Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Oszczednosc energii elektrycznej z uzyciem opornika szeregowego duzej mocy

mattelec 13 Sty 2020 20:44 639 17
  • #1
    mattelec
    Poziom 2  
    Przy okazji naglego uszkodzenia twardego dysku w PC zauwazylem ze moja podstacja niskiego napiecia nadaje napiecie pomiedzy 244 V a 250 V.
    Poniewaz moc urzadzenia przy stalym oporze rosnie z kwadratem napiecia a mimo ze napiecie to spelnia standart +-10% od 230 Unii Europejskiej uznalem je za wysokie i uzylem gigantycznego ceramicznego potencjometru szeregowego do zasilania zasilacza PC o mocy 200 W (srednicy okolo 10 cm) z radiatorem. Bylo to oczywisie z powodu kosztow, Moglem uzyc np. na pierszej linii frontu 250 V pancernegp zasilacza 2000 W 12 V i nim dalej precyzyjnie podwyzszyc napiecie do 230 V przetwornica o plynnym napieciu wysokim o ksztacie napiecia doskonalego sinusa etc. Tez zadnych zasilaczy imupulsowych z tyrystorem obcinajacych ksztalt sinusa do mniejszej wielkosci sredniej napiecia ani przetwornic ze sztucznie generowanym np. kwadratowym "sinusem" generujacym podobne pochodne.. "Pletwy rekina" takiej sinusoidy teoretycznie indukuja nieskonczone napiecia na kazdej inducyjnosci w tym przewodow samej sieci gdyby obciecie bylo doskonale ostre i zaburzaja np. internet.

    W ogolnosci jesli zalozony jet staly opor urzadzenia jest R1 a opornika szeregowego R2 calkowita oszczednosc mocy dana jest wzorem W_saved = U^2/R1 - U^2/(R1+R2) = U^2 R2 /(R1+R2) R1 w przyblizeniu malego R2: U^2 R2/R1^2 tzn. o moc wydzielana cieplnie na oporniku szeregowym. Znaczy to tez ze moc cieplna wydzielana przez samo urzadzenie spada o dwa razy ta wielkosc co poprawia warunki cieplne pracy. Poniewaz powszechnie uwaza sie duzy opor linii przesylowej jako zjawisko niekorzystne wymagajace podnoszenia napiecia w podstacji czy ktos studiowal wplyw takiego opornika na uklady elektroniczne np. telewizora lub PC w ciagu dlugiego czasu tzn. oczywiscie glownie na ich zuzycie w czasie. Chodzi glownie o mozliwe szkodliwe efekty wlaczania i wolniesze przechodzenie ukladu przez krytycznie niskie prady i glownie na rozny krzem i kondensatory w zasilaczach niskiego napiecia poniewaz napiecie galwaniczne na takim "zasilaczu" dopasowujacym do momentu tapniecia na skutek wzrostu pradu jest oryginalnie wyzsze. Wydaje sie oczywiscie sie intuicyjnie ze zmniejszenie mocy cieplnej wydzielanej przez uklady i obwody prowadzi do ich dlugowiecznosci. Jesli urzadzenie dziala na oporniku to dziala. Oczywiscie chodzi tu obnizenie napiecia "na wtyczce" w ramach dopuszczalnego znamionowo przedzialu. Np. telewizor ktory ma na tabliczce napieciu dopuszczalne 200-240 V nalezy zasilac napieciem 200 Volt tzn. dopasowac tak opornik do pradu pracy by np. przy napieciu sieci 240 V odkladal 40 V. Nigdy nie spotkalem sie z takimi badaniami. Oszczednosci sa gigantyczne np. dla telewizora o mocy 100 W prad pracy to okolo 0.5 ampera jesli odlozymy na oporniku 20 omowym 10 Volt czyli 5 Watt tzn. pelna moc nowoczesnej zarowki energooszczednej LED to oszczedzimy 5 % mocy zuzytej na rachunkach za prad czyli 5 groszy od kazdej zlotowki. Natomiast juz z wnetrza urzadzenia odciagniemy 10 W ciepla poprawiajac warunki pracy. Dodatkowo opornik szeregowy wielkiej mocy odpowiednio chlodzony bezpiecznie jako odrebne urzadzenie to mini piecyk ktory mozemy uzywac do ogrzewania pomieszczenia czescia mocy nie uzywajac do tego w tym celu samego urzadzenia.
  • #2
    zworys
    Poziom 39  
    mattelec napisał:
    Oszczednosci sa gigantyczne

    W większości nie są aż tak gigantyczne. Większość obecnych zasilaczy to przetwornice o dużej sprawności , większe napięcie to mniejszy pobierany prąd. To nie jest tak że odbiornik jest rezystorem liniowym - gdzie większe napięcie= większy prąd. Odbiornik zazwyczaj potrzebuje określonej mocy i tyle pobiera prądu. Wpływ podwyższonego napięcia mógł mieć znaczenie w przypadku prostych zasilaczy transformatorowych.
  • #3
    TvWidget
    Poziom 34  
    PC jak i telewizor ma zasilacz impulsowy. Doczepienie rezystora w szereg spowoduje przeciwny efekt niż zamierzony. Oba wymienione urządzenia będą pobierały identyczną moc. Do sumarycznego zużycia dodać trzeba będzie moc wydzielaną w rezystorze.
  • #4
    Rocky Horror
    Poziom 31  
    mattelec napisał:
    Poniewaz moc urzadzenia przy stalym oporze rosnie z kwadratem napiecia
    Reguła prawidłowa, ale założenie błędne, z bardzo prostego powodu - urządzenia takie jak komputer czy telewizor, posiadające stabilizowany, impulsowy zasilacz, nie stanowią stałego obciążenia. Taki zasilacz pobiera i dostarcza stałą moc, bez względu (no, w pewnych granicach) na napięcie zasilania. Jeżeli takie urządzenie zasilić niższym napięciem, prąd pobierany z sieci odpowiednio wzrośnie i moc dostarczana do zasilanych układów pozostanie niezmieniona.
    W praktyce moc pobierana przez całe urządzenie przy niższym napięciu może nawet w niewielkim stopniu wzrosnąć, ze względu na zwiększenie strat na tranzystorach przełączających, spowodowane zwiększonym pobieranym prądem.

    Cytat:
    Moglem uzyc np. na pierszej linii frontu 250 V pancernegp zasilacza 2000 W 12 V i nim dalej precyzyjnie podwyzszyc napiecie do 230 V
    Dużo łatwiej i taniej byłoby to zrobić za pomocą autotransformatora, spreparowanego ze zwykłego, odpowiednio dobranego transformatorka z uzwojeniem pierwotnym i wtórnym połączonym szeregowo.
  • #5
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Również w przypadku zwykłej żarówki włączanie szeregowego opornika nie jest najlepszym sposobem oszczędzania energii - żarówka zużyje mniej, całość też nieco mniej, ale żarówka będzie dużo słabiej świecić - można by było użyć żarówki o mniejszej mocy i mieć więcej światła zużywając mniej energii. Zyskamy za to na jej trwałości - opornik zmniejszy "uderzenie" prądu przy włączaniu, które znacząco przyczynia się do przepalania się żarówek, obniżymy temperaturę włókna, mniej będzie z niego wyparowywać metalu... obecnie, gdy żarówki podrożały, może to mieć sens, a może jeszcze nie - to jest kwestia, ile kosztuje żarówka, ile kosztuje jej wymiana, ile zużyta przez nią energia elektryczna...

    mattelec napisał:
    "Pletwy rekina" takiej sinusoidy teoretycznie indukuja nieskonczone napiecia na kazdej inducyjnosci w tym przewodow samej sieci gdyby obciecie bylo doskonale ostre

    Nie. Tyrystor/triak włącza się, napięcie zmienia się skokowo, a prąd tak, jak indukcyjność pozwala. Wyłączenie jest w zerze prądu. Mógłby raczej być nieskończony prąd, gdyby obciążeniem była pojemność, a przewody miały zerowy opór i zerową indukcyjność - ale rzeczywiste przewody mają indukcyjność i związaną z nią impedancję falową ograniczającą skok prądu do około 1A - dalsze narastanie jest już wolniejsze (jakkolwiek może to być ułamek mikrosekundy - tyle, ile potrzebuje fala na dotarcie do pojemności i powrót, ta fala daje następny skok, i wychodzą schodki).
  • #6
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    mattelec napisał:
    Poniewaz moc urzadzenia przy stalym oporze rosnie z kwadratem napiecia a mimo ze napiecie to spelnia standart +-10% od 230 Unii Europejskiej uznalem je za wysokie i uzylem gigantycznego ceramicznego potencjometru szeregowego do zasilania zasilacza PC o mocy 200 W (srednicy okolo 10 cm) z radiatorem.
    Urządzenia z zasilaczami impulsowymi pobierają stałą moc, jak napisano powyżej.
    Bez dużych strat, napięcie mogłeś obniżyć autotransformatorem, albo zwykłym transformatorem podłączonym w ten sam sposób.
    Oszczednosc energii elektrycznej z uzyciem opornika szeregowego duzej mocy

    Przykładowo mając transformator 230V->10V 1A (10VA) możesz włączając uzwojenie wtórne szeregowo z siecią 230V uzyskać 220V lub 240V, z wydajnością prądową 1A czyli odbiornik może pobierać ponad 200VA - więcej niż moc transformatora, bo transformator dostarcza niewielkiej części napięcia wyjściowego.

    mattelec napisał:
    "Pletwy rekina" takiej sinusoidy teoretycznie indukuja nieskonczone napiecia na kazdej inducyjnosci w tym przewodow samej sieci gdyby obciecie bylo doskonale ostre i zaburzaja np. internet.
    Indukcyjności skokowy wzrost napięcia nie przeszkadza, w każdym porządnie zaprojektowanym układzie tyrystorowym była indukcyjność do ograniczenia szybkości narastania prądu.
    Za to zasilacze impulsowe bez PFC, mające prostownik i kondensator na wejściu, z małym NTC ograniczającym prąd rozruchowy, zasilane z tryrystorowego regulatora mają prawo się uszkodzić, bo amplituda impulsów prądowych będzie bardzo duża i wartość skuteczna prądu będzie większa niż przy normalnej pracy, co oczywiście nie znaczy że wzrośnie pobór mocy.
  • #7
    Aleksander_01
    Poziom 40  
    A żelazko, a drut grzejny nawinięty na szamotówkę, autor tematu ma całkowitą rację że moc rośnie z kwadratem napięcia. Jeszcze jak podłączy taką szamotkę przed licznikiem to oszczędności są super gigantyczne.
    Świetnie zauważyłeś że czym mniejsze napięcie to większe oszczędności, a przy 0 V w sieci te oszczędności będą wprost niewyobrażalne.
  • #8
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Czajnik elektryczny przy niższym napięciu zużyje więcej energii na zagotowanie wody. Także żelazko pewnie zużyje jej więcej przy prasowaniu ubrania - ale tu już zależy od jego automatyki i od czasu prasowania - jeśli obniży się napięcie bezstratnie, i nie na tyle, żeby żelazko nie mogło utrzymać temperatury, to przy długim prasowaniu zużyje nieco mniej (przy krótkim więcej), i będzie miało mniejsze wahania temperatury.
  • #9
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Dla zwykłych żarówek (żarowych) regulacja napięcia miała by sens bo 5% wyższe napięcie to o połowę krótsza żywotność, dla grzejników i żelazek, już nie bardzo bo grzejniki mają termostat, reszta urządzeń będzie działać prawie tak samo.
  • #10
    Aleksander_01
    Poziom 40  
    jarek_lnx napisał:
    Dla zwykłych żarówek (żarowych) regulacja napięcia miała by sens bo 5% wyższe napięcie to o połowę krótsza żywotność,.

    A są jeszcze takowe, bo halogenowe (nowoczesne z lat 60 XX wieku) to akurat jest tak z tą żywotnością. Przy 90 % nominału trwałość wzrasta czterokrotnie, a przy 120 % nominału spada do 15 %.
  • #12
    Aleksander_01
    Poziom 40  
    Zależy jak dużo niższym, ale już przy 50 % energia rozproszenia stanowi duży procent energii dostarczonej.
  • #13
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    _jta_ napisał:
    Zagadka: dlaczego czajnik i żelazko zużyją więcej energii, gdy będą zasilane niższym napięciem?
    Bo oporność zależy od temperatury. Żarówka zimna też ma dużo mniejszą oporność niż gorąca i przepala się przeważnie podczas włączania do sieci, bo płynie wówczas dużo większy prąd niż gdy jest już gorąca (świeci). A prąd razy napięcie = moc...
  • #15
    GrandMasterT
    Poziom 23  
    Tylko że przy mniejszej mocy dłużej osiąga docelową temperaturę, co za tym idzie więcej procentowo idzie w straty.
  • #17
    Aleksander_01
    Poziom 40  
    _ita_ takie zagadki to pamiętam z podstawówki, dlaczego nie można zagotować wody do 200 °C, albo kiedy się zagotuje woda w wiadrze (około 10 l) podgrzewanym świeczką.
    Dziwne - w 12 poście dałem poprawną odpowiedź a ludzie odpowiadają źle, rozumienie fizyki schodzi na psy, ale czytanie ze zrozumieniem również.
  • #18
    retrofood
    Moderator
    Elektrotechnikę alternatywną proszę rozwijać na innym forum. Może być "pudelek".