Как работает дроссель: что такое в электронике, принцип работы, устройство

Зачем нужен дроссель и как он работает? Показываю, как измерить индуктивность различных дросселей

Главная » Познавательное

Познавательное

Автор Савельев Николай На чтение 3 мин Просмотров 1.5к. Опубликовано 10.01.2021 Обновлено 10.01.2021

Среди электронных компонентов на плате практически всегда имеется дроссель, он же — катушка индуктивности. Зачем он нужен и как он работает? В этой статье я измерю индуктивность различных катушек и расскажу как работает дроссель.

Дроссель (далее катушка индуктивности) это пассивный электронный компонент, который позволяет накапливать энергию в виде магнитного поля. Катушка индуктивности состоит из сердечника и обмотки. Не стоит путать катушку и трансформатор, так как они отличаются по строению и выполняют различные функции.

На самом деле практически любой проводник может быть рассмотрен как катушка индуктивности, но зачастую индуктивность прочих элементов бесконечно мала, поэтому не учитывается.

Дроссель чаще всего выполняется в виде катушки с определенным числом витков медного провода вокруг цилиндрического или тороидального сердечника. Вот несколько дросселей, которые я выпаял из различных устройств:

Источник: Собственное фото

Вот одно из основных свойств катушки индуктивности:

Постоянный ток практически беспрепятственно протекает по катушке индуктивности, в то время, как переменный ток через него протекать не может.

Это свойство позволяет использовать дроссели в качестве цепях фильтров в импульсных источниках питания, не пропуская высокочастотные импульсы в бытовую сеть. Всё дело в реактивном сопротивлении, которое и оказывает значительное влияние на переменный ток. Это происходит из за того, что ток в полупериоде, отстает от напряжения. Если же подать на дроссель постоянное напряжение, то оно пройдет через катушку, но не сразу, что позволит использовать плавное включение нужного устройства, «сгладив» резкий импульс. Дроссель будет некоторое время запасать электроэнергию в виде магнитного поля.

Способность дросселя накапливать энергию называют индуктивностью. Единица энергии, которую может запасти дроссель называется равна 1 Генри. Для того, чтобы измерить индуктивность катушки или дросселя необходимо иметь специальный прибор — RLC Метр. Многие современные мультиметры также умеют измерять индуктивность, но не мой. Я использую отдельный бескорпусной прибор, про который я уже рассказывал ранее в следующей статье:

• Даже невздутый кондёр может оказаться неисправным. Проверяем конденсаторы на ESR-метре

Измерю им несколько дросселей, имеющихся у меня в наличии.

Источник: собственное фото

Данный элемент обладает очень маленькой индуктивностью, всего 0.03 мГ (мили Генри)

Источник: Собственное фото

Катушка цилиндрической формы, обладает индуктивностью 3.05 мГ.

Источник: Собственное фото

Тут я измерил индуктивность катушки от реле из этой статьи. Как мы видим, реле обладает большей индуктивностью, аж 2577 мГ.

Постарался объяснить все простыми словами, но надеюсь ваши комментарии помогут мне дополнить и расширить эту статью. Не стесняйтесь, пишите и критикуйте, буду рад любой обратной связи от читателя.

Оцените автора

схема подключения, принцип работы, замена,

Дроссель (балласт) является обязательным атрибутом практически любого люминесцентного светильника. В этой статье мы рассмотрим, что это за прибор, как он работает и для чего вообще нужен дроссель в люминесцентных лампах.

Содержание:

1. Для чего нужна пускорегулирующая аппаратура

2. Схема подключения люминесцентной лампы

3. Зачем нужен дроссель в схеме

4. Преимущества и недостатки электромагнитного дросселя

5. Можно ли обойтись без него

6. Типовые неисправности — замыкание, перегрев, обрыв

Для чего нужна пускорегулирующая аппаратура

Прежде чем мы начнем разговор о дросселе, разберемся, что такое пускорегулирующая аппаратура и для чего она нужна. Для того чтобы ответить на эти вопросы, необходимо понять, как работает люминесцентная лампа (ЛДС). Взглянем на ее схематическое изображение.

Схема, поясняющая устройство ЛДС

Перед нами стеклянная колба в виде трубки, в концы которой впаяны две спирали из вольфрама – анод и катод. Сама трубка заполнена инертным газом с небольшим добавлением ртути. Если на анод и катод подать рабочее напряжение, то лампа не засветится – слишком велико сопротивление инертного газа, и тока между электродами не будет.

Для того чтобы прибор запустить, необходимо разогреть спирали. Как только они разогреются, начнется термоэлектронная эмиссия, такая же, как в обычной электронной вакуумной лампе для радиоприемников. Между электродами начнет течь ток, а пары ртути станут излучать ультрафиолет. Попадая на люминофор, ультрафиолет заставляет его ярко светиться. Само же УФ излучение практически полностью поглощается стеклом и люминофором.

Пуск ДЛС обеспечивает специальный прибор – стартер, который кратковременно подает на спирали напряжение (о схеме его включения поговорим позже). Он является пусковой частью пускорегулирующей аппаратуры.

Стартеры для запуска ДЛС

Заставить лампу работать (как говорят, «запустить») можно и другим способом, кратковременно подав на электроды повышенное напряжение.  Именно так и работают электронные пускорегулирующие аппараты, о которых поговорим позже.

Но после пуска ЛДС начинаются новые проблемы: тлеющий разряд в колбе переходит в дуговой и мгновенно приводит к короткому замыканию. Чтобы этого не произошло, ток через лампу во время ее работы необходимо ограничивать. Эту роль исполняет еще один прибор – электромагнитный балласт. Он является регулирующей частью пускорегулирующей аппаратуры.

ЭмПРА для ЛДС мощностью 36 Вт

Таким образом, без стартера лампа не запустится, без балласта – сгорит. Комплекс этих двух устройств и называют пускорегулирующим. Теперь, я думаю, тебе понятно, для чего пускорегулирующая аппаратура нужна, и что без нее никак не обойтись.

Важно! Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы. В противном случае лампа либо тут же погаснет, либо не запустится вовсе, либо сгорит.

к содержанию ↑

Схема подключения люминесцентной лампы

Теперь пора узнать, как подключить ЛДС к дросселю и стартеру.

Схема подключения одной люминесцентной лампы

Как это работает? При подаче на светильник напряжения практически все оно, протекая через дроссель, прикладывается к стартеру, поскольку тока через саму лампу нет. За счет тлеющего разряда биметаллическая пластина в стартере разогревается и замыкает цепь, подавая на спирали полное напряжение сети. Тлеющий разряд в стартере гаснет, биметаллическая пластина остывает и размыкает цепь, но к этому времени спирали лампы уже разогреты. За счет обратной самоиндукции дроссель формирует короткий высоковольтный (около 1 кВ) разряд и зажигает лампу.

Важно! Если старта не произошло, то процесс пуска повторяется. Ты наверняка видел старые ЛДС, которые часами «моргают», не могут зажечься.

Теперь напряжение на стартере недостаточно для начала в нем тлеющего разряда, и в дальнейшей работе светильника он не участвует. В работу включается балласт, который ограничивает ток через газоразрядный прибор на заданном уровне. Величина его зависит от мощности дросселя. Именно поэтому я упоминал выше, что мощность дросселя должна соответствовать мощности ЛДС. В противном случае ток будет слишком мал или слишком  велик.

Наглядная иллюстрация работы люминесцентного светильника со стартером и электромагнитным дросселем

Пару слов по поводу конденсатора, стоящего на входе схемы. Имея большую индуктивность, балласт потребляет не только активную, но и реактивную энергию, причем последняя расходуется впустую – на нагрев самого дросселя. Конденсатор, который называют компенсирующим, уменьшает расход реактивной энергии, увеличивая КПД конструкции и облегчая режим работы самого дросселя.

Можно ли подключить к одному дросселю две ЛДС? Тут все будет зависеть от рабочего напряжения самих ламп. Если они рассчитаны на напряжение 220 В, то придется собрать схему с двумя дросселями, точнее, собрать две схемы, которые я привел выше. Но если лампы рассчитаны на напряжение 110 В, то такое вполне возможно.

Схема подключения двух люминесцентных ламп к одному дросселю

Принцип работы этой схемы такой же, как и предыдущей, только каждый стартер отвечает за пуск своей ЛДС.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Собирая такую схему, нужно взять стартеры на 110 В и выбрать дроссель, мощность которого равна суммарной мощности ламп. Кроме того, мощность используемых ламп должна быть одинаковой. Именно такая схема используется в растровых светильниках, которые применяются в офисах. В них установлено 4 лампы по 18 Ватт. Лампы запитаны попарно, установлено 2 дросселя.

Нередко на дросселе отечественного производства можно увидеть аббревиатуру ЭмПРА. Именно так правильно называется электромагнитный дроссель – Электромагнитный Пускорегулирующий Аппарат.

к содержанию ↑

Зачем нужен дроссель в схеме

В принципе, зачем нужен дроссель для ламп, мы выяснили: чтобы ограничить через них ток на рабочем уровне. Как он включается, мы тоже знаем. Осталось узнать, как и за счет чего он ограничивает ток, поэтому пора поговорить об устройстве дросселя и принципе его работы.

Дросселем в радиотехнике называют обмотку, навитую на сердечник того или иного типа. Но такой дроссель при частоте 50 Гц имеет относительно низкую индуктивность. Чтобы повысить индуктивность дросселя для люминесцентных ламп без увеличения его габаритов, применяют разомкнутый магнитопровод, оставляя между секциями пластин небольшие зазоры.

Дроссель для ЛДС – та же катушка индуктивности, но с незамкнутым магнитопроводом

Почему дроссель оказывает сопротивление току? Проходя через катушку дросселя, переменный ток намагничивает сердечник, запасая в нем магнитную энергию. Причем при одной полуволне она запасается с одним знаком, при другой – с другим. Но чтобы запасти энергию с другим знаком, нужно сначала «уничтожить» предыдущий: перемагнитить сердечник, который, конечно, “сопротивляется” и не дает это сделать быстро. Именно за счет такого постоянного перемагничивания ток ограничивается.

Вполне очевидно, что дроссель будет выполнять свои функции только в цепи переменного тока.

к содержанию ↑

Теперь поговорим о преимуществах и недостатках. К преимуществам электромагнитного дросселя можно отнести:

1. Относительно невысокую стоимость.
2. Простоту конструкции.
3. Долговечность.

Недостатков у этого прибора, увы, немного больше. Это:

1. Большие массогабаритные показатели.
2. Мерцание лампы с удвоенной частотой питающей сети.
3. Гудение.
4. Низкий КПД из-за большого индуктивного сопротивления.
5. При отрицательных напряжениях может не запустить лампу.
6. Долгий запуск (от 1 до 3 сек.).
7. При тяжелом пуске лампа может долго «моргать», из-за чего у нее перегорают спирали.

к содержанию ↑

Можно ли обойтись без него

Выше я писал, что дроссель – неотъемлемая часть пускорегулирующей аппаратуры, а значит, обойтись без него нельзя. Но дроссель дросселю рознь. Существуют приборы, которые ограничивают ток другим, электронным методом. Их называют ЭПРА – Электронный Пускорегулирующий Аппарат.

ЭПРА для люминесцентных ламп

Как видно из схемы, нанесенной на корпус прибора, этот может обслуживать сразу 4 ЛДС, причем для их пуска стартеры не потребуются. Оправдана ли замена ЭмПРА на ЭПРА? Безусловно, поскольку ЭПРА:

1. Имеет небольшие массогабариты.
2. Не гудит.
3. Не вызывает мерцания лампы с частотой сети.
4. Имеет высокий КПД (на 30-50% выше, чем у ЭмПРА).
5. Запускает ЛДС практически мгновенно.

Электронный дроссель сложнее и дороже электромагнитного, но цена вполне компенсируется достоинствами.

к содержанию ↑

Типовые неисправности — замыкание, перегрев, обрыв

А теперь рассмотрим возможные неисправности электромагнитных дросселей и научимся их (дроссели) проверять. Самые распространенные неисправности ЭмПРА:

1. Перегрев. Обычно вызывается неправильной эксплуатацией (светильник не имеет вентиляции или стоит в жарком помещении), напряжением сети выше нормального и производственным браком (межвитковое замыкание).
2. Обрыв обмотки. Может быть вызван перегревом, механическим повреждением или просто производственным браком.
3. Замыкание. Может быть как межвитковое, так и полное. Причины те же: брак, перегрев, механическое повреждение.

Как проверить электромагнитный дроссель

Сделать это несложно, причем никаких измерительных приборов не потребуется. Достаточно собрать простую схему прямо на коленках, подключив лампу накаливания параллельно стартеру и через дроссель запитанную от розетки:

Схема проверки дросселя

Важно! Мощность лампы для проверки должна примерно равняться мощности проверяемого дросселя (балласта).

Итак, собираем схему, включаем. В результате видим:

1. Лампа не горит. В балласте обрыв.
2. Горит на полную яркость. Замыкание.
3. Моргает или горит вполнакала. Балласт, возможно, исправен.

Пусть теперь схема поработает хотя бы с полчаса. Если балласт нагрелся выше 70 градусов Цельсия, то, скорее всего, он имеет межвитковое замыкание. Такой прибор просто не запустит ЛДС, а если и запустит, то из него в скором времени пойдет дым.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Возможен еще один тип неисправности – пробой на корпус. Тут уже понадобится мультиметр, который поставлен в режим измерения максимально больших сопротивлений. Измеряем сопротивление между клеммами и корпусом дросселя, мультиметр должен показывать «бесконечность».

Вот и подошла к концу беседа об электромагнитных дросселях. Теперь ты знаешь, для чего они нужны, как устроены и даже сможешь самостоятельно проверить этот простой, но такой необходимый прибор.

Предыдущая

ЛюминесцентныеОсобенности энергосберегающих люминесцентных ламп

Следующая

ЛюминесцентныеСхема подключения и характеристики люминесцентных ламп на 18 Вт

Вы когда-нибудь задумывались, как работает воздушная заслонка в мотоциклах? Вот секрет!

Павандип Сингх

Павандип Сингх

ДИРЕКТОР и ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР DEUTSCHE/SWISS AUTO PVT LTD/LEONARDO/ELEXANDER-ES GROUP

Опубликовано 2 июня 2022 г.

+ Подписаться

Вы когда-нибудь пробовали запускать холодный двигатель? Он не заводится легко, и это тем более верно для карбюраторных двигателей, таких как мотоциклы. Здесь дроссель играет неотъемлемую роль.

Что делает дроссельная заслонка мотоцикла?

Дроссель предназначен для подачи обогащенной топливно-воздушной смеси в холодный двигатель для облегчения его запуска. Наличие богатого соотношения воздуха и топлива, поступающего в холодный двигатель, помогает ему запускаться в холодном состоянии. Чем больше топлива поступает в цилиндр, тем выше вероятность воспламенения. Когда двигатель прогрет, воздушная заслонка больше не нужна.

Как работает дроссель?

Конкретная конструкция воздушной заслонки зависит от производителя двигателя, но есть несколько основных общих принципов, которые используются во всех дроссельных заслонках. Вот:

·     Пластинка предотвращает подачу воздуха к двигателю перед дроссельной заслонкой. Ограничение двигателя кажется нелогичным, поскольку для зажигания двигателю нужен воздух. Но воздух можно было бы обогатить топливом, если бы было контролируемое ограничение. Дроссель создает больший вакуум, который втягивает больше холодных паров топлива в небольшой объем воздуха.

·     Топливо должно поступать не из основного канала карбюратора. Как правило, рядом с поплавковой камерой находится колодец с топливом. Отдельный источник топлива позволяет воздушной заслонке работать без участия дроссельной заслонки. Кроме того, поскольку дроссельная заслонка закрыта, двигатель создает больше вакуума, который потребляет больше топлива.

·     Пока двигатель прогревается, обогащенная смесь становится менее критична. Двигатель работает лучше с правильной топливной смесью, поэтому воздушную заслонку следует медленно открывать по мере прогрева двигателя. По достижении рабочей температуры топливно-воздушная смесь регулируется дроссельной заслонкой и карбюратором.

·     Некоторые карбюраторы оснащены автоматическими дроссельными заслонками, которые облегчают дросселирование при прогреве двигателя. В основном они используют металлическую катушку для управления дроссельной заслонкой. В некоторых конструкциях для нагрева металлической катушки используется тепло двигателя или выхлопных газов.

При нагревании катушка расширяется, раскручиваясь и открывая дроссель. В некоторых дросселях для нагрева катушки используется электричество, которым можно управлять более точно. Иногда конструкции дросселей связаны с управлением дроссельной заслонкой, поэтому пластина открывается при нажатии дроссельной заслонки.

Как обеспечить долговечность дросселя?

Использование воздушной заслонки определенно приведет к износу. Со временем и при нечастом использовании трос дросселя может заклинить, что сделает его непригодным для использования. Также существует возможность образования наростов вокруг дроссельной заслонки, что повлияет на ее работу. Помните об этих указателях:

 

·     Получите доступ к тому месту, где кабель соединяется с дроссельной заслонкой. Распылите трос и нажмите на дроссельную заслонку, чтобы смазка (WD-40 или любое проникающее масло) попала в соединение. Это продлевает срок службы дросселя, если делать это периодически.

·     Содержите воздушный фильтр в чистоте, поскольку карбюраторы подвержены загрязнению. Если вы не хотите разбирать карбюратор и чистить его, есть аэрозольные очистители, которые могут немного помочь. Некоторые требуют вытирания грязи, в то время как некоторые продукты используются при работающем двигателе, чтобы грязь могла сгореть и выйти из строя.

В целом дроссель не требует особого ухода. При частом использовании он может изнашиваться раньше, но постоянное присутствие бензина может поддерживать чистоту. Обратите внимание на запуск двигателя и состояние холостого хода, так как это может указывать на неисправность воздушной заслонки. Убедитесь, что при хранении мотоцикла на зиму вы слили топливо и сделали другие приготовления, чтобы не засорилась топливная система.

 

типов дросселей и способы их использования – AtvHelper

Возможно, вы слышали о дросселях раньше и заметили, что они есть на вашей машине. Но как работает дроссель? Что ж, я объясню это здесь, а также расскажу, когда использовать дроссель и общие проблемы с дросселями ATV.

Дроссель можно увидеть только на карбюраторе карбюраторного двигателя. Если у вас двигатель с впрыском топлива, но вы все еще замечаете что-то похожее на рычаг воздушной заслонки, это на самом деле быстрый холостой ход или ускорение холостого хода. Он служит той же цели, но работает иначе, чем дроссель.

Другая вещь, которую многие путают с дросселем, называется обогатителем. Теоретически они работают так же, как «быстрый холостой ход», но в основном встречаются на карбюраторных двигателях. Я дам краткое объяснение каждому из них. Потому что дроссель, холостой ход и обогатитель используются в основном для одной и той же цели.

Как работает воздушная заслонка для квадроцикла

Дроссельная заслонка для квадроцикла блокирует попадание части воздуха в карбюратор и смешивание с топливом. Когда воздушная заслонка включена, воздушно-топливная смесь, поступающая в двигатель, становится намного богаче (больше топлива, чем обычно), что помогает запустить и поддерживать двигатель в рабочем состоянии, даже если он холодный. Как только двигатель прогреется, вы можете снова отключить воздушную заслонку.

Обратите внимание на приведенную ниже диаграмму: воздушная заслонка пропускает максимальное количество воздуха через карбюратор для смешивания с топливом. На этом фото дроссель в выключенном состоянии. Вот так выглядит прогретый двигатель.

Если вы запускаете двигатель в холодный день, вы можете использовать воздушную заслонку, чтобы облегчить запуск и работу двигателя на холостом ходу. Когда вы установите воздушную заслонку во включенное положение, воздушная заслонка закроется, блокируя попадание большого количества воздуха и его смешивание с топливом.

Топливно-воздушная смесь будет очень богатой (содержит много топлива), что поможет запустить холодный двигатель и работать на холостом ходу. Вы не захотите оставлять воздушную заслонку включенной во время езды, воздушная заслонка может фактически заглохнуть двигатель, когда он прогреется.

Опережение на холостом ходу

Опережение на холостом ходу в основном наблюдается на двигателях с впрыском топлива, но имеет ту же цель, что и воздушная заслонка. Вы бы использовали его для запуска холодного двигателя. Однако опережение на холостом ходу, по сути, просто добавляет в двигатель дополнительное топливо, а не ограничивает подачу воздуха, как это делает воздушная заслонка.

Это по-прежнему создает более богатое соотношение воздух/топливо и помогает запускать холодный двигатель.

Обогатитель

Обогатитель работает так же, как и холостой ход, но находится внутри карбюратора. Они в основном добавляют топливо в воздушно-топливную смесь, помогая запускать холодные двигатели. Многие путают обогатитель с дросселем, потому что он находится на карбюраторе и работает от рычага или плунжера, как и дроссель.

Как пользоваться дроссельной заслонкой для квадроцикла

Дроссельная заслонка для квадроцикла наиболее удобна для запуска холодного двигателя. Создавая более богатое соотношение топлива и воздуха, двигатель имеет больше газа, чтобы продолжать работать. Однако, как только двигатель прогреется, ему не потребуется дополнительное топливо. Вы не должны ездить или крутить квадроцикл при включенной воздушной заслонке. Подождите, пока двигатель прогреется, выключите воздушную заслонку и можете ехать.

Существует четыре основных типа дросселей ATV. Стиль плунжера, стиль рычага, стиль ручки и стиль переключателя. Я расскажу о каждом из них и о том, как вы должны их использовать. Вот картинка, чтобы показать вам различия.

Дроссель рычажного типа

Дроссель рычажного типа должен находиться в нижнем положении во время нормальной работы. Чтобы использовать воздушную заслонку для запуска холодного двигателя, поднимите рычаг, чтобы включить воздушную заслонку. Когда двигатель прогреется, верните рычаг в нижнее положение.

Дроссель с рукояткой

Дроссель с рукояткой обычно находится на левой стороне рукоятки, если у вас есть дроссель этого типа. Во время нормальной работы дроссельная заслонка с рукояткой будет полностью сдвинута влево.

Чтобы включить дроссель, сдвиньте рычаг рукоятки вправо. Когда двигатель прогреется, верните рычаг рукоятки назад до упора влево.

Дроссель плунжерного типа

Дроссель плунжерного типа обычно находится сбоку машины или рядом с клапаном отсечки топлива. При нормальной работе дроссельная заслонка плунжерного типа будет полностью закрыта (полностью задвинута).

Чтобы открыть воздушную заслонку для запуска холодного двигателя, потяните воздушную заслонку плунжерного типа. Когда двигатель прогреется, отожмите поршень назад до упора.

Дроссель с переключателем

Дроссель с переключателем обычно находится сбоку машины или рядом с клапаном отсечки топлива бензобаков. При нормальной работе дроссель переключаемого типа будет лежать ровно (как на картинке выше).

Чтобы открыть воздушную заслонку и запустить холодный двигатель, потяните переключатель вверх так, чтобы он торчал прямо, под углом 90 градусов от исходного положения. Когда двигатель прогреется, верните переключатель в исходное положение.

Общие проблемы с дросселем

Здесь я отвечу на некоторые из наиболее распространенных вопросов, связанных с удушением. Не все из них легко исправить, но, возможно, я смогу помочь вам указать правильное направление.

Дроссель моего квадроцикла не остается включенным

На самом деле эта проблема возникает довольно часто. Это когда вы вытягиваете воздушную заслонку в открытое положение, и она тут же немного сдвигается назад. Это приводит к тому, что воздушная заслонка открывается только наполовину или полностью отключается.

Конечно, вы могли бы просто стоять и держать его, но кто хочет это делать. Чаще всего это происходит из-за того, что крышка воздушной заслонки откручивается. Когда это происходит, маленькие захваты, оказывающие давление на дульную насадку, больше не захватывают и не удерживают ее так сильно.

Просто оттяните назад резиновую прокладку, защищающую дульную насадку, прямо под толкателем воздушной заслонки, за который вы тянете. И вы должны найти маленькую заглушку, которая завинчивается и откручивается, чтобы регулировать герметичность дроссельной заслонки.