Калькулятор гасящего конденсатора
Калькулятор помогает рассчитать гасящий (балластный) конденсатор для питания маломощной нагрузки от сети переменного тока: нужную ёмкость, реактивное сопротивление и минимальное рабочее напряжение. Для радиолюбителей.
Требуемое реактивное сопротивление
Введите данные и нажмите "Рассчитать".
-
Заполните поля выше
- Ёмкость гасящего конденсатора
- -
- Минимальное рабочее напряжение конденсатора (амплитуда * 1,2)
- 390 В
Часть значений появится, когда заполните остальные поля.
Расчёт справочный и не заменяет консультацию специалиста.
Описание
Гасящий конденсатор ставят последовательно с маломощной нагрузкой - светодиодами, реле, небольшим зарядным устройством, - чтобы погасить лишнее напряжение сети без громоздкого трансформатора. Калькулятор подбирает ёмкость под нужный ток нагрузки.
Подготовьте: действующее напряжение и частоту сети (по умолчанию 230 В и 50 Гц), напряжение, которое должно остаться на нагрузке (из паспорта или даташита нагрузки), и ток нагрузки в миллиамперах. Напряжение на нагрузке должно быть меньше напряжения сети, иначе расчёт невозможен.
Типичные ошибки: ввести ток в амперах вместо миллиампер (ёмкость получится в тысячу раз меньше нужной) или взять конденсатор на рабочее напряжение, равное действующему напряжению сети. Амплитуда сетевого напряжения в корень(2) раза выше действующего, поэтому калькулятор отдельно показывает минимальное рабочее напряжение с запасом.
Для такой схемы нужен плёночный конденсатор на переменное напряжение (класс X2). Параллельно ему ставят разрядный резистор 0,5-1 МОм, последовательно - резистор 50-100 Ом для ограничения броска тока при включении. Ёмкость выбирают из ближайшего стандартного номинала и проверяют ток по месту.
Схема с гасящим конденсатором не имеет гальванической развязки: все её элементы находятся под сетевым напряжением. Сборку, наладку и любые работы под напряжением выполняет только специалист с допуском, а расчёт нужен для подбора элементов и не заменяет проект.
Как считается
Напряжения на конденсаторе и на активной нагрузке сдвинуты по фазе на 90 градусов, поэтому складываются геометрически: квадрат напряжения сети равен сумме квадратов напряжения на конденсаторе и напряжения на нагрузке. Отсюда требуемое реактивное сопротивление и ёмкость:
Реактивное сопротивление = корень(Напряжение сети^2 - Напряжение на нагрузке^2) / (Ток нагрузки / 1000)
Ёмкость = 1 / (2пи * Частота сети * Реактивное сопротивление) * 1 000 000
Рабочее напряжение >= Напряжение сети * корень(2) * 1,2Здесь напряжение сети - действующее, В; частота сети - в герцах; напряжение на нагрузке - В; ток нагрузки - мА (делится на 1000, чтобы перейти к амперам); реактивное сопротивление конденсатора - Ом; ёмкость - мкФ; рабочее напряжение - минимальное рабочее напряжение конденсатора, В: амплитуда сети с запасом 20%.
Формулы реактивного сопротивления конденсатора (1 / (2пи * частота * ёмкость)) и векторного сложения напряжений в цепи из резистора и конденсатора - по учебнику Бессонова Л.А. "Теоретические основы электротехники"; применение гасящего конденсатора описано в журнале "Радио" и справочниках радиолюбителя.
Округление: реактивное сопротивление и рабочее напряжение - до целых, ёмкость - до трёх знаков после запятой.
Ограничения: нагрузка считается чисто активной. Если напряжение на нагрузке не меньше напряжения сети, расчёт не выполняется.
Пример: сеть 230 В, 50 Гц, нагрузка 12 В, 20 мА.
Реактивное сопротивление = корень(230^2 - 12^2) / 0,02 = 229,69 / 0,02 примерно 11 484 Ом
Ёмкость = 1 / (2пи * 50 * 11 484) примерно 0,277 мкФ
Рабочее напряжение >= 230 * корень(2) * 1,2 примерно 390 ВПример расчёта
- Напряжение сети (действующее)
- 230 В
- Частота сети
- 50 Гц
- Напряжение на нагрузке
- 12 В
- Ток нагрузки
- 20 мА
- X_C = корень(U^2 - Uн^2) / I
- 11 484 Ом
- C = 1 / (2пи f X_C), мкФ
- 0,277 мкФ
- >= U * корень(2) * 1,2
- 390 В
Числа взяты из контрольного примера калькулятора - на них он проверяется тестами.
Частые вопросы
Как рассчитать гасящий конденсатор для светодиода?
Введите напряжение сети, прямое напряжение светодиода или цепочки светодиодов и их рабочий ток в миллиамперах. Калькулятор вернёт ёмкость в микрофарадах; берите ближайший стандартный номинал.
Почему нельзя просто вычесть напряжение нагрузки из напряжения сети?
В цепи переменного тока напряжения на конденсаторе и активной нагрузке сдвинуты на 90 градусов и складываются геометрически, как катеты. Поэтому напряжение на конденсаторе равно корню из разности квадратов напряжения сети и напряжения на нагрузке, а не простой разности этих напряжений.
На какое напряжение брать гасящий конденсатор?
Не ниже амплитуды сетевого напряжения с запасом: калькулятор считает напряжение сети * корень(2) * 1,2. Нужен плёночный конденсатор для переменного напряжения, класса X2.
Зачем резисторы рядом с гасящим конденсатором?
Разрядный резистор 0,5-1 МОм параллельно конденсатору разряжает его после отключения от сети. Резистор 50-100 Ом последовательно ограничивает бросок тока в момент включения.
Можно ли подключать такую схему к сети без развязки?
Схема не имеет гальванической развязки, все её элементы находятся под сетевым напряжением. Работы под напряжением выполняет только специалист с допуском.
Источники
- Бессонов Л. А. "Теоретические основы электротехники"; журнал "Радио"
Комментарии (0)
Комментариев пока нет.