Teorie - Mýtus o diodě

Na webu se dosti často vyskytuje dotaz, jak připojit přístroj určený pro napětí 120 V na naší síť. A zrovna tak často se vyskytuje odpověď, že jej stačí připojit do série s diodou přímo na napětí 230 V. Pak ještě bývá upozornění, že takto lze připojit pouze spotřebiče tepelné, nebo svítící (což je vlastně totéž). Rádce pak pokračuje tím, že přístroj s transformátorem takto připojit nelze. A tato věta je vlastně jediná pravdivá, protože ty před ní, jsou nesmysl.
Dneska se podíváme na to, proč. Ono je to vlastně velice jednoduché, stačí jen trošičku počítat. A na to počítání nám stačí vlastně několik základních pouček ze základní školy.
Jako příklad tedy vezměme žárovku o příkonu 100 W určenou pro napětí 120 V.
Žárovkou při jmenovitém napětí poteče proud: I = P ÷ U = 100 ÷ 120 = 0,83 A
Její vlákno má tedy odpor: R = U ÷ I = 120 ÷ 0,83 = 144 Ω
Pokud takovou žárovku připojíme přímo na napětí 230V z naší sítě, bude jí procházet proud: I = U ÷ R = 230 ÷ 144 = 1,59 A
čili bude pracovat s příkonem: P = U × I = 230 × 1,59 = 365 W
Takovýto výkon vydrží pravděpodobně jenom několik málo sekund, než se její beznadějně přetížené vlákno přepálí nadměrnou teplotou.
Podle rady uvedené v úvodu prý stačí jen „zapojit diodu do série se žárovkou a tím vypustit jednou periodu střídavého proudu. Tím klesne efektivní proud na polovinu, protože teče jen polovinu doby“. Dobře, tak tedy:
P = U × I ÷ 2 = 230 × 1,59 ÷ 2 = 182 W
Jak je vidět, i nyní je žárovka silně přetížená a brzy se zničí. Ačkoli nějakou dobu to vydrží.
Z tohoto jednoduchého příkladu je jasně vidět, že diodu takto použít nelze. Pokud bude potřeba připojit žárovku pro napětí 120 V na naší síť, je nutné použít vhodný předřadník. To lze udělat pomocí vhodného odporu, kondenzátoru a nebo zapojením dvou žárovek do série.
Daleko lepší je použít vhodné trafo a nebo úplně nejlépe použít žárovku na 230 V a tím si ušetřit všechny potíže. To samé platí i pro různá topná tělesa.
Dneska se podíváme na to, proč. Ono je to vlastně velice jednoduché, stačí jen trošičku počítat. A na to počítání nám stačí vlastně několik základních pouček ze základní školy.
Jako příklad tedy vezměme žárovku o příkonu 100 W určenou pro napětí 120 V.
Žárovkou při jmenovitém napětí poteče proud: I = P ÷ U = 100 ÷ 120 = 0,83 A
Její vlákno má tedy odpor: R = U ÷ I = 120 ÷ 0,83 = 144 Ω
Pokud takovou žárovku připojíme přímo na napětí 230V z naší sítě, bude jí procházet proud: I = U ÷ R = 230 ÷ 144 = 1,59 A
čili bude pracovat s příkonem: P = U × I = 230 × 1,59 = 365 W
Takovýto výkon vydrží pravděpodobně jenom několik málo sekund, než se její beznadějně přetížené vlákno přepálí nadměrnou teplotou.
Podle rady uvedené v úvodu prý stačí jen „zapojit diodu do série se žárovkou a tím vypustit jednou periodu střídavého proudu. Tím klesne efektivní proud na polovinu, protože teče jen polovinu doby“. Dobře, tak tedy:
P = U × I ÷ 2 = 230 × 1,59 ÷ 2 = 182 W
Jak je vidět, i nyní je žárovka silně přetížená a brzy se zničí. Ačkoli nějakou dobu to vydrží.
Z tohoto jednoduchého příkladu je jasně vidět, že diodu takto použít nelze. Pokud bude potřeba připojit žárovku pro napětí 120 V na naší síť, je nutné použít vhodný předřadník. To lze udělat pomocí vhodného odporu, kondenzátoru a nebo zapojením dvou žárovek do série.
Daleko lepší je použít vhodné trafo a nebo úplně nejlépe použít žárovku na 230 V a tím si ušetřit všechny potíže. To samé platí i pro různá topná tělesa.
Hodnocení: 10,00 (1 hlas) - Ohodnotit -



Komentář je vlastnictvím svého autora. Vyjadřuje jeho názory, ne názory redakce nebo provozovatele webu či serveru.
Napsal/a | Vlákno |
---|---|
Host |
Publikováno dne: 10.12.2009. 21:00
|
![]() No jestli mezi lidma kolujou takovýhle bludy, tak potěš... Bych to spíš viděl trochu jinak: dřív se používal pro primitivní "regulaci" jasu žárovky (na tehdy 220V) dvojitý vypínač, kdy jedna polovina vypínače zapínala žárovku napřímo, a druhá přes diodu (jedna půlperioda atd.). Jestli to pak viděl nějakej jouda, co nepochopil funkci, tak si ji prostě vymyslel, a začal šířit takovýhle "zaručený informace".
|
|
Žirafka |
Publikováno dne: 10.12.2009. 22:45
|
Administrátorka
![]() ![]() Datum registrace: 04.05.2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 1260
|
![]() Takových informací je na webu dost, někdy ještě o dost drsnějších, viz například Bastlírna. Ale třebas si to tu někdo přečte a pochopí. To by bylo fajn
![]() |
ProgX |
Publikováno dne: 11.12.2009. 14:06
|
Nemluva
![]() ![]() Datum registrace: 02.10.2009
Bydliště: Plzeň
Počet komentářů: 22
|
![]() Já bych si dovolil drobné doplnění (pro šťouraly jako jsem já
![]() ![]() |
Žirafka |
Publikováno dne: 11.12.2009. 15:31
|
Administrátorka
![]() ![]() Datum registrace: 04.05.2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 1260
|
![]() Původně jsem to chtěla doplnit, ale pak jsem si řekla, že nebudu situaci komplikovat
![]() Ano, je fakt, že při vyšším napětí, než jmenovitém, se více rozžhaví vlákno žárovky a tím pádem bude nárůst výkonu o něco nižší, než podle tohoto jednoduchého výpočtu vychází. Na druhou stranu by se mohlo stát, že se vlákno spálí téměř ihned po zapnutí, protože studeným vláknem projde mohutný proudový impulz. A možná by to odnesla i ta dioda. |
EKKAR |
Publikováno dne: 20.12.2009. 19:29
|
Dost toho napovídá
![]() ![]() Datum registrace: 07.12.2008
Bydliště: v České Třebové
Počet komentářů: 248
|
![]() Zkusil bych doporučit triakový regulátor s pevně nastaveným "úhlem otevření", který pro získání efektivní hodnoty napětí 120V z dnes normálního síťového 230V činí asi 115° - tedy ZA PRŮCHODEM sinusoidy síťového napětí maximem. POZOR, tato metoda je vhodná pouze pro spotřebiče vykazující odporový charakter - žárovky, tepelné spotřebiče. Spotřebiče s kapacitním charakterem (spínané zdroje) nebo s indukční složkou (transformátory, motory) mohou mít s takto "vytvořeným" proudem potíže správně fungovat.
|
Host |
Publikováno dne: 2.12.2010. 23:21
|
![]() Tady mi něco nehraje...
P = Uef * Ief. Přidáním diody se sníží na polovinu jak Uef, tak i Ief. Dělit se tedy bude čtyřma, nikoli pouze dvěma. Výkon pak vyjde 91W (protože 230V není dvojnásobkem 120V). Jesli ne, tak bych měl s elektrotechnikou seknout a jít okopávat záhonky... (ovšem netvrdím, že to udělám ![]() Radši nebudu moc spekulovat a zítra si to provokativně vyzkouším. Nemám sice TrueRMS měřák, ale mám 100W trafo na 24 i 12V. Pokud budou 12V žárovky svítit stejně v obou případech, tedy 24V+D a 12V (nejdřív otestuji shodnost jasu na 12V trafu), tak to normálně funguje. Co si budem povídat - téměř dvojnásobný výkon by na žárovce byl vidět ![]() piityy |
|
Host |
Publikováno dne: 3.12.2010. 0:31
|
![]() Jak o tom tak přemýšlým (nebo se aspoň pokouším), tak nic zkoušet nemusím.
Stačí si to představit graficky a když to nepomůže, tak si spočítat, že efektivní hodnota jednocestně usměrněný sítě je asi 158V. Střední(usměrněná) by byla poloviční, ale ta nevypovídá o dodaném výkonu. Tenhle týden se mi daří. Už mlčim, ani nedutám ![]() |
|
Host |
Publikováno dne: 17.12.2010. 20:41
|
![]() Tym ze tam pichnes do serie diodu nie len ze kladne alebo zaporne polvlnky prudu odstranis ale aj napatia. Teda v poslednom vzorci nemozes pocitat 230V x polovicny prud, ale musis pocitat polovicne napatie x polovicny prud.
|
|
bernard |
Publikováno dne: 17.12.2010. 22:50
|
Redaktor
![]() ![]() Datum registrace: 07.02.2009
Bydliště:
Počet komentářů: 92
|
![]() A jsme zase na začátku.
![]() Pojďme na to přes práci: W = U.I.t Za jednu sekundu žárovka odevzdá 100 odpracovaných kopečků, za každou půlperiodu jeden. Když dioda polovinu kopečků odřeže, žárovka pracuje jen poloviční dobu, třeba jen každou lichou půlperiodu, a v každé sudé oddychuje, takže teď odpracuje jen: W = U.I.t/2 Celkem průhledný matematický trik je: W = (U/2).I.t nebo W = U.(I/2).t což naznačuje, že pracovat poloviční dobu s U a I je to samé jako pracovat celou dobu buď s polovičním U, nebo s polovičním I. Neférové by bylo počítat W = (U/2).(I/2).t, to bychom žárovce upřeli polovinu skutečně odpracovaného času, odbory by se jí určitě zastali! |
Host |
Publikováno dne: 18.2.2011. 3:09
|
![]() Ok ano. Ak si t o zjednodusime.
Mame odpor 100R, ktory ma 100 ohm furt nie ako ziarovka, ktora studena ma mensi odpor ako nazhavena. Pripojime 100R na napatie sinusove s vrcholovou hodnotou 325,27V to je 230V efektivna hodnota. Tecie prud s vrcholovou hodnotou 3,25A a efektivnou 2,3A. Pri ciste odporovej zatazi: P=Uef*Ief=230*2,3=529W 1057W spickovo dosahuje. No a ak tam je dioda: parne alebo neparne kopceky z priebehu P sa odstrania. Vrcholova/spickova hodnota P ostava 1057W, ale AVG hodnota priebehu P sa meni na 264W. Teda na polovicu, kedze polovica kopcekov z priebehu P sa stratila. No lenze problem je: P=Uef*Ief Aka je hodnota Uef a Ief ak ej tam dioda ? 115V a 1,15A, ale to by potom vychadzalo na 132,25W a nie 264W. Takze ake su hodnoty Uef a Ief, resp. ako je to potom so vzorcom P=Uef*Ief. |
|
Host |
Publikováno dne: 18.2.2011. 3:16
|
![]() No a podla circuitmakera je RMS z priebehu jednocestne usmerneneho sietoveho napatia 124V a nie 115 a prud je 1,24. A ak vynasobim 124*1,24 tak to je 153,76W. CO je aj tak zle.
AVG hodnota z priebehu napatia a prudu je zas o trosku ina ale zas to vychadza podobne a teda zle. |
|
Host |
Publikováno dne: 18.2.2011. 3:26
|
![]() Lenze jednocestne usmerneny sinus by mal mat efektivnu hodnotu polovicu zo spickovej hodnoty toho sinusu. Teda ak mame 230VAC co ma spickovo 325,27V tak to je 325,27/2 a to je 162,635V
No a 162*1,62 je 263,5W. Otazka teraz je: ako circuit maker vypocitava RMS z priebehu ? |
|
Host |
Publikováno dne: 18.2.2011. 3:44
|
![]() Z prikladu zo ziarovkou:
365/2=182 Teda pridanim diody sa vykon zmeni na polovicu. To teda plati. A aj v priklade s 100R to vychadza. Pridanim diody sa vykon znizi na polovicu. Problem je ale v tom ze 365W. Ze 100W 120V ziarovka by mala pri napati 230V co je cca dvojnasobne vykon ktory neni dvojnasobny teda 200W ale 3,65 nasobny. KEd je napatie dvojnasobne neznamena to ze je dvojnasobny aj vykon, lebo zo zdvojnasobenim napatia sa P zvacsi viac ako dvojnasobne kedze P=U na druhu/R. P je zavisle od stvorca napatia. Teda ak by sme brali ze mame ziarovku 100W 120V a zapneme ju na dvojnasobne napatie co je 240V, tak vykon ziarovky sa meni na P=240^2/144 co je 400W, tada na 4 nasobok. Lebo ak dame napatie krat 2, tak vo vzorci kde je napatie na druhu 2 na druhu je 4. No a pridanim diody potom ten vykon stiahneme len na polovicu cize na 200W. Ziarovka je stale 2x pretazena. Zhrnutie. Ak ziarovke zdvojnasobim napatie, vykon sa zostvornasobi. Ak pridam diodu vykon ide na polovicu, vysledny vykon je aj tak dvojnasobok. ![]() |
|
bernard |
Publikováno dne: 18.2.2011. 14:10
|
Redaktor
![]() ![]() Datum registrace: 07.02.2009
Bydliště:
Počet komentářů: 92
|
![]() Jak jsem tu už psal, dioda zmenší práci spotřebiče na polovinu:
W = U.I.t/2 Ta dvojka se dá rozložit na součin odmocnin, tedy 2=√2*√2, a toho se dá ta práce vyjádřit jako: W = (U/√2) * (I/√2) * t Veličiny U,I jsou v efektivních hodnotách, a zařazením sériové diody ke spotřebiči se stále stejným odporem R budou nové efektivní hodnoty napětí a proudu 70,71% z velikosti těch původních bez diody. |
Host |
Publikováno dne: 3.3.2011. 23:13
|
![]() Uplne na uvod sa musim priznat ze myslienka s diodov sa objavila aj v mojej hlave ako jednoduche a rychle riesenie. Je to uz peknych par rokov do zadu v case ked som chodil na strednu skolu a testovanie teorie v praxi patrilo k mojim kazdodennym konickom aj za cenu ze nieco zadymi
![]() |
|
bernard |
Publikováno dne: 4.3.2011. 18:11
|
Redaktor
![]() ![]() Datum registrace: 07.02.2009
Bydliště:
Počet komentářů: 92
|
![]() Jsem ochotný souhlasit s tím, že efektivní napětí 230 V před diodou má mezivrcholovou hodnotu 650 V a za diodou je tato hodnota poloviční, tedy 325 V. Efektivní napětí za diodou však určitě poloviční nebude (žádných 115 V), ale 230/√2 (163 V). Na toto téma je tu článek:
http://www.zirafoviny.cz/modules/news/article.php?storyid=137 |
Host |
Publikováno dne: 8.3.2011. 0:05
|
![]() Ospravedlnujem sa vsetkym ktorych som zmiatol (niektorych pobavil) ale dokonale som naletel nepresnosti meracich pristrojov. Tentoktrat som to ponal viac vedecky
![]() |
|
Žirafka |
Publikováno dne: 8.3.2011. 4:52
|
Administrátorka
![]() ![]() Datum registrace: 04.05.2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 1260
|
![]() ![]() Hlavně že to dobře dopadlo. A třebas to pomůže i někomu dalšímu ![]() |