↑ 

Вопросы и ответы. FAQ обо всём на свете. → Электронщикам, работникам "Радиозавода" и прочим сочувствующим - вопрос?

Надо очень просто и доходчиво объяснить базовые принципы электротехники на живом примере. Почему так или не эдак. Желательно в формулах и цифрах, но так что бы понял 13 летний пацан… и я =)
Пока что у нас с ним как в анекдоте:
— Студент, Вы знаете что такое «Ток»?
— Профессор, я знал. Знал, но забыл.
— Ладно, ставлю три. Ты хотя бы знал что это, я вот до сих пор не знаю…
Итак. Есть несколько импульсных БП постоянного тока: 12V — 0.18A, 12V — 16A, 5V-1A, есть два вентилятора на электродвигателях с маркировкой 12V-0.09A
Вентиляторы параллельно друг другу, подключаются к данным ИП, по-очереди.
Нужно как можно проще объяснить следующие вопросы:
1. Почему 1-й БП не запускает вентиляторы, но они крутятся если дать им внешнее воздействие.
2. Почему БП 12V-16A — это «нормальный» БП для данных вентиляторов, но 220V-10A сожжет их.
3. Есть ли какие-то последствия от использования 5V-1A БП — для самого БП? Для вентиляторов?
P.S. Общие представления о токе, напряжении, сопротивлении, мощности — есть. Надо их связать друг с другом что бы было ясно почему где-то используют низкое напряжение, но большие токи. Почему в розетке переменный ток, хотя в электронике постоянный. И коротенько-коротенько, ребенок только-только начал электроны изучать, а я про них уже давно забыл =)
Спасибо.
  • +12
  • Deric
  • 03 октября 2014, 10:17

Комментарии (69)

rss свернуть / развернуть
1-ток блока питания слишком мал, не может сдвинуть ротор эле-
ктродвигателя, при пуске вы ему рукой помогаете.
2-мощность в первом случае будет 12х009=1,08 вт, во втором-220х
009=19 ватт, то есть, в 10 раз больше номинала.Это я еще сильно
упрощаю.
3 нет, нет
свернуть ветку
1. Почему слишком мал? 0,09*2 как раз 0,18?
2. Что такое мощность нагрузки и как она соотносится с мощностью Источника? Мощность нагрузки 1,08W, но «нормальная» мощность подаваемая на вентиляторы 12V-16A т.е. 192W — и они не сгорают! Почему они сгорят от 2200W? В Ватах ли дело?
3. Почему тогда эти вентиляторы в БП компьютера «повешены» именно на 12V линию, а не на 5V?
свернуть ветку
Грубо говоря вентиляторы заберут у источника свои 1,08W, а оставшиеся 190,92W у источника питания останутся в запасе для подключения других нагрузок
свернуть ветку
А 2200W-1.08W — почему не катит? Там даже больше «запаса для других нагрузок» ;)
свернуть ветку
Это который 220V 10А? Если да, то по мощности его естественно хватит, только напряжение вентиляторам не понравится, с таким напряжением по ним пойдёт большой ток, посчитайте по закону ома ток (сопротивление вентиляторов не меняется, а напряжение увеличивается в разы) вентиляторов при 12V и при 220V, а номинальный ток вен-ров как я понял 0.09A
свернуть ветку
Т.е. любая нагрузка расчитана на определенное напряжение, но как быть с силой тока? 0.18A так или иначе мало! Хотя она в 2 раза больше номинала нагрузки и если раскрутить вентилятор самому — он не будет всё равно работать на 100%?!
свернуть ветку
Ток потребления одного вентилятора 0,09А, при паралельном включении двух вен-ров ток уже будет 0,18А, т.е. впритык по возможности блока питания, плюс ток для пуска вентиляторов нужен больше, пока не раскрутятся.Если блок питания реально может выдавать 12V 0,18A то вен-ры будут работать на все 100%, если опустить процесс запуска
свернуть ветку
1 Пусковой ток всегда больше, иногда в разы.
2 Мощность нагрузки должна быть меньше мощности источника.
3 Вентиляторы жрут свой ток, ограниченный источником, дело не
в ваттах, а в токе.
4 Может быть, ради скорости вращения…
свернуть ветку
… вот вся суть и есть в пусковом токе !!!.. он больше примерно в 7 — 8 крат!!!
свернуть ветку
Но ведь 5V-10A источника питания точно также запустят мотор, но работать он будет не на полную — так ведь?
свернуть ветку
Именно так
свернуть ветку
Скачайте и дайте почитать-http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2868939
свернуть ветку
Да, книги замечательные. Но их нужно прочитать, а вопросы задаются уже сейчас ;)
свернуть ветку
Рассмотрите ток, как направленный поток заряженных людей)
А вообще кому не дано понимать — не поймет, лучше зубрить тогда.
свернуть ветку
Сравнение с водой и трубами пошло отлично + про жлектроны в школе им рассказали. Это всё относительно понятно. Теперь с нагрузками бы разобраться.
свернуть ветку
С электродвигателями очень не просто все. Может пока не стоит про них, лучше на лампочках объяснять.
свернуть ветку
Дело в том что мой ребенок просто так на веру мало что воспринимает. Вот нарисовано на вентиляторе 12V-0,09A почему не работает от 12V-0,18? Как объективно получить сведения о правильном номинале источника для того что бы запустить вентилятор и не повредить его и ИП. Вентиляторы взяты потому что я вытяжку делаю для своих выпилировок. А лампочками мы игрались через Arduino.
свернуть ветку
Амперметр есть? Включите последовательно, и увидите, какой ток
жрет вентилятор при пуске и при работе…
свернуть ветку
Это мы видели — нет объяснения почему — 0,18А мало для работы.
свернуть ветку
Феникс выше ответил-пусковой ток выше рабочего раз в 7-8, а у
вас блок питания выдает ток выше только в 2 раза. Найдите БП
ампера на 2, вентилятор будет пускаться сходу))
свернуть ветку
С пуском всё понятно! Почему рабочего не хватает?
свернуть ветку
Во первых Китайцы сделали. Реально веришь что указанные на разных зарядках выходные амперы соответствуют истине? Там эти 1-2 заявленные Ампера даже шнурок не потянет, сгорит. Во вторых — электромотор это сложная индуктивно-емкостная нагрузка, подключенная в данном случае к не менее хитрому (импульсному) источнику питания и здесь не всегда получается путем сложения. Для расчетов работы электродвигателей применяются методы высшей математики (например комплексные числа). Здесь уже на пальцах не объяснишь.
свернуть ветку
Кстати, да Логин прав, про блок питания.Попробуйте трансфор-
маторный.
свернуть ветку
Хлопцы — мне не надо рабочую схему собирать. Я ее уже давно собрал — мне надо объяснить ребенку почему я ее так собрало, а не иначе? Почему я бегал по дому как угарелый и искал именно 12V БП? Вместо того что бы взять 5V но «посильнее»? Мне как-то базовые законы электричества нужно подвести к реальности — хотя бы приблизительно.
свернуть ветку
У вас-12в,0.18 ампера не пойдет, мал ток, с учетом пускового он
дает 12х0.18=2ватта, другой блок дает 5х1=5 ватт, а двиглу, с учетом пускового тока (0,09х7..8) требуется порядка 8 ватт.Вот 12в 16а этот подойдет, бо его мощность 12х16=192 ватта))
свернуть ветку
Тьфу, сорри, читать, мал ток, он дает… и далее по тексту… с учетом пускового пропусти…
свернуть ветку
Потому, что цепь вентилятора имеет определенное сопротивление, «продавить» через которое достаточный для работы ток можно только напряжением 12Вольт. При 5 вольтах проходящий по цепи ток слишком мал.
свернуть ветку
Епти мать, точно — Сопротивление это же Напряжение деленное на Силу тока. Все вроде картинка в голове сложилась! Треугольник Ома! Вот что не надо дитю показать!!! Спасибо парни!
свернуть ветку
Нет, это сила тока есть Напряжение, деленное на сопротивление. Чем больше напряжение, тем больший ток оно протолкнёт. Если «протолкнутый» ток больше, чем может выдержать сечение проводника — проводник сгорает.
свернуть ветку
Это я уже о своем. А перегорание великолепно объясняется законом Джоуля-Ленца.
свернуть ветку
Уже не понимаю, чего надо то? Объяснять базовые законы на китайском импульсном источнике питания и китайском электромоторе не получится (и на других не получится, но там хоть данные честнее). Для объяснения базовых законов используют батарейку (лучше всего кислотный аккумулятор — у него внутреннее сопротивление маленькое) лампочку, реостат, амперметр и вольтметр. Там все будет работать I=U/R, P=U*I, W=P*t.
свернуть ветку
Пока с Вами болтал нашел классную модель — треугольник Ома! Она очень много показывает и объясняет. Спасибо! Личку проверь ;)
свернуть ветку
Объяснить соотношение мощности и напряжения блока питания ребёнку проще на таком примере.
Например, есть бочка с водой, у которой внизу стоит клапан, который открывается при давлении воды больше определенного, т.е. при уровне (столбе) воды выше определенной метки. Вот этот уровень воды, при котором открывается клапан и есть напряжение.
Когда уровень понижается ниже метки, то оставшаяся вода потенциально может совершить работу, но не может открыть клапан. А если заменить клапан на более слабый, открывающийся при меньшем давлении – работа пойдет дальше.
А аналогом силы тока тут будет уже количество воды, протекаемое через клапан, т.е. будет определяться его сечением.
свернуть ветку
С нагрузками проще: — почему три толстых мужика не могут пройти в дверь одновременно? Что будет с дверью, если пройдут? А если 220 человек и в деревянный сарай?
свернуть ветку
Отвлеченные понятия ясны. Но как это всё вместе работает?
свернуть ветку
Зашедшие вентилятор крутят руками, если они у них есть сила и моща. )
свернуть ветку
Уже ближе — сила, моща, работа? Как это в едино совместить?
свернуть ветку
Что бы заставить мельницу крутиться, в данном случае вентилятор, нужно чтобы кто-то его крутил. Одного человека для такой работы явно мало. Люди должны проходить в двери-в данном случае двери — это провода и иметь достаточно сил и мощности, чтобы крутить лопасти — работать, но не очень много, чтобы ничего не поломать и не разрушить))) Как-то так.
свернуть ветку
Не очень много — это сколько и как узнать? Как ни крути 192W и 2200W по отношению к 1W относительно одинаково дофига?!
свернуть ветку
Протестировать какую-нибудь мельницу постепенно добавляя по одному работнику, и при изготовлении такой же написать на ней сколько она выдерживает работников и какой максимальной мощности они должны быть.
свернуть ветку
Формулы тока линейны — увеличения одного приводит к увеличению или уменьшению другого. Почему речь идет о количестве работников, а не о их физической силе? Даст ли 5V-12A, тот же результат что и 12V-5A?
свернуть ветку
На людях как-то нагляднее понятия мощности, напряжения и сопротивления, чем на заряженных частицах.
свернуть ветку
  • avatar
  • Login
  • 03 октября 2014, 10:55
  • #
  • 0
Коротенько, к сожалению, даже для базовых понятий не получится никак. Да и зачем? Вроде уже в сети достаточно самых разных материалов. Типа «основы электричества для чайников». Освежи свои знания и донеси сыну.
свернуть ветку
Суть в том что во всех этих книгах нет ответа на вопросы — почему? Ну есть у меня книга «Электроника для чайников», да он знает что такое «резисторы, транзисторы, микросхемы». Паяльник и с какой стороны его держать. Но вот «почему». Почему нужно так и не иначе — вот вопрос. Почему например в ПДУ напряжение на информационный диод поступает с обоих сторон? Зачем?
свернуть ветку
А что такое информационный диод???
свернуть ветку
Что такое диод там тоже написато, а вот что такое «информационный диод» даже я не знаю ;)
свернуть ветку
и што такое пду… пульт штоле?
свернуть ветку
У Свореня все разжевано, не сомневайтесь))
свернуть ветку
Уже скачал — но вечером еще ведь надо будет поговорить ;)
свернуть ветку
пока правильных ответов, кроме простейших не увидел, подождём до вечера))).не забывайте што здесь в этих вопросах электроникой и не пахнет. Это вопросы энергоснабжения и особенности работы электродвигателей )))
свернуть ветку
1) Почему 1-й БП не запускает вентиляторы, но они крутятся если дать им внешнее воздействие.
Ток при нормальной работе 0.09A
Ток пусковой, ну грубо 0.12A, его на этикетке не пишут.

На этикетке указан ток при нормальной работе, пусковой он всегда больше. Блок питания 12V — 0.18A может обеспечить запуск одного вентилятора или на поддержание нормальной работу двух, на одновременный запуск двух его мощности не хватит. Если у БП есть небольшой запас мощности можно запустить один вентилятор, а потом подключить второй, возможно так получится запустить два.
Так же если остановить вращение, ток в цепи возрастёт до пускового.
Если коротко почему пусковой больше: раскрутить вентилятор с места требуется больше усилий, чем поддерживать его вращение, поэтому вентилятор и потребляет больше ток при старте.

2)Почему БП 12V-16A — это «нормальный» БП для данных вентиляторов, но 220V-10A сожжет их.
Мне раньше объяснили так: устройство возьмёт столько тока, солько ему надо, даже если источник может дать больше. Ну или сколько дадут, если источник слабоват или подключение не позволяет. А вот напряжение пройдёт всё.
Поэтому от БП 12V-16A два вентилятора возьмут все 12 вольт и только 0,18А, а вот там где 220, там вентиляторы не смогут взять себе только 12, забирут все 220 и от такого обжорства благополучно сгорят.

3) Есть ли какие-то последствия от использования 5V-1A БП — для самого БП? Для вентиляторов?
Последствий условно никаких. Блок питания будет работать не на пределе, а для вентилятора 5 вольт это меньше его расчётного напряжения — не сгорит.

Если где не прав, поправьте, давно учебников не читал.
свернуть ветку
Дополню про пусковой ток:
Измеряем сопротивление моторчика.
Упрощённо пусковой ток будет Iпуск.=Uбат./Rмот.
При вращении магниты создают относительно обмоток движущееся магнитное поле, что в свою очередь создаёт в обмотке эдс, увеличивается индуктивное сопротивление обмоток — ток в них падает.
Когда мы вручную начинаем вращать лопасти это так же приводит к увеличению сопротивления обмотки и тока БП становится достаточно для дальнейшей работы.
Как объяснить это проще я пока не знаю, может подскажут.
свернуть ветку
Сопротивление мотора величина постоянная. Необходимость в повышенном токе для пуска связанно с тем что на мотор действует куча внешних сил — где самое простое это трение и это трение надо преодолеть — для чего нужны дополнительные усилия. В рабочем же состоянии есть инерция и куча других сил которые как «помогают» так и «затрудняют» работу. Другое дело что в конкретном примере пусковой ток не указан и соответственно это создает недопонимание — почему не работает. Дите оно такое дите — прямолинейное ;)
свернуть ветку
А дитё проводило эксперимент с включённым в цепь амперметром?
При включении скачёк тока, потом чуть меньше. А если работающий вентилятор резко остановить, ток снова возрастёт и будет постоянно большим, пока мы не отпустим лопасти вентилятора.
свернуть ветку
Что логично — электромагнитное поле которое выполняет работу будет перегружено и если я не ошибаюсь — по закону Джоуля-Ленца будет изменяться сопротивление и вырабатываться тепло, а где тепло там уже опять чистая физика про сопротивление материалов. Т.е. если совсем углубляться то моя фраза про «постоянность» сопротивления в корне не верна — но эта погрешность по сути мизерна и само собой речь идет о сферическом коне в вакууме. В любом случае — тело под током и тело без тока — по сути разные тела.
свернуть ветку
И фраза не верно и погрешность не мизерна, если вызывает увеличение потребляемого тока в разы.
свернуть ветку
Что то тут не то. Смотрите:
Беру самый простой моторчик, голая медь, никакой электроники. Включаю, ток 0,04А, резко торможу вал, ток 0,6А. Т.е. сопротивление упало, ток возрос — обмотка начала греться. Греться она начала потому, что ток возрос, а не ток возрос потому, что она начала греться. Отпуская вал ток сразу 0,04А. Получается именно вращение магнитного поля вокруг проводника (ну или проводник в магнитном поле, не суть) меняет его характеристики по токопропусканию, что и есть сопротивление.
Изменение сопротивления проводника от температуры в данном случае незначительно, по сравнению с изменением от магнитного поля, и им можно пренебречь.
свернуть ветку
Здесь все не то и не так. Уже надоело повторять, что не работает закон ома на реактивных и индуктивных нагрузках. Лень обьяснять, найдите через поиск.
свернуть ветку
А что искать-то?
свернуть ветку
Посмотрите наверное вот тут там для ребёнка с картинками и анимацией.

Думаю многие из вас кто баловался с движками могли заметить, что у них есть ярко выраженный пусковой ток, когда мотор на старте может рвануть стрелку амперметра, например, до ампера, а после разгона ток падает до каких-нибудь 200мА.

Почему это происходит? Это работает противоэдс. Когда двигатель стоит, то ток который через него может пройти зависит только лишь от двух параметров — напряжения питания и сопротивления якорной обмотки. Так что предельный ток который может развить движок и на который следует рассчитывать схему узнать несложно. Достаточно замерить сопротивление обмотки двигателя и поделить на это значение напряжение питания. Просто по закону Ома. Это и будет максимальный ток, пусковой.

Но по мере разгона начинается забавная вещь, обмотка якоря движется поперек магнитного поля статора и в ней наводится ЭДС, как в генераторе, но направлена она встречно той, что вращает двигатель. И в результате, ток через якорь резко снижается, тем больше, чем выше скорость.

свернуть ветку
Не работает, ладно, не страшно. Нам надо что: «Почему 1-й БП не запускает вентиляторы, но они крутятся если дать им внешнее воздействие.»

Опытом установлено, что двигатель, когда стартует или вообще не вращается, потребляет больший ток, нежели когда работает в нормальном режиме. Т.е. БП не хватает мощности, всё ясно. Это ребёнку можно продемонстрировать подключив в цепь амперметр.

Как ему объяснить разное потребление тока двигателем в нормальном режиме и в начале запуска или застопоренном, вот суть в чём.
свернуть ветку
Нагрузи тачку кирпича и дай прокатить. Сразу поймет, что растолкать ее тяжелее, чем просто катить.
свернуть ветку
… а вот тут грубейшая ощибка ((… ибо в момент пуска ротор эл двигателя представляет собой для внешней сети пачтишта короткое замыкание, и вот оттуда и пусковой ток в 8 крат )))
свернуть ветку
почему где-то используют низкое напряжение, но большие токи
Низкое напряжение используют там, где высокое использовать нельзя. Напряжение выше 42 вольт может быть опасно для живых организмов. А в условиях повышенной влажности и более низкое может навредить. Мне например и 36 уже пощипывало в сыром подвале. При понижении напряжения увеличивается ток и как следствие в сетях низкого напряжения приходится применять более толстые провода, контакты и деталюшки, способные без последствий пропустить через себя эти высокие токи.
Но это целесообразно на конечных устройствах, при передаче на дальние расстояния будут большие потери, придётся применять толстые провода, они тяжелее, соответственно нужны мощные опоры для проводов. Увеличив напряжение и уменьшив ток можно использовать провода потоньше, конструкции полегче — дешевле.

Почему в розетке переменный ток, хотя в электронике постоянный Переменное легче поддаётся преобразованиям высокое-низкое для передачи по ЛЭП. Вращающее магнитное поле тоже на переменном токе, правда трёхфазном. Так дешевле, проще, а где проще, там надёжнее. Либо трансформатор, либо DC-dc преобразователь соответствующей мощности. Суть электросети — передать энергию на расстояние с минимальными потерями. В электронике нужен + и -, которые не скачут туда-сюда n-раз в секунду. Поэтому чаще всего для работы электроники не подходит переменное напряжение — применяют выпрямители.

Преобразовать переменное в постоянное намного проще, чем из постоянного сделать переменное. А нужно и то и другое, поэтому в розетках переменное, а кому надо делают себе из него постоянное.
свернуть ветку
Несколько сложновато, но в любом случае спасибо — есть над чем подумать.
свернуть ветку
как бэ пора включиться в дисскуссию… вообще всё это элементарно объясняется на пальтсах. Задайте мне по порядку все вопросы и я таже всё элементарно растолкую… а то тут какая то каша мала. Канешна здесь есть и здравые мысли но пока как то всё неоправданно сложно ))
свернуть ветку
Бестолковая болтовня какя-то))). Школа 11 классов, институт по профилю… И все это без денег родителей. Если все соблюдено- получится прекрасный инженер. Если кто не верит- я Вам покажу такого… И не одного… Нельзя в моей профессии делать на ура или гоп- стоп. Закон ома — он вроде по формуле простейший, но постигается в практике совсем по другому. Тринадцатилетний пацан — если он в теме не озадачивает родителей, а тихонько занимается сам. Может папа перестарался??? Я рос без отца, без интернета и хуйню не ставил перед папочкой. Нужно-сам решай. Не нужно- зачем вопросы. Озабоченные родители опасны для общества))).
свернуть ветку
… в наше время не было 11 классов. как бы ты коллега упрощаешь созревание инженера. Вообще только единицам дано им быть, и никакой институт тут не поможет. Тут тока одно, дано или нет
свернуть ветку
Коллега, Согласен. Да и зачем нас много- и так хозяева не платят по знаниям. И путь к совершенству бесконечный и недостижимый)))). Все время коришь себя, что недоумок))).
свернуть ветку
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.

Вставка изображения