Печка для дачи из кирпича: фото, схемы, инструкция

Маленькая кирпичная печка для дачи своими руками

Небольшая печка для дачи из кирпича может быть сделана за короткий срок и своими руками, без помощи профессионала. Мы расскажем о подготовке фундамента, о том, какие материалы лучше выбрать для кладки печи, и как правильно подготовить кирпич и глину, чтобы печка служила долго и хорошо обогревала ваше жилище.

Готовая печь для дачи из кирпича

К печи для дачи из кирпича своими руками выдвигаются очень скромные требования. Большие перерывы между посещениями, относительно маленький объем нагреваемого помещения, максимальная экономичность и использование местного топлива – все эти критерии говорят о выборе в пользу дровяной печи. Вопреки распространенному мнению – её вполне можно сделать и без услуг мастера-печника. Рассмотрим подробнее, как проектируется и строится небольшая кирпичная печь для дачи своими руками.

Подготовка к работе

Сделать сложную и высокоэффективную каменную печь для дачи из кирпича своими руками без строительного опыта вряд ли получится. Слишком уж много нюансов и секретов таит в себе работа профессионального мастера-печника. Но небольшая по размеру, и несложная по конструкции, вертикальная каменная печь для дачи – вполне может быть построена даже неподготовленным человеком. Главное в этом процессе – делать все очень внимательно, аккуратно и в соответствии с нашими рекомендациями.

Схема порядовки кирпича для печки

Выбор строительных материалов

Поскольку описываемая маленькая печь из кирпича для дачи топится дровами, не предназначена для интенсивного и длительного нагрева – ее можно сложить из обычного, а не огнеупорного кирпича. Хотя, для топочной камеры лучше все же использовать жаропрочный материал.

Перечень и необходимое количество материалов:

красный керамический полнотелый кирпич – 700 шт.;
решетка колосника – 1 шт.;
топочная дверка – 1 шт.;
дверка поддувала – 1 шт.;
дверки каналов очистки от сажи – 2 шт.;
задвижка – 1 шт.

Для печи для дачи на дровах своими руками нужно выбирать полнотелый керамический кирпич, которые не крошится от среднего удара молотка, и издает при этом не звонкий (это перекаленный кирпич), а гулкий звук. Желательно, чтобы боковые грани кирпичей были гладкими.

Для раствора нужна будет глина. Печники предпочитают выбирать “жирную”, из которой раствор получается мягкий, как масло, и пластичный, как мягкий пластилин. Такую глину для строительства печи для дачи своими рукам можно найти в строительных магазинах или, посоветовавшись с местными жителями, просто накопать в округе.

Инструмент

С хорошим инструментом печь для дачного дома строится быстро и легко. Для работы следует подготовить уровень, отвес, мастерок, молоток каменщика и посуду для приготовления глиняного раствора. Для резки кирпича нужна болгарка.

Готовим фундамент под кирпичную печь для дачи

Какая бы ни была маленькая кирпичная печь для дачи своими руками – ее вес составляет несколько сотен килограмм. Поэтому ставить ее на деревянный пол помещения нельзя, а понадобится фундамент.

Чтобы правильно выбрать место фундамента, нужно спроецировать на грунт план печки таким образом, чтобы ее труба приходилась между балками пола и лагами крыши. Если в стене дома предусмотрен дымоход – то печь для дачного домика должна располагаться возле него. При постройке нового дома печка на дачу может быть встроена в стену между комнатами. Этот вариант очень удобен: оба помещения нагреваются одинаково быстро, но в одной из комнат даже при самых неблагоприятных условиях никогда не будет дыма.

Схема фундамента печки для дачи из кирпича

Глубина фундамента должна превышать глубину промерзания грунта. Впрочем, если дачный дом имеет собственный глубокий фундамент, то у печки для дачи можно сделать комбинированную основу. Для этого в грунт вертикально вкапываются четыре легких бетонных столбика, например таких, которые используют для заборов. Столбики должны выступать из земли чуть ниже уровня пола.

Подготавливаем фундамент печи для дачи своими руками

Между ними, прямо на поверхность грунта, в полкирпича насыпается гравийная или песчаная подушка. Затем укладывается слой рубероида или другой листовой гидроизоляции. Сверху ложится армирующая металлическая сетка, а уже поверх нее – заливается бетонный фундамент с арматурой. Верхняя часть фундамента должна совпадать с уровнем пола и быть идеально горизонтальной!

Приступаем к постройке печи

Поверх фундамента нужно уложить еще один слой гидроизоляции, а на него – металлический лист. Размеры листа должны превышать проекцию печки на 10-15 см. Причем, со стороны загрузки дров лучше сделать выпуск побольше. Тогда случайные искры из поддувала попадут не на деревянный пол, а на металл.

Во время работы печка для дачи нагревается довольно сильно. Если близлежащая стена сделана из дерева или других воспламеняющихся материалов – ее нужно защитить теплоизоляцией. Простейшей защитой может служить лист асбеста, окрашенный теплостойкой краской или прикрытый тонкой бляхой. Открытым асбест держать нельзя, так как его пыль считается очень опасной для вдыхания. Вместо асбеста печь для дачи своими руками можно изолировать от дерева плитой твердой минеральной ваты. Материал должен быть теплостойким. Фасадная строительная вата для этого не подойдет, поскольку она имеет слишком низкую температурную границу.

Готовим глиняный раствор

Дачная печь возводится на глине, а не на цементе. Глиняный раствор готовится из хорошей глины и чистого речного или морского песка. Если глина не покупная, а копалась где-то по соседству, то стоит поначалу проверить ее качество. Для этого делаем несколько пробных замесов с разными пропорциями глины и песка. Готовое глиняное тесто скатываем в небольшие шарики, валики, лепешки, и оставляем сушиться две недели при комнатной температуре.

Высохшие изделия нужно подвергнуть испытанию: кинуть их с высоты человеческого роста, попробовать раздавить дощечкой под весом гири и т.д. Состав наиболее прочного глиняного образца берется за эталон. На приведенном рисунке лучший замес соответствует образцам “б”.

Строим печь на даче: фото испытаний глиняного раствора

Подготовка кирпича и глины

Печка для дачи своими руками строится из предварительно вымоченного кирпича! Для этого его выдерживают в воде не менее 8 часов. За это время весь воздух выйдет, и глина будет хорошо браться за кирпич в кладке. Глины нужно готовить совсем немного, чтобы хватило для укладки приблизительно 20-25 шт. кирпичей. Без необходимого опыта большее количество за один раз и не положишь. Толщина глиняного раствора в кладке не должна превышать 5 мм.

Особенности печной кладки

Чтобы печь на даче, своими руками выложенная, служила долго, каждый ряд следует проверять на прямые углы и горизонтальность поверхности. Последовательность укладки видна на чертеже порядовки.

Чугунные дверки поддувала и топочной камеры крепятся при помощи стальной проволоки, которую замуровывают в кладку. Запилы делаются болгаркой. В крайнем случае, можно делать и по старинке – молотком-кирочкой каменщика, но при этом возможно много отходов на брак. Площадка под колосник должна быть чуть больше размеров самой решетки. Тогда, при нагреве, металл не будет сдвигать кирпич.

Выкладываем печь для дачного дома своими руками

Раствор наносится на мокрый кирпич. Бывалые печники делают это не мастерком, а рукой. Хороший раствор наноситься так же легко, как мягкое масло намазывается на хлеб.

Важное замечание

Если при кладке кирпич просел ниже, чем нужно – его следует снять, очистить раствор и уложить на свежий. Иначе новая печь на даче будет сильно дымить и пропускать копоть. В отличие от цементного, по глиняному раствору кирпич двигать категорически нельзя!

Кода строите печь на дачу, старайтесь сделать внутренние стенки максимально гладкими. Тогда на них не будет задерживаться сажа, и её легче и реже нужно будет чистить. Снаружи дачная печь тоже должна быть аккуратной и красивой. Наружные швы следует аккуратно расшить расшивкой или пальцем. В местах формирования сводов и горизонтальных перегородок щелей тоже быть не должно. Такие ряды лучше укладывать не торопясь, по одному в день, чтобы нижние ряды успели схватиться, а верхние при этом – не поползли.

Несмотря на маленький размер и простую конструкцию, для небольших домов кирпичные дачные печи пользуются большой популярностью, так как показывают очень неплохие результаты. Они быстро нагреваются, а тепла хватает на целый день. Небольшая кирпичная печь для дачи отличается невысокой стоимостью и доступностью для самостоятельного изготовления, но при постоянном проживании в зимнее время топить её придется два раза в сутки – утром и вечером.

Строительство садовой печи на дачном участке

С наступлением тепла жители городов едут на дачу, чтобы отдохнуть на природе, приготовить шашлык и другие блюда на костре. Для владельцев же частного сектора и дачников приготовление еды на воздухе давно стало привычным. Для этого отлично подойдет уличная печь, установленная во дворе. Такая конструкция долговечна и многофункциональна. Строительство печи можно заказать у специалистов, купить готовую заводскую модель или же сделать своими руками, следуя пошаговым рекомендациям мастеров.

Назначение уличной печи

Кроме приготовления пищи на свежем воздухе, она станет помощником во многих делах:

консервировании овощей, ягод;
сушке грибов, фруктов;
копчении мяса, рыбы.

В ее приобретении много плюсов. Садовая печь не расходует газ или электроэнергию, так как работает на дровах или углях, ее расположение вблизи беседки сделает удобным прием гостей, ужин в кругу семьи, а интересный дизайн конструкции превратит ее в украшение усадьбы.

Пользователи часто ищут :

Если вы решили сделать ее самостоятельно, стоит учесть, что:

Покупка качественного материала – гарантия долговечности прибора.
Лучше выбрать комбинированную печь. Это практичнее.
При выборе места будущей конструкции и проведении строительных работ важно соблюдать технику безопасности.
Точный расчет количества материалов позволит сэкономить деньги и сократить время всех процессов.

Виды уличных печей для дачи

Чтобы выбрать подходящий вам тип конструкции, предлагаем вашему вниманию краткое описание характеристик каждого из них.

Барбекю

Популярный вид садовой печи. В классическом варианте создается из огнеупорного красного кирпича, недорогие делаются из металла, жаростойких смесей.

Обязательный элемент такой конструкции – арка или другое перекрытие, возвышающееся над стальной плитой. Она защищает продукты и огонь от воздействия внешней среды.

К барбекю возможен подвод коммуникаций, установка разделочного стола, мойки, шкафов для кухонных принадлежностей.

Оптимальными размерами этого типа печи считается:

длина – 1,8 м;
ширина – 0,9–1 м;
высота с дымоходом – до 1,85 м;
количество рядов в высоту – 27.

топка;
колосниковая решетка;
поддувало;
дымоход и прилегающие каналы;
площадка для блюд;
арочный свод;
металлический прут для копчения (устанавливается в дымоходе на усмотрение хозяев).

Мангал

Эта печь чаще всего соединяет в себе несколько варочных устройств. По принципу действия схожа с русской, но по размеру гораздо меньше. Шашлыки готовятся на верхней решетке. При этом печка полностью не растапливается, а мясо жарится на углях. Также в ней можно обустроить коптильную камеру. Для этого необходимо немного модифицировать дымоход.

Фото: мангальный комплекс

Опытные пользователи рекомендуют запускать полный цикл работы устройства. За счет равномерного жара, мясо на шампурах приготовится быстрее, а вкус его будет насыщеннее.

Средние размеры уличной печи-мангала:

ширина – 85–90 см;
площадь основы – 120–126 м 2 ;
длина – 1,4 м;
высота от фундамента – 23–27 рядов.

В ней есть духовка, где можно печь хлеб, пироги, пиццу, тушить различные блюда с овощами, мясом.

Коптильня

Зачастую входит в состав печи-барбекю, мангала или целого варочного комплекса.

Главное требование к конструкции – низкий тепловой КПД (коэффициент полезного действия), много дыма.

Фото: мангал-коптильня из листового металла

В зависимости от вывода дымогенератора бывает 3 вида копчения:

холодное;
горячее;
полухолодное.

Дым не должен иметь в составе частиц продуктов сгорания топлива, гари, а при температуре от 35 до 50 0 С подвергать блюда этому типу обработки не рекомендуется, поскольку высока вероятность образования внутри камеры кислого конденсата. Пища, приготовленная без учета этих рекомендаций, будет не только испорчена, но и вредна для здоровья.

Камин

Эта непривычная для всех конструкция для отопления помещения может использоваться и во дворе. Уличный камин – универсальный комбинированный вариант барбекю и гриля, с решеткой и вертелом. Занимает немного места, поэтому подойдет к установке даже на маленьком дачном участке. В нем можно приготовить мясо или рыбу. В отличие от других печных конструкций имеет широкую топку.

Камин из камня

Заводские камины производятся из жаро-, влагостойких материалов. Их легко покрасить в нужный цвет, сделать огнеупорную облицовку.

Печь с варочной плитой

Простое и недорогое изделие для дачи – компактна. Работает на любом твердом топливе. В основе строительства печь-грубка. Сверху устанавливается чугунная или стальная плита, которая бывает:

Цельной . Исключает приготовление блюд на открытом огне. Используется для тушения, томления продуктов.
С отверстиями-горелками . С открытой крышкой еда получится жареной на костре, с закрытой – будет медленно вариться.

Фото: самодельная варочная печь

Минимальные размеры плиты – 40х40 см. Крепится на четвертом-пятом кирпичном ряду над топкой. Высота устройства с дымоходом – 1,2 м–1,5 м.

Русская печь

Уличный вариант предназначен только для приготовления блюд. Боковые стенки дополнительно утепляются, что уменьшает расход топлива и позволяет использовать конструкцию даже при первых морозах. Топливник вместе с подом размещаются строго горизонтально. При необходимости оснащается плитой под казан, духовкой.

В русской печи получится вкусная выпечка, хлеб, мясо и тушеные овощи. Оформление в национальном стиле сделает ее изюминкой усадьбы, гордостью хозяев.

Как пользоваться тандыром

Тандыр имеет дымовую трубу, дымосборник. Над усеченным топливником размещается вытяжка с дверкой, в которую загружается топливо. Сгорает оно на колосниках. Продукты укладываются внутрь в сыром виде на стенки прямо над горловиной устройства. Можно выпечь лепешки круглой формы, мясо или рыбу.

В качестве материалов используется глиняный керамический кирпич, каменные блоки.

Кирпичи кладут вертикально или горизонтально, но в последнем случае стенки тандыра дольше будут сохранять тепло. Можно поставить в саду, вблизи беседки.

Плюсы многофункциональных варочных комплексов

Без знаний строительного дела такую конструкцию не возвести самому, поэтому лучше заказать ее чертеж и изготовление у специалистов или купить заводскую модель. Заводские печи обычно оснащают колесиками для удобного перемещения по участку.

Варочные комплексы содержат:

плиту под казан;
варочную поверхность;
мангал;
коптильную камеру;
гриль;
мини русскую печь.

Основное преимущество такого комплекса – одновременное приготовление нескольких разных по технологии блюд.

Интересен финский вариант – соединение барбекю и варочной поверхности. Эти конструкции компактные и недорогие.

Пошаговая инструкция строительства уличной печи из кирпича

Начало работ – составление проекта, где рассчитывается расход материалов, их общая стоимость и выбор места. К этапам строительства относят:

Заливку фундамента.
Кладку основы, поддувала, дымовых каналов.
Установку колосниковой решетки, топки.
Крепеж варочной поверхности.
Монтаж дымохода и фурнитуры.

Схема кирпичной печи

Из материалов и инструментов нужно подготовить:

огнеупорный, облицовочный кирпич;
цемент;
глину;
песок;
щебень;
дверцы топки, поддувала;
болгарку с дисковыми насадками;
стальную трубу;
металлические стержни;
асбестоцементную плиту;
лопату;
уровень;
молоток;
кельту;
шнур для разметки.

Рассмотрим подробное описание каждого из этапов строительства.

Строительство фундамента

Под печь лучше заливать монолитный фундамент, предварительно разметив участок капроновым шнуром. При этом ширина территории должна быть на 10–15 см больше ширины кладки.

Вырывается яма глубиной до 50 см. Грунт утрамбовывается. Горизонтально устанавливаются стальные стержни. Засыпаются слоем щебня. Яма заливается раствором цемента и песка в соотношение 1 к 3.

Чтобы избежать трещин на фундаменте, его необходимо периодически поливать водой до полного высыхания.

Выкладываются 2 слоя шлакоблока. Сверху устанавливается асбестоцементная плита. Это поднимет высоту печи.

Другой вариант – монолит покрывается рубероидом для создания гидроизоляции основы.

Кладка печи

Порядовку в первом ряду начинают с целого кирпича, каждый последующий – три четверти, половинки. Ровность кладки проверяется уровнем.
Во втором ряду устанавливается дверца поддувала, которая обматывается асбестовым шнуром. Предварительно в порядовку вкладывают железную проволоку 3 мм для крепежа дверцы.
Проем между кирпичом и дверкой должен быть не более 10 мм. Перекрыв поддувало, монтируют колосники.
Кладка проводится до высоты крепежа второй дверки. Размеры кирпича подгоняются болгаркой.
Верх печи накрывают каменной плитой. Если же необходима варочная поверхность, то лучше закрепить чугунную.

Кладка печи наглядно представлена на фото.

Фото: выкладываем 2 и 3 ряд

По желанию выкладывается арка из кирпича или камня.

Дымоход

Для его монтажа нужно учесть несколько важных рекомендаций:

Крепеж дымохода начинают выполнять по направлению от печи.
Наиболее удобна в установке модульная система, которую снаружи обкладывают кирпичом.
На стыках модули обрабатываются жаростойким герметиком для целостности швов.
Каждый элемент системы соединяется на глубину половины сечения трубы.
Стыки частей дымохода не должны проходить в перекрытии конструкции. К ним обеспечивается свободный доступ, чтобы при необходимости устранить засорение.
Рекомендуемое расстояние между кронштейнами при креплении модулей не менее 2 м.

Облицовка дымохода

Выход дыма делают и из стальной трубы. Крепят ее сзади печи и цементируют.

Как защитить печь от воздействия климатических факторов

В конце кладки кирпичные швы тщательно проверяются на целостность, затираются. Выявленные щели заполняются раствором.

Для эстетичного вида и продления срока службы устройство облицовывают огнеупорной плиткой, керамогранитом или натуральным камнем. Можно соорудить навес, что исключит попадание осадков на конструкцию.

Цены на заводские печи

Владельцам дач, загородных коттеджей стоит рассмотреть стационарные, мобильные покупные печи.

Барбекю-печь из красного огнеупорного кирпича длиной 1,4 м, шириной топки 0,98 м, высотой 2,12 м, глубиной 1,3 м без учета монтажа обойдется в 78 тысяч рублей. Такая же конструкция из газобетона – в 55 тысяч. Цена кирпичной печи длиной и глубиной в 2 м, оснащенной разделочным столом и встроенной мойкой составит 105 тысяч рублей.

Изделие меньшей глубины, в 71 см. без дополнительных приспособлений и облицовки выйдет в 54 тысячи.

Самостоятельное строительство печи выйдет в разы дешевле. Независимо от выбранного типа конструкции, она порадует владельцев вкусными блюдами на костре, сделает теплыми и уютными вечера в кругу семьи, друзей.

Выбор печи для дачи

Если вам понадобилась печь для вашей дачи, можно выбрать дровяной вариант. Такой выбор довольно популярен и в 21 веке. Хорошие результаты показывает дровяные чугунные печки. Компактны, поэтому можно поставить на любой участок помещения или дома. Продукты сгорания из неё устраняются через рукав. Альтернатива ему – гофрированный дымоход. Прогрев помещения происходит стремительно. А воздуховод может удерживать тепло очень долго. Такие опции позволяют хорошо сэкономить. Ведь одной закладки большого объёма дров хватает практически на сутки. Дрова долго тлеют, и развивается эффективность тепловой энергии.

Можно приобрести аппарат из жароустойчивой стали. Он также стремительно прогревает помещение. Но тепло им удерживаться долго не будет. И жар быстро исчезнет после сгорания дров.

Если вы хотите, чтобы тепло удерживалось как можно дольше, вам стоит обратить внимание на кирпичную модель. Правда, её придётся выкладывать своими руками, она требуется особых затрат, и прогрев помещения происходить гораздо медленнее. Зато на такой печь будет можно готовить еду и задействовать её как камин.

Дачная кирпичная версия своими руками

На её создание требуются определённые навыки, усилия и затраты средств. Например, можно подойдет печка для дачи на дровах с теплоёмкостью 3,5 кВт/час. Этого параметра хватит на качественный обогрев двух помещений в домике, площадь которого составляет 30 кв.м. Печь лучше сделать в параметрах 3,5 на 3,5 кирпича.

Огнестойкие кирпичи ШБ8. 20 штук.
Керамические кирпичи М175. 400 штук.
Плита с двумя конфорками. Размеры: 70 х 40 см.
Задвижки 28 х 19 см. 2 штуки.
Дверца для топки. Размер – 30 см.
Пара поддувальных дверок 15 х 16 см.
Труба с сечением 12 х 12 см.

Рабочие стадии

Печка на дачу своими руками строится следующим образом:

Выравнивается зона для будущей печки для дачи из кирпича.
Выкладка начальной линии. Процесс идёт на глиняно-песчаном составе. Применяются керамические кирпичи. Для ровности кладки используется уровень. Вертикальный шов в толщину достигает 3-8 мм. Проверяется, как сходятся диагонали этой линии по углам.
Второй линией перевязывает первая линия. На краю выкладывается разделка для безопасности. Её размеры 12 х 25 см.
В 3-4 линии формируется зольный отдел, и монтируется поддувальная дверка. В этой же линии устраивается дверка для очистки и нижний горизонтальный туннель.
5-ой линией перекрывается поддувальная дверка. Используется целый кирпич. Далее устраивается горизонтальный туннель и разделка безопасности.

Параметр поддувальной дверки – 14 см. Она не поддаётся тепловым деформациям. И её не нужны замковые перекрытия.

Для соблюдения вертикальности кладки по углам вытягиваются шнуры.

В 6-ой линии нужно перекрыть дверку очистки нижний горизонтальный туннель. Образуются два вертикальных туннеля для дыма. Их размеры 12 17 см. Это туннель 1 (Т1) и туннель 2 (Т2). Т1 следует прямо в трубу. Т2 – организует длинное устранение газов, что очень актуально зимой.
Справа на задней стороне устраивает туннель (Т3). Его параметры 25 х 12 см. Он переводит самый горячий канал агрегата максимально низко, но не более 21 см от деревянного пола. Так создастся качественный обогрев нижней части дома, а дымовой туннель получает защиту от попадания в него угля и золы. Также развивается тяга трубы, ведь увеличивается её длина. Расчёт высота трубы идёт от нижнего горизонтального туннеля.
В 7-ой линии также формируются туннели и ставится топочная дверка. Используется стальная проволока (сталь – нержавейка).
В 8-ой линии устраивается второй вертикальный туннель. Здесь ставится такая задвижка, которая в открытых кондициях проводит газы от дыма прямо в трубу. Это актуально, если летом вы часто будете готовить пищу на такой печи. В закрытых кондициях такая задвижка направляет все газы от дыма в Т2.
9 и 10-е линии перекрывают предыдущие. Дверь топки перекрывается замковым способом. Туннель 1 соединяется с туннелем 2. Так газ будет переходить из Т2 в Т1. Это актуально в зимнее время.
После 11-ой линии топка частично обшивается. Используется шамотный кирпич в 1/4.
В нём делаются прорези для будущей решётки. По краям резервируются 5-8 мм. Боковую и заднюю стенку нужно изолировать. Так тепло удержится в печи и топочном отсеке. Изолятором здесь служит базеттин. Плотность – 1 см.
Кладётся огнестойкий кирпич в половинчатом варианте. Швы перевязываются.
Между топочной камерой и внутренней стенки агрегата устраивается зазор: ложится картон плотностью 1 см.
Для выкладки задней стенки применяется целый огнестойкий кирпич.
Высота верхней обшивки на 4 мм уступает высоте чугунной плиты. Обшивка не должна давить на кладку в случае расширения. Нужная высота перевала – 10-15 см. Так все газы от дыма попадут в туннели печи во время готовки пищи.
В 11-ой линии ставится плита. Её материал – чугун, параметры: 4 х 7 см. Её посадочный внутренний размер на 1-2 см уже печного проёма. Она прикладывается к печи. Обозначается её периметр. Она на 5 – 10 мм превосходит её размер.
По эти линиям создаётся углубление 10-15 мм. Используется болгарка.
Проём выравнивается. Применяется тот же инструмент, тип дисков – лепестковые. Плита должна уложиться на печку для дачи очень плотно и ровно. Перед её установкой по периметру стелется уплотнитель из невоспламеняющихся материалов.
Ставится плита. Проверяется по уровню. Швы между ней и печкой заполняются строительным песком.
Выкладывается отопительный щиток с тремя туннелями. Из туннеля 1 в Т2 перекрывается переход. Так образуются три новых туннеля. Их параметры 12 х 12 см
При дальнейшей кладке каждая новая линия обязательно перекрывает предыдущую. Также для проверки ровности используется уровень.
На 18-ой линии ставится дымовая задвижка. Делается переход из туннеля 3 в туннель 2.
Последующие линии перевязывают перекрытие туннелей.
Кладётся дымовая трубы: с 22-ой линии.
Все шва заполняются. Применяется глиняно-песчаный состав.
Декоративная отделка. Уплотнение швов. С кладки устраняются остатки смеси.
Кладка полируется. Задействуется дрель с особой насадкой.

Теперь можно сделать тестовый запуск печи. Если дыма нет, тяга отличная, значит, работа сделана качественно.

Буржуйки для дачи

Это наиболее удобные версии для обогрева небольшого помещения. Они обычно создаются из чугуна и довольно компактны, и мобильны.

В стандартной конструкции печка буржуйка для дачи – это цилиндрический корпус. В нём устроены все ключевые составляющие: зольник и топочный отсек. У каждого есть дверка. Одна – для загрузки дров. Вторая – для устранения золы. В верхней части буржуйки для дачи есть патрубок, контактирующий с дымоходом.

Дым от буржуйки не расходится по всей комнате благодаря перегородке между отсеком сгорания дров и туннелем дымохода. Так получается необходимая воздушная циркуляция, чтобы результаты сгорания устранялись эффективно и размеренно.

К сведению! Конструкционная особенность буржуек – нижняя сторона, имеющая высокие ножки.

Буржуйки на дачу отличаются по конструкции, функционалу и форме. Есть такие версии для создания своими руками:

Бытовые. У них большие габариты, разнообразные формы. Есть несколько конфорок. Интересная стилистика.
Армейские. Похожи по функционалу с п1. Но их размеры меньше. Легкие в использовании. Быстро обогревают небольшие комнаты. Их стилистика однообразная.
Походные. Отличаются очень скромными габаритами и массой. На них можно готовить пищу. Есть версии со складными ножками.

На дачах применяется обычно п.1. Хотя сегодня п.2 и п.3 могут выпускаться в таких исполнениях, что вполне годны для обогрева небольших дачных помещений. Они даже украшаются декоративными компонентами. Как правило, их создают по персональным заказам. И их параметры, стилистику определяют сами заказчики. Некоторые хозяева заказывают буржуйку только в дизайнерских целях. И аппарат может даже не обогревать помещение, а служит неким ретро-дополнением к дизайну помещения.

В целом, все буржуйки, собранные своими руками, отличаются высокой практичностью, надёжностью в использовании и простотой технического обслуживания. И часто их выбирают хозяева, которым нужен аппарат с долгим эксплуатационным сроком.

Также нельзя не отметить и эргономику этих агрегатов. Даже самый массивный вариант с конфорками мобилен и не требует внедрения в напольное покрытие. Правда, при дислокации аппарата возникает дилемма с позицией его дымоотвода.

Ещё некоторые модификации оснащаются опцией, позволяющей наблюдать за живым пламенем.

Стоит выделить и ценовые показатели буржуек. Самые простые версии стоят порядка 5000 – 10000 руб. В основном, это армейские и походные агрегаты.

Стоимость полноформатных моделей: 15000 – 20000 руб. Их конструкции обладают мощным качеством. И такие печки для дачи многофункциональны.

Массивная модель с превосходной производительностью и оригинальным оформлением имеет цены в 40000 – 50000 руб. Это уже модернизированные печи с новаторскими технологиями. Они для дачи, длительного горения в топочном отделении.

Важнейшим критерием при покупке буржуйки для многих хозяев является наличие опции для готовки еды. То есть, наличие конфорок или мангала.

Некоторым пользователям важно, чтобы с печкой прилагались многие вспомогательные устройства. Например, для обслуживания топочного и зольного отделов. Хотя такие элементы не трудно приспособить своими руками.

Дровяные печи для дачи: традиционные варианты и современные заводские модели

Городские жители, предпочитающие отдых на природе, и в зимний период с удовольствием проводят время на своих дачных участках. Некоторые перебираются в загородные коттеджи и домики на постоянной основе, чтобы круглые сутки наслаждаться тишиной и свежим воздухом. В обоих случаях встает вопрос отопления жилища. Несмотря на эффективность современных обогревательных систем с автономными котельными, печка для дачи на дровах остается все так же популярной и любимой. О разнообразии отопительных сооружений и приборов – более подробно в этой статье.

Назначение и конструкция дачной печи

Основная функция любого обогревательного прибора – делать помещение пригодным для жилья, нагревая воздух до оптимальной температуры, которую принято называть комнатной (18-20ºС). Чтобы увеличить отопительный эффект, выбирают место установки так, чтобы тепло распространялось во все стороны и захватывало как можно больше внутридомового пространства. Экономные хозяева предпочитают максимально безопасные модели с бережным расходом топлива (в нашем случае – дров).

Современная дровяная печь для большого коттеджа с постоянным проживанием

Эстеты большое внимание уделяют внешнему виду, поэтому скорее выберут сооружение «под старину» с изразцами и коваными элементами, нежели неприглядную стальную «буржуйку» на четырех ножках. Украшение интерьера – еще одна функция этого удивительного предмета.

Третье предназначение полезно в быту, потому что позволяет готовить пищу. Даже при временном отключении электроэнергии раскаленная чугунная поверхность даст возможность подать к столу и горячий суп, и жареную курицу, и блинчики. Варочной плитой оборудованы далеко не все изделия, поэтому при покупке необходимо упомянуть о своем желании иметь это приятное дополнение.

Отопительно-варочный образец для дачного использования

Типовые кирпичные и чугунные печи на дровах для отопления дачи или коттеджа имеют похожие конструкции, которые состоят из следующих элементов:

топка – главная камера, в которой происходит процесс горения дров или другого топлива (углей, брикетов);
колосниковая решетка – основание топки, на которое кладут дрова;
зольник – маленькая камера под топкой, в которой скапливается зола;
дымоход – труба, выводящая газообразные продукты горения (угарный газ);
дымовые заслонки, перекрывающие дымоход для сохранения тепла.

В зависимости от назначения или дизайна могут встречаться конструкционные отличия, например, наличие чугунной плиты или дополнительный топливник.

Схема устройства отопительно-варочной печи

Типы печей по материалу изготовления

От материала зависит и внешний вид, и стоимость, и функциональные особенности моделей. Например, металлические варианты – компактные, тогда как кирпичные сооружения занимают гораздо больше места. Своим строением отличаются полуоткрытые камины, красивые, но дающие меньше тепла. Все перечисленные виды предназначены для отопления дровами.

Кирпичные печи на дровах – дань традиции

Кирпич, созданный из натурального материала – глины, отлично подходит для обогрева помещений. Он быстро нагревается от открытого огня, аккумулирует в себе тепло и долго остывает, сохраняя в комнате комфортную температуру. Это вариант каменного устройства, прижившийся столетия назад и до сих пор не разочаровавший своих поклонников.

Большую категорию дровяных печек для дачи из кирпича можно разделить на 3 вида:

отопительные;
варочные;
комбинированные.

Первый вариант идеально подходит для небольших домиков, владельцы которых изредка выезжают за город. Компактная модель, установленная в углу комнаты, может быстро прогреть помещение до средней температуры и сохранять тепло в течение суток. Она экономична по расходу топлива и относится к тем сооружениям, которые легче всего построить своими руками.

Кирпичная печь для обогрева большого помещения

Исключительно отопительную функцию выполняет и камин, однако он не способен долго сохранять определенную температуру в помещении. В комнате будет тепло, только пока горит огонь, а когда он погаснет, воздух начнет остывать. Камин чаще всего используют в качестве дополнительного теплогенератора, одновременно играющего роль стильного интерьерного декора.

Если необходима возможность готовить, следует остановиться на печи с варочной поверхностью. Она имеет другое строение, напоминает большую плиту и устанавливается, соответственно, на кухне. Готовить можно, пока идет процесс горения и тления поленьев. Вариант хорош для миниатюрных дачных домиков, небольших по площади, своей внутренней планировкой напоминающих комнату-студию.

Простейший вариант кирпичной отопительно-варочной печи

Лучшим решением признаны комбинированные сооружения, мощные с отопительной точки зрения и позволяющие при необходимости готовить. Кроме обычной варки они дают возможность сушить овощи и фрукты, выросшие на приусадебном участке, запекать мясо и картофель, выпекать пироги.

Прекрасным образцом комбинированного решения является русская печь, сохранившаяся в старых деревенских домах. Она, в отличие от аналогов, служит дополнительным спальным местом.

Чугунные дачные печи – стиль и комфорт

Прекрасно проводящий тепло чугун подходит для обогрева небольшого домика или одной комнаты, если речь идет о коттедже. Стильные чугунные дровяные печи являются оригинальным украшением дачи и имеют долгий срок службы при одном условии – соблюдении теплового режима. Тяжелый чугун является на удивление хрупким металлом: если на разогретую поверхность случайно выплеснуть холодную воду, она треснет.

Компактные модели можно установить в любой части комнаты. Единственное условие для выбора места – прочное основание (чугун имеет большой вес) и отделка пола материалом, не поддающимся горению. Изделие из тяжелого металла невозможно изготовить самостоятельно, поэтому нужно выбирать из разновидностей, представленных на рынке. Некоторые из них снабжены небольшой варочной поверхностью, другие имеют великолепное внешнее оформление, третьи напоминают камин.

Чугунная печь-камин — полезное украшение интерьера

Самые мощные варианты оснащены автоматической системой и способны эффективно прогреть помещение площадью до 100 м². Датчики контроля температуры следят за интенсивностью горения и позволяют экономить дрова. Кроме того, автоматика замечательно справляется с функцией «ночного сторожа» – контролирует процесс сжигания поленьев, пока все спят.

Лучшее решение среди чугунных моделей – печи длительного горения, обладающие максимально возможной теплоотдачей, способные удерживать оптимальный температурный режим и отличающиеся экономичностью. Выбор придутся делать между конвекционными и газогенераторными печами длительного горения, которые отличаются конструкцией и способом подачи тепла.

Стальные изделия – бюджетный вариант

Многие снисходительно относятся к варианту из стали, тогда как недорогие и практичные устройства обладают рядом преимуществ:

имеют достаточно высокий КПД, подходящий для обогрева небольшого дома или подсобки;
безопасны при условии надлежащей отделки пола и окружающего пространства;
надежны, так как выполнены из прочного жаростойкого металла;
мобильны, удобны для транспортировки и установки в любом месте;
не требуют специальной подготовки после длительного простоя.

К недостаткам относят быстрый процесс остывания – устройство охлаждается и перестает давать тепло за 2 часа. Второй минус – риск получить ожог, так как металлическая поверхность сильно разогревается и не имеет дополнительных заграждений. Огорчает и небольшой срок службы – до 15 лет, однако благодаря невысокой стоимости можно быстро найти замену.

Простейшее исполнение стандартной «буржуйки»

Современные стальные изделия – это не только примитивные «буржуйки». Среди них можно обнаружить устройства с оригинальным дизайном, украшенные штамповкой или резьбой.

Оригинальные решения для загородного использования

Шведки стали популярными с 18 века. В то время они напоминали камин с большим корпусом, нагревающимся и аккумулирующим тепло до 20-24 часов. Современные аналоги мало чем отличаются от старинных образцов, к тому же имеют множество исполнений из различного материала. Вы можете остановиться на металлической круглой модели простого дизайна или выбрать прямоугольную конструкцию, украшенную изысканными изразцами. Особенно хороши авторские шедевры, декорированные ручной росписью.

Шведка в интерьере дачного дома

Голландка из кирпича напоминает шведку вертикальной формой расположения. Она имеет многокамерную конструкцию, что позволяет долгое время сохранять тепло. Температура поверхности достигает 60ºС, этого достаточно для обогрева в межсезонье. Варочной поверхности голландка не имеет, служит исключительно для обогрева.

Дачников, наведывающихся за город изредка, интересуют мини-агрегаты – своеобразные варианты «выходного дня», не требующие дополнительного ухода, удобные для использования. Кирпичные печи мало подходят, так как в режиме простоя глина способна отсыревать и терять свои качества. Лучше остановиться на металлических моделях, в большом количестве предлагаемых отечественными и зарубежными производителями.

Компактная печь марки Термофор

Обратите внимание на следующие марки:

«Термофор» – Огонь батарея, Профессор Бутаков, Тунгуска;
«Везувий» – Уют, мини буржуйка;
Harvia – Harvia 20 ES Pro S (длядачи);
«Теплодар» – Матрица, Вертикаль, Топ-модель;
«Царь-печи» – Злата, Матрешка, Золовка.

Перечисленные устройства отличаются компактностью, быстрой скоростью нагрева, невысокой стоимостью.

Как сделать печь из кирпича своими руками

Кладка кирпичной отопительной печи для дачи своими руками по силам далеко не всем. Чтобы самостоятельно выложить безопасное сооружение с эффективной теплоотдачей, необходим опыт и знания многочисленных нюансов, поэтому остановимся лишь на общих положениях строительного процесса.

Схема кладки в один кирпич

Лучше подобрать материал, выдерживающий высокие температуры:

шамотный кирпич (Ш8) для топки;
красный кирпич (огнеупорный) для основной конструкции;
готовые смеси и мастики (например, «Гарант +»);
элементы из чугуна (дверцы, колосники, задвижки, варочная панель).

изготовление прочного основания, способного выдержать большой вес (ровного, с защитой от возгорания – оцинковкой);
строительство фундамента – нижней части;
кирпичная кладка корпуса по выбранной схеме (их множество);
устройство дымохода;
установка наружной части – трубы.

Схемы кладки легко можно найти в Интернете, однако даже самого точного чертежа недостаточно для монтажа действительно полезного сооружения.

Один из вариантов для кладки отопительно-варочной шведки

Для создания эффективного устройства необходимо учитывать массу мелочей – от расположения задвижек до устройства зольника с возможностью быстрой очистки. Если вы решили самостоятельно возвести домашнюю печь, то постарайтесь заручиться поддержкой опытного печника и изучить не только основы, но и все хитрости мастерства.

Тематическая видео-подборка

Тематические видеоролики помогут выбрать подходящую модель для вашей дачи.

Варианты дизайна чугунных печей

Кирпичная печь своими руками – мастер-класс по кладке

Печь-камин Keddy K1000 – образец дачной модели

Большой выбор дровяных печей для дачного использования позволяет приобрести модель с оптимальными техническими характеристиками и декоративным оформлением для конкретных условий эксплуатации.

Эффект Холла: что это, зачем используется и где применяется

Измерять характеристики магнитного поля можно как при помощи элементарных систем, так и посредством весьма сложных технологических решений. Все зависит от того, какие именно измерения выполняются и какие результаты ожидается получить. Самые простые датчики магнитного поля — герконы. Эти элементы изменяют состояние подключенной электрической цепи при воздействии магнитного поля. Герконы используются повсеместно, например, в датчиках открытия двери.

Герконы — очень простые системы. Для получения дополнительной информации о магнитном поле можно использовать еще и компас. Примерно так работали первые магнитометры. Но сейчас возможностей гораздо больше, ведь появились новые системы, включая распространенные датчики, где используется эффект Холла.

Спектр моделей таких датчиков чрезвычайно обширен — от клавиатур до оценки закрытия или открытия клапана. Датчики Холла используются в бесконтактной системе зажигания бензиновых двигателей, они служат для считывания показаний распредвала двигателя, с тем, чтобы определять параметры вращения. Электронный блок управления автомобиля по показаниям датчика определяет исправность системы зажигания и старта.

История появления датчика

Все началось с работы Эдвина Холла, который обнаружил эффект, позже названный его именем, в 1878 году. Основная идея проста: при воздействии магнитного поля на проводник, по которому проходит электрический ток, на концах проводника возникает разность напряжений при протекании тока, перпендикулярного полю.

Этот эффект называют обычным эффектом Холла, поскольку есть и другие явление, которое базируются на взаимодействии проводника, тока и магнитного поля.

Соответственно, датчики, чья работа основывается на эффекте Холла — лишь одна из разновидностей современных магнитометров. Есть множество разных датчиков других типов, где используются приемные катушки индуктивности. Они могут вращаться ил инет, используются также шкалы или пружины для измерения силы магнитного поля. Обнаружить магнитное поле можно даже при помощи оптических свойств материалов и соответствующих эффектов — например, эффекта Керра или Фарадея.

Читайте также:

Есть и весьма специфические датчики, которые можно назвать экзотикой. Они основываются на измерении протонного резонанса в богатых водородом соединениях и веществах вроде керосина, либо определении энергетического состояния молекул газов типа цезия. Есть и датчики со сверхпроводящими катушками.

Но именно датчики на эффекте Холла являются наиболее недорогими, имеют небольшой размер и весьма практичны. Как уже говорилось выше, миниатюрные датчики Холла используются в клавиатурах. Сложно представить клавиатуру, основа которой — сверхпроводящие датчики, прикрепленные к нижней части клавиш.

Датчики Холла — идеальный вариант при создании систем контроля частоты вращения чего-либо, от кулеров до двигателей в технике. Датчики использовались в видеомагнитофонах и кассетных магнитофонах класса «люкс». Пример — Вега- МП122.

Используются датчики Холла и в смартфонах для решения самых разных задач, включая:

Работа цифрового компаса, который применятся в навигационных программах и помогает повышать скорость позиционирования.
Оптимизация взаимодействия девайса с разными аксессуарами, например, магнитными чехлами.
Применение датчика в моделях с раскладной конструкцией, для включения и отключения экрана при открывании или закрывании крышки.

Как это работает?

В сети есть многочисленные видео, объясняющие физические принципы, лежащие в основе эффекта Холла. Но понять можно и без всяких видео — здесь все относительно просто. Представьте себе проводник размером и формой повторяющий денежную купюру. Левая и правая сторона подключены к источнику постоянного тока, который и проходит через проводник. Если проводник исправен, то без воздействия магнитного поля напряжение в верхней и нижней части проводника будет близким к нулю.

Но если в системе появится магнитное поле, линии которого расположены под прямым углом к течению тока, на электроны и дырки в проводнике начинает воздействовать сила Лоренца. Частицы начинают отклоняться. Соответственно, электроны соберутся на одной стороне проводника, а на другой их не будет.

При помощи мультиметра можно измерить напряжение на верхней и нижней частях проводника. Если убрать магнитное поле, то напряжение снова станет почти равным нулю.

В устройствах, где используется эффект Холла, добавляется еще одна схема, где обычно присутствует усилитель холловского напряжения. Иногда есть регулятор напряжения смещения. У цифрового выходного датчика может быть компаратор и выходной транзистор.

Все датчики — разные

Есть две основные разновидности датчиков Холла — это цифровые датчики, которые, в свою очередь, разделяются на униполярные и биполярные. А также аналоговые датчики.

Если вы хотите использовать датчик Холла в своем проекте, нужно детально разобраться в его базовых характеристиках. У датчиков есть ограничения по частотному диапазону, плюс некоторые могут быть весьма дорогими. Например, у компании Melexis есть девайс на 250 кГц, эта частота гораздо более высокая, чем у большинства похожих систем. Работать оно будет только при 5В и 15 мА.

В примере даташита показано, что есть две разновидности этого датчика — 7,5 mT (миллитесла), второй — 20 mT. Есть даже версия с 60 mT.

Датчики Холла могут быть встроены в электронные схемы. Например, у ESP32 есть собственный датчик Холла, как показано на видео выше.

Разработка систем на основе эффекта Холла

Как и было показано выше, придумать можно много чего. В качестве примера можно привести еще портативный магнетометр, плата которого умещается в пластиковую коробочку из-под Tic Tac. С его помощью можно облегчить задачу отслеживания проложенной в стене или потолке электропроводки. Еще один пример — мониторинг кофе-машин, с целью оценки количества приготовленных чашек кофе.

Понятие и применение эффекта Холла

Эффект Холла был обнаружен Эдвином Холлом в 1879 году, но прошло много лет, прежде чем технологическое развитие позволило интегральным схемам в полной мере воспользоваться этим явлением. Сегодня микросхемы датчика Холла предлагают удобный способ для достижения точных измерений тока, которые обеспечивают электрическую изоляцию между путем измеряемого тока и измерительной цепью.

От Лоренца к Холлу

Эффект Холла является продолжением силы Лоренца, которая описывает силу, действующую на заряженные частицы – такие как электрон – движущиеся в магнитном поле. Если магнитное поле направлено перпендикулярно направлению движения электронов, на электрон действует сила, которая перпендикулярна и направлению движения, и направлению магнитного поля.

Эффект Холла относится к ситуации, в которой сила Лоренца действует на электроны, движущиеся в проводнике, так что разница потенциалов – или другими словами, напряжение – возникает между двумя сторонами проводника.

Следует отметить, что стрелки на втором рисунке показывают направления протекания обычного тока, а это означает, что электроны двигаются в противоположном направлении. Направление силы Лоренца определяется правилом правой руки, учитывающим направление движения электрона относительно магнитного поля. На первом рисунке электрон движется вправо, а сила Лоренца направлена вверх. На втором рисунке электроны движутся влево, а сила Лоренца направлена вниз, и, таким образом, отрицательный заряд накапливается на нижней стороне проводника. Результатом является разность потенциалом, которая возникает между верхней и нижней кромками проводника, с верхним краем более положительным по сравнению с нижним. Эта разность потенциалов называется напряжением Холла:

Эта формула, которая применяется к токопроводящей пластине, говорит нам, что напряжение Холла зависит от величины тока (I), протекающего через проводник, от магнитной индукции (B), от элементарного заряда электрона (e), количества электронов в единице объема (ρ) и от толщины пластины (t).

Использование эффекта Холла

Напряжения, генерируемые с помощью эффекта Холла малы по отношению к воздействиям шума, смещения и температуры, которые, как правило, влияют на схему, и, таким образом, реальные датчики на основе эффекта Холла не были широко распространены до появления полупроводниковой технологии, позволившей создание компонентов с высокой степенью интеграции, которые включали в себя и элемент Холла, и дополнительную схему, необходимую для усиления напряжения Холла. Тем не менее, датчики на основе эффекта Холла ограничены в своей способности измерять небольшие токи. Например, чувствительность ACS712 от Allegro MicroSystems составляет 185 мВ/А. Это означает, что ток 10 мА создаст выходное напряжение только 1,85 мВ. Это напряжение может быть приемлемым, если у схемы низкий уровень шума, но, если в цепь протекания тока включить резистор 2 Ом, в результате можно получить напряжение 20 мВ, что значительно лучше.

Эффект Холла используется в различных датчиках; устройства, основанные на относительно простой связи между током, магнитным полем и напряжением, могут использоваться для измерения положения, скорости и напряженности магнитного поля. В данной статье мы сосредоточим внимание на устройствах, которые измеряют ток через напряжение Холла, генерируемое, когда магнитное поле, создаваемое измеряемым током, концентрируется в элементе датчика Холла.

Достоинства и недостатки

Характеристики у разных датчиков тока на основе эффекта Холла сильно отличаются, поэтому трудно суммировать достоинства и недостатки использования эффекта Холла относительно другого распространенного способа измерения тока; а именно, вставки прецизионного резистора в цепь протекания тока и измерения появившегося на нем падения напряжения с помощью дифференциального усилителя. В целом, датчики Холла ценятся за «невлияние» и обеспечение электрической изоляции между цепью протекания тока и измерительной цепью. Эти устройства рассматриваются как не оказывающие влияния потому, что в цепь протекания тока не вставляется какого-либо существенного сопротивления, и, таким образом, схема при проведении измерений ведет себя так же, как если бы датчика не было вовсе. Дополнительным преимуществом является то, что датчиком рассеивается минимальная мощность; это особенно важно при измерении больших токов.

Что касается точности, доступные в настоящее время датчики Холла могут достичь минимальной ошибки в 1%. Хорошо продуманный датчик на основе резистора может дать лучший результат, но одного процента, как правило, хватает при работе с большими токами/напряжениями, где и подходит использование датчиков Холла.

Недостатки датчиков Холла включают в себя ограниченный диапазон частот и высокую стоимость. ACS712 работает до 80 кГц, а диапазон Melexis MLX91208, который позиционируется, как «широкополосный», ограничивается верхней границей 250 кГц. Резистивный датчик тока с высокоскоростным усилителем, с другой стороны, может хорошо работать и мегагерцовом диапазоне. Кроме того, как обсуждалось выше, эффект Холла по своей природе имеет ограничение в отношении измерения малых токов.

Изоляция

Одно из главных преимуществ датчиков Холла заключается в электрической изоляции, которую в контексте проектирования схем и систем называют гальванической развязкой. Принцип гальванической развязки используется всякий раз, когда проект требует, чтобы две схемы связывались таким способом, который предотвращает любую возможность протекания между ними электрического тока. Простой пример, когда цифровой сигнал передается через оптоизолятор, который преобразует импульсы напряжения в импульсы света и таким образом передает данные оптическим способом, а не электрическим. Одной из основных причин для реализации гальванической развязки является предотвращение проблем, связанных с земляными контурами:

Основные принципы проектирования схем предполагают, что взаимосвязанные компоненты совместно используют общую точку земли, на которой предполагается 0 В. В реальной жизни, однако, «земля» состоит из проводников, имеющих ненулевое сопротивление, и эти проводники служат в качестве обратного пути протекания тока от схемы назад к источнику питания. Закон Ома напоминает нам, что ток и сопротивление дадут напряжение, и это падение напряжения в обратном пути означает, что «земля» в одной части схемы не точно такая же по потенциалу, как «земля» в другой части схемы. Эта разница в потенциалах земли может привести к проблемам, начиная от незначительных до катастрофических.

Для предотвращения протекания постоянного тока между двумя схемами используется гальваническая развязка, позволяющая успешно общаться схемам с различными потенциалами земли. Это особенно актуально для измерения токов: низковольтный датчик и обрабатывающая цепь могут понадобиться для контроля больших, изменяющихся в больших пределах токов, например, в цепи привода двигателя. Эти большие, быстро изменяющиеся токи приведут к значительным колебаниям напряжения в цепи обратного пути протекания тока. Датчик Холла позволяет системе контролировать ток привода и защитить схему высокоточного датчика от этих вредных колебаний земли.

Читайте также:

Строительные инструменты

Синфазное напряжение

Другое важное применение датчиков Холла заключается в измерении токов при работе с высокими напряжениями. В схеме резистивного датчика тока дифференциальный усилитель измеряет разницу между напряжениями на одной стороне резистора и на другой. Проблема возникает, когда эти напряжения велики по сравнению с потенциалом земли:

Реальные усилители имеют ограниченный «диапазон синфазности», что означает, что устройство не будет функционировать должным образом, разница между входными напряжениями мала, и очень велика разница между ними и землей. Диапазоны синфазных входных напряжений токоизмерительных усилителей, как правило, не выходят за пределы 80 или 100 В. С другой стороны, датчики Холла могут преобразовать ток в напряжение без связи с потенциалом земли в измеряемой цепи. Следовательно, пока напряжение не достаточно велико, чтобы вызвать физическое повреждение, синфазное напряжение не влияет на работу датчика Холла.

Эффект Холла и его применение

После проведения эксперимента в 1879 году Эдвином Холлом при пропускании магнитного потока через тонкую пластину из золота было обнаружено возникновение на краях пластины разности потенциалов, то есть образовался эффект Холла.

В чем заключается эффект Холла

При помещении в магнитное поле пластины-проводника или полупроводника под 90 ° к направлению силовых линий магнитного потока произойдет перемещение электронов по поперечине пластины под действием силы Лоренца. Их направление зависит от того, в какую сторону идет сила тока и силовые линии магнитного потока. Иначе говоря, (ЭХ) эффект Холла – это частный случай действия силы Лоренца, то есть действия магнитного поля на заряженную частицу.

Это можно рассмотреть на простейшем примере.

Если представить расположенную к нам торцом пластину, то ее кромка направлена вниз. Она сделана из металла, оба торца подключены к источнику питания, задний из которых на минус, передний на плюс.

Данный случай говорит о том, что электрический ток будет протекать по направлению к наблюдателю. Справа и слева от пластины располагаются два магнита. Правый из них обращен к пластине северным полюсом, левый – южным. Делаем вывод, что данный случай показывает направление силовых линий магнитного поля справа налево, так как они всегда выходят из северного полюса и входят в южный. Силовые линии отклоняют электроны, которые проходят по пластине к ее верхней кромке.

При изменении направления тока в пластине при помощи перемены местами проводников мы сможем наблюдать отклонение электронов вниз. Если направление не менять, а только лишь полюса магнитов, электроны начнут сдвигаться вниз. Когда применяются оба направления, сила Лоренца произведет их перемещение вверх.

Очевидно, что одна из кромок накапливает отрицательный заряд под действием силы Лоренца, на другая на противоположной стороне – положительный. Это говорит о наличии разности потенциалов между ними, то есть электрического напряжения. Увеличение этой разности будет происходить до тех пор, пока не уравновесит силу Лоренца.

Возникновение разности потенциалов в таких случаях, получило название напряжения Холла, которое можно рассчитать, используя формулу:

U х о л л = – I B e t , где I является силой тока, B – вектором магнитной индукции, e – зарядом электрона, p – количеством электронов в единице объема, t – толщиной пластины.

Аномальный ЭХ

Имеются случаи, когда ЭХ может быть обнаружен в пластине без пропускания через нее магнитного потока. Это возможно при нарушении симметрии по отношению к обращению времени в системе. В частности, аномальный ЭХ способен проявляться в намагниченных материалах.

Квантовый ЭХ

Двумерные газы со средним расстоянием между частицами, уменьшенным до значения длины де Бройля на зависимости поперечного сопротивления к воздействию магнитного поля, подвержены возникновению плато сопротивления в поперечине. ЭХ квантуется только в сильных магнитных полях.

Магнитные потоки, обладающие больше силой индукции, имеют дробный квантовый ЭХ. Он взаимосвязан с перестроением внутренней структуры двумерной электронной жидкости.

Спиновый ЭХ

СЭХ можно наблюдать на не намагниченных проводниках, которые не переместили в поле действия силовых линий магнита. Суть эффекта – отклонение электронов с антипараллельными спинами к противоположным краям пластины.

Применение эффекта Холла

Применение метода Холла связано с изучением особенностей полупроводников. С его помощью стало возможным вычисление количества носителей заряда на единицу объема, а также их подвижность. При его использовании реально отличить электрон от квазичастицы с положительным зарядом.

ЭХ всегда считался основой для разработки датчиков Холла. Аппаратура предназначена для измерения напряженности магнитного поля. Их используют для построения моторов со следящим приводом. В моторах они исполняют роль датчика обратной связи. Они способны измерить угол поворота вала мотора.

Датчики Холла устанавливают в электростартерах ДВС, охлаждающих системах ПК, навигационных системах мобильных телефонов, в измерительных приборах для вычисления количества заряда.