Электрический теплый пол- модернизация

[S_Vladimir_79]

Провёл простой эксперимент - подключил активную нагрузку (лампу накаливания) напрямую и через диод. Результат - 240 В и 115 В. Мерил, правда, китайским тестером и на разных режимах - переменный и пульсирующий ток (по другому не получалось). Тем не менее, результат налицо. Поскольку мощность - это напряжение в квадрате, делённое на сопротивление, предполагаю, что мощность уменьшится всё-таки вчетверо. Как провести "чистый" эксперимент с нагревателем пока не придумал - для этого нужны идеальные условия, нивелирующие динамику теплопотерь.

Зачем эксперименты, если это обычный закон Ома. Мощность уменьшится в 4 раза.

[engeneer]

Если тестер показал напряжение в 2 раза меньше, значит тепла на нагрузке выделится в 2 раза меньше

Похоже на логическую ошибку. Давайте ещё раз:

Действующим (эффективным) значением силы переменного тока называют величину постоянного тока, действие которого произведёт такую же работу (тепловой или электродинамический эффект), что и рассматриваемый переменный ток за время одного периода.

Без диода значение 240 В, с диодом ~ 120 В. Это эквивалент напряжения постоянного тока по способности вырабатывать тепловую энергию.

Но постоянный ток напряжением 120 В выделит энергии вчетверо меньше, чем 240 В.

 

Добавлено через 39 минут

Зачем эксперименты, если это обычный закон Ома. Мощность уменьшится в 4 раза.

С постоянным током всё очевидно, с переменным - не совсем. Об этом и дискуссия - действительно ли напряжение с диодом уменьшится вдвое, а мощность вчетверо.

[dip]

Похоже на логическую ошибку. Давайте ещё раз:

 

Без диода значение 240 В, с диодом ~ 120 В. Это эквивалент напряжения постоянного тока по способности вырабатывать тепловую энергию.

Но постоянный ток напряжением 120 В выделит энергии вчетверо меньше, чем 240 В.

 

С постоянным током всё очевидно, с переменным - не совсем. Об этом и дискуссия - действительно ли напряжение с диодом уменьшится вдвое, а мощность вчетверо.

 

Напряжение с диодом не уменьшится в 2 раза - оно останется таким же

как и было в течение одного полупериода, ток останется таким же как

и был, если напряжение не поменялось.

Энергия за пол периода останется такой же как и была.

В течение 2-й части полупериода нет ни тока ни напряжения - ничего не греется - энергия равна нулю.Отсюда следует, что энергия за период

уменьшилась в 2 раза и средняя мощность за период уменьшилась в 2 раза.

 

Тестер меряет только действующее значение напряжения за период.

Он "покажет" значение действующего напряжения в 2 раза меньше.

Но реально этого "в 2 раза меньше" нет.

 

И вообще мощность - величина, имеющая смысл как мгновенное

значение.

Реальное значение имеет затраченная на нагрев энергия.

 

Наглядно еще можно представить, что в течение 1 часа половина периодов пропала из-за диода, а половина осталась и нагревает нагрузку.

За 1 час нагрузка превратит в тепло в 2 раза меньше энергии, чем

если бы диода не было и работал бы полный период напряжения.

Это эквивалентно тому, что нагрузка как бы уменьшила в 2 раза свою мощность.

Было 1 квт тепла с полным периодом, а осталось 0,5 квт без одного полупериода с диодом. Или эквивалентная мощность упала в два раза.

Энергия вычисляется через определенный интеграл и дает уменьшение в 2 раза

значение энергии за период, если одного полупериода нет.

[saschik]

Не думал , что мой вопрос вызовет столь бурное обсуждение. Я , конечно , ни чуть не против диалога между людьми которые что то понимают в сути вопроса , если вам интересно - обсуждайте эту тему на здоровье . Но если это делается для того , чтобы дать мне ответ - то всем огромное спасибо , но все о чем вы говорите для меня темный лес , соответственно ничего подобного я делать не буду.

[engeneer]

Тестер меряет только действующее значение напряжения за период. Он "покажет" значение действующего напряжения в 2 раза меньше. Но реально этого "в 2 раза меньше" нет.

Логику рассуждений я понимаю. Но что тогда всё-таки показывает тестер, если не действующее напряжение?

Попытался найти ответ в Интернете - как оказалось, мы не первые в этом споре - аналогичная дискуссия, например, здесь.

Теория подробно изложена здесь

Насколько понял, действующее напряжение даже не 0,5, а 0,45 входного, а действующее значение тока 0,5 входного.

 

Добавлено через 5 минут

если это делается для того , чтобы дать мне ответ - то всем огромное спасибо , но все о чем вы говорите для меня темный лес , соответственно ничего подобного я делать не буду.

На деле, если окажется, что мощность после диода падает вчетверо - можно смело обрезать лишние два метра кабеля и включать кабель через диод - он не перегреется. Диод надо врезать после регулятора в цепь кабеля. Если мощность падает вдвое, как утверждает ув. DIP - задача тоже имеет решение, просто отрезать от кабеля надо будет чуть меньше.

[dip]

Если мощность падает вдвое, как утверждает ув. DIP - задача тоже имеет решение, просто отрезать от кабеля надо будет чуть меньше.

 

Мощность P=u(t)*i(t) - где u(t), i(t)- зависимости тока и напряжения от времени.В случае синусоиды это функция X^2 -х квадрат - т е

мгновенная мощность непрерывно меняется внутри периода по квадратичному закону.

 

От времени - означает, что не так как для постоянного тока.

Простое умножение u*i верно только для постоянного тока.

Но переменный ток - не постоянный.

Формула вычисления через простое умножение действующих значений

верна только для полного периода синусоиды - упрощенный вариант.

Вывод - если вычислить интеграл для половины периода, то

будет уменьшение в 2 раза по отношению к интегралу за полный период.

Мощность за пол периода упадет в 2 раза по отношению к мощности за полный период.

 

По поводу простой обрезки кабеля - наверное это делать нельзя так как

кабель будет перегреваться и может сгореть.

Правильно - это установить схему для вычитания нужного количества периодов напряжения. В этом случае можно регулировать плавно суммарную мощность

независимо от типа кабеля.

Диод ставить тоже нельзя - будет подмагничивание обмотки трансформатора

постоянным током, если такой трансформатор есть на вводе - плохо.

От диода также будет много помех - импульсный ток от одной волны полупериода.

 

Если вычитается полное число целых периодов, то подмагничивания не будет.

[engeneer]

Правильно - это установить схему для вычитания нужного количества периодов напряжения. В этом случае можно регулировать плавно суммарную мощность

независимо от типа кабеля.

От диода также будет много помех - импульсный ток от одной волны полупериода.

+1 - по поводу помех - факт, это главный аргумент, почему эту схему применять нельзя.

Какой девайс может вычесть какое-то количество полных периодов, какая его возможная мощность, размеры и примерная цена на 500, 1000 и 2000 Вт ?

[dip]

+1 - по поводу помех - факт, это главный аргумент, почему эту схему применять нельзя.

Какой девайс может вычесть какое-то количество полных периодов, какая его возможная мощность, размеры и примерная цена на 500, 1000 и 2000 Вт ?

 

Размеры будут зависеть от размера теплоотвода а он в свою очередь

от мощности.

На 500 вт теплоотвод должен будет рассеять 3 вт - 4х4х4см алюминиевый радиатор.

На 1000 и 2000 вт соответственно больше в кратное число раз от этих

размеров.

Электроника управления имеется-была разработана под похожий проект.

 

Можно электронный блок уместить в алюминиевый корпус нужного

размера на дин рейку.

Корпус будет рассеивать 15 ватт тепла - не так много для управления нагрузкой в 2000 ватт.

 

Стоимость управляющего блока - примерно до 1000 грн для любого

уровня мощности.

[А.Р.Бородач]

engeneer, мощность упадет в два раза. Почему - расписали несколько раз. Напряжение? Амплитудное - в два раза (именно поэтому обычный вольтметр показывает уменьшение в два раза), среднеквадратичное (то которое используется для упрощения расчетов, и которое для чистого синуса равно v2*Ua) для такой формы тока нужно считать интегрированием (после подсчетов получится Urms=Uamp для такой формы тока, или, другими словами, Urms такого тока в v2 раз ниже синусоидального) То, что показывает вольтметр для такой формы напряжения - это не вольты - это попугаи. Истинное СКЗ значение напряжения может показать только TrueRMS вольтметр.

И именно им нужно измерять напряжение, которое можно использовать потом в законах Ома и Джоуля-Ленца.

Проверить и легко и сложно одновременно - нужно взять современный электронный счетчик и, я думаю, дальше понятно. По поводу помех, это только кажется, что почти ничего не изменилось, и осталась все та-же синусоида, только наполовину, на самом деле, та форма тока, что получилась, содержит огромное множество гармоник, представить аналитически которые не так уж и просто (а, казалось, обычный диод).

Змінено 8 квітня 2014 користувачем А.Р.Бородач

[engeneer]

Проверить и легко и сложно одновременно - нужно взять современный электронный счетчик и, я думаю, дальше понятно.

Спасибо, к этому, вроде, уже пришли, хотя на нескольких форумах (ссылки приводил выше) мнения поляризовались - пророчат падение от двух до пяти раз. Кто-то провёл простой опыт: кипятильник, включённый через диод, греет ровно вдвое дольше. Это лучший аргумент.

По поводу помех - в этом все единогласны, мусорит сеть по-чёрному. одного этого достаточно, чтобы отсечь этот метод как некорректный.

А вот вариант, который предложил ув. DIP заслуживает серьёзного внимания - отсечка нескольких периодов - отличный вариант, намного лучше, чем диммер, который режет синусоиду. На лампочках такой метод тоже не должен сказаться - в отличие от обычного релейного терморегулятора, который включает-отключает 100% нагрузки с периодичностью несколько раз в час.