O que é um filtro de linha e para que serve?

Objetivo do filtro de linha

É sabido que você possui uma rede CA com uma voltagem de 220 volts na tomada. “Tensão alternada (corrente)” significa que sua magnitude e / ou sinal são instáveis, mas mudam com o tempo de acordo com uma determinada lei.

A natureza das máquinas elétricas geradoras (geradores) é tal que uma fem sinusoidal é gerada nos terminais de saída. No entanto, tudo ficaria bem se todos os dispositivos tivessem natureza resistiva, não houvesse correntes de partida e não tivessem conversores de pulso em sua composição. Infelizmente, isso não acontece, porque a maioria dos dispositivos é de natureza indutiva, capacitiva, motores de escova, fontes de energia secundárias pulsadas. Todo esse intrincado conjunto de palavras são os principais culpados pela interferência eletromagnética.

Começamos o artigo com uma palestra sobre interferência eletromagnética por um motivo. Essas interferências "estragam" a forma uniforme da onda senoidal. Os chamados harmônicos são formados. Se expandirmos o sinal real da saída na forma de uma série de Fourier, veremos que a onda senoidal foi complementada com várias funções, de diferentes frequências e amplitudes. A forma de tensão em uma tomada real ficou longe do ideal.

Então qual é o resultado? A falta de fonte de alimentação é um problema para os dispositivos de transmissão de rádio. Simplesmente sua TV ou rádio funcionará com interferência. Além da interferência dos consumidores na rede, há interferência de origem aleatória, que não podemos prever. Essas são explosões quedas de tensão de quedas de energia, a inclusão de uma carga poderosa, etc.

O filtro de linha é necessário para:

1. Filtre a interferência para limpar a energia dos dispositivos.
2. Reduza a interferência de fontes de alimentação.

Como funciona o protetor contra sobretensão

A filtragem de componentes de sinal desnecessários é realizada, curiosamente, por filtros especiais, eles são coletados dos indutores (L) e capacitores (C). Os picos de alta tensão são limitados por varistores. Isso funciona graças a tais conceitos de engenharia elétrica - constante de tempo e leis de comutação, reatância.

A constante de tempo é o tempo durante o qual o capacitor é carregado ou a indutância acumula energia. Depende dos elementos de filtro (R, L e C). A reatância é a resistência dos elementos, que depende da frequência do sinal, bem como do seu valor nominal. Presente em indutores e capacitores. É causada apenas pela transferência de energia de corrente alternada para um campo elétrico ou magnético.

Em palavras simples - com a ajuda da reatância é possível reduzir, limitar os harmônicos de alta frequência do nosso senoidal. Sabe-se que uma frequência de energia de 50 Hz está disponível em uma tomada. Portanto, você precisa contar o filtro nas frequências em uma ordem de magnitude maior e mais. Na indutância, a resistência aumenta com o aumento da frequência, no capacitor diminui. Ou seja, o princípio de operação do filtro de rede é suprimir os componentes de alta frequência do sinusóide da rede, enquanto exerce um efeito mínimo no componente principal de 50 Hz.

Nós olhamos para dentro

Nós descobrimos onde o filtro de rede é aplicado, então agora vamos descobrir em que consiste um filtro de rede real, abstrato da teoria.

1. Filtro de ruído.
2. Botão ou interruptor.
3. Varistor.
4. Grupo Roseta.
5. Cabo de força.

No interior de um filtro caro e de alta qualidade, preste atenção ao banco de capacitores à direita e às dimensões do acelerador no centro:

Vamos em ordem - um filtro. O design desse elemento é um filtro LC. Os fios de zero e de fase da tomada serão conectados ao indutor (cada um ao seu) e entre eles 1 ou mais capacitores. Valores típicos das peças:

• a indutância de cada bobina é de 50-200 μH;
• capacitores 0,22-1 uF.

Um varistor é um elemento semicondutor com um CVC não linear. Ao atingir uma certa voltagem aplicada, ela protege a carga, fazendo um curto-circuito nos circuitos de energia de entrada, dando um "golpe" em si mesmo. É necessário para preservar seu equipamento de "má nutrição". O varistor mais comumente usado é 470 volts. O princípio de operação dessa proteção é óbvio - durante picos de energia, os circuitos de potência da carga protegida são desviados por um varistor.

O conteúdo de um filtro barato, não há indutor - sua eficiência é mínima, mas ainda existe um varistor (azul no centro do quadro) e ele economiza com picos de energia:

Por que precisamos de uma chave seletora, se tudo pode funcionar sem ela? Apenas para que você não retire o plugue da tomada todas as vezes, porque, na maioria das vezes, o equipamento fixo é conectado através do filtro de linha. Isso reduzirá o desgaste nas placas de contato da tomada.

Diagrama esquemático do filtro de linha:

Onde o filtro é aplicado e o que fazer se não estiver

O fato é que, em fontes de alimentação de alta qualidade, elas devem ser instaladas diretamente na placa, e mais ainda em PSUs de alta potência, como as de computador. Infelizmente, os carregadores de um smartphone, PSU de um laptop, reatores eletrônicos de lâmpadas fluorescentes e LED na maioria das vezes não os têm em sua composição. Isso se deve ao fato de os fabricantes chineses simplificarem o circuito de seus dispositivos para reduzir seus custos. Muitas vezes acontece que há lugares no quadro para peças cujo objetivo é filtrar ruídos, mas eles simplesmente não são soldados e há jumpers. Blocos de computador são um tópico separado, quase todo mundo tem um circuito, mas a execução é diferente e não há filtro nos modelos mais baratos.

Você pode reduzir a interferência da sua TV ou outro dispositivo que deseja proteger e melhorar as propriedades da fonte de alimentação, complementando um cabo de extensão convencional com esse filtro. Você pode montá-lo ou extraí-lo de uma PSU boa, mas desnecessária ou com defeito.

Por fim, recomendamos assistir a um vídeo útil sobre o tema:

O protetor contra surtos de tensão é um dispositivo simples, mas útil, que melhora a qualidade da fonte de alimentação de seus dispositivos e reduz os danos causados ​​à sua frequência pela operação de PSUs de pulso, e o escopo é amplo o suficiente - use-o para qualquer equipamento moderno. Seu dispositivo permite que você repita o esquema mesmo para um radioamador iniciante, e o reparo não será difícil. O uso de um filtro de linha é altamente desejável para consumidores de qualquer tipo.

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