Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Правильное подключение светодиодов

Правильное подключение светодиодов

На сегодняшний день существуют сотни разновидностей светодиодов, отличающихся внешним видом, цветом свечения и электрическими параметрами. Но всех их объединяет общий принцип действия, а значит, и схемы подключения к электрической цепи тоже базируются на общих принципах. Достаточно понять, как подключить один индикаторный светодиод, чтобы затем научиться составлять и рассчитывать любые схемы.

Распиновка светодиода

распиновка

Прежде чем перейти к рассмотрению вопроса о правильном подключении светодиода, необходимо научиться определять его полярность. Чаще всего индикаторные светодиоды имеют два вывода: анод и катод. Гораздо реже в корпусе диаметром 5 мм встречаются экземпляры, имеющие 3 или 4 вывода для подключения. Но и с их распиновкой разобраться тоже несложно.

Всего существует 3 надёжных способа определения полярности: визуальный, с помощью мультиметра и путём подключения к источнику напряжения. Каждый из них по-своему уникален и интересен, в связи с чем данная тема вынесена в отдельную статью: «Где плюс, а где минус?»

SMD-светодиоды могут иметь 4 вывода (2 анода и 2 катода), что обусловлено технологией их производства. Третий и четвёртый выводы могут быть электрически незадействованными, но использоваться в качестве дополнительного теплоотвода. светодиод с четырьмя выводамиПриведенное расположение выводов не является стандартом. Для вычисления полярности лучше сначала заглянуть в datasheet, а затем подтвердить увиденное мультиметром. Визуально определить полярность SMD-светодиода с двумя выводами можно по срезу. Срез (ключ) в одном из углов корпуса всегда расположен ближе к катоду (минусу). двух выводной светодиод

Простейшая схема подключения светодиода

Нет ничего проще, чем подключить светодиод к низковольтному источнику постоянного напряжения. Это может быть батарейка, аккумулятор или маломощный блок питания. Лучше, если напряжение будет не менее 5 В и не более 24 В. Такое подключение будет безопасным, а для его реализации понадобится лишь 1 дополнительный элемент – маломощный резистор. Его задача – ограничить ток, протекающий через p-n-переход на уровне не выше номинального значения. Для этого резистор всегда устанавливают последовательно с излучающим диодом. простейшая схема

Всегда соблюдайте полярность при подключении светодиода к источнику постоянного напряжения (тока).

Если из схемы исключить резистор, то ток в цепи будет ограничен только внутренним сопротивлением источника ЭДС, которое очень мало. Результатом такого подключения станет мгновенный выход из строя излучающего кристалла.

Расчёт ограничительного резистора

Взглянув на вольт-амперную характеристику светодиода, становится понятно: насколько важно не ошибиться при расчёте ограничительного резистора. вахДаже небольшой рост номинального тока приведёт к перегреву кристалла и, как следствие, к снижению рабочего ресурса. Выбор резистора производят по двум параметрам: сопротивлению и мощности. Сопротивление рассчитывают по формуле: формула расчета сопротивления

  • U – напряжение питания, В;
  • ULED – прямое падение напряжения на светодиоде (паспортное значение), В;
  • I – номинальный ток (паспортное значение), А.

Полученный результат следует округлить до ближайшего номинала из ряда Е24 в большую сторону, а затем рассчитать мощность, которую должен будет рассеивать резистор: расчет мощности

R – сопротивление резистора, принятого к установке, Ом.

Читайте так же:
Характеристика срабатывания автоматического выключателя abb

Более подробную информацию о расчётах с практическими примерами можно получить в статье о расчете резистора для светодиода. А тот, кто не желает погружаться в нюансы, может быстро рассчитать параметры резистора с помощью онлайн-калькулятора.

Включение светодиодов от блока питания

Речь пойдёт о блоках питания (БП), работающих от сети переменного тока 220 В. Но даже они могут сильно отличаться друг от друга выходными параметрами. Это могут быть:

  • источники переменного напряжения, внутри которых есть только понижающий трансформатор;
  • нестабилизированные источники постоянного напряжения (ИПН);
  • стабилизированные ИПН;
  • стабилизированные источники постоянного тока (светодиодные драйверы).

Подключить светодиод можно к любому из них, дополнив схему нужными радиоэлементами. Чаще всего в качестве блока питания применяют стабилизированные ИПН на 5 В или 12 В. Данный тип БП подразумевает, что при возможных колебаниях напряжения сети, а также при изменении тока нагрузки в заданном диапазоне напряжение на выходе изменяться не будет. Это преимущество позволяет подключать к БП светодиоды, используя только резисторы. И именно такой принцип подключения реализован в схемах с индикаторными светодиодами. подключение через ИПНПодключение мощных светодиодов и светодиодных матриц нужно производить через стабилизатор тока (драйвер). Несмотря на их более высокую стоимость, только так можно гарантировать стабильную яркость и продолжительную работу, а также исключить преждевременную замену дорогостоящего светоизлучающего элемента. подключение через драйверТакое подключение не требует наличия дополнительного резистора, а светодиод присоединяется непосредственно к выходу драйвера с соблюдением условия: условие

  • Iдрайвера – ток драйвера по паспорту, А;
  • ILED – номинальный ток светодиода, А.

При несоблюдении условия, подключенный светодиод перегорит от перегрузки по току.

В качестве источника питания можно использовать даже одну пальчиковую батарейку на 1,5 В. Но для этого придётся собрать небольшую электрическую схему, которая позволит повысить напряжение питания до нужного уровня. О том, как это сделать, можно узнать из статьи «Как подключить светодиод от батарейки на 1,5 В».

Последовательное подключение

Собрать рабочую схему на одном светодиоде – несложно. Другое дело, когда их несколько. Как правильно подключить 2, 3 … N светодиодов? Для этого нужно научиться рассчитывать более сложные схемы включения. Схема последовательного подключения представляет собой цепь из нескольких светодиодов, в которой катод первого светодиода соединен с анодом второго, катод второго с анодом третьего и так далее. последовательное соединениеЧерез все элементы схемы течёт ток одинаковой величины: общий ток

падение напряжения

А падения напряжений суммируются:

Исходя из этого, можно сделать выводы:

  • объединять в последовательную цепь целесообразно только светодиоды с одинаковым рабочим током;
  • при выходе из строя одного светодиода произойдёт обрыв цепи;
  • количество светодиодов ограничено напряжением БП.

Параллельное подключение

Если от БП с напряжением, например, 5 В, необходимо зажечь несколько светодиодов, то их придется соединить между собой параллельно. При этом последовательно с каждым светодиодом нужно поставить резистор. параллельное подключениеФормулы для расчёта токов и напряжений примут следующий вид: формула расчета тока при параллельном подключении

Читайте так же:
Электрический выключатель с землей

Таким образом, сумма токов в каждой ветви не должна превышать максимально допустимый ток БП. При параллельном подключении однотипных светодиодов достаточно рассчитать параметры одного резистора, а остальные – будут такого же номинала.

Все правила последовательного и параллельного подключения, наглядные примеры, а также информацию о том, как нельзя включать светодиоды, можно найти в данной статье.

Смешанное включение

смешанное включение

Разобравшись со схемами последовательного и параллельного подключения, пришло время комбинировать. Один из вариантов комбинированного подключения светодиодов показан на рисунке.

Кстати, именно так устроена каждая светодиодная лента.

Включение в сеть переменного тока

Подключать светодиоды от БП не всегда целесообразно. Особенно, если речь идёт о необходимости сделать подсветку выключателя или индикатор наличия напряжения в сетевом удлинителе. Для подобных целей достаточно будет собрать одну из простых схем подключения светодиода к сети 220 В. Например, схема с токоограничительным резистором и выпрямительным диодом, защищающим светодиод от обратного напряжения. схема подключения в переменную сетьСопротивление и мощность резистора вычисляют по упрощённой формуле, пренебрегая падением напряжения на светодиоде и диоде, так как оно на 2 порядка меньше напряжения сети: расчеты для переменной сети

Из-за большой мощности рассеивания (2–5 Вт), резистор часто заменяют неполярным конденсатором. Работая на переменном токе, он как бы «гасит» лишнее напряжение и почти не нагревается.

Подключение мигающих и многоцветных светодиодов

Внешне мигающие светодиоды ничем не отличаются от обычных аналогов и могут мигать одним, двумя или тремя цветами по заданному производителем алгоритму. Внутреннее отличие состоит в наличии под корпусом ещё одной подложки, на которой расположен интегральный генератор импульсов. Номинальный рабочий ток, как правило, не превышает 20 мА, а падение напряжения может варьироваться от 3 до 14 В. Поэтому перед подключением мигающего светодиода нужно ознакомиться с его характеристиками. Если их нет, то узнать параметры можно экспериментальным путём, подключившись к регулируемому БП на 5–15 В через резистор сопротивлением 51-100 Ом.

В корпусе многоцветного RGB-светодиода расположены 3 независимых кристалла зелёного, красного и синего цвета. Поэтому при расчёте номиналов резисторов нужно помнить, что каждому цвету свечения соответствует своё падение напряжения.

Лабораторная работа № _5_ Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ ЭЛЕМЕНТОВ»

Активная мощность всей цепи равна активной мощности в сопротивлении R , а реактивная – реактивной мощности в индуктивном сопротивлении XL .

Активная мощность цепи переменного тока при последовательном соединении элементов

, [Вт]

Реактивная мощность цепи переменного тока при последовательном соединении элементов

, [ВАР]

Полная мощность цепи переменного тока при последовательном соединении элементов

, [В·А]

Активная мощность Р меньше или равна полной мощности цепи.

Отношение активной мощности цепи к её полной мощности называют коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности показывает, какая часть полной мощности является активной, т.е. потребляемой

При параллельном соединении элементов, общая сила тока равна

, [А]

Электрическая проводимость для двух параллельно соединённых резисторов

Общее сопротивление для двух параллельно соединённых резисторов

Читайте так же:
Что делать если перегорел выключатель

4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ИСПЫТАНИЙ:

РА1 * I * U

φ I PA2

220 Р V U I1

Электрическая схема параллельного выключателя

При обращение на указанные адреса следует указывать следующие данные: ФИО (полностью), школу, класс, предмет, этап и суть обращения. Сотрудникам школ, также необходимо указать свою должность.

Контактный адрес городского оргкомитета vos@olimpiada.ru

Ответственный секретарь городского оргкомитета
Петровская Наталья Вячеславовна
np@mosolymp.ru

Контакты координаторов первого и второго этапов в межрайонных советах директоров.

По поручению Департамента образования координацию организационной работы осуществляет ГАОУ ДПО Центр педагогического мастерства.

Научный руководитель ГАОУ ДПО ЦПМ
Иван Валериевич Ященко
iv@mosolymp.ru

Порядок проведения ВсОШ (приказ Минпросвещения России №678 от 27.11.2020)
Положение об этапах ВсОШ в городе Москве (приказ ДОгМ №741 от 29.08.2014)
Количество баллов для участников муниципального этапа по четвертой группе предметов (приказ ДОНМ №688 от 12.11.2021)
Количество баллов для участников муниципального этапа по третьей группе предметов (приказ ДОНМ №667 от 8.11.2021)
О внесение изменений в приказ ДОНМ от 11.10.2021 № 559 (приказ ДОНМ № 662 от 27.10.2021)
Количество баллов для участников муниципального этапа по второй группе предметов (приказ ДОНМ №641 от 27.10.2021)
Сроки и график проведения регионального этапа ВсОШ (приказ Минпросвещения №754 от 29.10.2021)
Количество баллов для участников муниципального этапа по первой группе предметов (приказ ДОНМ №640 от 26.10.2021)
Порядок проведения муниципального этапа ВсОШ в Москве в 2021/22 учебном году (приказ ДОНМ №559 от 11.10.2021)
Порядок проведения школьного этапа ВсОШ в Москве в 2021/22 учебном году (приказ ДОНМ №427 от 27.08.2021)

Обновлено 17.11.2021 13:25

  • Предварительные списки победителей и призеров по 19 предметам:

График доступа к заданиям школьного этапа в соответствии с проектом требований и
график публикации предварительных результатов

Прочитайте онлайн Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств | 8.7. Поперечная дифференциальная токовая направленная защита

Читать книгу Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств

В соответствии с требованиями ПУЭ, для ускорения отключения повреждения, особенно при использовании токовых ступенчатых защит тока и напряжения, на линиях с двусторонним питанием можно применять дополнительно защиту с контролем направления мощности в параллельной линии. Эта защита может быть выполнена в виде отдельной поперечной дифференциальной токовой направленной защиты или только в виде цепи ускорения установленных защит (максимальной токовой, дистанционной) с контролем направления мощности в параллельной линии.

На приемном конце двух параллельных линий с односторонним питанием, как правило, используется поперечная дифференциальная направленная защита .

При этом в режиме работы одной линии, а также в качестве резервной при работе двух линий используется ступенчатая защита. Допускается включение этой защиты или отдельных ее ступеней на сумму токов обеих линий (например, резервной ступени в целях увеличения ее чувствительности к повреждениям на смежных элементах). Допускается также использование поперечной дифференциальной направленной защиты в дополнение к ступенчатым токовым защитам для уменьшения времени отключения повреждения на защищаемых линиях, если по условию быстродействия ее установка не обязательна.

Читайте так же:
Применение автомата как выключатель

Таким образом, защита применяется на параллельных линиях с одинаковым сопротивлением, включенных на одну систему шин или на разные системы шин при включенном шиносоединительном выключателе.

В схемах поперечной токовой направленной защиты двух параллельных линий вторичные обмотки ТТ соединяются между собой разноименными зажимами. Параллельно вторичным обмоткам ТТ включаются токовый орган и токовые обмотки органа направления мощности. Токовый орган выполняет функцию пускового органа, а орган направления мощности служит для определения поврежденной линии.

В зависимости от того, какая линия повреждена, орган направления мощности замыкает соответствующий контакт и подает импульс на отключение соответствующего выключателя. Напряжение к органу направления мощности подводится от ТН той системы шин, на которую включены параллельные линии.

Для двухстороннего отключения поврежденной линии с обеих сторон защищаемых цепей устанавливаются одинаковые комплекты защит.

Недостатком защиты является наличие «мертвой» зоны по напряжению, когда при КЗ на линии у шин ПС напряжение, подводимое к органу направления мощности, близко к нулю и защита не работает. Протяженность мертвой зоны мала, а отказы в действии защит по этой причине редки.

На практике имеют место случаи излишнего срабатывания защиты, например, когда мощность КЗ направлена от шин, а в поврежденной линии ток отсутствовал.

Когда одна из параллельных линий находится под нагрузкой, а другая опробуется под напряжением, накладки на защите должны находиться в положении «Отключено» — на линии, опробуемой под напряжением, и «Сигнал» — на линии, находящейся под нагрузкой. При таком положении накладок защита будет действовать на отключение опробуемой под напряжением линии, если в момент подачи напряжения на ней возникнет КЗ.

При обслуживании защит необходимо проверять исправность цепей напряжения, подключенных к органу направления мощности, поскольку в случае их обрыва к зажимам органа подводится искаженное по фазе и значению напряжение, вследствие чего он может неправильно сработать при КЗ.

Электрическая схема параллельного выключателя

Исследование электрической цепи синусоидального тока при параллельном соединении
R-, L— и С- элементов

Особенностью схемы 19 является наличие внутреннего сопротивления источника R0. Это сопротивление нужно для моделирования конденсатора. Без R0 иногда в схеме будет происходить которое замыкание и программа будет выдавать ошибку.

На рисунке 19 для удобства работы и анализа данных добавлен ползунок изменения частоты источника, а также выведены осциллограммы напряжений на резисторе, катушке индуктивности и конденсаторе.

2. Установить параметры источника переменного напряжения и элементов схемы согласно Вашего варианта.

Обратите внимание на то, что нужно задать действующее значение напряжения источника, а в программе задается амплитудное. Для получения амплитудное значения напряжения нужно действующее напряжение (оно дано в таблице 2) разделить на корень квадратный из двух. Например, если дано напряжение источника U = 200 В, то амплитудное значение составит Umax = 200 / 0,707 = 282 В и именно это значение нужно ставить в настройки источника. Если параметры заданы верно, то вольтметр, подключенный параллельно источнику, покажет значение близкое к действующему. В нашем примере — близкое к 200 В.

Читайте так же:
Пример автоматического выключателя выбрать

3. Настроить вольтметр на измерение среднеквадратичного напряжения, а амперметр — на измерение среднеквадратичного тока.

4. «Запустить» схему, нажав кнопку «START/stop», если она не была нажата. В «нажатом» состоянии (при запущенной симуляции схемы) эта кнопка окрашена в серый цвет, а в «отпущенном» состоянии (при остановленной симуляции схемы) — в красный.

5. Зарисовать в отчет таблицу 6.

6. Настроим схему на режим параллельного соединения RC элементов. Для этого нужно разомкнуть выключатель S1 и замкнуть выключатель S2. При этом ток не будет проходить по катушке индуктивности и она не будет участвовать в работе схемы.

7. Измерить напряжение и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием цепи «R, С» таблицы 6. Обратите внимание, что напряжение нужно записывать в вольтах, а ток в амперах. Показания приборов могут быть представлены с учетом кратных и дольных приставок единиц основной величины. Не забывайте переводить их!

8. Настроим схему на режим параллельного соединения RL элементов. Для этого нужно замкнуть выключатель S1 и разомкнуть выключатель S2. При этом ток не будет проходить по конденсатору и он не будет участвовать в работе схемы.

9. Измерить напряжение и ток в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием цепи «R, L» таблицы 6.

10. Настроим схему на режим параллельного соединения RLС элементов. Для этого нужно замкнуть оба выключателя S1 и S2. При этом ток будет проходить по всем элементам схемы.

11. Измерить напряжение и ток в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием цепи «R, L, C» таблицы 6.

12. Настроим схему на режим резонанса. Так как резонанс напряжений может возникнуть только в параллельной RLС цепи, то нам нужно задействовать все элементы схемы. Для этого нужно замкнуть оба выключателя S1 и S2. Для того чтобы в полученной цепи возник резонанс воспользуемся регулировкой частоты переменного напряжения. Определим для заданных значений индуктивности и емкости резонансную частоту по формуле (17) (формула абсолютно та же, что и (8))

Обратите внимание, что в эту формулу индуктивность катушки L нужно подставлять в генри (Г), а емкость конденсатора C в фарадах (Ф). В этом случае ответ f о получим в герцах (Гц).

Значение f о установим в источнике через его свойства или воспользовавшись ползунком «Частота» в правой части рабочего экрана.

13. Измерить напряжение и ток в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием цепи «резонанс токов» таблицы 6.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector