Olá a todos! Naveguei bastante no site, principalmente no meu tópico, e encontrei muitas coisas interessantes. Em geral, neste artigo quero coletar todos os tipos de calculadoras de rádio amador para que as pessoas não procurem muito quando surgir a necessidade de cálculos e projetos de circuitos.

1. Calculadora de indutância- . Agradecemos pelo programa apresentado. caranguejo

2. Calculadora de rádio amador universal- . obrigado novamente caranguejo

3. Programa de cálculo de bobina Tesla- . obrigado novamente caranguejo

4. Calculadora de GDT para SSTC- . Fornecido por [)eNiS

5. Programa para calcular o circuito de uma lâmpada PA- . Obrigado pela informação caranguejo

6. Programa de identificação de transistores por cor- . Agradecimentos caranguejo

7. Calculadora para cálculo de fontes de alimentação com capacitor de extinção- . Obrigado aos visitantes do fórum

8. Programas de cálculo de transformadores de pulso- . Obrigado GOVERNADOR. Nota - o autor de ExcellentIT v.3.5.0.0 e Lite-CalcIT v.1.7.0.0 é Vladimir Denisenko de Pskov, o autor de Transformer v.3.0.0.3 e Transformer v.4.0.0.0 é Evgeniy Moskatov de Taganrog.

9. Programa para cálculo de transformadores monofásicos, trifásicos e autotransformadores- . Obrigado reanimador

10. Cálculo de indutância, frequência, resistência, transformador de potência, marcação colorida - . Obrigado bares59

11. Programas para várias equipes de rádio amador e não só - e . Obrigado reanimador

12. Assistente de Radioamador- calculadora de rádio amador - . Tópico em . Obrigado Antraceno, ou seja para mim:)

13. Programa para cálculo do conversor DC-DC- . Agradecimentos caranguejo

(5.4.4)

Mais frequentemente, na prática, são usadas unidades menores de capacitância: 1 nF (nanofarad) = 10 –9 F e 1 pkF (picofarad) = 10 –12 F.

Há necessidade de dispositivos que acumulem carga e condutores isolados tenham baixa capacidade. Foi descoberto experimentalmente que a capacidade elétrica de um condutor aumenta se outro condutor for aproximado dele - devido a fenômenos de indução eletrostática.

Capacitor - estes são dois condutores chamados forros, localizados próximos um do outro .

O projeto é tal que os corpos externos ao redor do capacitor não afetam sua capacidade elétrica. Isso será feito se o campo eletrostático estiver concentrado dentro do capacitor, entre as placas.

Os capacitores são planos, cilíndricos e esféricos.

Como o campo eletrostático está dentro do capacitor, as linhas de deslocamento elétrico começam na placa positiva, terminam na placa negativa e não desaparecem em lugar nenhum. Portanto, as cargas nas placas opostos em sinal, mas iguais em magnitude.

A capacitância de um capacitor é igual à razão entre a carga e a diferença de potencial entre as placas do capacitor:

(5.4.5)

Além da capacitância, cada capacitor é caracterizado você escravo (ou você etc. . ) – a tensão máxima permitida, acima da qual ocorre uma ruptura entre as placas do capacitor.

Conexão de capacitores

Baterias capacitivas– combinações de conexões paralelas e em série de capacitores.

1) Conexão paralela de capacitores (Fig. 5.9):

Neste caso, a tensão comum é você:

Carga total:

Capacidade resultante:

Compare com conexão paralela de resistências R:

Intensidade do campo dentro do capacitor (Fig. 5.11):

Tensão entre placas:

onde está a distância entre as placas.

Como a cobrança é

.

2. Capacitância de um capacitor cilíndrico

A diferença de potencial entre as placas de um capacitor cilíndrico mostrado na Figura 5.12 pode ser calculada usando a fórmula:

As fontes de alimentação sem transformador com capacitor de extinção são convenientes em sua simplicidade, possuem pequenas dimensões e peso, mas nem sempre são aplicáveis ​​​​devido à conexão galvânica do circuito de saída com uma rede de 220 V.

Em uma fonte de alimentação sem transformador, um capacitor e uma carga conectados em série são conectados a uma rede de tensão alternada. Um capacitor apolar conectado a um circuito de corrente alternada se comporta como uma resistência, mas, diferentemente de um resistor, não dissipa a potência absorvida na forma de calor.

Para calcular a capacidade do capacitor de extinção, é utilizada a seguinte fórmula:

C é a capacitância do capacitor de lastro (F); Ieff - corrente efetiva de carga; f - frequência da tensão de entrada Uc (Hz); Uс - tensão de entrada (V); Tensão de descarga (V).

Para facilitar os cálculos, você pode usar uma calculadora online

O projeto dos dispositivos alimentados por eles deve evitar a possibilidade de tocar em qualquer condutor durante a operação. Deve ser dada especial atenção ao isolamento dos controles.

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29.09.2014

Faixa de frequência operacional 66...74 ou 88...108 MHz Usando R7, a separação entre os canais AF é ajustada. ***O sinal é fornecido da saída do detector de frequência VHF (FM) - receptor para a entrada DA1 através do circuito de correção R1C1. Literatura J. Radioamador 1 2000.

A necessidade de conectar um LED à rede é uma situação comum. Isso inclui um indicador para ligar dispositivos, um interruptor retroiluminado e até uma lâmpada de diodo.

Existem muitos esquemas para conectar LEDs indicadores de baixa potência através de um limitador de corrente de resistor, mas tal esquema de conexão tem certas desvantagens. Se você precisar conectar um diodo com corrente nominal de 100-150mA, precisará de um resistor muito poderoso, cujas dimensões serão significativamente maiores que o próprio diodo.

É assim que seria o diagrama de conexão de uma lâmpada LED de mesa. E poderosos resistores de dez watts em baixas temperaturas ambientes poderiam ser usados ​​como fonte de aquecimento adicional.

O uso de condutores como limitador de corrente permite reduzir significativamente as dimensões de tal circuito. Esta é a aparência da fonte de alimentação de uma lâmpada de diodo de 10-15 W.

O princípio de operação de circuitos usando um capacitor de lastro

Neste circuito, o condensador é um filtro de corrente. A tensão é fornecida à carga somente até que o condensador esteja totalmente carregado, cujo tempo depende de sua capacidade. Neste caso, não ocorre geração de calor, o que elimina as restrições à potência da carga.

Para entender como esse circuito funciona e o princípio de seleção de um elemento de reator para um LED, deixe-me lembrá-lo de que a tensão é a velocidade dos elétrons que se movem ao longo do condutor e a corrente é a densidade do elétron.

Para um diodo, é absolutamente indiferente a que velocidade os elétrons “voarão” através dele. O cálculo do condutor é baseado na limitação de corrente no circuito. Podemos aplicar pelo menos dez quilovolts, mas se a corrente for de vários microamperes, o número de elétrons que passam pelo cristal emissor de luz será suficiente para excitar apenas uma pequena parte do emissor de luz e não veremos o brilho.

Ao mesmo tempo, com uma tensão de vários volts e uma corrente de dezenas de amperes, a densidade do fluxo de elétrons excederá significativamente o rendimento da matriz de diodo, convertendo o excesso em energia térmica, e nosso elemento LED simplesmente evaporará em uma nuvem de fumaça.

Cálculo de um capacitor de extinção para um LED

Vejamos o cálculo detalhado abaixo, você pode encontrar o formulário da calculadora online.

Cálculo da capacidade do capacitor para um LED:

C(uF) = 3200 * Isd) / √(Uin² - Uout²)

Com você– capacidade do condensador. Deve ser avaliado em 400-500V;
DSI– corrente nominal do diodo (ver dados do passaporte);
Uin– amplitude da tensão da rede - 320V;
Fora– tensão nominal de alimentação do LED.

Você também pode encontrar a seguinte fórmula:

C = (4,45 * I) / (U - Ud)

É usado para

Às vezes, na engenharia elétrica, são usadas fontes de alimentação que não contêm transformador. Neste caso, surge a tarefa de reduzir a tensão de entrada. Por exemplo, reduzindo a tensão alternada da rede (220 V) a uma frequência de 50 hertz para o valor de tensão necessário. Uma alternativa ao transformador é um capacitor, que é conectado em série com a fonte de tensão e a carga (para mais informações sobre o uso de capacitores, consulte a seção "). Esse capacitor é chamado de capacitor de extinção.
Calcular um capacitor de extinção significa encontrar a capacitância de um capacitor que, quando conectado ao circuito conforme descrito acima, reduzirá a tensão de entrada para a tensão necessária na carga. Agora obtemos a fórmula para calcular a capacidade do capacitor de extinção. Um capacitor operando em um circuito de corrente alternada possui uma capacitância (), que está relacionada à frequência da corrente alternada e à sua própria capacitância () (e), mais precisamente:

De acordo com a condição, incluímos uma resistência (carga resistiva()) e um capacitor no circuito de corrente alternada. A resistência total deste sistema () pode ser calculada como:

Como a conexão é serial, usando , escrevemos:

onde está a queda de tensão na carga (tensão de alimentação do dispositivo); — tensão de rede, — queda de tensão no condensador. Usando as fórmulas acima, temos:

Se a carga for pequena, usar um capacitor, incluindo-o em série no circuito, é a maneira mais fácil de reduzir a tensão da rede. Se a tensão na saída de energia for inferior a 10-20 volts, a capacitância do capacitor de extinção será calculada usando a fórmula aproximada:

Depois de ler este título, alguém pode perguntar: “Por quê?” Sim, se você apenas conectá-lo a uma tomada, mesmo que ligue de acordo com um determinado esquema, não terá significado prático e não trará nenhuma informação útil. Mas se o mesmo LED estiver conectado em paralelo a um elemento de aquecimento controlado por um termostato, você poderá monitorar visualmente o funcionamento de todo o dispositivo. Às vezes, essa indicação permite que você se livre de muitos problemas e dificuldades menores.

Pelo que já foi dito, a tarefa parece trivial: basta instalar um resistor limitador do valor requerido e o problema está resolvido. Mas tudo isso é bom se você alimentar o LED com tensão constante retificada: assim que o LED foi conectado no sentido direto, ele permaneceu assim.

Ao trabalhar em tensão alternada, nem tudo é tão simples. O fato é que, além da tensão contínua, o LED também será afetado pela tensão de polaridade reversa, pois cada meio ciclo da onda senoidal muda de sinal para o oposto. Esta tensão reversa não iluminará o LED, mas pode inutilizá-lo muito rapidamente. Portanto, é necessário tomar medidas de proteção contra esta tensão “prejudicial”.

No caso de tensão de rede, o cálculo do resistor de extinção deve ser baseado em um valor de tensão de 310V. Por que? Tudo é muito simples aqui: 220V é , o valor da amplitude será 220 * 1,41 = 310V. A tensão de amplitude é duas (1,41) vezes a tensão raiz e isso não deve ser esquecido. Esta é a tensão direta e reversa que será aplicada ao LED. É a partir do valor de 310V que deve ser calculada a resistência do resistor de extinção, e é a partir desta tensão, somente com polaridade reversa, que o LED deve ser protegido.

Como proteger um LED da tensão reversa

Para quase todos os LEDs, a tensão reversa não ultrapassa 20V, porque ninguém iria fazer um retificador de alta tensão para eles. Como se livrar desse flagelo, como proteger o LED dessa tensão reversa?

Acontece que tudo é muito simples. A primeira forma é conectar um normal em série com o LED com alta tensão reversa (não inferior a 400V), por exemplo, 1N4007 - tensão reversa 1000V, corrente direta 1A. É ele quem não permitirá que alta tensão de polaridade negativa passe para o LED. O diagrama dessa proteção é mostrado na Fig.

O segundo método, não menos eficaz, é simplesmente desviar o LED com outro diodo conectado costas com costas - em paralelo, Fig. 1b. Com este método, o diodo de proteção nem precisa estar com alta tensão reversa; qualquer diodo de baixa potência, por exemplo, KD521, é suficiente.

Além disso, você pode simplesmente ligar dois LEDs em paralelo: abrindo alternadamente, eles se protegerão e ambos emitirão luz, conforme mostra a Figura 1c. Este já é o terceiro método de proteção. Todos os três esquemas de proteção são mostrados na Figura 1.

Figura 1. Circuitos de proteção de tensão reversa de LED

O resistor limitador nesses circuitos possui uma resistência de 24KOhm, que, em uma tensão de operação de 220V, fornece uma corrente da ordem de 220/24 = 9,16 mA, que pode ser arredondada para 9. Então a potência do resistor de extinção será seja 9 * 9 * 24 = 1944 mW, quase dois watts. Isto apesar do facto de a corrente através do LED ser limitada a 9mA. Mas o uso prolongado de um resistor na potência máxima não levará a nada de bom: primeiro ele ficará preto e depois queimará completamente. Para evitar que isso aconteça, recomenda-se instalar dois resistores de 12KΩ em série com potência de 2W cada.

Se você definir o nível atual para 20mA, será ainda mais - 20*20*12=4800mW, quase 5W! Naturalmente, ninguém pode comprar um fogão com tanta potência para aquecer uma sala. Isto é baseado em um LED, mas e se houver um LED inteiro?

Capacitor - resistência sem watt

O circuito mostrado na Figura 1a utiliza o diodo de proteção D1 para “cortar” o meio ciclo negativo da tensão alternada, portanto a potência do resistor de extinção é reduzida à metade. Mesmo assim, o poder continua muito significativo. Portanto, é frequentemente usado como um resistor limitador: limitará a corrente da mesma forma que um resistor, mas não gerará calor. Não é sem razão que um capacitor é frequentemente chamado de resistência sem watt. Este método de comutação é mostrado na Figura 2.

Figura 2. Circuito para conectar um LED através de um capacitor de reator

Tudo parece estar bem aqui, existe até um diodo de proteção VD1. Mas dois detalhes não são fornecidos. Primeiro, o capacitor C1, após desligar o circuito, pode permanecer carregado e armazenar carga até que alguém o descarregue com a própria mão. E isso, acredite, com certeza acontecerá algum dia. O choque elétrico não é, obviamente, fatal, mas bastante sensível, inesperado e desagradável.

Portanto, para evitar tal incômodo, esses capacitores de extinção são contornados com um resistor com resistência de 200...1000KOhm. A mesma proteção é instalada em fontes de alimentação sem transformador com capacitor de extinção, em optoacopladores e alguns outros circuitos. Na Figura 3 este resistor é designado R1.

Figura 3. Diagrama de conexão de um LED a uma rede de iluminação

Além do resistor R1, o resistor R2 também aparece no diagrama. Sua finalidade é limitar o pico de corrente através do capacitor quando a tensão é aplicada, o que ajuda a proteger não apenas os diodos, mas também o próprio capacitor. É sabido pela prática que na ausência de tal resistor, o capacitor às vezes quebra, sua capacidade torna-se muito menor que a nominal. Escusado será dizer que o capacitor deve ser cerâmico para tensão de operação de pelo menos 400V ou especial para operação em circuitos de corrente alternada para tensão de 250V.

O resistor R2 desempenha outro papel importante: em caso de quebra do capacitor, ele atua como fusível. Claro, os LEDs também terão que ser substituídos, mas pelo menos os fios de conexão permanecerão intactos. Na verdade, é exatamente assim que funciona um fusível em qualquer dispositivo - os transistores queimaram, mas a placa de circuito impresso permaneceu quase intacta.

O diagrama mostrado na Figura 3 mostra apenas um LED, embora na verdade vários deles possam ser conectados em série. O diodo de proteção cumprirá sua tarefa sozinho, mas a capacitância do capacitor de reator terá que ser calculada, pelo menos aproximadamente, mas ainda assim.

Para calcular a resistência do resistor de extinção, é necessário subtrair a queda de tensão no LED da tensão de alimentação. Se vários LEDs estiverem conectados em série, basta somar suas tensões e subtraí-las também da tensão de alimentação. Conhecendo esta tensão residual e a corrente necessária, é muito simples calcular a resistência do resistor de acordo com a lei de Ohm: R=(U-Uд)/I*0,75.

Aqui U é a tensão de alimentação, Ud é a queda de tensão nos LEDs (se os LEDs estiverem conectados em série, então Ud é a soma das quedas de tensão em todos os LEDs), I é a corrente através dos LEDs, R é a resistência do resistor de extinção. Aqui, como sempre, a tensão está em Volts, a corrente está em Amperes, o resultado está em Ohms, 0,75 é um coeficiente para aumentar a confiabilidade. Esta fórmula já foi dada no artigo.

A quantidade de queda de tensão direta para LEDs de cores diferentes é diferente. A uma corrente de 20mA, os LEDs vermelhos têm 1,6...2,03V, amarelos 2,1...2,2V, verdes 2,2...3,5V, azuis 2,5...3,7V. LEDs brancos com amplo espectro de emissão de 3,0...3,7V apresentam a maior queda de tensão. É fácil perceber que a difusão deste parâmetro é bastante ampla.

Aqui estão as quedas de tensão de apenas alguns tipos de LEDs, simplesmente por cor. Na verdade, existem muito mais dessas cores, e o significado exato só pode ser encontrado na documentação técnica de um LED específico. Mas muitas vezes isso não é necessário: para obter um resultado aceitável para a prática, basta substituir algum valor médio (geralmente 2V) na fórmula, é claro, se não for uma guirlanda de centenas de LEDs.

Para calcular a capacidade do capacitor de extinção, é utilizada a fórmula empírica C=(4,45*I)/(U-Ud),

onde C é a capacitância do capacitor em microfarads, I é a corrente em miliamperes, U é a tensão de pico da rede em volts. Ao usar uma cadeia de três LEDs brancos conectados em série, Ud é de aproximadamente 12V, a tensão de amplitude U da rede é de 310V, para limitar a corrente a 20mA você precisará de um capacitor com capacidade

C=(4,45*I)/(U-Ud)= C=(4,45*20)/(310-12)= 0,29865 µF, quase 0,3 µF.

O valor padrão mais próximo para a capacitância do capacitor é 0,15 µF, portanto, para utilizá-lo neste circuito, será necessário utilizar dois capacitores conectados em paralelo. Uma observação deve ser feita aqui: a fórmula é válida apenas para uma frequência de tensão alternada de 50 Hz. Para outras frequências os resultados estarão incorretos.

O capacitor deve ser verificado primeiro

Antes de usar o capacitor, ele deve ser testado. Para começar basta ligar a rede 220V, preferencialmente através de um fusível de 3...5A, e após 15 minutos verificar pelo toque se há algum aquecimento perceptível? Se o capacitor estiver frio, você poderá usá-lo. Caso contrário, certifique-se de pegar outro e verificar primeiro. Afinal 220V não é mais 12V, aqui tudo é um pouco diferente!

Se este teste foi bem sucedido e o capacitor não aqueceu, então você pode verificar se houve um erro nos cálculos ou se o capacitor está com a capacidade correta. Para isso, é necessário conectar o capacitor à rede como no caso anterior, apenas através de um amperímetro. Naturalmente, o amperímetro deve ser AC.

Este é um lembrete de que nem todos os multímetros digitais modernos podem medir corrente alternada: dispositivos simples e baratos, por exemplo, muito populares entre rádios amadores, são capazes de medir apenas corrente contínua, mas ninguém sabe o que tal amperímetro mostrará ao medir corrente alternada . Muito provavelmente será o preço da lenha ou a temperatura na Lua, mas não a corrente alternada através de um capacitor.

Se a corrente medida for aproximadamente a mesma obtida no cálculo usando a fórmula, você poderá conectar os LEDs com segurança. Se em vez dos 20...30mA esperados resultar 2...3A, então há um erro nos cálculos ou as marcações do capacitor foram lidas incorretamente.

Interruptores iluminados

Aqui você pode se concentrar em outro método usado para conectar um LED a uma rede de iluminação. Se você desmontar essa chave, descobrirá que não há diodos de proteção ali. Então, tudo está escrito acima do absurdo? De jeito nenhum, basta dar uma olhada mais de perto na chave desmontada, ou mais precisamente no valor do resistor. Via de regra, seu valor nominal é de pelo menos 200KOhm, talvez até um pouco mais. Neste caso, é óbvio que a corrente através do LED será limitada a cerca de 1mA. O circuito do interruptor retroiluminado é mostrado na Figura 4.

Figura 4. Diagrama de conexão de LED em um switch retroiluminado

Aqui, um resistor mata vários coelhos com uma cajadada só. É claro que a corrente através do LED será pequena, brilhará fracamente, mas com intensidade suficiente para ver esse brilho em uma noite escura na sala. Mas durante o dia esse brilho não é necessário! Então deixe-se brilhar despercebido.

Neste caso, a corrente reversa também será fraca, tão fraca que de forma alguma queimará o LED. Daí a economia de exatamente um diodo de proteção, descrito acima. Ao produzir milhões, e talvez até milhares de milhões, de switches por ano, as poupanças são consideráveis.

Parece que depois de ler artigos sobre LEDs, todas as dúvidas sobre seu uso ficam claras e compreensíveis. Mas ainda existem muitas sutilezas e nuances ao incluir LEDs em vários circuitos. Por exemplo, conexões paralelas e seriais ou, em outras palavras, circuitos bons e ruins.

Às vezes você quer montar uma guirlanda de várias dezenas de LEDs, mas como calculá-la? Quantos LEDs podem ser conectados em série se houver uma fonte de alimentação com tensão de 12 ou 24V? Essas e outras questões serão discutidas no próximo artigo, que chamaremos de “Circuitos de LED bons e ruins”.