Förklaringar och samband till kopplingsscheman






På den här webbsidan har jag förklarat konstiga uttryck och samband, vilka har använts på kopplings-
scheman. För översiktens skull har samtliga uttryck och beteckningar tagits med. Enheter har tagits
med i beräkningar. På andra av mina webbsidor kan enheter ha utelämnats för att lättare kunna följa
beräkningsgången.  Enheter som använts på denna webbsida


Likspänningskrets

Exempel på likspänningskrets, 1

Ovanstående är första delen av en likspänningskrets. Man ansluter nätspänningen 230 V till kretsen.
Spänningen transformeras ned, likriktas och glättas (jämnas till).

6 (13) VA betyder: 6 VA förbrukar kretsen som mest och 13 VA är maximal ineffekt som nättransfor-
matorn (nät-trafon) tål.
50 Hz betyder: den frekvens på nätspänningen som trafon är byggd för.
T63 mA är en trög 63 mA säkring. Värdet på säkringen ligger så nära som möjligt trafons märkström.

Samband:  Iin = Sin / Uin,  Iin < IN < (Iin X 1,5).    Se också: Primärkretssäkring
Ex. Uin = 230 V, Sin = 13 VA => Iin = 13 VA / 230 V <=> Iin = 0,057 A  => IN = 63 mA

R1 är resistansen hos nättransformatorns primärlindning.
Den grekiska bokstaven η (uttalas "eta") precis under trafon, η = 0,6: trafons verkningsgrad är 60 %.
Storleken på verkningsgraden kommer från tillverkares datauppgifter och av egen erfarenhet.
Datablad på verkningsgraden hos trafos

15(19) V betyder:
15 V är den minsta normala spänning som trafon ger (märkspänning) och 19 V är tomgångsspänning.
8 VA är den högsta effekt som transformatorn kan ge (märkeffekt).
R2 är resistansen i transformatorns sekundärlindning.
R2K är kortslutningsresistansen hänförd till sekundärsidan. Med R2K kan man se hur mycket spänningen
faller vid belastning.

Samband:  R2K = R2 + ((Uut0 X Uut0) / (Uin X Uin)) X R1

Ex. enligt föregående: R2K = 3 ohm + [(19 V X 19 V) / (230 V X 230 V)] X 480 ohm <=> R2K = 6,3 ohm.

Antag vi vill veta Uut vid en viss ström Iut. Samband:  Uut = Uut0 - R2K X Iut

Ex. enligt föregående:
Den högsta ström Iut som trafon ger, är: IutN = SutN / UutN => IutN = 8 VA / 15 V <=> IutN = 0,53 A
Iut = IutN => Uut = 19 V - 6,3 ohm X 0,53 A <=> Uut = 15,7 V.
Om man trunkerar detta värde fås 15 V, alltså transformatorns märkspänning UutN.
IutN är märkströmmen på transformatorns utgång.

4 X 1N4007 är 4 stycken likriktardioder kopplade i Graetz-brygga.
1470 F 35 V är en elektrolytkondensator med kapacitansen 1470 mikrofarad och tål högst en likspänning
på 35 V. En kondensators kapacitans betecknas med bokstaven C.
20(26) V betyder: 20 V är den momentant högsta spänning över kondensator vid aktuell belastning, och
26 V fås då det är avbrott precis efter glättningskondensatorn. Den svarta pricken undertill betyder
att värdet 20(26) V gäller i den punkten.
5 % rippel betyder: den momentana spänningen över kondensatorn faller 5 % av 20 V, alltså 0,05 X 20 V
= 1,0 V. Detta sker när spänningen från trafon är momentant mindre än kondensatorspänningen.
Halva fallet på kondensatorspänningen ger det (minsta) mätbara medelvärdet: 20 - (1,0 / 2) = 19,5 V.

Mer om rippelspänningen ΔU:

Olika spänningar i första delen av likspänningskretsen

Det röda inramade området har förstorats:

Rippelspänningen

Rippelspänning kan sägas vara en överlagrad växelspänning med den rena likspänningen och hörs som
brum i högtalaren (nätbrum). Tack vare att det är praktiskt taget linjärt inom Δt ("delta t") -
området, kan följande samband användas:

Samband:  C = (I X Δt) / ΔU

Ex. kondensatorns kapacitans C skall bestämmas:

Enligt kretsschemat ovan kan ett ekvationssystem med två obekanta lösas och då fås Uut = 17,7 V samt
Iut = 0,203 A. På detta följer sambandet:  I = Iut X 0,9 => I = 0,203 A * 0,9 <=> I = 0,18 A
Under åren har jag erfarit att Δt varierat mellan 5,0 och 8,5 ms. Ett viktat medelvärde är 8 ms.
5 % rippel ger att rippelspänningen får falla max 1,0 V. Vi sätter in våra värden i sambandet ovan:

C = 0,18 A * 0,008 s / 1 V <=> C = 1,44 * 10-3 F. Vi parallellkopplar en kondensator på 1000 F med
en på 470 F. Mer praktiskt är att direkt ta en kondensator med standardvärdet 2200 F.

Resten av likspänningskretsen:

Exempel på likspänningskrets, 2

Motståndsvärden på kretsscheman skrivs både med eller utan enheten ohm. T.ex. 33k betyder 33 kiloohm.
Om motståndets effektvärde utelämnas, då ska motståndet högst kunna tåla 0,6 W.
U:  12,3 V betyder: 12,3 V har uppmätts i närmaste punkt eller ett strömvärde vid närmaste strömpil.
Komponenten längst ned till vänster är en zenerdiod med zenerspänningen 12 V och arbetar med 5 mA.
Punkten C1 kommer av "Connection Point 1" och är alltså en förbindelseidentifiering av trådar.
fg = 65 Hz betyder: gränsfrekvensen är 65 Hz och fås av kondensatorn 100 nF med tillhörande motstånds-
nät. Denna kondensator ska ta bort störningar vars frekvenser är 1000 Hz eller högre.
A741 ("Micro Amplifier 741") är en mycket vanlig operationsförstärkare. Siffrorna bredvid symbolen är
nummer på komponentben. En markering på IC-kapseln står vid ben nummer 1. Om det är ett hack på sidan,
är första benet undertill. Jag brukar räkna med halva max-strömmen till operationsförstärkare.

BD135 är en effekttransistor och denna serietransistor styr spänningen på utgången.
Pf = 2,3 W betyder: maximal effektförlust är 2,3 W. Tumregel: om Pf > 0,5 W rekommenderas kylelement.
Rthh-a = 18 K/W betyder: det termiska motståndet är 18 kelvin per watt från kylelementet och ut i luf-
ten. Gäller normalt vid vertikal placering. Horisontellt läge: Rthh-a * 1,2. Kan också ha enheten oC/W.
[ECB] betyder: "emitter, collector, base" och ordningen fås när transistorn ses framifrån.
hFE = 130 betyder: transistorns strömförstärkningsfaktor är 130 och gäller likström. hFE = IC / IB
5 - 16 V är UutDC. Alltså man får mellan 5 och 16 V på likspänningsutgången.
Rut = 0,3 ohm betyder: apparatens eller kretsens utmotstånd är 0,3 ohm. Tyvärr är Rut = 2 ohm vid 16 V.

Antag man vill veta hur mycket utgångsspänningen faller vid belastning. Man kan använda samma formel
som är för batterier. Speciellt formeln för polspänningen Up. Se batteriers inre motstånd

Ex. Man ställer in 16 V på utgången och därefter belastas utgången med en ström på 0,17 A.
    Vilken utgångsspänning har man under belastningen?

För batterier är:  Up = E - Ri*IL.
Analogt kan formeln istället skrivas:  UutDC = UutDC0 - Rut*IL.   UutDC = 16 V - 2 ohm * 0,17 A <=>
UutDC = 15,66 V. Avrundat till 2 värdesiffror blir det ändå 16 V.




Elteknik