Для чого потрібні мережеві фільтри? Чому їх установка рятує побутові електронні прилади? Наскільки необхідний цей прилад в мережі змінного струму? І, взагалі, мережевий фільтр - що це таке? Ці питання сьогодні хвилюють багатьох обивателів, які зіткнулися з проблемою некоректної роботи побутових приладів і навіть повним відключенням їх в деяких ситуаціях. Тому поговоримо про цей прилад і розберемося в його функціональності, заодно відповімо на питання, навіщо потрібен мережевий фільтр?
трохи теорії
Зі шкільного курсу фізики відомо, що струм змінного типу в мережі будинку є синусоїдальним. Тобто, сила струму і його напруга змінюються по синусоїді, де центральна вісь, навколо якої відбуваються коливання, це час. Ці коливання симетричні. Так ось за 1 секунду різниця значень напруги потрапляє в межа від +310 В до -310 В. І цих коливання за секунду відбувається 50 разів, що і є напругою 220 В. 50 коливань вимірюються Герца. До речі, в зарубіжних мережах цей показник дорівнює 60 герц.
Спотворення синусоїди в мережі змінного струму
Що ж є причинами спотворення синусоїди?
- Атмосферний перенапруження.
- Пуск або зупинка потужних електроспоживачів. Наприклад, водяного насоса, яким виробляють полив саду або городу.
- Коротке замикання в підстанції на високій її боці.
- Всілякі перехідні процеси, пов'язані з перемиканням трансформатора.
Тобто, виходить так, що будь-яке спотворення синусоїди - це, по суті, комплекс інших синусоид, які мають свою амплітуду і розміри. Оптимальний же варіант - це одна синусоїда з певною частотою хвилі і її амплітудою. В даному випадку частота повинна бути 50 герц, а амплітуда 310 вольт. Всі інші амплітуди необхідно просто погасити.
імпульсні перешкоди
Всі перешкоди, про які було описано вище, піддаються математичним поясненням. Тому з ними легко впоратися. Але є й інші, які не піддаються прогнозуванню. Це так звані імпульсні перешкоди, а точніше сказати, кидки напруги, які можуть виникнути в будь-який момент. По-перше, вони короткострокові. По-друге, при їх появі різко виростає напруги до високих величин, що негативно позначається на технічному стані побутової техніки.
Імпульсні перешкоди необхідно придушити. Саме для цього і використовуються мережеві фільтри.
Пристрій і схема
Схема мережевого фільтра досить проста. Для того щоб зрозуміти, як працює цей прилад, необхідно зрозуміти, як можна погасити стрибкоподібні перешкоди в мережі. Наприклад, резистори. Опір цих приладів не залежить від сили струму, який проходить через них. Але ось індуктивність і ємність прямо пропорційні току. Тобто, виходить так, що чим вище сила струму і напруга, тим більше зростає опір котушки індуктивності.
Це якість і застосовується у фільтрах для придушення короткострокових стрибків напруги з великою її величиною. Для цього всього лише необхідно встановити дві котушки індуктивності в фазний і нульовий провідник. До речі, їх індуктивність може розташовуватися в досить широкому діапазоні від 60 до 200 мкГн.
Що стосується резисторів, то їх теж можна встановлювати в мережевий фільтр для комп'ютера або телевізора.
Увага! Не можна в мережевих фільтрах використовувати резистори з великим опором. Це може вплинути на саме напруга, а точніше сказати, на його падання. Так що максимальний опір резисторів - 1 Ом.
Фахівці вважають, що серед всіх пропонованих моделей на сьогоднішній день ефективними є мережеві фільтри LC. Вся справа в тому, що в їх конструкції крім котушок індуктивності встановлені і конденсатори. До речі, їх ємність варіюється в межах від 0,22 до 1,0 мкФ. При цьому необхідно враховувати, що напруга конденсатора має бути майже в два рази вище напруги мережі. Це запас на випадок високого стрибка.
Навіщо така складна схема?
- «L» - це котушка, яка буде вирівнювати скачки струму.
- «C» - це конденсатор, який буде гасити високі перепади напруги.
Повертаємося до імпульсних перешкод. Їх можна гасити за допомогою спеціального напівпровідникового елемента - варістора. По суті, це резистор, який в штатному режимі, тобто, при низькій напрузі, володіє високим опором і струм через себе не пропускає. Як тільки струм в мережі піднімається до номіналу (470 В) варіатора, він скидає опір і пропускає струм.
Отже, підіб'ємо підсумок. Мережевий фільтр для комп'ютера або іншого побутового електронного приладу в своїй конструкції має містити:
- Сполучені послідовно дві котушки.
- Конденсатор, підключений паралельно.
- Варистор.
- Резистори.
Увага! Всі елементи необхідно строго підбирати під навантаження в мережі. Тобто, номінальний струм елементів підганяється під споживану потужність побутового приладу. Це важливо буде для тих, хто вирішив провести збірку мережевого фільтра своїми руками.
Що на практиці?
По-перше, почнемо з того, що для таких побутових приладів, як електричний чайник, плита, фен, праска і інші, тобто, для потужних агрегатів, скачки напруги, а тим більше імпульсна спотворення напруги, не є перешкодами. На їх коректну роботу вони не впливають, і якість експлуатації від цього не страждає. Тобто, мережеві фільтри їм не потрібні.
А от усім іншим приладам (телевізорів, комп'ютерів, музичним центрам і так далі) фільтр необхідний. Правда, всі перераховані апарати споживають мізер енергії, так що невеликий прилад в кілька ампер буде достатнім.
До речі, слід зазначити, що основна маса використовуваних в побуті фільтрів, як такими не є. Вся справа в конструкції, в якій встановлено всього лише варістор, та невеликої контактний вимикач, він відключає мережу при високих показниках напруги. По суті, це звичайна биметаллическая пластина. Зробити з цього приладу справжній фільтр не проблема. Доведеться озброїтися паяльником і придбати необхідні деталі.
Увага! Врахуйте, що котушки з великою ємністю, призначені для великих навантажень, є деталями громіздкими і дорогими. Тому їх використовувати в побутових фільтрах немає необхідності.
Як правильно вибрати?
Отже, питання, як вибрати мережевий фільтр, зустрічається досить часто. Тому є необхідність розібрати основні критерії вибору і визначити, який мережевий фільтр краще.
Вибір мережевого фільтра також залежить від того, де він буде використовуватися. Тобто, вдома, в офісі або на виробництві. Якщо говорити про домашніх моделях, то це компактні пристрої з п'ятьма розетками. Деякі виробники встановлюють і загальний вимикач, і окремі вимикачі до кожної розетки, що дуже зручно. Є фільтри і з шістьма розетками, в яких шоста - це розетка під нестандартні адаптери.
Висновок по темі
Отже, в цій статті було розглянуто кілька питань, які стосувалися мережевих фільтрів. І основний з них - що таке мережевий фільтр? Звичайно, для багатьох обивателів теоретична частина, напевно, була не цікава. Хоча деякі позиції є основними, і знати їх треба. А ось питання, як вибрати мережевий фільтр - найважливіший для звичайних споживачів. Тому візьміть його на озброєння, коли підете в магазин. І останнє. Мережеві фільтри - проста необхідність. Відмовлятися від цих приладів не варто.
Розбираємося що краще - мережевий фільтр або стабілізатор напруги
Дросель - це прилад, що зменшує напругу
Імпульсний блок живлення - схема і вибір елементів приладу