Индикатор подключения электроприборов к сети 220 В. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Индикаторы, датчики, детекторы

 Комментарии к статье

Пишу по следам публикации в №12 "Электрика" [1]. Важность этой темы я осознал недавно, когда мои домашние забыли утром выключить электроплиту, и к вечеру на электросчетчике "накрутило" энергии на лишние 3 грн. Схема в [1] очень проста, но вызвала такие возражения.

1. В современных домах электропроводка скрыта в стене. Где находится этот ввод в квартиру? Скорее всего, в самом неудобном месте.

2. Хорошо, если есть в доме трансформатор. Если нет, его нужно покупать, а деталь эта не из дешевых (и не всякий трансформатор подойдет).

3. В квартире есть приборы, которые постоянно включены. Одни из них включаются время от времени (холодильник), другие работают постоянно (электронные часы, электронный термометр). Что делать с ними?

4. Если Вы забыли выключить лампочку в кладовой мощностью 25 Вт, то к вечеру дополнительный расход составит несколько копеек. Нужно ли для этого ставить индикатор?

5. Невыключенная радиоаппаратура напоминает о себе звуком, поэтому трудно этого не заметить.

6. Единственная электроустановка, которую нужно снабдить индикатором подключения, это электроплита. Вот здесь и нужно ставить индикатор подключения.

Простейший индикатор подключения - неоновая лампочка или светодиодный индикатор, подключенный к проводам сети после выключателя. Если выключатель отключен, указанные приборы не светятся. Но в электроплите таких выключателей много и установлены они в труднодоступных (изнутри) местах. Поэтому нужно устанавливать датчик тока потребления. Обычно это резистор с малым сопротивлением (чтобы не забирать из сети большую мощность), включаемый в разрыв одного из проводов сети.

Теперь произведем небольшие расчеты. На минимальной мощности (порядка 100 Вт) электроплита потребляет от сети ток 0,5 А. При использовании резистора сопротивлением 1 Ом в нем выделяется мощность 0,25 Вт. Но при максимальном токе электроплиты 30 А (включены все конфорки) на этом резисторе будет выделяться мощность 900 Вт при напряжении на резисторе 30 В! А это солидная часть потребления плиты, расходуемая впустую. Таким образом, нужно как-то ограничить напряжение на резисторе.

Для этой цели прекрасно подходят мощные диоды VD1, VD2, шунтирующие резистор R1 в прямом и обратном направлениях (рис.1).

При токе через резистор 0,5 А падение напряжения на нем составляет 0,5 В, а при таком напряжении кремниевые диоды VD1 и VD2 заперты. По мере повышения напряжения на резисторе диоды постепенно открываются и входят в насыщение при прямом напряжении порядка 0,8...1 В (рис.2).

На диодах начинает выделяться мощность, они разогреваются и, как видно по характеристикам рис.2 напряжение на них уменьшается. Таким образом, диоды становятся идеальными ограничителями напряжения. Вместе с диодами греется и резистор R1. Терморезистор R2 электрически изолирован от R1, но связан с ним механически, и поэтому также греется. От R2 к собственно индикатору (на рис.1 выделен штрихпунктиром) протянута линия связи (телефонный провод).

Делитель R4, R2, R3 в базовой цепи транзистора VT1 рассчитан так, что при нормальной температуре терморезистора R2 транзистор VT1 заперт и светодиод HL1 не светится. При нагреве терморезистора R2 транзистор открывается, и светодиод загорается, сообщая от том, что нагрузка включена. В качестве источника питания используется гальванический элемент.

Если светодиод просто светится, то это может не привлечь внимания человека, уходящего из квартиры. В схеме рис.3 (показан только собственно индикатор) установлен низкочастотный генератор на КМОП цифровых элементах И-НЕ DD1.

При нормальной температуре терморезистора R2 делитель R2R3 обеспечивает напряжение на входе 1 элемента DD1.1 ниже половины напряжения питания, поэтому этот элемент закрыт, на его выходе 3 находится лог."1", соответственно на выходе 4 элемента DD1.2 - лог."0". Транзистор VT1 закрыт, и светодиод HL1 не светится. При нагреве терморезистора R2 напряжение на делителе R2/R3 превышает половину напряжения питания, генератор запускается с частотой примерно 1 Гц. С этой частотой начинает мигать светодиод.

При большой нагрузке (ток нагрузки до 15-20 А) на диодах VD1, VD2 начинает выделяться мощность примерно по 10 Вт. Поэтому диоды нужно ставить на радиаторы, к сожалению, каждый на свой радиатор. Каждый транзистор можно превратить в диод, если закоротить коллектор и базу. Используя транзисторы разного типа проводимости (как показано на рис.4), можно реализовать ту же пару диодов, но, поскольку коллекторы транзисторов соединены вместе, то можно обойтись одним радиатором.

Простейший расчет радиатора на мощность 20 Вт можно произвести по методике [2]. Кроме тепловой связи между измерительным элементом R1 и индикатором можно использовать также и оптическую связь. Но для работы светоизлучающего элемента напряжения порядка 1 В, выделяющегося на измерительном элементе, недостаточно.

Необходимо повысить сопротивление резистора R1 хотя бы до 5-6 Ом, чтобы при токе 0,5 А падение напряжения составило 2,5-3 В. Но тогда для ограничения напряжения на R1 необходимо ставить две ветви по три диода. Вместо диодов можно использовать тиристоры (рис.5).

Указанные на рис.5 тиристоры VS1, VS2 типа КУ202 срабатывают при напряжении на управляющих электродах порядка 4...8 В. Тиристор включается, и напряжение на нем остается порядка 2 В. На резисторе R1 напряжение равно ±2 В, но в начале каждого полупериода сетевого напряжения образуются "вспышки" по 4...8 В. Этими "вспышками" запускается передающий диод транзисторного оптрона UB1. Приемный транзистор оптрона открывается, и загорается светодиод HL1 (в динамическом режиме).

Во всех описанных выше схемах питание индикатора осуществлялось за счет гальванического элемента. Если элемент "подсел", то индикатор может не работать. На рис.6 показано непосредственное подключение индикатора к измерительному элементу R1 (для схемы рис.5, для остальных схем такое включение не работает). При этом индикатор оказывается под сетевым напряжением. Для уменьшения опасности измерительный элемент необходимо включить в разрыв нулевого провода сети.

Литература:

1. Рыбак П.Д. Индикация подключения электроприборов к сети 220 В //Радіоаматор-Электрик. -2000. -№12.
2. Простой расчет площади теплооотвода для мощных транзисторов и тиристоров//Радіоаматор-Конструктор. -2000. -№4.

Автор: И.Н.Проксин

Смотрите другие статьи раздела Индикаторы, датчики, детекторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Ионисторы увеличили автономный пробег электромотоцикла 25.12.2019 Компания Nawa представила электрический мотоцикл с задним колесом без втулки, существенно превосходящий по пробегу без подзарядки большинство аналогичных транспортных средств. Этой особенностью прототип под названием Racer обязан использованию основной продукции Nawa - ионисторов. Аккумуляторная батарея емкостью 9 кВтч дополнена ионисторами емкостью 0,1 кВтч. Их добавление позволило получать обратно 80-90% энергии торможения - гораздо больше, чем удается получить в случае литий-ионных аккумуляторов. Оценить выигрыш позволяют такие данные: один и тот же мотоцикл с ионисторами может проехать без подзарядки от сети 300 км, а с тем же аккумулятором, но без ионисторов - 180 км. В серебристом блоке, который виден на фото, под ионисторы отведена верхняя часть, под аккумуляторы - нижняя. Поскольку ионисторы изготовлены из углерода, они относительно недороги и весят всего 10 кг, но их добавление эквивалентно увеличению емкости аккумулятора на 65%. Чтобы получить такой же прирост обычным путем, аккумулятор пришлось бы сделать намного больше и тяжелее. По очевидной причине технология наиболее эффективна в городских условиях, где разгоны постоянно чередуются с торможениями. Что касается разгона, до 100 км/ч Nawa Racer разгоняется меньше чем за 3 с. Прототип покажут на CES 2020. Сам он не предназначен для коммерциализации, а вот используемая в нем технология - да. Серийный выпуск ионисторов Nawa планирует начать в 2020 году.

Другие интересные новости:

▪ Миниатюрная плата Tah для управления электронными устройствами по Bluetooth

▪ Обезьяны вооружаются

▪ Немецкие поезда переведут на энергию от ветра и солнца

▪ Квантовый датчик для измерения интенсивности, поляризации и длины волны света

▪ Электромобиль Hyundai IONIQ 6

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Как зюзя пьяный. Крылатое выражение

▪ статья Откуда произошло слово сморозить? Подробный ответ

▪ статья Секреты ремонта телевизоров

▪ статья Будильник грибника, он же - сторожевое устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья О включении трехфазного двигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026