Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрические приборы и устройства » Как устроен электрический звонок: принципы работы
Количество просмотров: 104398
Комментарии к статье: 4


Как устроен электрический звонок: принципы работы


Устройство электрического звонкаМы с детства знакомы с кнопкой над дверью в квартиру или здание. При нажатии на нее хозяину подается звуковой сигнал — мелодичный звон колокольчика или несложная музыкальная композиция, предупреждающая о появлении гостя.

Так работает обычный электрический звонок. Его конструкцию мы и будем разбирать, не затрагивая электронные модели на мультивибраторах, микросхемах и других компонентах.

Электрический звонок существует уже два столетия, использует энергию электромагнитного поля. Его бытовые конструкции работают от тока:

1. постоянной величины;

2. с переменной синусоидальной гармоникой, обычно питаемой напряжением 220 вольт.

Содержание статьи

Принцип работы и устройство электрического звонка на постоянном токе

Для создания звуковых волн используются удары небольшого молоточка в виде стального шарика, расположенного на конце пружинистой пластины, который при механических колебаниях ударяет по колоколу.

Этот молоточек стационарно закреплен на подвижном якоре, способном перемещаться относительно неподвижной точки опоры. Здесь же смонтированы:

  • подвижная часть составного магнитопровода электромагнита;

  • пружина с устройством регулировки усилия возврата якоря в исходное положение, которая работает после разрыва цепи питания электрического тока;

  • подвижный контакт, коммутирующий подачу напряжения на катушки электромагнита.

Вокруг магнитопровода размещены две электрические катушки с обмотками, соединенными последовательно. При прохождении постоянного тока через катушки в магнитопроводе создается магнитный поток, величина которого суммируется от потоков каждого витка и во много раз превышает значения, возникающие в единичном проводе. См. - Катушки индуктивности и магнитные поля

Магнитная сила, создаваемая магнитопроводом, может достигать больших величин и совершать значительную механическую работу. В нашем случае она используется для поворота якоря: притяжения его к стационарной части с целью совершения удара молоточком по колоколу.

Принцип работы электрического звонка на постоянном токе

Источником напряжения/тока в схеме может служить определенный гальванический элемент (батарейка или аккумулятор), либо выпрямительное устройство, запитанное от источника переменной электрической энергии.

На вышеприведенной схеме не показана кнопка с механическим самовозвратом, при нажатии на которую, в электрические цепи звонка подается ток от источника. Она приведена на картинке ниже.

Маршрут прохождения тока в электрическом звонке на постоянном токе

При нажатии на кнопку создается замкнутая цепь для прохождения электрического тока I по проложенным проводам от «плюса источника» через замкнутую контактную группу к токопроводящей пластине якоря и через обмотки катушек на «минус источника».

В магнитопроводе наводится магнитный поток.

Возникновение магнитного потока в электрическом звонке на постоянном токе

Он образует механическую силу F, поворачивающую якорь и притягивающий его к неподвижной части.

Поворот якоря

При этом молоточек стучит по колоколу, вызывая звон, а подвижный контакт отходит от стационарно закрепленного. В разрыве между ними проскакивает электрическая искра. Одновременно растягивается механическая пружина и возрастает ее натяжение.

После погасания искры через разомкнутую контактную группу прекращается движение электрических зарядов, пропадает ток, исчезает магнитный поток.

Исчезновение магнитного потока

На якорь остается действовать только сила натяжения пружины P, под влиянием которой он возвращается в первоначальное положение. При этом, если кнопка звонка остается нажатой, то в цепи снова возникает электрический ток для нанесения повторного и следующих ударов молоточком по колоколу.

В итоге звонок будет звучать до тех пор, пока посетитель нажимает на кнопку. На практике существуют схемы, ограничивающие длительность звучания. Они основаны на врезании в цепь тока дополнительного нормально замкнутого контакта, который управляется запускаемым таймером. Но этот способ усложняет конструкцию и не всегда оправдан.

Последовательность динамики происходящих при работе процессов демонстрирует анимированная картинка.

Устройство и принцип работы электрического звонка

Управлять электрическим звонком можно из разных мест. Для этого достаточно подключить параллельно контактам кнопки еще дополнительную кнопку или группу их для монтажа в разных помещениях. Таким способом в XIX веке пользовалась знать и владельцы больших домов для вызова к себе слуг.

Все электрические и магнитные характеристики катушек, проводов, контактов, кнопок и источников питания рассчитываются и подбираются на заводе в соответствии с возникающими тепловыми нагрузками и механическими усилиями для надежной работы.

Звонки на постоянном токе используются в старых телефонных аппаратах, системах сигнализации, пожарной охраны и других устройствах.

Особое беспокойство в этой схеме составляет контактная группа. Через нее при работе постоянно проскакивает искровой разряд, который медленно, но целенаправленно разрушает металл. Это требует периодических осмотров и проведения профилактических работ.

Принцип работы и устройство электрического звонка на переменном токе

Электромагнитная энергия переменного тока изменяется по гармоничному синусоидальному закону. Магнитные и электрические поля постоянно взаимодействуют по времени, направлены встречно по отношению друг к другу.

Распространение электрической и магнитной энергии

При прохождении по катушке изменяющегося по направлению и величине тока в магнитопроводе наводится магнитный поток соответствующей формы. В случае правильно подобранной конструкции деталей подвижную часть якоря можно заставить совершать возвратные движения в две стороны под действием магнитной силы.

Во время первого колебания производится удар по колоколу, а при втором — отвод молоточка на исходную позицию для совершения последующего удара. Частота изменения тока в 50 герц будет соответствовать периодичности вырабатываемого звона.

По этому принципу создан и работает электрический звонок, показанный на фотографии.

Электрический звонок

Он изготовлен в 70-х годах по ГОСТ 7220 66, утвержденному в 1966 году, до сих пор сохранил свою работоспособность.

В его состав входят:

  • колокол;

  • катушка с обмоткой;

  • магнитопровод с ударной пластиной и элементами крепления на стену;

  • проводами для подключения в схему;

  • винтом крепления колокола на корпусе.

Здесь отсутствует контактная группа. Это повышает надежность системы, исключает необходимость частых профилактических обслуживаний.

После откручивания винта видны все составные части электрического звонка на переменном синусоидальном токе.

Составные части электрического звонка

Более детально их конструкцию и внешний вид можно рассмотреть на приведенных ниже картинках.

Вешний вид деталей

У этой конструкции используется напряжение 220 вольт. Оно присутствует на всех электрических деталях схемы, включая кнопку, что считается опасным фактором и требует контроля состояния изоляции. Подключать такой звонок в сеть кнопками, изготовленными на меньшее напряжение, опасно и недопустимо.

В современных звонках напряжение на обмотку и кнопку снижают включением в схему понижающих трансформаторов. На их первичную обмотку подается 220 вольт от квартирной сети, а на кнопку и звонок подводится пониженное напряжение.

Трансформаторная конструкция на переменном токе встречается в телефонных аппаратах, схемах сигнализации промышленных установок. 

Читайте также: 

Как выполнить подключение дверного звонка

Про детские шалости или как защитить квартирный звонок от возгорания

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрические приборы и устройства

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Что такое зуммер и как он работает
  • Про детские шалости или как защитить квартирный звонок от возгорания
  • Как выполнить подключение дверного звонка
  • Как установить дверной звонок
  • Устройство и принципы работы магнитного пускателя
  • Последовательное, параллельное и смешанное возбуждение в двигателях постоян ...
  • Как сделать электромагнит в домашних условиях
  • Как устроен и работает трансформатор, какие характеристики учитываются при ...
  • Однофазный асинхронный двигатель: как устроен и работает
  • Катушки индуктивности и магнитные поля. Часть 2. Электромагнитная индукция ...
  • Категория: Электрические приборы и устройства

      Комментарии:

    #1 написал: Вадим |

    Сейчас электрозвонки такой конструкции не пользуются популярностью в населения. Больше мелодичные или звуковые. Например, пение птиц.

    Но к сожалению, они быстро выходят из строя. А вот гонг, на котором показан принцип работы, ломается очень редко. И если уже перестал работать, значит виновата пыль, которая собралась на сердечнике и просто блокирует движение движение.

    И не удивительно. Ведь разрабатывался он в далеком 76 году прошлого столетия. А тогда всё разрабатывалось на века.

      Комментарии:

    #2 написал: Паша |

    Простой электрический звонок работает так: после нажатия кнопки заряжается электромагнит, к нему притягивается железный якорь, который побуждает молоточек ударить по звонку. Однако это действие разрывает электрическую цепь и электромагнит разряжается. Пружина возвращает на место молоточек и якорь, вследствие чего восстанавливается цепь, и электромагнит снова заряжается. 

      Комментарии:

    #3 написал: Сергей Сергеевич |

    Электрический звонок — это небольшое электрическое устройство (простая электрическая машина), преобразующее электрическую энергию в механическую в виде звука (аналогично зуммеру или динамику). Он используется, например, в классических телефонах, в домашних звонках, для звонка в школу или в качестве предупредительного сигнала на железнодорожных переездах. Когда дверной звонок подключен к источнику питания постоянного тока, дверной звонок начинает звонить.

    Когда выключатель замкнут, вокруг электромагнитов создается магнитное поле, и якорь притягивается к ним. В результате цепь разрывается, электромагнит теряет свои магнитные эффекты, но благодаря инерции якорь достигает звонка. Якорь возвращается в исходное положение (иногда под действием пружины). Цепь снова замыкается, электромагниты снова начинают работать, и весь процесс повторяется снова и снова, пока цепь не разомкнется выключателем. Вытянутый колеблющийся якорь ударяется о металлический колокол (резонатор) и эти удары вызывают звуковой эффект. Некоторые электрические звонки имеют два резонатора, по которым ударяют молотком, каждый в одном крайнем положении, и могут иметь разные резонансные частоты.

    В старых трамваях внизу шкафа помещался звонок, который звенел кольцом на вращающейся подвеске. Колокол представляет собой чашу из листового металла, закрепленный за центром. С внутренней стороны чаши имеется приварка, в которую ударяется подвеска с неплотно прикрепленным кольцом (похоже на звонок на велосипеде). Рычаг вращает двигатель в соответствии с бортовым напряжением (24 В постоянного тока).

      Комментарии:

    #4 написал: Михаил |

    Электрический дверной звонок - это простое электрическое устройство, которое состоит из нескольких компонентов: кнопки звонка, звонка (звонкового генератора) и трансформатора.

    Кнопка звонка обычно расположена на дверной раме или настенном выключателе. При нажатии на кнопку звонка, электрический контакт внутри кнопки закрывается, создавая электрическую цепь между трансформатором и звонком.

    Трансформатор является ключевым компонентом в электрическом дверном звонке. Он преобразует напряжение сети в низкое напряжение, которое безопасно для использования в дверных звонках. Трансформатор также изолирует электрическую цепь звонка от основной сети, что предотвращает возможность поражения электрическим током.

    Звонок, или звонковый генератор, принимает сигнал от трансформатора и создает звуковой сигнал, который слышен внутри помещения. Звонок состоит из электромагнита и звонка, который создает звуковой сигнал при притягивании электромагнита.

    При нажатии на кнопку звонка, ток проходит через трансформатор и электромагнит звонка, что приводит к притягиванию звонка к электромагниту, что создает звуковой сигнал.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.