Dispozitiv de clopot electric

Încă din copilărie, știm butonul de deasupra ușii unui apartament sau o clădire. Când faceți clic pe acesta, proprietarul primește un semnal sonor - un sunet melodic al unui clopot sau o simplă compoziție muzicală avertizând despre apariția unui oaspete.

Așa funcționează un clopot electric obișnuit. Vom dezasambla designul său fără a afecta modelele electronice pe multivibratoare, microcircuite și alte componente.

Clopotul electric există de două secole, folosește energia câmpului electromagnetic. Structurile sale gospodărești sunt alimentate de curent:

1. valoare constantă;

2. cu un armonic sinusoidal variabil, alimentat de obicei cu o tensiune de 220 volți.

Principiul de funcționare și dispozitivul electric cu clopot electric

Pentru a crea unde sonore, impacturile unui mic maleol sunt utilizate sub forma unei bile de oțel situate la capătul unei plăci cu arcuri, care, în urma vibrațiilor mecanice, lovește clopotul.

Acest ciocan este montat staționar pe o ancoră mobilă care se poate deplasa în raport cu un fulcru fix. Aici sunt montate:

• partea mobilă a miezului magnetic compozit al electromagnetului;

• un arc cu un dispozitiv de reglare a forței pentru a readuce armatura în poziția inițială, care funcționează după un circuit deschis al alimentării cu curent electric;

• contact mobil care comută sursa de tensiune la bobinele electromagnetului.

În jurul circuitului magnetic există două bobine electrice cu înfășurări conectate în serie. Când curentul direct trece prin bobine, se creează un flux magnetic în circuitul magnetic, a cărui magnitudine este însumată din fluxurile fiecărei bobine și este de multe ori mai mare decât valorile care apar într-un singur fir. Vezi - Inductoare și câmpuri magnetice. 

Forța magnetică creată de circuitul magnetic poate ajunge la cantități mari și să efectueze lucrări mecanice semnificative. În cazul nostru, este folosit pentru a roti ancora: trageți-o pe partea staționară pentru a efectua o lovitură de ciocan pe clopot.

Sursa de tensiune / curent în circuit poate fi o celulă galvanică specifică (baterie sau acumulator), sau un dispozitiv de redresare, alimentat de la o sursă de energie electrică variabilă.

În diagrama de mai sus, butonul cu auto-resetare mecanică nu este afișat, atunci când este apăsat, curentul de la sursă este furnizat circuitului electric al clopotului. Este prezentat în imaginea de mai jos.

La apăsarea butonului, se creează un circuit închis pentru trecerea curentului electric I prin firele puse de la „sursa plus” prin grupul de contact închis la placa conductoare a armăturii și prin înfășurările bobinelor la „sursa minus”.

Un flux magnetic este indus în circuitul magnetic.

Formează o forță mecanică F, întorcând ancora și trăgând-o spre partea fixă.

În același timp, ciocanul bate pe clopot, provocând un sunet, iar contactul mobil se îndepărtează de fixul staționar. O scânteie electrică sare între ei. În același timp, arcul mecanic se întinde și crește tensiunea acestuia.

După stingerea scânteii prin grupul de contact deschis, mișcarea sarcinilor electrice se oprește, curentul dispare, fluxul magnetic dispare.

Doar forța de tracțiune a arcului P acționează sub influența căreia revine la poziția inițială. În același timp, dacă butonul clopot rămâne apăsat, atunci apare din nou un curent electric în circuit pentru a furniza lovituri de ciocan repetate și ulterioare.

Drept urmare, apelul va suna până când vizitatorul apasă butonul. În practică, există scheme care limitează durata sunetului.Acestea se bazează pe introducerea în circuitul curent a unui contact suplimentar normal închis, care este controlat de un cronometru declanșat. Dar această metodă complică proiectarea și nu este întotdeauna justificată.

Secvența dinamicii proceselor care au loc în timpul funcționării este demonstrată de o imagine animată.

Puteți controla un apel electric din diferite locuri. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să conectați un buton sau un grup suplimentar pentru a fi instalate în camere diferite în paralel cu contactele butonului. În secolul al XIX-lea, proprietarii de case mari au folosit această metodă pentru a-și chema slujitorii.

Toate caracteristicile electrice și magnetice ale bobinelor, firelor, contactelor, butoanelor și surselor de alimentare sunt calculate și selectate în fabrică, în conformitate cu sarcinile termice și forțele mecanice care apar pentru o funcționare fiabilă.

Apelurile de curent continuu sunt utilizate la telefoanele mai vechi, sisteme de alarmă, protecție împotriva incendiilor și alte dispozitive.

Un grup de contact este deosebit de preocupant. În timpul funcționării, o descărcare de scânteie sare constant prin ea, care distruge încet, dar intenționat, metalul. Aceasta necesită inspecții periodice și întreținere preventivă.

Principiul de funcționare și dispozitivul unui clopot electric pe curent alternativ

Energia electromagnetică a curentului alternativ variază în funcție de o lege sinusoidală armonioasă. Câmpurile magnetice și electrice interacționează constant în timp, sunt direcționate contra-raport unele cu altele.

La trecerea prin bobină, direcția și mărimea curentului în circuitul magnetic induc un flux magnetic de forma corespunzătoare. În cazul unui design corect al pieselor, partea mobilă a armăturii poate fi forțată să efectueze mișcări de întoarcere în două direcții, sub influența forței magnetice.

În timpul primului leagăn, clopotul este lovit, iar în al doilea, ciocanul este tras înapoi în poziția inițială pentru a efectua o lovitură ulterioară. Frecvența schimbărilor curente de 50 hertz va corespunde frecvenței soneriei generate.

Conform acestui principiu, clopotul electric prezentat în fotografie este creat și funcționează.

A fost fabricat în anii 70 conform GOST 7220 66, aprobat în 1966 și și-a păstrat în continuare capacitatea de lucru.

Este format din:

• clopot;

• bobina de lichidare;

• miez magnetic cu placă de șoc și suporturi de perete;

• fire pentru conectarea la circuit;

• șurubul pentru fixarea clopotului pe carcasă.

Nu există niciun grup de contact. Acest lucru crește fiabilitatea sistemului, elimină nevoia de întreținere preventivă frecventă.

După deșurubarea șurubului, toate componentele unui clopot electric cu curent sinusoidal alternativ sunt vizibile.

Mai detaliat, designul și aspectul lor pot fi văzute în imaginile de mai jos.

Acest design utilizează o tensiune de 220 volți. Este prezent pe toate părțile electrice ale circuitului, inclusiv butonul, care este considerat un factor periculos și necesită monitorizarea stării de izolare. Conectarea unui astfel de apel la rețea cu butoane făcute pentru o tensiune mai mică este periculoasă și inacceptabilă.

În apelurile moderne, tensiunea la înfășurare și butonul este redusă prin includerea transformatoarelor descendente în circuit. 220 volți din rețeaua de apartamente sunt alimentate pentru înfășurarea lor primară, iar pe buton și clopot se aplică o tensiune joasă.

Proiectarea transformatorului pe curent alternativ se regăsește în telefoane, scheme de semnalizare a instalațiilor industriale.

Citește și:Despre farsele pentru copii sau cum să protejezi ușa unui apartament de foc