Elektrisch belapparaat

Van kinds af aan kennen we de knop boven de deur van een appartement of gebouw. Als je erop klikt, krijgt de eigenaar een geluidssignaal - een melodieus gerinkel van een bel of een eenvoudige muzikale compositie die waarschuwt voor het uiterlijk van een gast.

Dit is hoe een gewone elektrische bel werkt. We zullen het ontwerp demonteren zonder elektronische modellen op multivibrators, microcircuits en andere componenten te beïnvloeden.

De elektrische bel bestaat al twee eeuwen en gebruikt de energie van het elektromagnetische veld. Zijn huishoudelijke structuren worden aangedreven door stroom:

1. constante waarde;

2. met een variabele sinusvormige harmonische, gewoonlijk gevoed met een spanning van 220 volt.

Werkingsprincipe en elektrisch apparaat met gelijkstroom

Om geluidsgolven te creëren, worden de inslagen van een kleine malleus gebruikt in de vorm van een stalen kogel die zich aan het einde van een verende plaat bevindt, die bij mechanische trillingen op de bel slaat.

Deze hamer is stationair gemonteerd op een beweegbaar anker, in staat om te bewegen ten opzichte van een vast steunpunt. Hier zijn gemonteerd:

• het beweegbare deel van de samengestelde magnetische kern van de elektromagneet;

• een veer met een inrichting voor het aanpassen van de kracht om het anker terug te brengen naar zijn oorspronkelijke positie, die werkt na een open circuit van de elektrische stroomtoevoer

• beweegbaar contact dat de voedingsspanning naar de elektromagnetische spoelen schakelt.

Rond het magnetische circuit zijn er twee elektrische spoelen met in serie geschakelde wikkelingen. Wanneer gelijkstroom door de spoelen stroomt, wordt een magnetische flux gecreëerd in het magnetische circuit, waarvan de grootte wordt opgeteld uit de fluxen van elke spoel en vele malen hoger is dan de waarden die in een enkele draad optreden. Zie - Inductoren en magnetische velden. 

De magnetische kracht die door het magnetische circuit wordt gecreëerd, kan grote hoeveelheden bereiken en aanzienlijk mechanisch werk verrichten. In ons geval wordt het gebruikt om het anker te roteren: trek het naar het stationaire deel om een ​​hamerslag op de bel uit te voeren.

De bron van spanning / stroom in het circuit kan een specifieke galvanische cel (batterij of accu) zijn, of een gelijkrichter, aangedreven door een bron van variabele elektrische energie.

In het bovenstaande diagram wordt de knop met mechanische zelfreset niet weergegeven. Wanneer ingedrukt, wordt de stroom van de bron geleverd aan het elektrische circuit van de bel. Het wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Wanneer de knop wordt ingedrukt, wordt een gesloten circuit gecreëerd voor het doorvoeren van elektrische stroom I door de gelegde draden van de "plusbron" door de gesloten contactgroep naar de geleidende plaat van het anker en door de wikkelingen van de spoelen naar de "minusbron".

Een magnetische flux wordt geïnduceerd in het magnetische circuit.

Het vormt een mechanische kracht F, die het anker draait en naar het vaste deel trekt.

Tegelijkertijd klopt de hamer op de bel, waardoor een beltoon ontstaat en het beweegbare contact vertrekt vanaf de vaste plek. Een elektrische vonk springt ertussen. Tegelijkertijd rekt een mechanische veer uit en neemt de spanning toe.

Na het uitsterven van de vonk door de open contactgroep stopt de beweging van elektrische ladingen, de stroom verdwijnt, de magnetische flux verdwijnt.

Alleen de veertrekkracht P blijft onder invloed van het anker, onder invloed waarvan deze terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie. Tegelijkertijd, als de belknop ingedrukt blijft, ontstaat er weer een elektrische stroom in het circuit voor het leveren van herhaalde en daaropvolgende hamerslagen op de bel.

Als gevolg hiervan klinkt het gesprek totdat de bezoeker op de knop drukt. In de praktijk zijn er schema's die de duur van het geluid beperken.Ze zijn gebaseerd op het invoegen in het stroomcircuit van een extra normaal gesloten contact, dat wordt bestuurd door een geactiveerde timer. Maar deze methode compliceert het ontwerp en is niet altijd gerechtvaardigd.

De opeenvolging van dynamiek van de processen die optreden tijdens bedrijf wordt aangetoond door een geanimeerd beeld.

U kunt een elektrisch gesprek vanaf verschillende plaatsen beheren. Om dit te doen, sluit u gewoon een extra knop of groep van hen aan voor installatie in verschillende kamers parallel met de knopcontacten. In de 19e eeuw gebruikten de eigenaren van grote huizen deze methode om bedienden naar zich toe te roepen.

Alle elektrische en magnetische eigenschappen van spoelen, draden, contacten, knoppen en voedingen worden in de fabriek berekend en geselecteerd in overeenstemming met de optredende thermische belastingen en mechanische krachten voor een betrouwbare werking.

DC-oproepen worden gebruikt in oudere telefoons, alarmsystemen, brandbeveiliging en andere apparaten.

Van bijzonder belang in dit schema is de contactgroep. Tijdens bedrijf springt er continu een vonkontlading door die het metaal langzaam maar doelbewust vernietigt. Dit vereist periodieke inspecties en preventief onderhoud.

Werkingsprincipe en apparaat van een elektrische bel op wisselstroom

Elektromagnetische energie van wisselstroom varieert volgens een harmonieuze sinusvormige wet. Magnetische en elektrische velden werken constant in de tijd samen, zijn tegengesteld aan elkaar gericht.

Bij het passeren van de spoel induceert de richting en de grootte van de stroom in het magnetische circuit een magnetische flux van de overeenkomstige vorm. In het geval van een correct gekozen ontwerp van onderdelen, kan het beweegbare deel van het anker worden gedwongen om teruggaande bewegingen in twee richtingen te maken onder invloed van magnetische kracht.

Tijdens de eerste zwaai wordt de bel geraakt en in de tweede wordt de hamer teruggetrokken naar zijn oorspronkelijke positie om een ​​volgende slag uit te voeren. De frequentie van stroomveranderingen van 50 Hertz komt overeen met de frequentie van de gegenereerde beltoon.

Volgens dit principe is de elektrische bel op de foto gemaakt en werkt deze.

Het werd gemaakt in de jaren 70 volgens GOST 7220 66, goedgekeurd in 1966, en heeft nog steeds zijn werkcapaciteit behouden.

Het bestaat uit:

• bel;

• wikkelspiraal;

• magnetische kern met een schokplaat en wandbevestigingen;

• draden voor aansluiting op het circuit;

• de schroef voor het bevestigen van de bel aan de behuizing.

Er is geen contactgroep. Dit verhoogt de betrouwbaarheid van het systeem, elimineert de noodzaak voor frequent preventief onderhoud.

Na het losdraaien van de schroef zijn alle componenten van een elektrische bel met een wisselende sinusvormige stroom zichtbaar.

Meer gedetailleerd is hun ontwerp en uiterlijk te zien in de onderstaande afbeeldingen.

Dit ontwerp gebruikt een spanning van 220 volt. Het is aanwezig op alle elektrische delen van het circuit, inclusief de knop, die als een gevaarlijke factor wordt beschouwd en monitoring van de isolatietoestand vereist. Het is gevaarlijk en onacceptabel om een ​​dergelijke oproep op het netwerk te verbinden met knoppen die voor een lagere spanning zijn gemaakt.

In moderne oproepen wordt de spanning naar de wikkeling en de knop verlaagd door step-down transformatoren in het circuit op te nemen. 220 volt van het appartementnetwerk wordt geleverd aan hun primaire wikkeling, en een lage spanning wordt aangelegd op de knop en de bel.

Het transformatorontwerp op wisselstroom is te vinden in telefoons, signaalschema's van industriële installaties.

Lees ook:Over baby grappen of hoe een appartement deur te beschermen tegen brand