Электроника для начинающих

Если вы хотите получить максимальную мощность от вашего двигателя, то при подаче на него напряжения питания вы не должны терять слишком много напряжения на проводах, которыми подается это напряжение.

Падение напряжения довольно «хитрая вещь», поскольку оно зависит не только от провода, но также от того, насколько велика нагрузка в схеме. Предположим, что вы используете провод длиной 100 футов (30,48 м) 22 калибра (22 AWG), который имеет сопротивление около 1,5 Ом. Если вы подключили батарейку напряжением 12 В и в цепи у вас имеется светодиод и последовательно подключенный к нему резистор, то суммарное эффективное сопротивление элементов составит порядка 1200 Ом. Как видно, сопротивление провода в этом случае будет пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением светодиода. В соответствии с законом Ома:

I = U/R

ток в цепи составит всего лишь 10 мА.

Снова используем закон Ома:

U = I

 х R,

в соответствии с которым сопротивление провода, равное 1,5 Ом, создаст падение напряжения порядка 0,01 х 1,5 = 0,015 В.

Теперь предположим, что вы запускаете электродвигатель. Обмотки двигателя будут создавать полное сопротивление, гораздо большее, чем их активное сопротивление, но все же для оценки тока, который будет проходить по цепи, мы можем использовать эффективное сопротивление. Предположим, что сила тока в цепи будет равна 1 А. Для определения падения напряжения на подводящих проводах еще раз используем вторую формулу:

U = I х R.

Отсюда падение напряжения на проводах теперь будет равно 1 х 1,5 = 1,5 В!

Все это показано на рис. 5.103.

Рис. 5.103.Падение напряжения на подводящих проводах зависит от силы тока и сопротивлении питаемой цепи. Падение напряжения на проводах будет увеличиваться при уменьшении сопротивления цепи и соответственно при увеличении в ней силы тока

Учитывая эти факторы, я составил для вас табл. 5.2. Я округлил все значения до двух значащих цифр после запятой, поскольку разброс параметров используемых вами проводов делает излишним применение какой-либо более высокой точности.

_{Следует заметить, что сопротивление провода будет выше, если вы используете медный многожильный провод или медный луженый провод; это соответственно будет приводить к большим потерям напряжения в процентном отношении.}

Чтобы использовать эту таблицу, вам нужно знать величину тока, который проходит по цепи. Вы можете его рассчитать (деля прикладываемое к цепи напряжение на общее сопротивление в цепи) или просто измерить с помощью мультиметра. При этом надо только следить за тем, чтобы ваши единицы измерения были совместимыми (все в омах, амперах и вольтах или в миллиомах, миллиамперах и милливольтах).

В таблице я достаточно произвольно предположил, что длина подводящих проводов будет равна 10 футов (3,05 м). Естественно вы можете сделать свои допуски для действительной длины провода в вашей схеме. Чем короче провод, тем меньше будут потери напряжения. Схема, в которой длина проводов всего лишь 5 футов (1,5 м) при той же самой величине тока в амперах и питающего напряжения в процентном отношении будет создавать в два раза меньшие потери, чем те, которые указаны в таблице. Схема с проводом длиной 15 футов (4,57 м) и теми же значениями силы тока и питающего напряжения будет иметь потери в процентном отношении в полтора раза большие. Поэтому для использования табл. 5.2 надо:

1. Разделить длину вашего провода на 10, если вы измеряли длину провода в футах (или на 3,048, если измеряли в метрах).

2. Далее этот результат нужно умножить на соответствующее число из таблицы.

В таблице также достаточно произвольно предполагается, что вы используете источник питания напряжением 12 В. Теперь снова вы должны сделать некоторые преобразования, если хотите пользоваться другим напряжением питания. Поэтому для использования таблицы надо:

1. Разделить на 12 фактическое напряжение вашего источника питания.

2. Далее этот результат нужно умножить на соответствующее число из таблицы.

Я могу объединить эти два шага следующим образом:

Потери напряжения = P

х (12/V) х (L/10),

где P — это число из таблицы, V — напряжение питания вашего источника питания и L — длина вашего провода.

Эта таблица показывает потери напряжения в подводящем проводе длиной 10 футов (3,05 м) в процентах при напряжении источника питания 12 В.

Эксперимент 33. ПЕРЕДВИЖЕНИЕ ШАГАМИ