Контроль и индикация параметров источников питания
Рис. 1.13. Схема индикатора включенной нагрузки
Диод VD1 Д211 можно заменить на слаботочный диод, например, типа КД102Б.
Устройство легко модифицировать, сделав его чувствительным к силе тока.
Для визуального контроля наличия тока в нагрузке предназначено устройство с повышающим трансформатором (рис. 1.14) [1.11]. Его первичная обмотка включена последовательно с нагрузкой сети. Ко вторичной обмотке Т1 подключен простейший выпрямитель по схеме удвоения напряжения, нагруженный на светодиод HL1. Если ток нагрузки превысит определенный порог (минимальная мощность нагрузки, при которой становится заметным свечение светодиода – 40 Вт), светодиод начинает неярко светиться. Чем больше ток нагрузки – тем ярче свечение светодиода.
Трансформатор Т1 может быть намотан на ферритовом кольце диаметром 30…40 мм марки 2000НН. Его токовая обмотка содержит 20…25 витков толстого провода (диаметр 1.5 мм). Вторичная обмотка имеет 1500 витков тонкого провода (0.08…0.1 мм). Для уменьшения потерь в схеме выпрямителя использованы германиевые диоды. Светодиод рекомендуется подобрать по максимальной яркости свечения при малом токе.
Рис. 1.14. Схема устройства для контроля тока в нагрузке
Рис. 1.15. Схема ваттметра переменного тока
Для ориентировочного количественного измерения потребляемой нагрузкой мощности из сети можно применить схему по рис. 1.15 [1.12].
Датчиком тока является проволочный резистор R2. Параллельно ему подключен простейший вольтметр переменного тока с выпрямителем на диодах VD1 и VD2. К его выходу подключен измерительный прибор РА1 – микроамперметр М2003 с током полного отклонения 100 мкА.
Резистор R3 снижает чувствительность головки измерительного прибора до 1 мА. Подстроенным резистором R1 устанавливают стрелку измерительного прибора на реперную (контрольную) отметку, соответствующую, например, мощности в 100…125 В.
Для измерения мощностей порядка 250 (500) Вт сопротивление датчика тока следует уменьшить до 1 (0.5) Ом, соответственно.
Описанный прибор имеет несколько недостатков. Во-первых, его шкала нелинейна. Во-вторых, прибор только косвенным образом реагирует на изменение сетевого напряжения – в нем нет элементов, напрямую фиксирующих это изменение.
Рис. 1.16. Схема ваттметра переменного тока с линейной шкалой
Для измерения тока и мощности (с учетом ограничений, см. выше) в цепи переменного тока может быть использована схема ваттметра [1.13] на основе трансформатора тока, показанная на рис. 1.16. Он представляет собой ферритовое кольцо, сквозь которое пропущен проводник, подающий ток потребителю. Этот проводник является своеобразной первичной (токовой) обмоткой трансформатора. Вторичная обмотка выполнена тонким проводом, равномерно намотанным по ферритовому кольцу до заполнения. Напряжение, снимаемое со вторичной обмотки, выпрямляется диодным мостом и поступает на фильтр и стрелочный измерительный прибор. Чувствительность прибора задает резистор R2. При внутреннем сопротивлении измерительного прибора 520 Ом и токе полного отклонения 500 мкА сопротивление резистора R2 составит примерно 270 кОм.
Шкала прибора – линейная, ее градуируют в единицах тока и мощности, потребляемой нагрузкой.
Первичная обмотка токового трансформатора может содержать и несколько витков провода в тефлоновой изоляции.