Как поднять силу тока в блоке питания. Как повысить силу электрического тока. Сопротивление проводников. Удельное сопротивление. Уголь, графит применяются в электрических щетках в электродвигателях. Проводники применяются с целью пропускать через себя сил

!
Наверное, проблема о которой поговорим сегодня, знакома многим. Думаю, у каждого возникала необходимость увеличения выходного тока блока питания. Давайте же рассмотрим конкретный пример, у вас имеется 19-ти вольтовый адаптер питания от ноутбука, который обеспечивает выходной ток, ну предположим, в районе 5А, а вам нужен 12-ти вольтовый блок питания с током 8-10А. Вот и автору (YouTube канал «AKA KASYAN») понадобился однажды блок питания с напряжением 5В и с током в 20А, а под рукой имелся 12-ти вольтовый блок питания для светодиодных лент с выходным током в 10А. И вот автор решил его переделать.

Да, собрать нужный источник питания с нуля или использовать 5-ти вольтовую шину любого дешевого компьютерного блока питания конечно можно, но многим самодельщикам-электронщикам будет полезно знать, как увеличить выходной ток (или в простонародье ампераж) почти любого импульсного блока питания.

Как правило, источники питания для ноутбуков, принтеров, всевозможные адаптеры питания мониторов и так далее, делают по однотактным схемам, чаще всего они обратноходовые и построению ничем не отличается друг от друга. Может быть иная комплектация, иной ШИМ-контроллер, но схематика одна и таже.

Однотактный ШИМ-контроллер чаще всего из семейства UC38, высоковольтный полевой транзистор, который качает трансформатор, а на выходе однополупериодный выпрямитель в виде одного или сдвоенного диода Шоттки.

После него дроссель, накопительные конденсаторы, ну и система обратной связи по напряжению.

Благодаря обратной связи выходное напряжение стабилизировано и строго держится в заданном пределе. Обратную связь обычно строят на базе оптрона и источника опорного напряжения tl431.

Изменение сопротивления резисторов делителя в его обвязки, приводит к изменению выходного напряжения.

Это было общим ознакомлением, а теперь о том, что нам предстоит сделать. Сразу необходимо отметить, что мощность мы не увеличиваем. Данный блок питания имеет выходную мощность около 120Вт.

Мы собираемся снизить выходное напряжение до 5В, но взамен увеличить выходной ток в 2 раза. Напряжение (5В) умножаем на силу тока (20А) и в итоге получим расчетную мощность около 100Вт. Входную (высоковольтную) часть блока питания мы трогать не будем. Все переделки коснутся только выходной части и самого трансформатора.

Но позже после проверки оказалось, что родные конденсаторы тоже неплохие и имеют довольно низкое внутреннее сопротивление. Поэтому в итоге автор впаял их обратно.

Далее выпаиваем дроссель, ну и импульсный трансформатор.

Диодный выпрямитель довольно неплохой - 20-ти амперный. Самое хорошая то, что на плате имеется посадочное место под второй такой же диод.

В итоге второго такого диода автор не нашел, но так как недавно из Китая ему пришли точно такие же диоды только слегка в другом корпусе, он воткнул пару штук в плату, добавил перемычку и усилил дорожки.

В итоге получаем выпрямитель на 40А, то есть с двукратным запасом по току. Автор поставил диоды на 200В, но в этом нет никакого смысла просто у него таких много.

Вы же можете поставить обычные диодные сборки Шоттки от компьютерного блока питания с обратным напряжением 30-45В и меньше.
С выпрямителем закончили, идем дальше. Дроссель намотан вот таким проводом.

Выкидываем его и берем вот такой провод.

Мотаем около 5-ти витков. Можно использовать родной ферритовый стержень, но у автора поблизости валялся более толстый, на котором и были намотаны витки. Правда стержень оказался слегка длинным, но позже все лишнее отломаем.

Трансформатор - самая важная и ответственная часть. Снимаем скотч, греем сердечник паяльником со всех сторон в течение 15-20 минут для ослабления клея и аккуратно вынимаем половинки сердечника.

Оставляем все это дело минут на десять для остывания. Далее убираем желтый скотч и разматываем первую обмотку, запоминая направление намотки (ну или просто сделайте пару фоток до разборки, в случае чего они вам помогут). Второй конец провода оставляем на штырьке. Далее разматываем вторую обмотку. Также второй конец не отпаиваем.

После этого перед нами вторичная (или силовая) обмотка собственной персоны, именно ее то мы и искали. Эту обмотку полностью удаляем.

Она состоит из 4-ех витков, намотана жгутом из 8-ми проводов, диаметр каждого 0,55мм.

Новая вторичная обмотка, которую мы намотаем, содержат всего полтора витка, так как нам нужно всего лишь 5В выходного напряжения. Мотать будем тем же способом, провод возьмем с диаметром 0,35мм, но вот количество жил аж 40 штук.

Это гораздо больше чем нужно, ну, впрочем, сами можете сравнить с заводской обмоткой. Теперь все обмотки мотаем в том же порядке. Обязательно соблюдайте направление намотки всех обмоток, иначе ничего работать не будет.

Жилы вторичной обмотки желательно залудить еще до начала намотки. Для удобства каждый конец обмотки разбиваем на 2 группы, чтобы на плате не сверлить гигантские отверстия для установки.

После того как трансформатор установлен, находим микросхему tl431. Как уже ранее было сказано, именно она задает выходное напряжение.

В ее обвязке находим делитель. В данном случае 1 из резисторов этого делителя, представляет из себя пару smd резисторов, включенных последовательно.

Второй резистор делителя выведен ближе к выходу. В данном случае его сопротивление 20 кОм.

Выпаиваем этот резистор и заменяем его подстроечным на 10 кОм.

Подключаем блок питания в сеть (обязательно через страховочную сетевую лампу накаливания с мощностью в 40-60Вт). К выходу блока питания подключаем мультиметр и желательно не большую нагрузку. В данном случае это маломощные лампы накаливания на 28В. Затем крайне аккуратно, не дотрагиваясь платы, вращаем подстроечный резистор до получения желаемого напряжения на выходе.

Далее все вырубаем, ждём минут 5, дабы высоковольтный конденсатор на блоке полностью разрядился. Затем выпаиваем подстроечный резистор и замеряем его сопротивление. После чего заменяем его на постоянной, либо оставляем его. В этом случае у нас еще и возможность регулировки выхода появится.

Инструкция

Согласно закону Ома для электрических цепей постоянного тока:U=IR, где:U - величина подаваемого на электрическую цепь ,
R - полное сопротивление электрической цепи,
I - величина протекающего по электрической цепи тока,для определения силы тока нужно разделить напряжение, подводимое к цепи на ее полное сопротивление. I=U/RСоответственно, для того чтобы увеличить силу тока, можно увеличить подаваемое на вход электрической цепи напряжение или уменьшить ее сопротивление.Сила тока увеличится, если увеличить напряжение. Увеличение тока при этом будет повышению напряжения. Например, если цепь сопротивлением 10 Ом была подключена к стандартному элементу питания напряжением 1,5 Вольта, то протекающий по ней ток составлял:
1,5/10=0,15 А (Ампер). При подключении к этой цепи еще одного элемента питания напряжением 1,5 В общее напряжение станет 3 В, а протекающий по электрической цепи ток повысится до 0,3 А.
Подключение осуществляется «последовательно, то есть плюс одного элемента питания присоединяется к минусу другого. Таким образом, соединив последовательно достаточное количество источников питания, можно получить необходимое напряжение и обеспечить протекание тока нужной силы. Объединенные в одну цепь несколько источников напряжения батареей элементов. В быту такие конструкции обычно называют «батарейками (даже если питания всего из одного элемента).Однако на практике повышение силы тока может несколько отличаться от расчетного (пропорционального увеличению напряжения). В основном это связано с дополнительным нагревом проводников цепи, происходящим при увеличении проходящего по ним тока. При этом, как правило, происходит увеличение сопротивления цепи, что приводит к снижению силы тока.Кроме того, увеличение нагрузки на электрическую цепь может привести к ее «перегоранию или даже возгоранию. Особенно внимательным нужно быть при эксплуатации электробытовых приборов, которые могут работать лишь при фиксированном напряжении.

Если уменьшить полное сопротивление электрической цепи, то сила тока также увеличится. Согласно закону Ома увеличение силы тока будет пропорционально уменьшению сопротивления. Например, если напряжение источника питания составляло 1,5 В, а сопротивление цепи было 10 Ом, то по такой цепи проходил электрический ток величиной 0,15 А. Если затем сопротивление цепи уменьшить в два раза (сделать равным 5 Ом), то протекающий по цепи ток увеличится в два раза и составит 0,3 Ампера.Крайним случаем уменьшения сопротивления нагрузки является короткое замыкание, при котором сопротивление нагрузки практически равно нулю. Бесконечного тока при этом, конечно, не возникает, так как в цепи имеется внутреннее сопротивление источника питания. Более значительного уменьшения сопротивления можно добиться, если сильно охладить проводник. На этом эффекте сверхпроводимости основано получение токов огромной силы.

Для повышения силы переменного тока используются всевозможные электронные приборы, в основном - трансформаторы тока, применяемые, например, в сварочных аппаратах. Сила переменного тока повышается также при понижении частоты (так как вследствие поверхностного эффекта понижается активное сопротивление цепи).Если в цепи переменного тока присутствуют активные сопротивления, то сила тока увеличится при увеличении емкости конденсаторов и уменьшении индуктивности катушек (соленоидов). Если в цепи имеются только емкости (конденсаторы), то сила тока увеличится при увеличении частоты. Если же цепь состоит из катушек индуктивности, то сила тока увеличится при уменьшении частоты тока.

В статье речь пойдет про то, как повысить силу тока в цепи зарядного устройства, в блоке питания, трансформатора, в генераторе, в USB портах компьютера не изменяя напряжения.

Что такое сила тока?

Электрический ток представляет собой упорядоченное перемещение заряженных частиц внутри проводника при обязательном наличии замкнутого контура.

Появление тока обусловлено движением электронов и свободных ионов, имеющих положительный заряд.

В процессе перемещения заряженные частицы могут нагревать проводник и оказывать химическое действие на его состав. Кроме того, ток может оказывать влияние на соседние токи и намагниченные тела.

Сила тока - электрический параметр, представляющий собой скалярную величину. Формула:

I=q/t, где I - сила тока, t - время, а q - заряд .

Стоит знать и закон Ома, по которому ток прямо пропорционален U (напряжению) и обратно пропорционален R (сопротивлению).

Сила тока бывает двух видов - положительной и отрицательной.

Ниже рассмотрим, от чего зависит этот параметр, как повысить силу тока в цепи, в генераторе, в блоке питания и в трансформаторе.

От чего зависит сила тока?

Чтобы повысить I в цепи, важно понимать, какие факторы могут влиять на этот параметр. Здесь можно выделить зависимость от:

• Сопротивления. Чем меньше параметр R (Ом), тем выше сила тока в цепи.
• Напряжения. По тому же закону Ома можно сделать вывод, что при росте U сила тока также растет.
• Напряженности магнитного поля. Чем она больше, тем выше напряжение.
• Числа витков катушки. Чем больше этот показатель, тем больше U и, соответственно, выше I.
• Мощности усилия, которое передается на ротор.
• Диаметра проводников. Чем он меньше, тем выше риск нагрева и перегорания питающего провода.
• Конструкции источника питания.
• Диаметра проводов статора и якоря, числа ампер-витков.
• Параметров генератора - рабочего тока, напряжения, частоты и скорости.

Как повысить силу тока в цепи?

Бывают ситуации, когда требуется повысить I, который протекает в цепи, но при этом важно понимать, что нужно принять меры по , сделать это можно с помощью специальных устройств.

Рассмотрим, как повысить силу тока с помощью простых приборов.

Для выполнения работы потребуется амперметр.

Вариант 1.

По закону Ома ток равен напряжению (U), деленному на сопротивление (R). Простейший путь повышения силы I, который напрашивается сам собой - увеличение напряжения, которое подается на вход цепи, или же снижение сопротивления. При этом I будет увеличиваться прямо пропорционально U.

К примеру, при подключении цепи в 20 Ом к источнику питания c U = 3 Вольта, величина тока будет равна 0,15 А.

Если добавить к цепи еще один источник питания на 3В, общую величину U удается повысить до 6 Вольт. Соответственно, ток также вырастет в два раза и достигнет предела в 0,3 Ампера.

Подключение источников питания должно осуществляться последовательно, то есть плюс одного элемента подключается к минусу первого.

Для получения требуемого напряжения достаточно соединить в одну группу несколько источников питания.

В быту источники постоянного U, объединенные в одну группу, называются батарейками.

Несмотря на очевидность формулы, практические результаты могут отличаться от теоретических расчетов, что связано с дополнительными факторами - нагревом проводника, его сечением, применяемым материалом и так далее.

В итоге R меняется в сторону увеличения, что приводит и к снижению силы I.

Повышение нагрузки в электрической цепи может стать причиной перегрева проводников, перегорания или даже пожара.

Вот почему важно быть внимательным при эксплуатации приборов и учитывать их мощность при выборе сечения.

Величину I можно повысить и другим путем, уменьшив сопротивление. К примеру, если напряжение на входе равно 3 Вольта, а R 30 Ом, то по цепи проходит ток, равный 0,1 Ампер.

Если уменьшить сопротивление до 15 Ом, сила тока, наоборот, возрастет в два раза и достигнет 0,2 Ампер. Нагрузка снижается почти к нулю при КЗ возле источника питания, в этом случае I возрастают до максимально возможной величины (с учетом мощности изделия).

Дополнительное снизить сопротивление можно путем охлаждения провода. Такой эффект сверхпроводимости давно известен и активно применяется на практике.

Чтобы повысить силу тока в цепи часто применяются электронные приборы, например, трансформаторы тока (как в сварочниках). Сила переменного I в этом случае возрастает при снижении частоты.

Если в цепи переменного тока имеется активное сопротивление, I увеличивается при росте емкости конденсатора и снижении индуктивности катушки.

В ситуации, когда нагрузка имеет чисто емкостной характер, сила тока возрастает при повышении частоты. Если же в цепь входят катушки индуктивности, сила I будет увеличиваться одновременно со снижением частоты.

Вариант 2.

Чтобы повысить силу тока, можно ориентироваться на еще одну формулу, которая выглядит следующим образом:

I = U*S/(ρ*l). Здесь нам неизвестно только три параметра:

• S - сечение провода;
• l - его длина;
• ρ - удельное электрическое сопротивление проводника.

Чтобы повысить ток, соберите цепочку, в которой будет источник тока, потребитель и провода.

Роль источника тока будет выполнять выпрямитель, позволяющий регулировать ЭДС.

Подключайте цепочку к источнику, а тестер к потребителю (предварительно настройте прибор на измерение силы тока). Повышайте ЭДС и контролируйте показатели на приборе.

Как отмечалось выше, при росте U удается повысить и ток. Аналогичный эксперимент можно сделать и для сопротивления.

Для этого выясните, из какого материала сделаны провода и установите изделия, имеющие меньшее удельное сопротивление. Если найти другие проводники не удается, укоротите те, что уже установлены.

Еще один путь - увеличение поперечного сечения, для чего параллельно установленным проводам стоит смонтировать аналогичные проводники. В этом случае возрастает площадь сечения провода и увеличивается ток.

Если же укоротить проводники, интересующий нас параметр (I) возрастет. При желании варианты увеличения силы тока разрешается комбинировать. Например, если на 50% укоротить проводники в цепи, а U поднять на 300%, то сила I возрастет в 9 раз.

Как повысить силу тока в блоке питания?

В интернете часто можно встретить вопрос, как повысить I в блоке питания, не изменяя напряжение. Рассмотрим основные варианты.

Ситуация №1.

Блок питания на 12 Вольт работает с током 0,5 Ампер. Как поднять I до предельной величины? Для этого параллельно БП ставится транзистор. Кроме того, на входе устанавливается резистор и стабилизатор.

При падении напряжения на сопротивлении до нужной величины открывается транзистор, и остальной ток протекает не через стабилизатор, а через транзистор.

Последний, к слову, необходимо выбирать по номинальному току и ставить радиатор.

Кроме того, возможны следующие варианты:

• Увеличить мощность всех элементов устройства. Поставить стабилизатор, диодный мост и трансформатор большей мощности.
• При наличии защиты по току снизить номинал резистора в цепочке управления.

Ситуация №2.

Имеется блок питания на U = 220-240 Вольт (на входе), а на выходе постоянное U = 12 Вольт и I = 5 Ампер. Задача - увеличить ток до 10 Ампер. При этом БП должен остаться приблизительно в тех же габаритах и не перегреваться.

Здесь для повышения мощности на выходе необходимо задействовать другой трансформатор, который пересчитан под 12 Вольт и 10 Ампер. В противном случае изделие придется перематывать самостоятельно.

При отсутствии необходимого опыта на риск лучше не идти, ведь высока вероятность короткого замыкания или перегорания дорогостоящих элементов цепи.

Трансформатор придется поменять на изделие большего размера, а также пересчитывать цепочку демпфера, находящегося на СТОКЕ ключа.

Следующий момент - замена электролитического конденсатора, ведь при выборе емкости нужно ориентироваться на мощность устройства. Так, на 1 Вт мощности приходится 1-2 мкФ.

После такой переделки устройство будет греться сильнее, поэтому без установки вентилятора не обойтись.

Как повысить силу тока в зарядном устройстве?

В процессе пользования зарядными устройствами можно заметить, что ЗУ для планшета, телефона или ноутбука имеют ряд отличий. Кроме того, может различаться и скорость, с которой происходит заряд девайсов.

Здесь многое зависит от того, используется оригинальное или неоригинальное устройство.

Чтобы измерить ток, который поступает к планшету или телефону от зарядного устройства, можно использовать не только амперметр, но и приложение Ampere.

С помощью софта удается выяснить скорость заряда и разрядки АКБ, а также его состояние. Приложением можно пользоваться бесплатно. Единственным недостатком является реклама (в платной версии ее нет).

Главной проблемой зарядки аккумуляторов является небольшой ток ЗУ, из-за чего время набора емкости слишком большое. На практике ток, протекающий в цепи, напрямую зависит от мощности зарядного устройства, а также других параметров - длины кабеля, его толщины и сопротивления.

С помощью приложения Ampere можно увидеть, при какой силе тока производится заряд девайса, а также проверить, может ли изделие заряжаться с большей скоростью.

Для использования возможностей приложения достаточно скачать его, установить и запустить.

После этого телефон, планшет или другое устройство подключается к зарядному устройству. Вот и все - остается обратить внимание на параметры тока и напряжения.

Кроме того, вам будет доступна информация о типе батареи, уровне U, состоянии АКБ, а также температурном режиме. Также можно увидеть максимальные и минимальные I, имеющие место в период цикла.

Если в распоряжении имеется несколько ЗУ, можно запустить программу и пробовать делать зарядку каждым из них. По результатам тестирования проще сделать выбор ЗУ, обеспечивающего максимальный ток. Чем выше будет этот параметр, тем быстрее зарядится девайс.

Измерение силы тока - не единственное, на что способно приложение Ampere. С его помощью можно проверить, сколько потребляется I в режиме ожидания или при включении различных игр (приложений).

Например, после отключения яркости дисплея, деактивации GPS или передачи данных легко заметить снижение нагрузки. На этом фоне проще сделать вывод, какие опции в большей степени разряжают аккумулятор.

Что еще стоит отметить? Все производители рекомендуют заряжать девайсы «родными» ЗУ, выдающими определенный ток.

Но в процессе эксплуатации бывают ситуации, когда приходится заряжать телефон или планшет другими зарядными, имеющими большую мощность. В итоге скорость зарядки может оказаться выше. Но не всегда.

Мало, кто знает, но некоторые производители ограничивают предельный ток, который может принимать АКБ устройства.

Например, устройство Самсунг Гэлекси Альфа поставляется вместе с зарядным на ток 1,35 Ампер.

При подключении 2-амперного ЗУ ничего не меняется - скорость зарядки осталась той же. Это объясняется ограничением, которое установлено производителем. Аналогичный тест был произведен и с рядом других телефонов, что только подтвердило догадку.

С учетом сказанного выше можно сделать вывод, что «неродные» ЗУ вряд ли причинят вред аккумулятору, но иногда могут помочь в более быстрой зарядке.

Рассмотрим еще одну ситуацию. При зарядке девайса через USB-разъем АКБ набирает емкость медленнее, чем если заряжать устройство от обычного ЗУ.

Это объясняется ограничением силы тока, которую способен отдавать USB порт (не больше 0,5 Ампер для USB 2.0). В случае применения USB3.0 сила тока возрастает до уровня 0,9 Ампер.

Кроме того, существует специальная утилита, позволяющая «тройке» пропускать через себя больший I.

Для устройств типа Apple программа называется ASUS Ai Charger, а для других устройств - ASUS USB Charger Plus.

Как повысить силу тока в трансформаторе?

Еще один вопрос, который тревожит любителей электроники - как повысить силу тока применительно к трансформатору.

Здесь можно выделить следующие варианты:

• Установить второй трансформатор;
• Увеличить диаметр проводника. Главное, чтобы позволило сечение «железа».
• Поднять U;
• Увеличить сечение сердечника;
• Если трансформатор работает через выпрямительное устройство, стоит применить изделие с умножителем напряжения. В этом случае U увеличивается, а вместе с ним растет и ток нагрузки;
• Купить новый трансформатор с подходящим током;
• Заменить сердечник ферромагнитным вариантом изделия (если это возможно).

В трансформаторе работает пара обмоток (первичная и вторичная). Многие параметры на выходе зависят от сечения проволоки и числа витков. Например, на высокой стороне X витков, а на другой - 2X.

Это значит, что напряжение на вторичной обмотке будет ниже, как и мощность. Параметр на выходе зависит и от КПД трансформатора. Если он меньше 100%, снижается U и ток во вторичной цепи.

С учетом сказанного выше можно сделать следующие выводы:

• Мощность трансформатора зависит от ширины постоянного магнита.
• Для увеличения тока в трансформаторе требуется снижение R нагрузки.
• Ток (А) зависит от диаметра обмотки и мощности устройства.
• В случае перемотки рекомендуется использовать провод большей толщины. При этом отношение провода по массе на первичной и вторичной обмотке приблизительно идентично. Если на первичную обмотку намотать 0,2 кг железа, а на вторичную - 0,5 кг, первичка сгорит.

Как повысить силу тока в генераторе?

Ток в генераторе напрямую зависит от параметра сопротивления нагрузки. Чем ниже этот параметр, тем выше ток.

Если I выше номинального параметра, это свидетельствует о наличии аварийного режима - уменьшения частоты, перегрева генератора и прочих проблем.

Для таких случаев должна быть предусмотрена защита или отключение устройства (части нагрузки).

Кроме того, при повышенном сопротивлении напряжение снижается, происходит подсадка U на выходе генератора.

Чтобы поддерживать параметр на оптимальном уровне, обеспечивается регулирование тока возбуждения. При этом повышение тока возбуждения ведет к росту напряжения генератора.

Частота сети должна находиться на одном уровне (быть постоянной величиной).

Рассмотрим пример. В автомобильном генераторе необходимо повысить ток с 80 до 90 Ампер.

Для решения этой задачи требуется разобрать генератор, отделить обмотку и припаять к ней вывод с последующим подключением диодного моста.

Кроме того, сам диодный мост меняется на деталь большей производительности.

После этого требуется снять обмотку и кусок изоляции в месте, где должен припаиваться провод.

При наличии неисправного генератора с него откусывается вывод, после чего с помощью медной проволоки наращиваются ножки такой же толщины.

Сопротивление проводников. Удельное сопротивление

Закон Ома является самым главным в электротехнике. Именно поэтому электрики говорят: «- Кто не знает Закон Ома, пусть сидит дома». Согласно этому закону ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению (I = U / R), где R является коэффициентом, которое связывает напряжение и силу тока. Единица измерения напряжения - Вольт, сопротивления - Ом, силы тока - Ампер.
Для того, чтобы показать, как работает Закон Ома, разберем простую электрическую цепь. Цепью является резистор, он же - нагрузка. Для регистрации на нем напряжения используется вольтметр. Для тока нагрузки - амперметр. При замыкании ключа ток идет через нагрузку. Смотрим, насколько соблюдается Закон Ома. Ток в цепи равен: напряжение цепи 2 Вольта и сопротивление цепи 2 Ома (I = 2 В / 2 Ом =1 А). Амперметр столько и показывает. Резистор является нагрузкой, сопротивлением 2 Ома. Когда замыкаем ключ S1, ток течет через нагрузку. С помощью амперметра измеряем ток цепи. С помощью вольтметра - напряжение на зажимах нагрузки. Ток в цепи равен: 2 Вольта / 2 Ом = 1 А. Как видно это соблюдается.

Теперь разберемся, что нужно сделать, чтобы поднять силу тока в цепи. Для начала увеличиваем напряжение. Сделаем батарею не 2 В, а 12 В. Вольтметр будет показывать 12 В. Что будет показывать амперметр? 12 В/ 2 Ом = 6 А. То есть, повысив напряжение на нагрузке в 6 раз, получили повышение силы тока в 6 раз.

Рассмотрим еще один способ, как поднять ток в цепи. Можно уменьшить сопротивление - вместо нагрузки 2 Ом, возьмем 1 Ом. Что получаем: 2 Вольта / 1 Ом = 2 А. То есть, уменьшив сопротивление нагрузки в 2 раза, увеличили ток в 2 раза.
Для того, чтобы легко запомнить формулу Закона Ома придумали треугольник Ома:
Как можно по этому треугольнику определять ток? I = U / R. Все выглядит достаточно наглядно. С помощью треугольника также можно написать производные от Закона Ома формулы: R = U / I; U = I * R. Главное запомнить, что напряжение находится в вершине треугольника.

В 18 веке, когда был открыт закон, атомная физика находилась в зачаточном состоянии. Поэтому Георг Ом считал, что проводник представляет собой что-то, похожее на трубу, в которой течет жидкость. Только жидкость в виде электротока.
При этом он обнаружил закономерность, что сопротивление проводника становится значительнее при увеличении его длины и меньше при увеличении диаметра. Исходя из этого, Георг Ом вывел формулу: R = p *l / S, где p - это некоторый коэффициент, умноженный на длину проводника и деленный на площадь сечения. Этот коэффициент был назван удельным сопротивлением, характеризующим способность создавать препятствие протеканию эл.тока, и зависит из какого материала изготовлен проводник. Причем, чем больше удельное сопротивление, тем больше сопротивление проводника. Чтобы увеличить сопротивление необходимо увеличить длину проводника, либо уменьшить его диаметр, либо выбрать материал с большим значением данного параметра. В частности, для меди удельное сопротивление составляет 0,017 (Ом * мм2 / м).

Проводники

Рассмотрим, какие бывают проводники. На сегодняшний день самым распространенным является проводник из меди. Из-за низкого удельного сопротивления и большой устойчивости к окислению, при этом довольно низкой ломкости, этот проводник все больше и больше находит применение в электрике. Постепенно медный проводник вытесняет алюминиевый. Медь применяют при производстве провода (жил в кабелях) и при изготовлении электротехнических изделий.

Вторым по применению можно назвать алюминий. Он часто используется в старой проводке, на смену которой приходит медь. Также применяется при производстве проводов и изготовлении электротехнических изделий.
Следующий материал - это железо. Оно обладает удельным сопротивлением гораздо больше, чем медь и алюминий (в 6 раз больше, чем у меди и в 4 раза выше, чем у алюминия). Поэтому, при производстве проводов, как правило, не применяется. Зато применяется при изготовлении щитов, шин, которые благодаря большому сечению обладают низким сопротивлением. Также как крепежное изделие.

Золото в электрике не применяется, так как оно достаточно дорогое. Благодаря низкому значению удельного сопротивления и большой защиты от окисления применяется в космических технологиях.

Латунь в электрике не применяется.

Олово и свинец обычно применяются в сплаве в качестве припоя. Как проводники, для изготовления каких-либо приборов, не применяются.

Серебро чаще всего применяется в военной технике высокочастотных приборов. В электрике применяется редко.

Вольфрам применяется в лампах накаливания. Благодаря тому, что он не разрушается при высоких температурах, его используют в качестве нитей накаливания для ламп.

применяется в нагревательных приборах, так как обладает высоким удельным сопротивлением при большом сечении. Понадобится малое количество его длины, чтобы сделать нагревательный элемент.

Уголь, графит применяются в электрических щетках в электродвигателях.
Проводники применяются с целью пропускать через себя силу тока. При этом ток совершает полезную работу.

Диэлектрики

Диэлектрики имеют большое значение удельного сопротивления, которое в сравнении с проводниками намного выше.

Фарфор применяют, как правило, при изготовлении изоляторов. Для производства изоляторов также используют стекло.

Эбонит чаще всего применяется в трансформаторах. Из него изготовляют каркас катушек, на которые наматывается провод.

Также в качестве диэлектриков часто используют разные виды пластмасс. К диэлектрикам относится материал, из которого произведена изоляционная лента.

Материал, из которого изготовлена изоляция в проводах, также является диэлектриком.

Основное назначение диэлектрика - это защита людей от поражения электротоком, изолировать между собой токопроводящие жилы.

Прогресс не стоит на месте. Производительность компьютеров стремительно растет. А с увеличением производительности растет и энергопотребление. Если раньше на блок питания почти не обращалось внимания, то теперь, после заявления nVidia о рекомендованной мощности питания для своих топовых решений в 480 Вт, все немного изменилось. Да и процессоры потребляют все больше и больше, а если еще все это как следует разогнать...

C ежегодным апгрейдом процессора, материнки, памяти, видео, я давно смирился, как с неизбежным. Но апгрейд блока питания меня почему-то здорово нервирует. Если железо прогрессирует кардинально, то в схемотехнике блока питания таких принципиальных изменений практически нет. Ну, транс побольше, провода на дросселях потолще, диодные сборки помощнее, конденсаторы... Неужели нельзя купить блок питания помощнее, так сказать на вырост, и жить хотя бы пару лет спокойно. Не задумываясь о такой относительно простой вещи, как качественное электропитание.

Казалось чего бы проще, купи блок питания самой большой мощности, какую найдешь, и наслаждайся спокойной жизнью. Но не тут то было. Почему-то все работники компьютерных фирм уверены, что 250-ти ваттного блока питания хватит вам с избытком. И, что бесит больше всего, начинают безапелляционно поучать и безосновательно доказывать свою правоту. Тогда на это резонно замечаешь, что знаешь, чего хочешь и готов за это платить и надо побыстрее достать то, чего спрашивают и заработать законную прибыль, а не злить незнакомого человека своими бессмысленными, ничем не подкрепленными уговорами. Но это только первое препятствие. Идем дальше.

Допустим, вы все же нашли мощный блок питания, и тут вы видите, например, такую запись в прайсе

• Power Man PRO HPC 420W – 59 уе
• Power Man PRO HPC 520W – 123 уе

При разнице в 100 ватт цена выросла вдвое. А уж если брать с запасом, то нужно 650 или больше. Сколько это будет стоить? И это еще не все!

В подавляющем большинстве современных блоков питания используется микросхема SG6105. А схема включения ее, имеет одну очень неприятную особенность – она не стабилизирует напряжения 5 и 12 вольт, а на ее вход подается среднее значение этих двух напряжений, полученное с резисторного делителя. И стабилизирует она это среднее значение. Из-за этой особенности часто происходит такое явление, как "перекос напряжений". Ранее использовали микросхемыTL494, MB3759, KA7500. Они имеют ту же особенность. Приведу цитату из статьи господина Коробейникова .

"...Перекос напряжений возникает из-за неравномерного распределения нагрузки по шинам +12 и +5 Вольт. Например, процессор запитан от шины +5В, а на шине +12 висит жёсткий диск и CD привод. Нагрузка на +5В во много раз превышает нагрузку на +12В. 5 вольт проваливается. Микросхема увеличивает duty cycle и +5В приподнимается, но ещё сильнее увеличивается +12 – там меньше нагрузка. Мы получаем типичный перекос напряжений..."

На многих современных материнских платах процессор питается от 12 вольт, тогда происходит перекос наоборот, 12 вольт понижается, а 5 повышается.

И если в номинальном режиме компьютер нормально работает, то при разгоне потребляемая процессором мощность увеличивается, перекос усиливается, напряжение уменьшается, срабатывает защита блока питания от понижения напряжения и компьютер отключается. Если не происходит отключения, то все равно пониженное напряжение не способствует хорошему разгону.

Так, например, было у меня. Даже написал на эту тему заметку – "Лампочка оверклокера " Тогда у меня в системнике работали два блока питания – Samsung 250 W, Power Master 350 W. И я наивно верил, то 600 ватт более чем достаточно. Достаточно может и достаточно, но из-за перекоса все эти ватты бесполезны. Этот эффект я по незнанию усилил тем, что от Power Master подключил материнку, а от Samsung винт, дисководы и т.д. То есть вышло – с одного блока питания берется, в основном 5 вольт, с другого 12. А другие линии "в воздухе", что и усилило эффект "перекоса".

После этого я приобрел 480 ваттный блок питания Euro case. Из-за своего пристрастия к тишине, переделал его в безвентиляторный, о чем тоже писал на страницах сайта . Но и в этом блоке стояла SG6105. При его тестировании я тоже столкнулся с явлением "перекоса напряжений". Только что приобретенный блок питания непригоден для разгона!

И это еще не все! Мне все хотелось приобрести второй компьютер, а старый оставить "для опытов", но элементарно "давила жаба". Недавно я эту зверюгу все же уговорил и приобрел железо для второго компа. Это конечно отдельная тема, но я для него купил блок питания – PowerMan Pro 420 W. Решил проверить его на предмет "перекоса". А так как новая мать питает процессор по шине 12 вольт, то по ней я и проверил. Как? Узнаете, если дочитаете статью до конца. А пока скажу, что при нагрузке 10 ампер, двенадцать вольт провалилось до 11.55. Стандарт допускает отклонение напряжений плюс-минус 5 процентов. Пять процентов от 12 это 0.6 вольта. Иными словами при токе 10 ампер напряжение упало почти до предельно допустимой отметки! А 10 ампер соответствует 120-ти ваттам потребления процессора, что при разгоне вполне реально. В паспорте к этому блоку по шине 12 вольт заявлен ток 18 ампер. Я думаю, не видать мне этих ампер, так как от "перекоса" блок питания выключится гораздо раньше.

Итого – четыре блока питания за два года. И надо брать пятый, шестой, седьмой? Нет, хватит. Надоело платить за то, что заранее не нравится. Что мне мешает самому сделать киловаттный блок питания и пожить спокойно пару лет, с уверенностью в качестве и количестве питания своего любимца. К тому же я затеял изготовление нового корпуса. Корпус я начал делать преогромный и блок питания, нестандартного размера, должен поместиться там без проблем. Но и обладателям стандартных корпусов может пригодиться такое решение. Всегда можно сделать внешний блок питания, тем более прецеденты уже есть. Кажется, Zalman выпустил внешний блок питания.

Конечно, делать блок питания такой мощности "с нуля" - сложно, долго, да и хлопотно. Поэтому и появилась идея собрать один блок из двух фабричных. Тем более они уже есть и, как выяснилось, в теперешнем виде непригодны для разгона. На эту мысль меня натолкнула все та же .

"...Для введения раздельной стабилизации нужен второй трансформатор и вторая микросхема ШИМ, так и делается в серьёзных и дорогих серверных блоках..."

В компьютерном блоке питания существует три сильноточные линии с напряжением 5, 12 и 3.3 вольта. У меня есть два стандартных блока питания, пусть один из них вырабатывает 5 вольт, а другой, помощнее, 12 и все остальные. Напряжение 3.3 вольта стабилизируется отдельно и явления перекоса не вызывает. Линии вырабатывающие -5, -12 и т.д. – маломощны и эти напряжения можно взять с любого блока. А для осуществления этого мероприятия, использовать принцип, изложенный в той же статье г. Коробейникова – отключать ненужное напряжение от микросхемы, а нужное подрегулировать. То есть, теперь SG6105 будет стабилизировать только одно напряжение и, следовательно, явление "перекоса напряжений" не будет.

Так же облегчается режим работы каждого блока питания. Если посмотреть силовую часть, типовой схемы блоков питания (Рис.2), то видно, что обмотки 12, 5 и 3.3 вольта представляют собой одну общую обмотку с отводами. И если с такого транса брать не сразу все три, а только одно напряжение, то мощность трансформатора останется прежней, но на одно напряжение, а не на три.

К примеру, блок по линиям 12, 5, 3.3 вольта выдавал 250 ватт, то теперь практически эти же 250 ватт мы получим по линии, например, 5 вольт. Если раньше общая мощность делилась между тремя линиями, то теперь всю мощность можно получить на одной линии. Но на практике для этого нужно заменить диодные сборки на используемой линии на более мощные. Или включить параллельно дополнительные сборки, взятые с другого блока, на котором эта линия использоваться не будет. Так же максимальный ток будет ограничивать сечение провода дросселя. Может сработать и защита блока питания от перегрузки по мощности (хотя этот параметр можно подрегулировать). Так что полностью утроенную мощность мы не получим, но прибавка будет, да и греться блоки будут гораздо меньше. Можно, конечно, перемотать дроссель проводом большего сечения. Но об этом позже.

Перед тем, как приступить к описанию модификации, нужно сказать несколько слов. Очень непросто писать о переделках электронного оборудования. Не все читатели разбираются в электронике, не каждый читает принципиальные схемы. Но в то же время есть читатели, занимающиеся электроникой профессионально. Как ни напишешь – окажется, что для кого-то непонятно, а для кого-то раздражающе примитивно. Я все же попытаюсь написать так, что бы было понятно подавляющему большинству. А специалисты, думаю, меня простят.

Так же необходимо сказать, что все переделки оборудования вы производите на свой страх и риск. Любые модификации лишают вас гарантии. И естественно, автор, за любые последствия ответственности не несет. Не лишним будет сказать, что человек, берущийся за такую модификацию, должен быть уверен в своих силах, и иметь соответствующий инструмент. Данная модификация выполнима на блоках питания собранных на основе микросхемы SG6105 и немного устаревших TL494, MB3759, KA7500.

Для начала пришлось поискать datasheet на микросхему SG6105 – это оказалось не так уж сложно. Привожу из datasheet нумерацию ног микросхемы и типовую схему включения.

Рис 1. SG6105

Рис. 2. Типовая схема включения.

Рис. 3. Схема включения SG6105

Опишу сначала общий принцип модернизации. Сначала модернизация блоков на SG6105. Нас интересуют выводы 17(IN) и 16(COMP). К этим выводам микросхемы и подключен резисторный делитель R91, R94, R97 и подстроечный резистор VR3. На одном блоке отключаем напряжение 5 вольт, для этого выпаиваем резистор R91. Теперь подстраиваем величину напряжения 12 вольт резистором R94 грубо, а переменным резистором VR3 точно. На другом блоке наоборот, отключаем 12 вольт, для этого выпаиваем резистор R94. И подстраиваем величину напряжения 5 вольт резистором R91 грубо, а переменным резистором VR3 точно.

Провода PC – ON всех блоков питания соединяются между собой и подпаиваются к 20-ти контактному разъему, который потом подключаем к материнке. С проводом PG сложнее. Я взял этот сигнал с более мощного блока питания. В дальнейшем можно реализовать несколько более сложных вариантов.

Рис. 4. Схема распайки разъема

Теперь об особенностях модернизации блоков на основе микросхемы TL494, MB3759, KA7500. В этом случае сигнал обратной связи с выходных выпрямителей напряжений 5 и 12 вольт подается на вывод 1 микросхемы. Поступаем немного по-другому – перерезаем дорожку печатной платы около вывода 1. Другими словами отключаем вывод 1 от остальной схемы. И на этот вывод подаем нужное нам напряжение через резисторный делитель.

Рис 5. Схема для микросхем TL494, MB3759, KA7500

В этом случае номиналы резисторов одинаковы и для стабилизации 5 вольт и для 12. Если вы решили использовать блок питания для получения 5-ти вольт, то резисторный делитель подключаете к выходу 5В. Если для 12, то к 12.

Наверно хватит теории и пора приступать к делу. Сначала надо определиться с измерительными приборами. Для измерения напряжений я применю одни из самых дешевых мультиметров DT838. Точность измерения напряжения у них 0.5 процента, что вполне приемлемо. Для измерения тока использую стрелочный амперметр. Токи нужно мерить большие, поэтому придется самому изготовить амперметр из стрелочной измерительной головки и самодельного шунта. Готовый амперметр с фабричным шунтом приемлемого размера я найти не смог. Нашел амперметр на 3 ампера, разобрал его. Вытащил из него шунт. Получился микроамперметр. Дальше была небольшая сложность. Для изготовления шунта и калибровки амперметра, сделанного из микроамперметра, был нужен образцовый амперметр, способный мерить ток в пределах 15-20 ампер. Для этих целей можно было бы применить токовые клещи, но у меня таковых не оказалось. Пришлось искать выход. Выход я нашел самый простой, конечно, не очень точный, но вполне. Шунт я вырезал из стального листа толщиной 1мм, шириной 4мм и длиной 150 мм. К блоку питания через этот шунт подключил 6 лампочек 12V, 20W. По закону Ома через них потек ток равный 10 амперам.

Р(Wt)/U(V)=I(A), 120/12=10А

Один провод от микроамперметра соединил с концом шунта, а второй двигал по шунту, пока стрелка прибора не показала 7 делений. До 10 делений не хватило длины шунта. Можно было подрезать шунт потоньше, но из-за нехватки времени решил оставить, как есть. Теперь 7 делений этой шкалы соответствуют 10 амперам.

Фото 1 Бюджетный стенд для подбора шунта.

Фото 2. Стенд с включенными 6-ю лампочками 12вольт 20 ватт.

На последней фотографии видно, как просело напряжение 12 вольт при токе 10 ампер. Блок питания PowerMan Pro 420 W. Минус 11.55 показывает из-за того, что я перепутал полярность щупов. На самом деле конечно плюс 11.55. Этот же стенд я буду использовать как нагрузку для регулировки готового блока питания.

Новый блок питания я буду делать на основе PowerMaster 350 W, он будет вырабатывать 5 вольт. Согласно наклейке на нем, он по этой линии должен давать 35 ампер. И PowerMan Pro 420 W. С него я буду брать все остальные напряжения.

В этой статье я покажу общий принцип модернизации. В дальнейшем я планирую переделать полученный блок питания в пассивный. Возможно, перемотаю дроссели проводом большего сечения. Доработаю соединительные кабели на предмет уменьшения наводок и пульсаций. Сделаю мониторинг токов и напряжений. И возможно многое другое. Но это в будущем. Все это описывать в данной статье я не буду. Цель статьи – доказать возможность получения мощного блока питания, путем модернизации двух-трех блоков меньшей мощности.

Немного о технике безопасности. Все перепайки производятся, естественно, при выключенном блоке. После каждого выключения блока, перед дальнейшими работами, разряжайте большие конденсаторы. На них присутствует напряжение 220 вольт, и заряд они накапливают очень приличный. Не смертельный, но крайне неприятный. Электрический ожог заживает долго.

Начну с PowerMaster. Разбираю блок, вынимаю плату, отрезаю лишние провода...

Фото 3. Блок PowerMaster 350 W

Нахожу микросхему ШИМ, она оказалась TL494. Нахожу вывод 1, осторожно перерезаю печатный проводник и подпаиваю к выводу 1 новый резисторный делитель (см. Рис5). Подпаиваю вход резисторного делителя к пятивольтовому выходу блока питания (обычно это красные провода). Еще раз проверяю правильность монтажа, это никогда не бывает лишним. Подключаю модернизированный блок к своему бюджетному стенду. На всякий случай, спрятавшись за стул, включаю. Взрыва не произошло и это даже вызвало легкое разочарование. Для запуска блока соединяю провод PS ON с общим проводом. Блок включается, лампочки загораются. Первая победа.

Переменным резистором R1 на малой нагрузке блока питания (две лампочки по 12V, 20W и спот 35W) выставляю выходное напряжение 5 вольт. Напряжение замеряю непосредственно на выходном разъеме.

Фотоаппарат у меня не самый лучший, мелкие детали не видит, поэтому прошу прощения за качество снимков.

Блок питания на непродолжительное время можно включать без вентилятора. Но нужно следить за температурой радиаторов. Будьте осторожны, на радиаторах некоторых моделей блоков питания присутствует напряжение, иногда высокое.

Не выключая блок, начинаю подключать дополнительную нагрузку – лампочки. Напряжение не меняется. Блок стабилизирует хорошо.

На этой фотографии я подключил к блоку все лампочки, какие были в наличии – 6 ламп по 20w, две по 75 w, и спот 35w. Ток, текущий через них по показаниям амперметра в пределах 20 ампер. Никакого "проседания", никаких "перекосов"! Полдела сделано.

Теперь берусь за PowerMan Pro 420 W. Так же разбираю его.

Нахожу на плате микросхему SG6105. За тем отыскиваю нужные выводы.

Принципиальная схема, приведенная в статье г. Коробейникова, соответствует моему блоку, нумерация и номиналы резисторов те же. Для отключения 5-ти вольт выпаиваю резистор R40 и R41. Вместо R41 впаиваю два переменных резистора соединенных последовательно. Номинал 47 кОм. Это для грубой регулировки напряжения 12 вольт. Для точной регулировки используется резистор VR1 на плате блока питания

Рис 6. Фрагмент схемы блока питания PowerMan

Опять достаю свой примитивный стенд и подключаю к нему блок питания. Сначала подключаю минимальную нагрузку – спот 35W.

Включаю, подстраиваю напряжение. Затем, не выключая блок питания, подключаю дополнительные лампочки. Напряжение не меняется. Блок прекрасно работает. По показаниям амперметра ток достигает 18 ампер и никакого "проседания" напряжения.

Второй этап закончен. Теперь осталось проверить, как будут работать блоки в паре. Перекусываю провода красного цвета идущие от PowerMan к разъему и молексам, изолирую их. А к разъему и молексам подпаиваю пятивольтовый провод от PowerMaster 350 W, так же соединяю общие провода обоих блоков. Провода Power On блоков питания объединяю. PG беру с PowerMan. И подключаю этот гибрид к своему системному блоку. На вид он несколько странен и если кому-то захочется узнать о нем поподробнее, прошу на ПС .

Конфигурация такая:

• Мать Epox KDA-J
• Процессор Athlon 64 3000
• Память Digma DDR500, две планки по 512Mb
• Винт Samsung 160Gb
• Видео GeForce 5950
• DVD RW NEC 3500

Включаю, все прекрасно работает.

Опыт удался. Теперь можно приступать к дальнейшей модернизации "объединенного блока питания". Перевод его на пассивное охлаждение. На фотографии видна панель с приборами – это все будет подключено к данному блоку. Стрелочные приборы – мониторинг токов, цифровые приборы в круглых отверстиях под стрелочными – мониторинг напряжений. Ну и тахометр, и все такое, об этом я уже писал на своей персоналке . Но это в дальнейшем.

Влияние "объединенного блока питания" на дальнейший разгон я не проверял. Доделаю, тогда и проверю. Процессор уже разогнан до 2.6 гигагерц по шине, при напряжении на проце 1.7 вольта. Гнал я его на безвентиляторном блоке питания, но при таком разгоне 12 вольт на нем проседали до 11.6 вольта. А гибрид выдает ровно 12. Так что, возможно, еще немного мегагерц я из него выжму. Но это будет другая история.

Перечень используемой литературы:

1. Журнал "Радио". – 2002.-№ 5, 6, 7. "Схемотехника блоков питания персональных компьютеров" авт. Р. Александров

Ждём Ваших комментариев в специально созданной .