вопрос:
Как устроено современное электрическое одеяло и наматрасник? А из чего сделана электрогрелка и электросапоги?

Вредно или полезно электрическое отопление кровати

Электричество в кровати: 12 - 24 вольта постоянного тока или 110-230 вольт переменного тока. Удар током и электромагнитное излучение.

Как устроено современное электрическое одеяло и покрывало на матрас

Аналогичное устройство и принцип работы - у электропростыни, электрической текстильной грелки и электросапог. С точки зрения науки - теплофизики, самое безумная схема электрокровати - это электрическое одеяло с подогревом: теплый воздух поднимается вверх, а часть тела внизу мёрзнет.

В США обычно используются электрические одеяла (укрываются электроподогревом), в Великобритании - подстилают электрический наматрасник. Электрические одеяла, как правило, блок управления, который регулирует количество производимого одеялом тепла.

Электричество в кровати: 12 - 24 вольта постоянного тока или 110-230 вольт переменного тока

Современные электрические одеяла имеют нагревательные элементы из высокоомного углеродного волокна. Современные электрические одеяла работают на 24 вольтах вместо 110/240 вольт.
Нет в продаже по причине распродажи старья?
- Самодельный безвредный обогрев низковольтным постоянным током, можно использовать даже 12 вольт.

Во многих странах до сих пор продают текстильные электронагревательные изделия с высоким напряжением. Не знаю, как продавцам это удаётся, вероятно, при помощи веры покупателей в святых продавцов. Попросите показать, как устроено это электроодеяло, если вас хоть раз в жизни било электрическим током. Вот так, желание спать под/над 110-230 вольтами не пропало?

Успокойтесь, продавцы не покажут устройство, конструкцию электрической грелки в 110-220-230 вольт, даже на красивой картинке. Нет, на самом деле напряжение в розетке выше!
"Бытовое переменное напряжение в 110/220/230 вольт - это 154/308/322 вольта на максимуме синусоиды напряжения, никак не безопасное напряжение. 110/220/230 вольт - это указывается действующее напряжение, среднее напряжение синусоидального тока."
Самое безопасное электрическое отопление .

А любой проводник, в котором протекает переменный ток, излучает электромагнитные волны.

Электромагнитное излучение электроодеяла (ЭМИ)

Встречаются цифры, связвнные с различными "электроодеялами", мол, много меньше: напряженность электрического поля - до 5000 вольт на метр, напряженность магнитного поля - до 80 ампер на метр.
Тем не менее, "При некоторых обстоятельствах, исходящие от этого одеяла электромагнитные поля способны вызвать нарушение работы стимулятора сердечного ритма. ... Это означает, что перед эксплуатацией этого изделия (электроодеяла - прим. NNN), проконсультируйтесь с изготовителем стимулятора сердечных ритмов и с врачом."
(www.gipertoniki.ru/shop/view_goods/606 - Гипертоники)

«Современные представления о биологическом действии ЭМИ от мобильных радиотелефонов (МРТ) не позволяют прогнозировать все неблагоприятные последствия, многие аспекты проблемы не освещены в современной литературе и требуют дополнительных исследований. В связи с этим, согласно рекомендациям ВОЗ, целесообразно придерживаться предупредительной политики, т. е. максимально уменьшить время использования сотовой связи.»
(из Википедии)

Что общего у электромагнитного излучения от электрического одеяла и мобильного телефона? То, что слабые источники электромагнитного излучения находятся непосредственно около организма, вплотную. А организм человека - это электропроводящая среда, в которой протекают электрохимические реакции и электрические процессы, которые называются жизнь .

Напряженность электромагнитного излучения ненаправленной антенны (сотового телефона-handy, электроматраса, электроодеяла) увеличивается в кубической пропорции при приближении к излучателю. Да-да, одеяло-проводящая "пластина" является идеальной сверхнизкочастотной антенной, подключенной к сети переменного тока.

отступление про электромагнитные поля проводников с переменным током
Если пара проводников скручены (в электронике называется витая пара ), или проводник помещен в заземлённый экран, то всё электромагнитное поле находится между этими проводниками (экран - это тоже проводник), и "не выходит" наружу. Но если переменный электрический ток течёт по одинокому широкому плоскому проводнику (или по нескольким рядом, но не в пакете, один над другим), то электромагнитное поле - всё наружу, в случае электроодеяла - человек купается в электрномагнитном поле сверхнизкой частоты (50, 60 герц).

Систематические малые облучения безразличны, вредны или полезны для организма - ежедневные дозы по 8-10 часов, 6-10 месяцев в году, и так несколько лет... Последствия облучения публичной наукой не разглашаются, если и есть такие исследования. Понятие электромагнитного загрязнения окружающей среды есть, а данных про электромагнитное излучение электродеяла - нет. Санитарный контроль занят "быстрыми трупами", а не долговременным здоровьем.

Нельзя исключить, что "некоторые выявленные данные" о повышенной утомляемости и некоторых отклонений в здоровье лиц, работающих сильных электромагнитных полях, не относятся и к лицам, постоянно спящим в слабом электромагнитном поле.

Электрическая простыня в 12 вольт постоянного тока практически ничего не излучает

Постоянный ток (не импульсный!) по определению не является источником электромагнитного излучения. Ни 12, ни 24 вольта не являются опасными для человека. Если во сне прогрызть и облизать 12/24-вольтовое электрическое одеяло, то будет ощущение "слабого дергания" током, и не более того. А аналогичная эксплуатация электроодеяла на 110/220/230 вольт (в котором на самом деле 154/308/322 вольта) - гарантировано убьет.

Две явных пользы от отопления кровати, под одеялом

Человек в покое выделяет тепловую мощность около 100 ватт. Почему под обычным одеялом и тепло.

Человек дышит кожей. Хрестоматийный пример, как в Италии покрасили мальчика "золотой краской", а тот умер. Такая вот история, кажется. То есть, укрываться до бесконечности вредно для здоровья.

Дополнительные 50-70 ватт от электричества в кровати позволяют уменьшить общую температуру в спальне, а это помогает решить великую проблему помещений в холодных местах - вопиющую низкую относительную влажность воздуха, от которой: сохнут слизистые носа и рта, лёгкие, что может дополнительным фактором заболеваемости.
Закон физики: чем ниже температура воздуха в отапливаемом помещении, тем выше относительная влажность.

Вторая польза электроодеял - экономия затрат на тепловую энергию для отопления, включая электричество на отопление.

Еще статьи об электрическом отоплении:

Безопасные электрообогреватели. Чем опасны бытовые электрообогреватели
О неприятностях от электрических печек.

Самое безопасное электрическое отопление
Посмотревши на ассортимент электрообогревателей в техносупермаркете и интернет-магазинах...

Трансформатор 220 на 24 вольта где применяется? На самом деле устройства данного типа необходимы для различных электроприборов, которые способны работать от сети в 24 В. Для этого от розетки 220 В нужно преобразовать. С этой целью подбираются трансформаторы.

К оборудованию на 24 В относятся компрессоры, распределители и также электродвигатели. Также многие приводы работают от сети с В данном случае важно отметить, что трансформаторы выпускаются различной мощности. На сегодняшний день на рынке представлены модели даже на 20 Вт. Однако есть очень мощные модификации, которые активно используются на производстве.

Устройство простого трансформатора

Основным элементом трансформатора является реле. Непосредственно катушки устанавливаются с различными обмотками. Магнитопроводы имеются с сердечниками. По параметру проводимости тока они довольно сильно различаются. Также важно упомянуть, что в некоторых модификациях предусмотрены специальные расширители. В данном случае многое зависит от параметра рабочей частоты.

Изоляторы в трансформаторах предназначены для защиты сердечника от перегрузок. Для выпрямления постоянного тока в устройствах устанавливаются трансиверы. Выпускаются они ортогонального и подстроечного типа.

Понижающие модификации

Понижающий трансформатор с 220 на 24 вольта часто встречается с мощностью от 100 Вт. Используются устройства данного типа, как правило, для электроприводов. Магнитопроводы с реле у многих моделей имеются с ленточными сердечниками. Также важно отметить, что обмотки в устройствах на 3 кВт устанавливаются концентрические. Однако на рынке представлены модификации с трехслойными аналогами. Всего выводов у понижающих устройств имеется два.

Некоторые модификации выпускаются с клеммами. Весит понижающий трансформатор 220 на 24 вольта не более 5 кг. По параметру проводимости тока модели довольно сильно различаются. В данном случае необходимо учитывать тип трансивера. Отечественные трансформаторы в основном продаются с ортогональными аналогами. Однако зарубежные компании отдают предпочтение подстроченным трансиверам. Показатель перегрузки тока у моделей в среднем составляет 5,5 А. Некоторые устройства выпускаются с переключателями для регулировки фазы.

Тороидальные модели

Трансформатор тороидальный 220 на 24 вольта отличается тем, что в нем предусмотрен компаратор. За счет указанного элемента осуществляется изменение тактовой частоты от сети. Также важно упомянуть о том, что многие устройства оснащены стабилитронами. Магнитопроводы в аппаратах устанавливаются обычные.

Непосредственно обмотки для трансформаторов используются концентрического типа. Применяются данные устройства чаще всего для двигателей небольшой мощности. Также они подходят для многих типов компрессоров. Регуляторы в устройствах, как правило, отсутствуют. Изоляторы применяются композитного типа. В среднем параметр проводимости тока у моделей не превышает 50 мкСм. В свою очередь перегрузку аппараты с мощность 80 Вт способны выдерживать в 3 А.

Масляные модели

Масляный трансформатор 220 на 12-24 вольта оснащается специальным теплообменником. Непосредственно для охлаждающей жидкости используются каналы. Сердечники во многих модификациях предусмотрены ленточного типа. Обмотки чаще всего применяются трехслойные. Отдельного внимания заслуживают реле. Устанавливаются они с различной проводимостью. В среднем для масляных конфигураций указанный параметр колеблется в районе 60 мкСм.

Катушки в устройствах устанавливаются с магнитопроводами. Непосредственно выводов для подключения оборудования имеется два. Некоторые конфигурации производятся с клеммами. Для электроприводов масляные устройства подходят идеально. Трансиверы во всех моделях устанавливаются лишь ортогонального типа.

Как сделать устройство своими руками?

Сделать трансформатор 220 на 24 вольта своими руками довольно сложно. В первую очередь для понижающей модификации потребуется большая катушка с хорошей проводимостью тока. Для того чтобы обеспечивать стабильную рабочую частоту, обмотка должна быть предусмотрена концентрического типа. Непосредственно для подключения оборудования применяются выводы, которые представляют собой просто проводники.

В данном случае расширители устанавливаются обычные. Использовать их можно от любого поломанного трансформатора. Если рассматривать модификации с переключателями, то для них придется делать отдельно стойку. Для того чтобы сбои не происходили часто, применяются изоляторы. В наше время наиболее надежными принято считать композитные аналоги.

Модель на 80 Вт

Трансформатор 220 на 24 вольта постоянного тока на 80 Вт больше всего подходит для обычных компрессоров. На производстве модели данного типа встречаются довольно редко. Расход электроэнергии у них незначительный, однако мощности для нормального электропривода однозначно не хватит. Магнитопроводы в устройствах применяются, как правило, с низковольтной обмоткой.

Сердечники при этом встречаются штампованного типа. Если рассматривать конфигурации с высокой проводимостью тока, то у них предусмотрены специальные компараторы. Однако чаще всего устанавливаются обычные отводы. Также существуют модели со стабилизаторами. В данном случае параметр перегрузки тока в среднем составляет 3,5 А. Переключатели у моделей на 80 Вт никогда не используются.

Устройство на 100 Вт

Трансформатор 220 на 24 вольта (100Вт) может применяться для электроприводов. Многие модификации оснащаются надежными системами защиты. Чаще всего производителями указывается маркировка ИП20. Все это говорит о том, что у модели применяется с композитными изоляторами. Если говорить про магнитопроводы, то они используются с вторичной обмоткой.

Довольно часто сердечники встречаются листового типа. Однако штампованных аналогов на рынке имеется много. По качеству листовым сердечникам они не сильно уступают. Проводимость тока у конфигураций на 100 Вт в среднем равняется 70 мкСм. Если говорить про перегрузки, то многое в данной ситуации зависит от производителя. Устройства с трансиверами встречаются редко. Однако трансформаторы на 100 Вт со стабилизаторами пользуются большим спросом.

Трансформатор на 120 Вт

Трансформатор 220 на 24 вольта на 120 Вт подходит для электродвигателей разной мощности. Сердечники во многих конфигурациях устанавливаются листового типа. Магнитопроводы, в свою очередь, имеются с высоковольтной обмоткой. Выводы в устройствах стандартно имеются в количестве двух. Некоторые модели производятся с клеммами для подключения к оборудованию. Системы охлаждения на сегодняшний день существуют различные. Однако чаще всего речь идет об обычном понижении температуры за счет циркуляции воздуха.

Катушки в трансформаторах часто устанавливаются на опорные кольца. В некоторых случаях у моделей есть расширители. Переключатели также используются в трансформаторах. Трансиверы применяются как ортогонального, так и подстроечного типа. В данном случае многое зависит от показателя рабочей частоты сети. Если она не превышает 40 Гц, то можно смело использовать ортогональные трансиверы. В противном случае для нормальной эксплуатации устройства подходят лишь подстроечные компоненты. Стабилизаторы применяются довольно редко.

Однодиапазонные устройства

Однодиапазонный трансформатор 220 на 24 вольта способен эксплуатироваться в сети с частотой ниже 45 Гц. В данном случае во всех моделях устанавливаются компараторы. За счет них показатель проводимости тока можно легко стабилизировать. Трансиверы встречаются в основном ортогональные. Непосредственно изоляторы уславливаются у моделей композитные. Магнитопроводы для преобразования тока применяются на высоковольтной обмотке. Катушки в данном случае обязательно имеются с опорными кольцами. Теплообменники у однодиапазонных трансформаторов отсутствуют.

Многодиапазонные модификации

Многодиапазонный трансформатор 220 на 24 вольта способен довольно просто использоваться от сети с частностью свыше 45 Гц. Скачки в системе происходят у моделей редко. За счет этого электрооборудование работает более качественно, и расход электроэнергии не сильно большой. Компараторы в таких модификациях имеются двухполюсного типа.

Проводимость тока у моделей превышает 80 мкСм. В свою очередь параметр перегрузки составляет обычно 5,5 А. Изоляторы в данном случае устанавливаются на отводах. Для избегания различных электромагнитных сбоев применяются переключатели. Теплообменники в конструкциях используются различной емкости. Для укрепления их применяются опоры и рейки. Система охлаждения у многих моделей предусмотрена жидкостного типа. Магнитопроводы используются с высоковольтной обмоткой.

Трансформаторы с диэлектриками

Модели с диэлектриками используются для компрессоров. На производстве устройства данного типа являются довольно востребованными. Они способны работать от однофазной цепи.

Также важно учитывать, что частотность моделей в среднем равняется 35 Гц. Таким образом, большие перегрузки тока происходят редко. Изоляторы в представленных моделях не применяются. Непосредственно диэлектрики устанавливаются возле магнитопровода.

Электрический ток- это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц: электронов в металлах, в электролитах - ионов, а в газах - электронов и ионов. Электрический ток может быть как постоянным, так и переменным.

Определение постоянного электрического тока, его источники

Постоянный ток (DC, по-английски Direct Current) - это электрический ток, у которого свойства и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Постоянный ток используется в автомобилях и в домах, в многочисленных электронных приборах: ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. д. Перемеренный электрический ток из розетки преобразуется в постоянный при помощи блока питания или трансформатора напряжения с выпрямителем.

Любой электроинструмент, устройство или прибор, работающие от батареек так же являются потребителями постоянного тока, потому что батарея или аккумулятор- это исключительно источники постоянного тока, который при необходимости преобразуется в переменный с использованием специальных преобразователей (инверторов).

Принцип работы переменного тока

Переменный ток (AC по-английски Alternating Current)- это электрический ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах условно обозначается отрезком синусоиды « ~ ».
Иногда после синусоиды могут указываться характеристики переменного тока - частота, напряжение, число фаз.

Переменный ток может быть как одно- , так и трёхфазным, для которого мгновенные значения тока и напряжения меняются по гармоническому закону.

Основные характеристики переменного тока - действующее значение напряжения и частота.

Обратите внимание , как на левом графике для однофазного тока меняется направление и величина напряжения с переходом в ноль за период времени Т, а на втором графике для трехфазного тока существует смещение трех синусоид на одну третью периода. На правом графике 1 фаза обозначена буквой «а», а вторая буквой «б». Хорошо известно, что в домашней розетке 220 Вольт. Но мало кто знает, что это действующие значение переменного напряжения, но амплитудное или максимальное значение будет больше на корень из двух, т.е будет равно 311 Вольт.

Таким образом, если у постоянного тока величина напряжения и направление не изменяются в течении времени, то у переменного тока- напряжение постоянно меняется по величине и направлению (график ниже нуля это обратное направление).

И так мы подошли к понятию частота — это отношение числа полных циклов (периодов) к единице времени периодически меняющегося электрического тока. Измеряется в Герцах. У нас и в Европе частота равна 50 Герцам, в США- 60 Гц.

Что означает частота 50 Герц? Она означает, что у нас переменный ток меняет свое направление на противоположное и обратно (отрезок Т- на графике) 50 раз за секунду!

Источниками переменного тока являются все розетки в доме и все то, что подключено напрямую проводами или кабелями к электрощиту. У многих возникает вопрос: а почему в розетке не постоянный ток? Ответ прост. В сетях переменного тока легко и с минимальными потерями преобразовывается величина напряжения до необходимого уровня при помощи трансформатора в любых объемах. Напряжение необходимо увеличивать для возможности передачи электроэнергии на большие расстояния с наименьшими потерями в промышленных масштабах.
С электростанции , где стоят мощные электрогенераторы, выходит напряжение величиной 330 000-220 000 , далее возле нашего дома на трансформаторной подстанции оно преобразуется с величины 10 000 Вольт в трехфазное напряжение 380 Вольт, которое и приходит в многоквартирный дом, а к нам в квартиру приходит однофазное напряжение, т. к. между напряжение равняется 220 В, а между разноименными фазами в электрощите 380 Вольт.

И еще одним из важных достоинств переменного напряжения является то, что асинхронные электродвигатели переменного тока конструктивно проще и работают значительно надежнее, чем двигатели постоянного тока.

Как переменный ток сделать постоянным

Для потребителей, работающих на постоянном токе- переменный преобразуется при помощи выпрямителей.

Преобразователь постоянного тока в переменный

Если с преобразованием переменного тока в постоянный не возникает сложностей, то со обратным преобразованием все гораздо сложнее. В домашних условиях для этого используется инвертор - это генератор периодического напряжения из постоянного, по форме приближённого к синусоиде.

Эпоха научно-технического прогресса требует измерять всё. Электрические сети не являются исключением. Для проведения этих измерений важно знать, в каких единицах измеряется напряжение. В самой распространённой системе СИ единица измерения напряжения обозначается 1 Вольт или сокращённо – 1В. Может также обозначаться 1V. Это обозначение выбрано в честь физика из Италии Алессандро Вольта.

Что такое электрическое напряжение

Оно не может существовать само по себе, как вес. Есть два случая, требующих его измерения:

• Между разными узлами электрической цепи или концами проводника. 1 Вольт – это такой потенциал, при котором ток величиной 1 Ампер выделяет 1 Ватт мощности;
• Измерение напряженности электростатического поля проводится между двумя точками поля. Единица напряжения 1 Вольт – это такой потенциал, при котором заряд 1 Кулон совершает работу 1 Джоуль.

Эффект Джозефсона

С 1990 года есть ещё одно определение электрического напряжения. Его значение связано с эталоном частоты и цезиевыми часами. При этом используется нестационарный эффект Джозефсона6 при облучении специальной матрицы излучением на частоте 10-80 ГГц на ней появляется потенциал, величина которого не зависит от условий эксперимента.

Действующее значение напряжения

Определение величины электрического потенциала между участками сети производится по количеству тепла или работе, совершённой за определённое время. Но это справедливо только для постоянного тока. Переменное напряжение имеет синусоидальную форму. В максимуме амплитуды оно максимально, а при переходе от положительной полуволны к отрицательной равно нулю.

Поэтому для расчётов используется среднее значение, которое называется «действующее значение», при расчетах приравнивающееся к постоянному той же величины.

От максимального оно отличается в 1,4 раза или √2. Для сети 220В максимальное значение составляет 311В. Это имеет значение при выборе конденсаторов, диодов и других элементов электронных схем.

Определение величины напряжения

Чем измеряется напряжение? Это производится специальным прибором – вольтметром. Он может иметь различную конструкцию, быть цифровым или стрелочным, но его сопротивление должно быть максимально возможным, а ток – минимальным. Это необходимо для того, чтобы свести к минимуму влияние прибора на сеть и потери в проводах, идущих от источника питания к вольтметру.

Сеть постоянного тока

Эти измерения производятся магнитоэлектрическими приборами. В последнее время широко используются устройства с цифровым табло.

Самый простой способ – прямое подключение прибора к месту измерения. Это возможно при соблюдении ряда условий:

• Предел измерения больше ожидаемого максимума. Если оно до начала измерений неизвестно, то следует выбрать наибольший предел и последовательно его уменьшать;
• Соблюдение полярности подключения. При неправильном подключении стрелка отклонится в обратную сторону, а цифровое табло покажет отрицательную величину.

Если предел измерений недостаточен, то его можно расширить при помощи добавочного сопротивления. Оно может быть внешним или внутренним. Можно использовать несколько сопротивлений и переключать их для изменения предела прибора. Так устроен мультиметр.

Сеть переменного тока

Напряжение измеряется в сети переменного электрического тока приборами всех типов, кроме магнитоэлектрических. Эти устройства можно использовать, только подключив их к выходу выпрямителя.

Для увеличения предела измерения есть несколько способов. Для этого к прибору подключается дополнительно одно из устройств:

• добавочные сопротивления;
• при неизменной частоте сети вместо сопротивления используются конденсаторы;
• самый распространённый вариант – применение трансформатора напряжения.

Требования к измерительным устройствам и дополнительным приспособлениям такие же, как к устройствам постоянного тока.