Dławiki, czyli dławiki indukcyjne, są stosowane w obwodach prądu przemiennego do ograniczania prądów obciążenia. Urządzenia te zapewniają znaczną oszczędność energii oraz zapobiegają przeciążeniom i nadmiernemu nagrzewaniu.
Dławik to rodzaj cewki indukcyjnej, której głównym zadaniem jest opóźnianie wpływu prądu w określonym zakresie częstotliwości. Nie jest możliwa nagła zmiana natężenia prądu w cewce, ponieważ działa prawo samoindukcji, w wyniku czego powstaje dodatkowe napięcie. Przyjrzyjmy się bliżej funkcjom, rodzajom i działaniu dławików.
Cel
Wiele osób zastanawia się, co to jest dławik i jak wygląda. Urządzenie ma postać transformatora żelaznego, a jedyną różnicą jest obecność pojedynczego uzwojenia. Cewka jest nawinięta na rdzeń ze stali transformatorowej, a płyty są od siebie oddzielone i nie stykają się ze sobą w celu zmniejszenia prądów wirowych.
Dławik elektroniczny cewka charakteryzuje się wysokim poziomem indukcyjności (do 1 GH), dzięki czemu skutecznie przeciwdziała zmianom prądu w obwodzie elektrycznym. Gdy natężenie prądu maleje, cewka utrzymuje je, a gdy gwałtownie wzrasta, cewka zapewnia ograniczenie i zapobieganie przepięciom.
Cele, dla których potrzebny jest dławik, są następujące
- zmniejszanie zakłóceń;
- wygładzanie pulsacji prądu elektrycznego;
- Magazynowanie energii w polu magnetycznym;
- Separacja części obwodu przy wysokich częstotliwościach.
Dlaczego więc potrzebujemy dławika? Głównym zadaniem dławika w obwodzie elektrycznym jest blokowanie prądu o określonym zakresie częstotliwości lub magazynowanie energii w polu magnetycznym.
Znaczenie dławika wynika z faktu, że lampy fluorescencyjne (np. oprawy oświetleniowe w gospodarstwach domowych, lampy uliczne) nie działają bez dławika. Działa on jako ogranicznik napięcia na elektrodach lampy wyładowczej.
Dławiki wytwarzają również napięcie rozruchowe wymagane do wytworzenia wyładowania elektrycznego między elektrodami. To zapewnia, że świetlówka jest włączona. Napięcie rozruchowe jest zaprojektowane na ułamek sekundy. Dławik jest więc urządzeniem, które odpowiada za włączanie lampy i zapewnia jej stabilną pracę.
Zasada działania
Statecznik elektroniczny ma prostą konfigurację, a jego zasada działania jest oczywista. Składa się on ze zwoju drutu elektrycznego, który jest nawinięty na rdzeń ze specjalnego materiału ferromagnetycznego. Zasada działania opiera się na samoindukcji cewki. Analizując konstrukcję dławika, można zauważyć, że działa on jak transformator elektryczny z tylko jednym uzwojeniem.
Rdzeń i płyty ferromagnetyczne są izolowane, aby zapobiec powstawaniu prądów Foucaulta, które powodują znaczne zakłócenia. Cewka ma dużą indukcyjność i działa bezpośrednio jako zabezpieczenie przed nagłymi skokami napięcia sieciowego.
Konstrukcja ta jest jednak uważana za niskoczęstotliwościową. Prąd zmienny w sieciach domowych podlega wahaniom w szerokim zakresie, dlatego wahania te dzieli się na trzy kategorie:
- Niskie częstotliwości w zakresie 20Hz-20kHz;
- częstotliwości ultradźwiękowe od 20 kHz do 100 kHz;
- ultra-wysokie częstotliwości powyżej 100 kHz.
Urządzenia wysokiej częstotliwości nie mają rdzenia, ale zamiast tego wykorzystują plastikowe ramki lub standardowe rezystory. A sam dławik w tym przypadku ma wielowarstwową konfigurację uzwojeń.
W procesie obliczeń i rysowania schematów podłączenia dławika uwzględnia się jego parametry oraz charakterystykę sieci, w której konieczne jest utrzymanie działania lamp. Szczególną uwagę należy zwrócić na etap, w którym lampa zaczyna się żarzyć, kiedy to medium gazowe musi zostać przebite przez wyładowanie. W tym momencie wymagane jest wysokie napięcie, po czym urządzenie działa jako element ograniczający napięcie.
Główna charakterystyka
W większości przypadków dławiki mają znaczne wymiary. Aby nadać urządzeniom niewielkie rozmiary bez pogorszenia parametrów, cewkę indukcyjną zastąpiono stabilizatorem, który jest w istocie tranzystorem mocy. W rezultacie powstaje dławik elektroniczny. Jednak tego typu urządzenie jest półprzewodnikiem, więc nie powinno być stosowane w urządzeniach wysokiej częstotliwości.
Dławik elektroniczny musi być dobrany według kilku parametrów, z których najważniejszym jest indukcyjność mierzona w Gn. Inne ważne parametry techniczne urządzeń to
- rezystancja, która jest uwzględniana w przypadku prądu stałego;
- wahania napięcia w dopuszczalnych granicach;
- Prąd magnesujący - stosowana jest wartość nominalna.
Wybierając urządzenie, należy kierować się przede wszystkim celami i zadaniami, do których dławik jest potrzebny w obwodach elektrycznych. Zastosowanie rdzeni magnetycznych w dławikach elektrycznych pozwala na uzyskanie zwartych urządzeń przy zachowaniu tych samych wartości indukcyjności. Kompozycje ferrytowe i magnetodielektryczne, ze względu na małą pojemność, mogą być stosowane w szerokim zakresie częstotliwości.
Rodzaje dławików
Ze względu na typ lampy, w której są stosowane, rozróżnia się następujące typy dławików elektrycznych:
- jednofazowe - odpowiednie do domowych i biurowych systemów oświetleniowych zasilanych z sieci 220 V;
- trójfazowe - przeznaczone do zasilania napięciem 220 i 380 V. Takie dławiki są odpowiednie do świateł DRL i DNAT.
Dławiki elektroniczne mogą należeć do jednej z kategorii, w zależności od miejsca ich zainstalowania:
- zagłębione lub odsłonięte. Są one montowane w korpusie oprawy, co zapewnia ochronę przed czynnikami zewnętrznymi;
- zamknięte - są hermetycznie uszczelnione i wodoodporne. Urządzenia te mogą być instalowane na zewnątrz, na terenach otwartych.
W zależności od przeznaczenia, dławiki dzieli się na różne typy:
- AC. Służą one do ograniczania napięcia sieciowego, np. przy uruchamianiu silnika elektrycznego lub impulsowego zasilacza REM;
- nasycenie. Głównie montowane w regulatorach napięcia;
- wygładzanie - zmniejszanie pulsacji prądu wyprostowanego;
- wzmacniacze magnetyczne. Ze względu na obecność prądu stałego w sieci, induktory te wymagają magnetycznego rdzenia. Regulując jego parametry, można zmieniać wartości rezystancji indukcyjnej.
Dławiki mogą pozostać sprawne przez długi okres czasu, jeśli są prawidłowo używane. Urządzenie jest przeznaczone do ograniczania nagłych skoków napięcia, dzięki czemu zarówno urządzenia, jak i cała sieć stają się bezpieczniejsze.
