Консультация № 176750
18.02.2010, 00:01
0.00 руб.
0 4 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты.
Помогите, пожалуйста, в нескольких теоретических вопросах. Еще раз повторю, вопросы чисто теоретические, так что не надо думать о целесообразности.

Есть две схемы на базе обычного светодиода (3 В; ток 0,1 А):

а) светодиод включен в электросеть 220 В последовательно с конденсатором в качестве сопротивления, берущим на себя 217 В, и 3 В остается на светодиод. Теоретически получается ток в цепи 0.1 А, напряжение 220 В, итого мощность цепи 22 Вт в час;

б) светодиод подключен к трансформатору (3 В на вторичной обмотке, 220 В на первичной, мощность трансформатора, к примеру 50 Вт), потребляемая мощность будет 0.3 Вт + потери на трансформаторе, но т.к. КПД у них довольно высок около 90% (вроде как), то потери не очень существенны.

Теперь собственно вопросы:

1. Верны ли мои предположения о потребляемой мощности, если нет, то почему, и, может быть, у вас будут уточнения по цифрам?

2. Сколько примерно будет потреблять вторая схема учитывая все потери?

3. Сколько будет потреблять (примерно) такой трансформатор при разомкнутой цепи на вторичной обмотке, но подключенной первичной?

4. И на последок еще такой вопрос: сколько, хотя бы ориентировочно, потребляет лампочка, которая стоит обычно в электрочайниках и включается, когда включаешь нагрев чайника (точно знаю, что она работает от 220 В, а называется вроде «неоновой», вроде бы такая точно лампочка стоит и в комнатных выключателях с подсветкой, если я не ошибаюсь)?

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
27822
2370
18.02.2010, 03:34
общий
это ответ
Здравствуйте, Black Cloud.
1. Неверны, и вот почему: Ток, потребляемый конденсатором, опережает приложенное к нему синусоидальное напряжение на четверть периода (90 "электрических" градусов). При этом энергия, потреблённая от сети за ту четверть периода, когда напряжение на конденсаторе возрастает, и он заряжается, возвращается обратно в сеть в последующую четверть периода, когда напряжение на конденсаторе убывает, и он разряжается (в это время ток сети направлен противоположно напряжению). Итого в среднем за период мощность, потребляемая конденсатором равна нулю, а потребляться от сети будет только мощность, потребляемая светодиодом. Уточнение: во избежание пробоя светодиода высоким обратным напряжением в этой схеме надо его шунтировать резистором (к-рый, ессно, будет потреблять свою долю), либо обычным диодом, пропускающим обратный ток (детали можно обсудить в минифоруме, или в отдельном вопросе).
2 (и сразу 3). Трансформаторы обычно рассчитываются так, что "потери холостого хода", (т.е. именно при разомкнутой цепи на вторичной обмотке, но подключенной первичной) равны 1/4 от суммарных потерь при номинальной нагрузке (пример: допустим, номинальная мощность 50 ВА, КПД при номинальной нагрузке 0.9; тогда при номинальной нагрузке потребляемая мощность 50/0.9 = 55.5 Вт, суммарные потери 5.5 Вт, сл-но "потери холостого хода" 5.5/4 = ок 1.4 Вт; при подключённом светодиоде практически то же самое, поскольку номинальный ток вторичной обмотки 50/3 = 16.7 А, в сравнении с чем током через светодиод можно пренебречь). Уточнение: напряжение вторичной обмотки 3 В - это "эффективное" значение, амплитуда же в 1.414 раз больше, т.е. 4.24 В, поэтому во избежание пробоя светодиода прямым напряжением в этой схеме надо последовательно с ним включить ограничительный резистор.
4. Лампочка и в самом деле «неоновая»; потребляет вряд ли больше 0.001 А.
5
Спасибо!
давно
Советник
3818
2147
18.02.2010, 11:35
общий
SFResid:
Так вроде все понятно, даже не ожидал, что получу на все четкие ответы, но вот что не могу состыковать, так это как в первой цепи получится потербляемая мощность 0.3 Вт (отдельно по элементам, вроде понял почему, а вот для всей цепи....). Смотрю на формулы http://www.motor-remont.ru/books/2/08_74.html и в частности на P=U*I*cos [$966$] и не могу понять как из этого получится 0.3 Вт. Вроде ж P=220*0.1* ? (вот тут и непонятка). Разъясните, пожалуйста.
Об авторе:
Правильно заданный вопрос должен содержать ответ!
Неизвестный
18.02.2010, 12:21
общий
Если очень (!) упрощённо - Ваши 22 Вт складываются из двух составляющих - активной мощности и реактивной мощности. Активная расходуется на полезное действие и потери в устройствах и проводах - она учитывается счётчиком(Ваши 0,3 Вт), а реактивная (всё остальное, минус потери) возвращается в сеть - её тоже можно учесть, но для её учета нужен специальный счётчик.
Возможно, [b]эта[/b] ссылка Вам поможет.
давно
Советник
3818
2147
18.02.2010, 12:33
общий
Al_Vi_S:
Понял, про реактивную мощность я и забыл, хотя по той ссылке о ней и говорится, да теперь все сошлось
Об авторе:
Правильно заданный вопрос должен содержать ответ!
Форма ответа