Como conectar uma lâmpada a uma voltagem diferente

Existem várias maneiras de alimentar uma lâmpada com uma pequena tensão de um circuito elétrico com alta tensão. O artigo discute as opções para conectar a lâmpada a uma voltagem diferente, selecionando resistência adicional de um fio de alta resistência e usando diodos em série na “direção direta”.

Suponha que precisamos de uma lâmpada de 6 volts e uma corrente de 0,5 amperes ligada a uma bateria de 12 volts. O mais simples dos circuitos de comutação consiste em uma lâmpada conectada em série, uma resistência adicional Rdop e uma fonte de tensão Ua, uma bateria.

É necessário selecionar resistência adicional de forma que uma tensão de 6 volts "caia" em uma lâmpada com uma corrente no circuito I = 0,5 amperes. A resistência é realizada a partir de qualquer fio de alta resistência: nicrromo, constantan, etc.

Você pode calcular o valor da resistência Rdop com base na resistividade do fio de alta resistência, de acordo com as fórmulas da lei de Ohm. Mas há uma coisa, MAS! Para fazer isso, você precisa saber que o fio é feito de nicrômio ou outro material e tem os parâmetros necessários. Você não pode determinar isso rapidamente. E esse fio geralmente "não está à mão". Fabricaremos resistência adicional "de maneira prática".

É necessário usar um fio de alta resistência isoladamente. Mas conseguir tal fio e para tal corrente é bastante difícil. Portanto, usamos o que está à mão. As lojas de ferragens vendem bobinas para placas elétricas ou fornos elétricos. Um fio de alta resistência é bastante adequado para o nosso caso. O fio tem um diâmetro de 0,35 a 0,7 milímetros e pode suportar nossa corrente I = 0,5 amperes.

Vamos montar um circuito para selecionar o comprimento do fio.

Para selecionar o comprimento do fio e controlar a tensão no circuito, precisamos de um voltímetro CC para tensão de até 15 volts. O comprimento do fio espiral é escolhido obviamente mais do que o necessário. A partir do final mais longo, a sonda se move em espiral.

Como a espiral é "nua", sem isolamento, ela precisa ser levemente esticada para que as bordas das curvas não se toquem. Usando um voltímetro, controlamos a tensão na lâmpada. Quando a tensão Ul na lâmpada for igual a 6 volts, isso corresponderá ao comprimento exigido do fio em espiral e sua resistência Rdop.

Como o fio está vazio, ele é enrolado em uma estrutura de material isolante com um espaço entre as curvas. Se o fio no quadro não couber em uma camada, coloque o isolamento, enrole a segunda camada, etc.

A desvantagem desse método de reduzir a voltagem na lâmpada (carga) é que, para uma lâmpada com a mesma voltagem, mas com potência diferente, você precisa de resistência adicional de magnitude diferente, pois a corrente no circuito elétrico será diferente.

Ou, se conectarmos outro paralelo a esta lâmpada, sua resistência total será de 6 Ohms e a resistência total do circuito mudará. Não darei um cálculo aqui pela fórmula da lei de Ohm. Só posso dizer que a corrente no circuito aumentará de 0,5 amperes para 0,67 amperes, a tensão no resistor Rdop aumentará para 8,0 volts, a tensão em duas lâmpadas em paralelo será igual a U = 4,0 volts, que é 2,0 volts abaixo do necessário. As lâmpadas queimam na luz, o que não é aceitável. Este método de redução da tensão de carga é adequado para tensão direta e alternada.

Existe outra maneira de reduzir a tensão na carga, mas apenas para circuitos CC.

Em vez de um resistor adicional no circuito, incluímos uma cadeia de diodos conectados em série na “direção direta”.Quando a corrente flui através do diodo, uma "tensão direta" cai sobre ele, igual, dependendo do tipo de diodo, sua potência e a corrente que flui através dele, de 0,4 a 1,2 volts. Em um diodo de germânio, ele “cai” de 0,4 a 0,7 volts, em um diodo de silício de 0,6 a 1,2 volts.

Com base em quantos volts você precisa para diminuir a tensão na carga, inclua o número apropriado de diodos. Compare dois circuitos de comutação: o anterior com um resistor adicional e o novo com diodos.

Em um circuito com um resistor no circuito, a relação entre a corrente no circuito e a queda de tensão Udop é linear. Quantas vezes a corrente através do resistor aumentará, o Udop de "queda de tensão" aumentará na mesma quantidade. Nas lâmpadas, no entanto, a tensão cai de 6 volts para 4 volts.

Uma imagem completamente diferente será se, em vez de um resistor, ativarmos uma cadeia de diodos. A relação entre a corrente que flui através do diodo e a tensão incidente nele não é linear. A corrente pode aumentar várias vezes, a queda de tensão no diodo aumentará apenas alguns décimos de volt.

Vejamos a característica de voltagem-ampère do diodo. Esta é uma linha curva entre a corrente e a tensão no diodo. A linha entre os pontos 0 - 4 é a saída do diodo para o modo de retificação.

A linha entre os pontos 4 e 7 em diante é uma seção quase reta. Pode-se observar que, com uma mudança significativa na corrente através do diodo (várias vezes), a tensão no diodo muda pouco (0,1 - 0,3 volts). Esta seção é usada para estabilizar a tensão. Os diodos devem ser selecionados de acordo com a corrente máxima no circuito.

A corrente máxima permitida dos diodos deve ser maior que a corrente no circuito calculado. De acordo com esse esquema, liguei um rádio portátil de nove volts a partir de uma bateria de 12 volts. Utilizou uma cadeia de 4 diodos D226.

Victor Egel