ภรรยาของฉันและฉันมีไฟหลายดวงบนสวิตช์หรี่ไฟทั่วบ้านของเรา โดยทั่วไปแล้วเราชอบแสงโดยรอบที่ได้จากแสงสลัว แม้ว่าฉันจะอยากรู้อยากเห็นถ้าเราประหยัดพลังงานไฟฟ้าด้วยการหรี่แสงลง ฉันรู้สึกว่าฉันได้อ่านที่ไหนสักแห่งที่สวิตช์หรี่ไฟทำงานโดยการเปิดและปิดกระแสไฟอย่างรวดเร็วถึงแม้ว่ามันจะเป็นไปได้ว่าฉันจะไม่เข้าใจว่าสวิตช์หรี่ไฟทำงานอย่างไร

ใช่. และนี่คือเหตุผล

Rheostat หรี่แสงได้

สวิตช์หรี่ไฟเก่าใช้ตัวต้านทานปรับค่าเพื่อหรี่แสง ให้ดูตัวอย่างง่ายๆ

เราสามารถหาค่าความต้านทานรวม (RT) โดยการเพิ่มค่าความต้านทานทั้งหมด

RT = R1 + R2 = 0 โอห์ม + 144 โอห์ม = 144 โอห์ม

จากนั้นเราสามารถค้นหากระแสรวม (IT)

IT = ET / RT = 120V / 144 Ohms = .83A

จากนั้นเราจะคำนวณแรงดันในแต่ละโหลดตัวต้านทาน

E1 = IT * R1 = .83A * 0 โอห์ม = 0V

E2 = IT * R2 = .83A * 144 โอห์ม = 120V

สุดท้ายเราจะคำนวณกำลังไฟรวม (WT)

WT = V ^ 2 / R = 120V ^ 2/144 โอห์ม = 100 วัตต์

ให้ดูว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราเพิ่มความต้านทานของ R1

RT = 200 Ohms + 144 Ohms = 344 Ohms

IT = 120V / 344 Ohms = .349A

E1 = .349A * 200 โอห์ม = 69.77V

E2 = .349A * 144 โอห์ม = 50.23V

WT = 120V ^ 2/344 = 41.86 วัตต์

อย่างที่คุณเห็นเราได้เพิ่มความต้านทานของ R1 และลดแรงดันไฟฟ้าใน R2 อย่างมีประสิทธิภาพ และตอนนี้เรามีแสงสลัว

ไทริสเตอร์หรี่

สวิตช์หรี่ไฟสมัยใหม่ใช้TRIACเพื่อลดระยะเวลาที่แสงเปิด อย่างไรก็ตามเนื่องจากวงจรในเครื่องหรี่แสงไม่มีการประหยัดพลังงานโดยตรง 1: 1 การหรี่แสงเป็น 50% จะไม่เท่ากับการประหยัดไฟฟ้า 50%

รูปแบบของคลื่นทั่วไปในระบบ AC จะมีลักษณะเช่นนี้

TRIAC ป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลทุกครั้งที่แรงดันไฟฟ้าถึง 0 บางอย่างเช่นนี้

ดังนั้นคุณจะได้รูปคลื่นที่มีลักษณะเช่นนี้

ด้วย TRIAC แสงจะถูกปิดและเปิด 120 ครั้งต่อวินาที ทุกรอบคุณจะประหยัดพลังงานได้เล็กน้อย การเห็นค่าไฟฟ้าของคุณเพียงพอหรือไม่? ฉันเดาว่ามันจะขึ้นอยู่กับว่าไฟเปิดนานเท่าไหร่และเปอร์เซ็นต์ของแสงจะลดลงเท่าใด

คำตอบสั้น ๆ คือใช่คุณจะประหยัดค่าไฟฟ้า อาจหรี่ที่ทำใน 20 ปีที่ผ่านมามีเทคโนโลยีที่ช่วยให้คุณประหยัดเงิน นี่คือจากLutronซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ผลิตเครื่องหรี่ที่ใหญ่ที่สุดในโลก

อย่างที่คุณเห็นไม่เพียง แต่คุณจะประหยัดไฟฟ้าเท่านั้น นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมหลอด 130 โวลต์จึงมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 120 โวลต์

LED หรี่แสงได้ง่าย แต่เพื่อให้ได้ประสบการณ์การหรี่แสงที่ดีที่สุดคุณจะต้องใช้สวิตช์หรี่ไฟที่ออกแบบมาสำหรับ LED สิ่งเหล่านี้มีสิ่งที่ฉันใช้เรียกสกรูตัดแต่งเพื่อให้คุณสามารถปรับหรี่เพื่อใช้ช่วงหรี่แสงทั้งหมด ใช้ตัวขันสกรูสำหรับควบคุมความเร็วของพัดลมและคุณจะปรับสกรูยึดลงไปที่ตำแหน่งที่พัดลมหมุนเมื่อตัวควบคุมความเร็วหันไปที่การตั้งค่าที่ต่ำกว่า

มันสามารถขึ้นอยู่กับประเภทของหรี่ - ตัวเก่าที่ใช้ในการปล่อยโหลดผ่านตัวต้านทานดังนั้นคุณจึงสิ้นเปลืองพลังงานเดียวกันเพียงแค่เปลี่ยนมันเป็นความร้อนในตัวต้านทานมากกว่าความร้อนและแสงในหลอด

คนสมัยใหม่ควรประหยัดพลังงานบางอย่างพวกเขาเปิดและปิดอย่างรวดเร็วและเพียงเปลี่ยนรอบการทำงานเพื่อให้เวลา 'มากขึ้น' น้อยลง

ฉันใช้เวลาพอสมควรในการค้นคว้าคำถามนี้เมื่อไม่นานมานี้รวมถึงการจ่ายเงินให้ช่างไฟฟ้ามาที่บ้านเรา เขาไม่เข้าใจปัญหา สวิตช์หรี่ไฟส่วนใหญ่ที่คุณซื้อเป็นเพียงตัวต้านทานผันแปร ซึ่งหมายความว่าหากคุณมีหลอดไฟ 100 วัตต์ในวงจร แต่หรี่ครึ่งทางคุณกำลังส่ง 50 วัตต์ไปยังหลอดไฟและ 50 วัตต์กลายเป็นความร้อนในกล่องสวิตช์

ทิ้งความร้อนมากเกินไปลงในกล่องสวิตช์และคุณอาจพบว่าคุณกำลังทำอาหารหรี่ไฟอยู่ ในกรณีของเราหลอดไฟ 300 วัตต์บนสวิตช์หรี่ไฟหรี่ลงไปสู่แสงรอบข้างต่ำก็เพียงพอที่จะปรุงสวิตช์หรี่ไฟที่ได้รับการจัดอันดับให้รองรับ 500-600 วัตต์ (ช่างไฟฟ้าของเราเห็นว่าสวิตช์หรี่ไฟได้รับการจัดอันดับทางทฤษฎีเพื่อจัดการกับวัตต์ดังนั้นจึงไม่น่าจะเป็นปัญหาของเรา)

ดังนั้นไม่คุณไม่ได้ประหยัดไฟฟ้าเลยด้วยการหรี่หลอดลงอย่างน้อยก็ด้วยหรี่มาตรฐาน คุณสามารถซื้อหลอดไฟ LED หรือหลอด CFL เพื่อช่วยได้ที่นี่ แต่ระวังว่าหลอด LED ทั้งหมดดูเหมือนจะไม่ทำงานกับสวิตช์หรี่ไฟทั้งหมด และหลอดไฟ CFL ก็ไม่ได้แย่ขนาดนี้เลยแม้แต่กับหลอดที่ออกแบบมาให้หรี่

คุณยังสามารถซื้อหรี่อิเล็กทรอนิกส์ได้ นี่คือเครื่องหรี่ไฟที่ทำงานได้โดยการปิดเครื่องอย่างสมบูรณ์หลายครั้งต่อวินาที มันช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้อย่างแน่นอนเพราะอิเล็กตรอนที่ไม่ผ่านแสงไม่เพียงแค่ผ่านตัวต้านทานเพื่อสร้างความร้อน สวิตช์หรี่ไฟอิเล็กทรอนิกส์มีราคาแพงกว่า โปรดทราบว่าสวิตช์หรี่ไฟส่วนใหญ่ที่คุณซื้อที่ร้านค้าที่บ้านยังคงเป็นประเภทตัวต้านทาน

ในที่สุดคุณสามารถทำสิ่งอื่นได้ หากคุณใช้สวิตช์ตามปกติหรี่ลงค่อนข้างไกลให้ใส่หลอดไฟที่น้อยลงหรือเล็กลงในภาชนะ ตัวอย่างเช่นเรามีหลอดไฟยอง 60 วัตต์ห้าวงจรในวงจรเดียวซึ่งปกติเราจะวิ่งลงมาทางแสงสลัว ในขณะที่ฉันวางแผนที่จะซื้อหลอดไฟ LED เพื่อแทนที่หลอด LED ที่หรี่แสงได้นั้นแพงเกินไปในตอนนี้ที่จะให้เหตุผล เรียบง่ายขึ้นเพียงเพื่อสำรอง 3 ใน 5 หลอด หลอดไฟขนาด 60 วัตต์สองดวงที่หรี่แสงลงครึ่งหนึ่งเพียงพอสำหรับให้แสงสว่างในพื้นที่ตามที่เราต้องการ

ในขณะที่ rheostats ถูกนำมาใช้เป็นตัวหรี่แสงในโรงละครย้อนกลับไปในช่วงแรก ๆ มันไม่ได้เป็นเรื่องธรรมดามาตั้งแต่ทศวรรษ 1950 หรือก่อนหน้านี้และฉันไม่เคยเห็นหรี่แสงแบบในประเทศที่ไม่ได้ใช้ไทริสเตอร์ คุณไม่ได้ประหยัดพลังงานหลอดหรี่แสงลงมากเนื่องจากความสัมพันธ์ที่ไม่เชิงเส้นอย่างมีประสิทธิภาพกับอุณหภูมิของเส้นใย (ความสว่าง) แต่มันไม่ได้เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มที่ถูกเผาในหรี่ แทนที่จะเป็นหลอดหรี่แสงไฟที่ออกมาจะเลื่อนไปทางอินฟาเรดโดยเปอร์เซ็นต์ของพลังงานที่ใหญ่ขึ้นจะเปลี่ยนเป็นความร้อนในหลอดไฟมากกว่าแสงที่มองเห็น คุณยังคงบันทึกบางอย่าง แต่ไม่มากเท่าที่คุณคิด

หลอดไฟ LED บางรุ่นที่สามารถหรี่แสงได้ช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมาก ในหลาย ๆ วัดฉันมี "หลอดไฟ" 10-13W หรี่ลงไปถึงสิ่งที่ดูครึ่งประมาณเป็นสดใสเพื่อลูกตาของฉันวาดเพียง 2-3 วัตต์

ด้วยหลอดไฟ (ซึ่งเป็นอย่างที่คนอื่นสังเกตเห็นเพียงหลอดไฟหรี่แสงได้อย่างน่าเชื่อถือ) แม้ในสถานการณ์กรณีที่ดีที่สุดแสงของพวกเขาจะลดลงเร็วกว่าการใช้พลังงาน - ตัวอย่างเช่น (ทำขึ้นเป็นตัวเลข แต่มีหลักการ) หากคุณหรี่แสงลงถึง 75% ของความสว่างปกติคุณยังคงใช้บางทีอาจจะเป็น 80-90% ของกำลังงานดั้งเดิม ยิ่งพวกเขามีความสว่างมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น

ในขณะที่มันเป็นความจริงที่การเพิ่มความต้านทานแบบแปรผันเป็นชุดกับหลอดไฟจะลดกระแสและลดกำลังงานลง (เมื่อความต้านทานเพิ่มขึ้น) ความจริงยังคงอยู่ที่กำลังสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนผ่านตัวต้านทานปรับค่าได้ ฉันไม่คิดว่าจะมีประเภท "rheostat" (ตัวต้านทานแปรผัน) รุ่นเก่า ๆ ที่วางขายวันนี้ การออกแบบที่ใหม่กว่าในตลาดปรับเปลี่ยนรูปแบบของคลื่น AC เป็นเพียงส่วนหนึ่งของแต่ละรอบ การออกแบบนี้มีประสิทธิภาพมากกว่าเนื่องจากไม่สูญเสียพลังงานที่ไม่ได้ใช้ แต่ส่วนประกอบซิลิกอนที่ใช้ในเครื่องหรี่ไฟจะต้องกระจายความร้อนและทำสิ่งนี้ผ่านหน้าแปลนการติดตั้ง (โดยทั่วไปคืออลูมิเนียม) นี่คือเหตุผลหนึ่งว่าทำไมอนุญาตให้มีสวิตช์และสายจำนวนหนึ่งเท่านั้นที่อยู่ในกล่อง

ฉันทดสอบตัวหรี่แสงหมุนของ Leviton $ 5 ซึ่งได้รับการจัดอันดับ 600 วัตต์โดยการหรี่ไฟคริสต์มาส ปริมาณการโหลดรวม 520 วัตต์ สวิตช์หรี่ไฟทำงานโดยลดทอนแรงดันไฟฟ้า AC ที่ให้มา สิ่งที่ฉันพบคืออุณหภูมิหรี่เพิ่มขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้า AC สูงสุดและอุณหภูมิลดลงเมื่อลดทอนแรงดันไฟฟ้า ตอนแรกฉันคิดว่าความร้อนที่เกิดขึ้นจะลดลงเมื่อความมืดลง แต่ตอนนี้ดูเหมือนว่าความร้อนส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นนั้นเกิดจากความไม่มีประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์ภายใน แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวเครื่องจะยิ่งร้อน ที่ 520 วัตต์โหลดมันร้อนพอที่ฉันไม่สามารถสัมผัสฮีทซิงค์ได้นานกว่าสองสามวินาที

บทเรียนที่นี่ไม่ได้ใช้หรี่แสงไฟหากคุณจะเปิดไฟเกือบตลอดเวลา พลังงานที่ไม่เปลี่ยนเป็นแสงจะสูญเปล่าเนื่องจากความร้อน การหรี่แสงจะใช้ไฟฟ้าน้อยลงและช่วยคุณประหยัดเงิน ไม่ว่าแสงจะหรี่ลงหรือไม่หรี่หรี่ทำให้เปลืองพลังงานในรูปของความร้อน พลังงานที่สูญเปล่าจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกับโหลด

การหรี่แสงไฟของคุณจะลดการใช้พลังงาน บางคนได้รับการแนะนำว่าพลังงานใด ๆ ที่ไม่ได้ออกไปจากหลอดแทนการทำให้ความร้อนที่สวิตช์ ในขณะที่พลังงานบางอย่างจะทำให้ความร้อนคุณจะไม่ได้ใช้พลังงานเกือบเท่าหลอดไฟ

นี่คือสมการคณิตศาสตร์ไฟฟ้าแบบง่ายๆ: P = IE Power เท่ากับเวลาปัจจุบันแรงดันไฟฟ้ารวมแรงดันไฟฟ้าข้ามวงจรเป็นค่าคงที่ ~ 120V AC

ถ้าตัวหรี่ของคุณเป็นตัวต้านทาน Rheostat อย่างง่ายเมื่อคุณเพิ่มความต้านทานกระแสของคุณจะลดลงตามกฎของโอห์ม V = IR แรงดันเท่ากับความต้านทานไทม์ปัจจุบันเนื่องจากแรงดันไฟฟ้ามีค่าคงที่เราสามารถจัดเรียงใหม่โดยการหารทั้งสองข้างด้วย "R" ถึง I = V / R เพื่อพิสูจน์ว่ากระแสไฟฟ้าลดลงเมื่อความต้านทานเพิ่มขึ้นด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่

วิธีเขียนกฎกำลังอีกวิธีคือ: P = (V ^ 2) / R ที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่และความต้านทานที่เพิ่มขึ้นกำลังงานขาออกจะลดลง พลังงานมีความสัมพันธ์เชิงลบกับความต้านทาน

หากคุณมีหลอดไฟ 100W และหรี่ไปที่ 50W เอาท์พุทคุณจะไม่ได้รับความร้อน 50W ที่หรี่ นั่นจะเผาบ้านของคุณ

เครื่องหรี่ไฟประเภทอื่นที่คุณน่าจะเห็นคือเครื่องหรี่ TRIAC เครื่องหรี่ไฟนี้จะทำการเปิดและปิดเครื่องมากกว่า 100 ครั้งต่อวินาทีดังนั้นจะใช้พลังงานน้อยลงเนื่องจากแสงจะดับลงในเวลาที่มากกว่าในทุกๆวินาทียิ่งมีการหรี่แสงมากขึ้น

คุณกำลังพูดถึงปัญหา "Watts vs VA"

ย้อนกลับไปดูภาพประกอบ "triac dimmer" ของ Tester101

• วัตต์คือพลังที่คุณใช้จริง (ไม่รวมพื้นที่สีดำใต้คลื่นไซน์)
• VA เป็นคลื่นความถี่ทั้งหมดที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องสร้างเพื่อสร้างชิ้นส่วนที่คุณใช้

"Power factor" คือความแตกต่างระหว่างวัตต์ที่คุณใช้จริงกับคลื่นไซน์ทั้งหมด และตัวหรี่ไฟ triac นั้นมี "ตัวประกอบกำลัง" ที่ไม่ดีซึ่งแตกต่างกันไปตามการตั้งค่าอย่างชัดเจน

ดังนั้นสำหรับการสร้างขีดความสามารถการหรี่แสง Triac ไม่ได้ประหยัดพลังงานมากนักเพราะเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องสร้างกระแสไฟฟ้าทั้งหมดหรือจำเป็นต้องมี "การแก้ไขตัวประกอบกำลัง" เพื่อกระจายพลังงานรอบ ๆ รูปคลื่นแบบเต็มรูปแบบ นั่นคือสิ่งที่ "ตัวแปลงแบบหมุน" ค่อนข้างดีในฐานะที่เป็นผลข้างเคียง: ความเฉื่อยในเครื่องปั่นที่ทำหน้าที่เป็น "ตัวเก็บประจุ AC" เพื่อใช้พลังงานกะเวลาในการกระจายพลังงานรอบไซน์ แน่นอนตอนนี้จะทำทางอิเล็กทรอนิกส์

อย่างไรก็ตามเครื่องวัดของคุณจะตรวจสอบพลังงานที่คุณใช้อยู่เท่านั้นและไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับตัวประกอบกำลัง ดังนั้นคุณจะได้รับการต่อรองราคาเพียงจ่ายส่วนที่คุณใช้

ไฟฟ้าให้ฉันเป็นวิทยาศาสตร์สีดำและฉันไม่มีความเชี่ยวชาญในเรื่อง แต่สำหรับฉันแล้วเมื่อใช้ตัวต้านทานชนิดหรี่แสงคุณกำลังดึงพลังงานผ่านมิเตอร์ไปยังสวิตช์แล้ว จำกัด การส่งไปยังอุปกรณ์หรือโลกโดยการเปลี่ยนพลังงานที่ไม่ต้องการเป็นความร้อน นั่นหมายถึงการประหยัดพลังงานโดยใช้สวิตช์หรี่ไฟตัวต้านทานชนิดเป็นภาพลวงตา แน่นอนว่าผลลัพธ์ที่คุณเห็นนั้นเบากว่า แต่สิ่งที่คุณจ่ายไปไม่ใช่สิ่งที่คุณเห็น แต่สิ่งที่ลงทะเบียนไว้ที่มิเตอร์ ใหม่กว่าสวิตช์หรี่ไฟที่เปิด / ปิดไฟ 120 ครั้งต่อวินาทีเป็นเรื่องราวที่แตกต่าง