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你装修房子的时候,光就是一切。 房间的亮度决定了你能做什么,做什么,那对你的心情产生了很大的影响。 比如,用蜡烛读起来不容易,但在一千五百瓦的卤素灯下两个人的晚餐没那么浪漫。
问题是,某些房间必须用于多个用途,这些功能需要不同的光量。 打开调光开关。 这是一个方便的电子部件,只需转动旋钮和滑动杆,即可调节从暗到亮的亮度。
早期的调光开关有调整照明电平-可变电阻器的非常直接的解决方案。 通常的电阻器是不能很好地传递电流的材料,对移动电荷有很大的阻力。 可变电阻器由电阻材料、固定接触臂和移动接触臂构成。
在此设计中,通过调整通过电阻材料的电荷距离,可以改变电阻的总电阻。 如果接触臂在左侧,流过电路的电荷只要通过微小的电阻材料即可。 当接触臂一直向右时,电荷必须通过更多的电阻材料。
电荷通过 电阻器工作时,能量作为热量损失。 在串联电路中配置电阻器时,电阻器的能量消耗会导致电路内的电压下降,灯等其他负载中可使用的能量会下降。 下降电压跨过灯降低光输出。
这个解决方案的问题是最终要消耗很多能量来加热电阻器,这虽然对点亮房间没有帮助,但还是要付出成本。 这些交换机不仅效率低,而且往往很麻烦,很危险。 这是因为可变电阻器释放出大量的热量。
现代电阻器不是将灯的能量转移到电阻器上,而是迅速关闭或关闭灯电路,减少流向电路的总能量。 灯泡电路每秒关闭好几次。
开关周期是以家庭用交流电力( ac )的变动为中心制作的。 交流电流具有不同的电压极性。 在起伏的正弦波中,从正电压变动到负电压。 换句话说,构成交流电流的移动电荷不断改变方向。 在美国,每秒经过60个循环(单向移动,然后是另一个循环)。 下图显示了这60分之一秒的周期。
一个现代调光开关阻断正弦波。 每次电流反转方向时,自动关闭灯泡电路。 也就是说,每次电路内的电压为零时。 这在一个周期内发生两次,或者每秒发生120次。 电压恢复到一定水平后,灯电路再次点亮。
此打开值基于调光开关旋钮或滑块的位置。 如果把调光器设定得更亮,切断后马上打开。 电路在大部分周期都是接通的,所以每秒钟向灯供给很多能量。 调光器被设定为低亮度时,等到周期的后半段再接通。
三端双向可控硅是类似于二极管和晶体管的小半导体设备。 像晶体管一样,三端双向可控硅由不同的半导体材料层构成。 这包括具有较多自由电子的n型材料和具有较多自由电子进入的空穴的p型材料。 有关这些材料的说明,请参见semiconductors的工作原理。 然后,为了说明这些材料是如何用简单的晶体管工作的,请参照放大器的工作原理。
可以看到三端双向可控硅有两个端子,连接在电路的两端。 两个端子之间总是有电压差,根据交流电力的变动而变化。 也就是说,当电流向一个方向移动时,顶部端子带正电,底部端子带负电,当电流向相反方向移动时,顶部端子带负电,底部端子带正电。
的栅极也在电路上布线,用一种方式改变电阻器。 该可变电阻的工作原理与旧调光开关设计中的可变电阻大致相同,但几乎浪费相同的能量而不产生热。 可变电阻如何适合电路如下图所示。
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