de divizor inductiv va funcționa numai pe curent alternativ. Pentru că reprezintă o rezistență atât de scăzută pentru constantă încât va arde sau va dezactiva imediat sursa de alimentare. Dimensiunea relativ mare este considerată un dezavantaj al autotransformatoarelor. Dar ele, ca și reostatele, nu schimbă forma tensiunii: ieșirea este aceeași sinusoidă cu un nivel scăzut de distorsiune. De fapt, un autotransformator este un analog al unui divizor rezistiv.

Dimmere electronice

Dimmerele electronice funcționează într-un mod fundamental diferit. În acest caz, nu amplitudinea este reglată, cum era înainte, ci valoarea medie a tensiunii. De ce face parte din perioada sinusoidei întreruptă de un comutator cu tiristor. Una dintre schemele prezentate în domeniul în limba engleză al Wikipedia a fost, de asemenea, reflectată în imaginea noastră:

Circuitul tiristor este conectat la linia de ieșire a redresorului. Aici, tensiunea are forma unor cocoașe, distanțate strâns una lângă alta (vezi figura).

ÎNmomentul inițial de timp în care tiristorul este închis. Prin urmare, tensiunea nu trece prin bec.

Condensatorul C1 este încărcat prin rezistorul R1, constanta de timp depinde de produsul valorilor lor nominale (tau = RC).

La un moment dat, dioda zener este declanșată și tiristorul se deschide.

Schema de funcționare a unui variator electronic

Cu cât condensatorul C1 se încarcă mai repede, cu atât mai repede se va deschide comutatorul tiristorului, iar tensiunea va trece la bec. Acest lucru modifică așa-numitul unghi de tăiere, de care depinde nivelul mediu de tensiune, care la rândul său afectează luminozitatea. Tensiunea își pierde forma sinusoidală (vezi figura). Schimbând rezistența rezistenței cu mânerul, afectăm direct constanta de timp de încărcare a lanțului RC. Ca urmare, unghiul de tăiere crește sau scade, ajustând luminozitatea becului în direcția dorită.

În general, principiul de funcționare al acestui echipament poate fi foarte diferit, dar esența se rezumă de obicei la schimbarea unghiului de tăiere. În acest caz, nivelul de distorsiune în spectrul semnalului crește. Care poate provoca diverse efecte negative.

Ce dimmer ar trebui să alegi?

Din cele de mai sus, puteți înțelege că în locul unui comutator este instalat un simplu dimmer. Dacă un bec incandescent este înșurubat în candelabru, atunci nu se întâmplă nimic special. Spectrul de strălucire se schimbă ușor către nuanțe calde, iar intensitatea scade. Ceea ce se explică prin scăderea temperaturii spiralei. Conform legii lui Wien, vârful spectrului merge spre frecvențele joase. La o anumită tensiune de alimentare, radiația devine în întregime în domeniul infraroșu (doar căldura vine de la bec). Acest efect este folosit pentru a prelungi durata de viață a filamentelor:

Dacă aprindeți brusc un bec, atunci schimbările bruște de temperatură provoacă deformarea firului de tensiune, ceea ce duce la ieșirea rapidă dinOrdin
Dimmerele avansate produc preîncălzirea spiralei. Din cauza căreia schimbările nu sunt atât de drastice.
Până la 10% din curentul nominal este cheltuit pentru preîncălzire.

Alte variatoare ridică foarte ușor intensitatea la limita maximă timp de 30 de minute sau mai mult. Este clar că astfel de metode necesită prezența unor microcircuite complexe. De aceea, variatoarele, care economisesc viata becului, sunt mai scumpe. Până acum am vorbit doar despre filamente. Și cum rămâne cu alte tipuri de becuri?

Dimmer multifuncțional

Descărcătoarele funcționează de la demaror. Este implementat pe baza unui șoc, care, datorită fenomenului de auto-inducție, produce un EMF mare la tăierea pulsului, atunci când balastul deschide releul bimetalic de la încălzire. Este clar că lămpile cu lumină de zi de la variatoare nu vor funcționa direct. În acest caz, demarorul nu selectează EMF pentru a aprinde arcul. Dar nici acele dispozitive vândute în magazin și echipate cu un balast electronic nu sunt întotdeauna gata să funcționeze de la tensiune cu o valoare variabilă.

De aceea, conectarea unui dimmer este adesea însoțită de necesitatea de a vă revizui iluminarea. Un bec care funcționează în modul de control al luminozității este mai scump decât unul normal. Diferența de preț ajunge la 20%. Este clar că nu toată lumea este pregătită să plătească o asemenea sumă. Alte lămpi cu priză E27 (de exemplu) în interiorul bazei conțin un driver care convertește tensiunea de intrare în valoarea nominală necesară. Adică, luminozitatea nu se va schimba, candelabru pur și simplu se va stinge la un moment dat.

Nu am spune că un dimmer va dăuna direct driverului becului, dar unul electronic o poate face în orice caz. Deoarece în spectrul tensiunii de intrare apar un număr mare de armonici, pentru care dispozitivul nu este proiectat.

Este necesar să instalați un dimmer

Nu este suficient să alegi un dimmer, trebuie totuși să-i evaluezi aspectele practice. Acest dispozitiv, așa cum a fost scris mai sus, este acum cel mai adesea construit conform unui circuit electronic cu un unghi de întrerupere a tensiunii. Și cea mai simplă implementare a dimmerului aduce unghiul de tăiere la o undă sinusoidală. Mai mult, forma actuală a rețelei de alimentare se schimbă direct. Ca urmare, stresul local capătă armonici care nu ar trebui să fie prezente în el. Dimmerul este o adevărată furtună pentru electronicele sensibile. Ca urmare, ar fi bine să includeți astfel de dispozitive printr-un filtru de tensiune de rețea.

Problema este că un astfel de dispozitiv (pentru o șină DIN) costă mai mult de două mii de ruble. Acesta nu este un preț de plătit fără să stai pe gânduri, dat fiind faptul că ocupă spațiu în tablou. În plus, am spus mai sus că o lampă LED concepută să funcționeze cu un dimmer este mai scumpă decât una obișnuită.

Dar dacă totul s-ar fi limitat la asta - dar nu este! Alegerea corectă a dimmerului nu ne scutește de cel mai important lucru - interferența în aer. Fără a fi plasat pe ecran, dispozitivul începe să emită activ într-un spectru larg. Acest lucru este rău pentru sănătatea ta. Puteți verifica acest lucru după ureche cu ajutorul unui bec incandescent: dacă setați dimmerul la minim, spirala va începe să fluieră slab. Aceasta înseamnă apariția armonicilor de tensiune ale spectrului de ultrasunete în rețea. Dimmerul oscilează într-o metodă atât de ciudată a firului și se aude un fluier.

Următorul