У статті мова піде про те, як підвищити силу струму в ланцюзі зарядного пристрою, в блоці живлення, трансформатора, в генераторі, USB портах комп'ютера не змінюючи напруги.
Електричний струм є упорядкованим переміщенням заряджених частинок усередині провідника за обов'язкової наявності замкнутого контуру.
Поява струму зумовлено рухом електронів та вільних іонів, що мають позитивний заряд.
У процесі переміщення заряджені частинки можуть нагрівати провідник і надавати хімічну дію його склад. Крім того, струм може впливати на сусідні струми та намагнічені тіла.
Сила струму - електричний параметр, що є скалярною величиною. Формула:
I=q/t де I - сила струму, t - час, а q - заряд.
Варто знати і закон Ома, за яким струм прямо пропорційний U (напрузі) і обернено пропорційний R (опір).
Сила струму буває двох видів - позитивної та негативної.
Нижче розглянемо, від чого залежить цей параметр, як підвищити силу струму в ланцюзі, генераторі, блоці живлення і трансформаторі.
Щоб підвищити I ланцюга, важливо розуміти, які чинники можуть проводити цей параметр. Тут можна виділити залежність від:
Бувають ситуації, коли потрібно підвищити I, який протікає в ланцюзі, але при цьому важливо розуміти, що потрібно вжити заходів, зробити це можна за допомогою спеціальних пристроїв.
Розглянемо як підвищити силу струму за допомогою простих приладів.
Для виконання роботи буде потрібно амперметр.
Варіант 1.
За законом Ома струм дорівнює напрузі (U), поділеному на опір (R). Найпростіший шлях підвищення сили I, який напрошується сам собою - збільшення напруги, яка подається на вхід ланцюга, або зниження опору. При цьому I збільшуватиметься прямо пропорційно U.
Наприклад, при підключенні ланцюга в 20 Ом до джерела живлення c U = 3 Вольта, величина струму дорівнюватиме 0,15 А.
Якщо додати ланцюга ще одне джерело живлення на 3В, загальну величину U вдається підвищити до 6 Вольт. Відповідно, струм також зросте вдвічі і досягне межі 0,3 Ампера.
Підключення джерел живлення має здійснюватись послідовно, тобто плюс одного елемента підключається до мінусу першого.
Для отримання необхідної напруги достатньо з'єднати до однієї групи кілька джерел живлення.
У побуті джерела постійного U, об'єднані одну групу, називаються батарейками.
Незважаючи на очевидність формули, практичні результати можуть відрізнятися від теоретичних розрахунків, що пов'язано з додатковими факторами - нагріванням провідника, його перетином, матеріалом, що застосовується і так далі.
Через війну R змінюється убік збільшення, що зумовлює і зниження сили I.
Підвищення навантаження в електричному ланцюзі може спричинити перегрівання провідників, перегорання або навіть пожежу.
Ось чому важливо бути уважним при експлуатації приладів та враховувати їхню потужність при виборі перерізу.
Величину I можна підвищити іншим шляхом, зменшивши опір. Наприклад, якщо напруга на вході дорівнює 3 Вольта, а R 30 Ом, то ланцюгом проходить струм, рівний 0,1 Ампер.
Якщо зменшити опір до 15 Ом, то сила струму, навпаки, зросте вдвічі і досягне 0,2 Ампер. Навантаження знижується майже нанівець при КЗ біля джерела живлення, у разі I зростають до максимально можливої величини (з урахуванням потужності вироби).
Додаткове зниження опору можна шляхом охолодження дроту. Такий ефект надпровідності давно відомий та активно застосовується на практиці.
Щоб підвищити силу струму в ланцюгу, часто застосовуються електронні прилади, наприклад, трансформатори струму (як у зварювальниках). Сила змінного I у разі зростає при зниженні частоти.
Якщо ланцюга змінного струму є активний опір, I збільшується при зростанні ємності конденсатора і зниженні індуктивності котушки.
У ситуації, коли навантаження має суто ємнісний характер, сила струму зростає у разі підвищення частоти. Якщо ж ланцюг входять котушки індуктивності, сила I буде збільшуватися одночасно зі зниженням частоти.
Варіант 2.
Щоб підвищити силу струму, можна орієнтуватися на ще одну формулу, яка виглядає так:
I = U * S / (ρ * l). Тут нам невідомо лише три параметри:
Щоб підвищити струм, зберіть ланцюжок, у якому буде джерело струму, споживач та дроти.
Роль джерела струму виконуватиме випрямляч, що дозволяє регулювати ЕРС.
Підключайте ланцюжок до джерела, а тестер до споживача (попередньо налаштуйте пристрій на вимірювання сили струму). Підвищуйте ЕРС та контролюйте показники на приладі.
Як зазначалося вище, при зростанні U вдається підвищити струм. Аналогічний експеримент можна зробити для опору.
Для цього з'ясуйте, з якого матеріалу зроблено дроти та встановіть вироби, що мають менший питомий опір. Якщо знайти інші провідники не вдасться, укоротіть ті, що вже встановлені.
Ще один шлях – збільшення поперечного перерізу, для чого паралельно встановленим дротам варто змонтувати аналогічні провідники. У цьому випадку зростає площа перерізу дроту та збільшується струм.
Якщо ж укоротити провідники, цікавий для нас параметр (I) зросте. За бажання варіанти збільшення сили струму дозволяється комбінувати. Наприклад, якщо на 50% укоротити провідники в ланцюзі, а U підняти на 300%, то сила I зросте у 9 разів.
В інтернеті часто можна зустріти питання, як підвищити I у блоці живлення, не змінюючи напруги. Розглянемо основні варіанти.
Ситуація №1.
Блок живлення на 12 Вольт працює зі струмом 0,5 Ампер. Як підняти I до граничної величини? І тому паралельно БП ставиться транзистор. Крім того, на вході встановлюється резистор та стабілізатор.
При падінні напруги на опорі до потрібної величини відкривається транзистор, і решта струму протікає не через стабілізатор, а через транзистор.
Останній, до речі, необхідно вибирати за номінальним струмом і ставити радіатор.
Крім того, можливі такі варіанти:
Ситуація №2.
Є блок живлення на U = 220-240 Вольт (на вході), а на виході постійне U = 12 Вольт та I = 5 Ампер. Завдання – збільшити струм до 10 Ампер. При цьому БП повинен залишитись приблизно в тих же габаритах і не перегріватися.
Тут для підвищення потужності на виході необхідно задіяти інший трансформатор, який перерахований під 12 Вольт та 10 Ампер. В іншому випадку виріб доведеться перемотувати самостійно.
За відсутності необхідного досвіду на ризик краще не йти, адже висока ймовірність короткого замикання чи перегорання дорогих елементів ланцюга.
Трансформатор доведеться поміняти на виріб більшого розміру, а також перераховувати ланцюжок демпфера на СТОКУ ключа.
Наступний момент – заміна електролітичного конденсатора, адже при виборі ємності потрібно орієнтуватися на потужність пристрою. Так, на 1 Вт потужності припадає 1-2 мкф.
Після такої переробки пристрій грітиметься сильніше, тому без установки вентилятора не обійтися.
У процесі користування зарядними пристроями можна побачити, що ЗУ для планшета, телефону чи ноутбука мають низку відмінностей. Крім того, може відрізнятися і швидкість, з якою відбувається заряд девайсів.
Тут багато залежить від того, використовується оригінальний або неоригінальний пристрій.
Щоб виміряти струм, який надходить до планшета або телефону від зарядного пристрою, можна використовувати не тільки амперметр, але й Ampere.
За допомогою софту вдається з'ясувати швидкість заряду та розрядки АКБ, а також його стан. Програмою можна користуватися безкоштовно. Єдиним недоліком є реклама (у платній версії її немає).
Головною проблемою заряджання акумуляторів є невеликий струм ЗУ, через що час набору ємності занадто великий. На практиці струм, що протікає в ланцюзі, безпосередньо залежить від потужності зарядного пристрою, а також інших параметрів - довжини кабелю, його товщини та опору.
За допомогою програми Ampere можна побачити, при якій силі струму здійснюється заряд девайса, а також перевірити, чи виріб може заряджатися з більшою швидкістю.
Для використання можливостей програми достатньо завантажити його, встановити та запустити.
Після цього телефон, планшет або інший пристрій підключаються до зарядного пристрою. Ось і все – залишається звернути увагу на параметри струму та напруги.
Крім того, вам буде доступна інформація про тип батареї, рівень U, стан АКБ, а також температурний режим. Також можна побачити максимальні та мінімальні I, що мають місце в період циклу.
Якщо у розпорядженні є кілька ЗУ, можна запустити програму та пробувати робити зарядку кожним із них. За результатами тестування простіше зробити вибір ЗП, що забезпечує максимальний струм. Що буде цей параметр, то швидше зарядиться девайс.
Вимір сили струму - не єдине, на що здатний додаток Ampere. З його допомогою можна перевірити, скільки споживається I у режимі очікування або при включенні різних ігор (додатків).
Наприклад, після вимкнення яскравості дисплея, деактивації GPS або передачі даних легко помітити зниження навантаження. На цьому тлі простіше зробити висновок, які опції більшою мірою розряджають акумулятор.
Що ще варто відзначити? Всі виробники радять заряджати аксесуари «рідними» ЗУ, що видають певний струм.
Але в процесі експлуатації бувають ситуації, коли доводиться заряджати телефон або планшет іншими зарядними, що мають більшу потужність. У результаті швидкість зарядки може виявитися вищою. Але не завжди.
Мало хто знає, але деякі виробники обмежують граничний струм, який може приймати АКБ пристрої.
Наприклад, пристрій Samsung Гелексі Альфа поставляється разом із зарядним на струм 1,35 Ампер.
При підключенні 2-амперного ЗУ нічого не змінюється – швидкість зарядки залишилася тією ж. Це обмеженням, яке встановлено виробником. Аналогічний тест був проведений і з іншими телефонами, що тільки підтвердило здогад.
З урахуванням сказаного вище можна дійти невтішного висновку, що «нерідні» ЗУ навряд чи завдадуть шкоду акумулятору, але іноді можуть допомогти у швидкій зарядці.
Розглянемо ще одну ситуацію. При зарядці девайса через USB-роз'єм АКБ набирає ємність повільніше, ніж заряджати пристрій від звичайного ЗУ.
Це пояснюється обмеженням сили струму, яку здатний віддавати USB-порт (не більше 0,5 Ампер для USB 2.0). У разі застосування USB3.0 сила струму зростає до рівня 0,9 Ампер.
Крім того, існує спеціальна утиліта, що дозволяє "трійці" пропускати через себе більший I.
Для пристроїв типу Apple програма називається ASUS Ai Charger, а інших пристроїв - ASUS USB Charger Plus.
Ще одне питання, яке турбує любителів електроніки - як підвищити силу струму стосовно трансформатора.
Тут можна виділити такі варіанти:
У трансформаторі працює пара обмоток (первинна та вторинна). Багато параметрів на виході залежать від перерізу дроту та числа витків. Наприклад, на високій стороні X витків, а на іншій - 2X.
Це означає, що напруга на вторинній обмотці буде нижчою, як і потужність. Параметр на виході залежить від ККД трансформатора. Якщо він менший за 100%, знижується U і струм у вторинному ланцюзі.
З урахуванням сказаного вище можна зробити такі висновки:
Струм у генераторі безпосередньо залежить від параметра опору навантаження. Чим нижчий цей параметр, тим вищий струм.
Якщо I вище за номінальний параметр, це свідчить про наявність аварійного режиму - зменшення частоти, перегріву генератора та інших проблем.
Для таких випадків має бути передбачено захист або відключення пристрою (частини навантаження).
Крім того, при підвищеному опорі напруга знижується, відбувається підсадка U на виході генератора.
Щоб підтримувати параметр на оптимальному рівні, забезпечується регулювання струму збудження. При цьому підвищення струму збудження веде до зростання напруги генератора.
Частота мережі повинна бути на одному рівні (бути постійною величиною).
Розглянемо приклад. В автомобільному генераторі необхідно підвищити струм від 80 до 90 Ампер.
Для вирішення цього завдання потрібно розібрати генератор, відокремити обмотку і припаяти до неї висновок із наступним підключенням діодного моста.
Крім того, сам діодний міст змінюється на деталь більшої продуктивності.
Після цього потрібно зняти обмотку та шматок ізоляції в місці, де має припаюватися провід.
За наявності несправного генератора з нього відкушується висновок, після чого за допомогою мідного дроту нарощуються ніжки такої ж товщини.
Багатьох людей цікавить, як зменшити струм в електричному ланцюзі. Для цього потрібно знати деякі закони фізики. Спочатку необхідно визначити точну зміну струму. І тому за допомогою закону Ома визначають параметри ланцюга, і навіть розраховують необхідний опір.
Перш ніж розпочати роботу зі зменшення струму в електричному ланцюзі, необхідно подбати про безпеку робочого місця. Для цього слід переконатися, що місце повністю захищене від ураження електричним струмом. Крім того, важливо запам'ятати, що перед початком роботи необхідно знеструмити всі електричні ланцюги.
Так як сила струму залежить від двох параметрів - опору та напруги, існує кілька простих способів зменшити цю величину. Найбільш поширеним і простим методом є додавання додаткового опору в мережу або підключення будь-якого пристрою до розриву ланцюга, який забезпечуватиме цю функцію.
Щоб виміряти необхідні показники, буде потрібний мультиметр. Напругу, подану на електричний ланцюг, необхідно вимкнути. Для цього достатньо перевести вимикач у потрібний режим. Після того, як індикатор пристрою або показники мультиметра повідомлять про те, що мережа знеструмлена, можна приступати до роботи. Тепер слід визначити опір, який забезпечує вступний пристрій. Переключивши мультиметр на режим омметра, можна дізнатися цей параметр. Якщо немає необхідного обладнання, то дізнатися опір можна за допомогою додавання всіх показників опору в даному ланцюзі.
Щоб дізнатися, який опір потрібно додати до електричного ланцюга для зменшення сили струму, слід скористатися законом Ома. Ділимо наявну напругу в ланцюзі на необхідну величину струму. Далі з отриманого результату віднімаємо той опір, який було виміряно раніше. Отримане значення і буде тим необхідним опором, який потрібно додати до ланцюга, щоб зменшити силу струму.
Тепер перед тим, як зменшити силу струму в ланцюгу, необхідно підібрати спеціальний елемент з розрахованим опором. Підійде попередньо підготовлений резистор або кілька ламп розжарювання. Після цього слід розірвати електричний ланцюг. Це можна зробити за допомогою кусачок чи гострого ножа. Розрізаємо один із проводів, який відповідає за харчування, після чого зачищаємо отримані кінці проводу. Зачищені дроти необхідно приєднати до елемента з необхідним опором та переконатися у безпеці конструкції. Після цього можна подавати напругу та перевіряти працездатність ланцюга.
Інструкція
Для зменшення сили струму дільниці ланцюга поміняйте величини, яких вона залежить. Щоб визначити ці величини, використовуйте , що є із видів запису закону Ома I = U S /(ρ l). Зберіть ланцюг, приєднавши до дільниці реостат. Підключіть її до джерела струму. Після цього, змінюючи налаштування реостату, зменшуйте напругу на ділянці. Для того щоб показники напруги, приєднайте паралельно ділянці тестер і здійсніть вимірювання. Потім, приєднавши тестер до ділянки послідовно та змінивши налаштування, виміряйте силу струму в ланцюзі. Зменшіть напругу на ділянці ланцюга в n разів. Вимірявши силу струму, переконайтеся, що вона також зменшилася в n разів.
Змініть опір ділянки ланцюга. Для цього визначте питомий опір матеріалу провідників за спеціальною таблицею. Для зменшення сили струму підберіть провідники таких самих розмірів, але з великим питомим опором. Якщо збільшиться питомий опір, в стільки разів знизиться потужність струму.
Вимкніть напругу, подану на схему. Для цього переведіть ввідний автомат або вимикач у положення "вимкнено". Переконайтеся, що індикатор або мультиметр в режимі вимірювання напруги, без напруги в електричному ланцюзі. Виміряйте опір електричного ланцюга за допомогою мультиметра, перевівши його в режим омметра. У разі неможливості цієї дії величину опору можна визначити, підсумувавши опори елементів ланцюга.
Розрахуйте необхідний опір електричного кола за законом Ома. Для цього достатньо розділити напругу на необхідну величину струму. З отриманого значення слід відняти виміряний опір електричного ланцюга. Результуюча величина є опір, який слід додати до ланцюга для зниження струму.
Підберіть опір із величиною, близькою до розрахункової. За відсутності готового резистора замість нього можна скористатися однією або декількома лампами розжарювання. Виконайте розрив електричного кола. Для цього можна розрізати один з дротів живлення за допомогою ножа або кусачок. Ножем зачистіть кінці проводів, що утворилися. Приєднайте ці кінці до вихідних клем опору або лампочки. Переконайтеся в міцності з'єднання проводів та резистора або іншого приладу, а також у відсутності оголених частин, які можуть призвести до ураження електричним струмом. Подайте напругу та перевірте працездатність та параметри роботи схеми.
Відео на тему
Джерела:
Щоб підняти напругу на ділянці електричного ланцюга потрібно зменшити її опір у стільки разів, скільки потрібно збільшити напругу. Підняти значення напруги в електричному ланцюзі можна ще одним способом. Для цього збільште енергію електричного поля всередині провідника і приєднайте до ланцюга джерело струму з більшою електрорушійною силою (ЕРС).
Вам знадобиться
Інструкція
Щоб напруга ланцюга, поміняйте провідники інші, з меншим опором. Якщо зменшите опір, в стільки разів збільшиться напруга. Це можна, якщо заздалегідь відомий опір провідників. Якщо ні, виконайте такі кроки. Дізнайтеся, з якого зроблені провідники на ділянці ланцюга. Потім, за допомогою спеціальних таблиць дізнайтеся його питомий опір і підберіть інший матеріал, питомий опір якого менше в потрібну кількість разів. Візьміть провідники з більш проведеного матеріалу і встановіть замість старих – напруга зросте.
Якщо потрібного матеріалу не знайдеться, знайдіть можливість зменшити довжину провідників на ділянці ланцюга. У скільки разів вдасться зменшити довжину провідників, у стільки разів збільшиться напруга. Якщо і цей варіант не підходить, збільшіть площу внутрішнього перерізу провідників, підібравши відповідні дроти. Якщо потрібних проводів немає, візьміть провідники, які є, і паралельно змонтуйте їх у ланцюг як один провідник. Проводів має бути стільки, скільки разів потрібно збільшити напругу. В результаті і поперечний переріз провідників і напруга збільшиться в потрібне число разів. Наприклад, щоб підняти напругу втричі використовуйте в ланцюзі по три провідники замість одного.
Для того щоб збільшити енергію електричного поля всередині провідника, збільште ЕРС джерела струму, до якого приєднаний провідник. Якщо регулюється джерело струму, поверніть важіль або натисніть відповідну кнопку. Якщо ЕРС джерела не регулюється, підключіть ланцюг до потужнішого джерела з більшою ЕРС. У випадку з акумуляторами або гальванічними елементами (батарейками) створіть батарею, з'єднавши їх послідовно різними полюсами. У скільки разів збільшиться ЕРС, по стільки разів збільшиться напруга.
Корисна порада
При роботі з підняттям напруги на ділянці ланцюга до його кінців обов'язково приєднайте вольтметр, який показуватиме поточну напругу. Це допоможе уникнути короткого замикання. Всі ці прийоми можна комбінувати для посилення ефекту.
Багато електроприлад розраховані на певне (максимальне) значення сили струму. Якщо струм перевищить допустиме значення, така апаратура може вийти з ладу. Щоб знизити струм, є кілька нескладних способів, що полягають у послідовному підключенні з навантаженням активних або пасивних (балластних) опорів.
Вам знадобиться
Інструкція
Для зниження зарядного струму під час заряджання автомобільного від найпростішого зарядного випрямляча підключіть послідовно з ланцюгом автомобільну лампу, яка виконуватиме роль баластного . Для цього припаяйте до висновків лампи два дроти, потім від'єднайте від акумулятора будь-який провід, що йде до зарядного пристрою. У розрив ланцюга підключіть лампу за допомогою припаяних до неї дротів. Підключаючи в розрив ланцюга за потужністю лампи, змінюйте зарядний струм акумулятора, що поточний у ланцюгу.
Для зниження зварювального струму при електрозварюванні із застосуванням найпростішого зварювального трансформатора, що не має у своєму складі жодних регулюючих пристроїв, підключіть послідовно в ланцюг низької напруги спеціальний зварювальний баластний резистор, що представляє собою металеву спіраль, виготовлену з матеріалу з високим питомим опором. Від'єднайте від клеми зварювального трансформатора зварювальний дріт із тримачем електрода. Підключіть один висновок баластного опору цього ж висновку зварювального трансформатора.
