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Tensione di rete su trasformatore 24 V

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Tensione di rete su trasformatore 24 V

Messaggioda Foto Utentelemure64 » 2 nov 2020, 16:10

Ciao Forum,

Ho postato qui perché come vado a dire, c'è un diodo di mezzo e per me profano l'elettrotecnica è il dominio della linearità (anche se conosco una certa parte dei motivi del perché non è così). Nel caso ovviamente sposterete dove riterrete opportuno.

Vorrei tenere sotto controllo la presenza della tensione di rete ma con tutte le dovute attenzioni per non far danni e non subirne. In uno degli articoli nel forum è suggerito usare uno di quei piccoli neon da cercafase ma dato che neon non ne ho sottomano vorrei usare un trasformatore per isolamento e collegare un LED al secondario; una fotoresistenza farà il resto; il tutto dentro un tubicino di plastica, come suggerito nell'articolo.

Non ho nei cassetti trasformatori che escano a tensioni adeguatamente basse ma ne ho diversi con primario a 24 V e secondario a 20 V, suppongo per citofoni o chi sa chi. Proprio perché ne ho parecchi e non so che uso possano avere, questa mi pare una buona occasione.

Per poterlo usare penso di inserire una resistenza R_{x} in serie al primario e ho dubbi sul suo dimensionamento, vorrei che controllaste il mio ragionamento e correggerlo se necessario.

Ipotizzo un LED da 2 V e 50 mA di assorbimento; se fosse una resistenza farebbero 400 Ohm. Dopodiché moltiplico per il quadrato del rapporto di trasformazione (1.44) e ottengo così 576 Ohm, che generalizzo in R_{L}. Questa è, come noto, la resistenza riflessa sul primario.

Ora posso scrivere un sistema di due equazioni in due incognite. Detta I la corrente che scorre nelle resistenze in serie R_{x} e R_{L}, detta V_{P} la caduta di tensione tra i due capi del primario e V_{0} la tensione di rete ho:

(R_{x}+R_{L})I=V_{0}
R_{L}I=V_{P}

Dato che voglio 2 V al secondario e il rapporto di trasformazione è 1.2, V_{P} sarà pari a 2.4 V. Ora ho tutto il necessario e trovo I = 0.00417 A, con cui ricavo il valore della resistenza incognita che è 52224 Ohm, SEO.

Ora, non ho la più pallida idea se il ragionamento sia corretto, e se questa disposizione sia possibile e sicura. Ovviamente otterrei il valore con una mezza dozzina di resistenze in serie e adeguatamente sovradimensionate per la potenza (che comunque è 0.92 W in totale) così se va in corto una le altre funzioneranno.

Secondo poi, un paradosso, che mi fa pensare che il ragionamento sia scorretto. Se apro il secondario la resistenza è "infinita", che riflessa sul primario produrrebbe un circuito aperto. Naturalmente non può essere così, quindi chiedo lumi.

Ancora: un LED difficilmente si comporterà come una resistenza, che è l'ipotesi su cui ho costruito tutto. Questa assunzione è corretta ai soli fini del mio problema?

E poi: se il LED va in corto cosa succede? O se si fulmina? Se va in corto il primario, è corretto dimensionare la potenza delle resistenze per la corrente che scorrerebbe o ci sono effetti che mi sfuggono?

E infine chiedo se c'è qualche testo dove siano trattati i problemi in ottica come questa. Ho letteralmente centinaia di PDF di cui parecchi di elettrotecnica e sono divisi in due gruppi: uno "elementare" per gli istituti tecnici, e altri universitari in cui si parte con modelli, isteresi, tante cose. Nel primo caso, ci sono le quattro cose che più o meno so (*). Nel secondo trovo argomenti che uno per uno capisco ma che mettere insieme non mi riesce; alla fine un esercizietto come quello sopra mi ha costretto a pensarci per un po', andando del tutto a naso. Esiste materiale adatto a questo tipo di approccio? Che so, il classico tipo di titolo "The definitive transformer handbook for the amateur: 1001 worked examples" scritto da qualcuno di cultura anglosassone (i soli capaci di scrivere qualcosa di pratico).

Grazie mille a chiunque mi darà una mano.

(*) Naturalmente Murphy aleggia malevolo pronto a colpire: se il ragionamento che ho fatto è del tutto scorretto, non può essere vero che so almeno le quattro cose di base, me lo aspetto. Per questo ho chiesto lumi.

PS - so che ci sono molti modi di testare la presenza della tensione di rete disaccoppiando i due lati del circuito. Ma anzitutto ho uno scatolotto di trasformatori altrimenti inusabili, secondo poi vorrei capire l'impostazione del problema quindi vorrei restare nell'ambito della soluzione di utilizzare trasformatori con primario a tensione diversa da quella nominale.
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[2] Re: Tensione di rete su trasformatore 24 V

Messaggioda Foto Utentesetteali » 2 nov 2020, 17:40

Come è possibile che non tu abbia un'ampollina di lampadina al neon, le puoi recuperare in tutte le ciabatte che hanno l'interruttore luminoso e quindi anche qualsiasi interruttore luminoso.Se vuoi utilizzare il led, perché non metterlo direttamente sulla linea ?
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[3] Re: Tensione di rete su trasformatore 24 V

Messaggioda Foto Utentelemure64 » 2 nov 2020, 18:09

setteali ha scritto:Come è possibile che non tu abbia un'ampollina di lampadina al neon, le puoi recuperare in tutte le ciabatte che hanno l'interruttore luminoso e quindi anche qualsiasi interruttore luminoso.Se vuoi utilizzare il led, perché non metterlo direttamente sulla linea ?


Perché sono di indole prudente e da ragazzino non le conto le volte che ho "preso la 220" tentando di giocare con l'elettronica. Queste due cose sommate mi portano a isolare tutto quello che posso, a prendermi dei fattori di sicurezza o derating sempre molto alti e via così. Poter usare un trasformatore mi tranquillizzerebbe anche se so che è un motivo irrazionale: un trasformatore darà statisticamente molti più problemi di un neon, lo so.

Rovistando nei miei cassetti sono sicuro che qualche neon esce fuori ma come avevo accennato vorrei verificare il ragionamento e considerarlo un micro-esercizio di elementi di elettrotecnica di base, così potrò imparare qualcosa. Questo non è il mio campo e non so quasi niente di niente.
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[4] Re: Tensione di rete su trasformatore 24 V

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 2 nov 2020, 19:16

Se apro il secondario la resistenza è "infinita", che riflessa sul primario produrrebbe un circuito aperto. Naturalmente non può essere così, quindi chiedo lumi.
Il trasformatore non è ideale. Rimane la corrente di magnetizzazione del nucleo, il nucleo satura, la corrente non va a zero, forse cresce.

Ancora: un LED difficilmente si comporterà come una resistenza, che è l'ipotesi su cui ho costruito tutto. Questa assunzione è corretta ai soli fini del mio problema?

I tuoi calcoli mi paiono abbastanza corretti, ma la configurazione come avevi sospettato ha qualche problema
Fai lavorare il trasformatore 24/20 V a una tensione di 2,4V al primario per averne 2 al secondario.

Tuttavia Il diodo LED è un diodo e nella semionda che conduce ha una tensione minima di 2 V
per porlo in conduzione. Nell'altra semionda è un circuito aperto.

Metti un diodo 1N4004 in antiparallelo al LED per chiudere la corrente nella semionda in cui il LED non conduce.

Consiglio di far funzionare il trasformatore ai valori di progetto di 24/20 V
Manteniamo la corrente media nel led a 50 mA, anche se io la abbasserei a 20 mA.
Al secondario metti un resistore in serie al LED da (20 - 2)/50 = 360 ohm.
Nel calcolo confondo tensione media con quella massima e con quella efficace, ma 2 V sono piccoli rispetto a 20. e l'errore è trascurabile.

Al primario la corrente sarà 50 x ( 20/24) = 41 mA.

La resistenza in serie al primario per fare cadere da 220 a 24 V è
(220 - 24)/41 = 4780 ohm. Potenza 196 x 0,041 = 8 watt.

Meglio sarebbe adoperare un condensatore in serie con una capcità tale che la sua reattanza a 50 Hz sia approssimativamente 4780 ohm.


Se recuperassi un trasformatorino da 220 V/12 V da una vechie radio o radiosveglia sarebbe meglio. :-)

p.s.: sei sicuro che i trasformatorini di recupero 24/20 abbiano un isolamento fra primario e secondario di almeno 500 V, non me ne intendo, ma forse le normative ne richiedono uno maggiore.
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[5] Re: Tensione di rete su trasformatore 24 V

Messaggioda Foto Utentestefanopc » 2 nov 2020, 19:49

In questo caso io cercherei un piccolo trasformatore di recupero 380 V 24 V o 380 12v da pochi VA (3 - 5).
Poi tu lo usi a 220 V così sei molto lontano dalla saturazione non scalda per niente e consuma molto poco poi ci attacchi quello che vuoi.
Nel caso ci attaccassi un led ti consiglio uno ad alta luminosità e tenere la corrente al massimo 2mA la fotoresistenza è molto sensibile.
Altrimenti un fotoaccopiatore con uscita transistor o usi la tensione già nel circuito che ti serve.
Alcuni hanno anche schermo di sicurezza tra primario e secondario da collegare a terra.
Ciao
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[6] Re: Tensione di rete su trasformatore 24 V

Messaggioda Foto Utentelemure64 » 7 nov 2020, 22:33

Il topic mi pare esaurito, quindi grazie a tutti! :)
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