Преобразование переменного тока в постоянный

Электрический ток протекает в различных средах: металлах, полупроводниках, жидкостях и газах. При этом он может быть постоянным или переменным. В статье рассмотрим отдельно постоянный и переменный ток, а также преобразование переменного тока в постоянный.

Постоянный ток и его источники

У постоянного тока величина и направление не изменяются с течением времени. На современных приборах он обозначается буквами DC — сокращением от английского Direct Current (в дословном переводе – прямой ток). Его графическое обозначение:

Источниками постоянного тока являются батарейки и аккумуляторы. На нем работают все полупроводниковые электронные устройства: мобильные телефоны, компьютеры, телевизоры, спутниковые системы. Для питания этих устройств от сети переменного тока в их входят блоки питания. Они понижают напряжение сети до нужной величины и преобразуют переменный ток в постоянный. Зарядные устройства для аккумуляторов тоже питаются от сети переменного тока и выполняют те же функции, что и блоки питания.

Переменный ток и его параметры

У переменного тока направление и величина циклически изменяются во времени. Цикл одного полного изменения (колебания) называется периодом (T), а обратная ему величина – частотой (f). Буквенное обозначение переменного тока – АС, сокращение от Alternating Current (знакопеременный ток), а графически он обозначается отрезком синусоиды:

̴

После этого знака указывается напряжение, иногда – частота и количество фаз.

Переменный ток характеризуется параметрами:

Характеристика	Обозначение	Единица измерения	Описание
Число фаз			Однофазный
			Трехфазный
Напряжение	U	вольт	Мгновенное значение
			Амплитудное значение
			Действующее значение
			Фазное
			Линейное
Период	Т	секунда	Время одного полного колебания
Частота	f	герц	Число колебаний за 1 секунду

Однофазный ток в чистом виде получается при помощи бензиновых и дизельных генераторов. В остальных случаях он – часть трехфазного, представляющего собой три изменяющихся по синусоидальному закону напряжения, равномерно сдвинутых друг относительно друга. Этот сдвиг по времени называется углом сдвига фаз и составляет 1/3Т.

Для передачи трехфазных напряжений используют четыре провода. Один является их общей точкой и называется нулевым (N), а три остальные называются фазами (L1, L2, L3).

Графики напряжений трехфазного переменного тока

Напряжение между фазами называется линейным, а между фазой и нулем – фазным, оно меньше линейного в √3 раз. В нашей сети фазное напряжение равно 220 В, а линейное – 380 В.

Под мгновенным значением напряжения переменного тока понимают его величину в определенный момент времени t. Она изменяется с частотой f. Мгновенное значение напряжения в точке максимума называется амплитудным значением. Но не его измеряют вольтметры и мультиметры. Они показывают величину, в √2 раз меньшую, называемую действующим или эффективным значением напряжения. Физически это означает, что напряжение постоянного тока этой величины совершит такую же работу, как и измеряемое переменное напряжение.

Характеристики трехфазного тока

Достоинства и недостатки переменного напряжения

Так почему же для энергоснабжения выбрали переменный ток, а не постоянный?

При передаче электроэнергии ток проходит по проводам, длиной сотни километров, нагревая их и рассеивая в воздухе энергию. Это неизбежно как для постоянного, так и для переменного токов. Но мощность потерь зависит только от сопротивления проводов и тока в них:

Мощность, которую передается по линии, равна:

Отсюда следует, что при увеличении напряжения для передачи той же мощности нужен меньший ток, и мощность потерь при этом уменьшается. Вот поэтому протяженных ЛЭП напряжение повышают. Есть линии на 6кВ, 10кВ, 35кВ, 110кВ, 220кВ, 330кВ, 500кВ, 750кВ и даже 1150кВ.

Но в процессе передачи электроэнергии от источника к потребителю напряжение нужно неоднократно изменять. Проще это сделать на переменном токе, используя трансформаторы.

Недостатки переменного тока проявляются при передаче энергии по кабельным линиям. Кабели имеют емкостное сопротивление между фазами и относительно земли, а емкость проводит переменный ток. Появляется утечка, нагревающая изоляцию и выводящая со временем ее из строя.

Преобразование переменного тока в постоянный и наоборот

Процесс получения из переменного тока постоянного называется выпрямлением, а устройства – выпрямителями. Основная деталь выпрямителя – полупроводниковый диод, проводящий ток только в одном направлении. В результате выпрямления получается пульсирующий ток, меняющий со временем свою величину, но не изменяющий знак.

Затем пульсации устраняют при помощи фильтров, простейшим из них является конденсатор. Полностью пульсации устранить невозможно, а их конечный уровень зависит от схемы выпрямителя и качества фильтра. Сложность и стоимость выпрямителей зависит от величины пульсаций на выходе и от максимальной мощности на выходе.

Схема простейшего выпрямителяГрафики работы выпрямителя

Для преобразования в переменный ток используются инверторы. Принцип их работы состоит в генерации переменного напряжения с формой, максимально приближенной к синусоидальной. Пример такого устройства – автомобильный инвертор для подключения к бортовой сети бытовых приборов или инструмента.

Чем качественнее и дороже инвертор, тем больше его мощность или точнее выдаваемое им напряжение приближается к синусоиде.

Оцените качество статьи:

Как получить постоянное напряжение из переменного

Осциллограмма постоянного напряжения

Давайте для начала уточним, что мы подразумеваем под “постоянным напряжением”. Как гласит нам Википедия, постоянное напряжение (он же и постоянный ток)  –  это такой ток, параметры,свойства и направление которого не изменяются со временем. Постоянный ток течет только в одном направлении и для него частота равна нулю.

Осциллограмму постоянного тока мы с вами рассматривали в статье Осциллограф. Основы эксплуатации:

Как вы помните, по горизонтали на графике у нас время (ось Х), а по вертикали напряжение (ось Y).

Для того, чтобы преобразовать переменное однофазное напряжение одного значения в  однофазное переменное напряжение меньшего (можно и большего) значения, мы используем простой однофазный  трансформатор. А для того, чтобы преобразовать в постоянное пульсирующее напряжение, мы с вами после трансформатора подключали Диодный мост. На выходе получали постоянное пульсирующее напряжение. Но с таким напряжением, как говорится, погоду не сделаешь.

Но как же   нам из пульсирующего постоянного напряжения

получить самое что ни на есть настоящее постоянное напряжение?

Для этого нам нужен всего один радиокомпонент: конденсатор.   А вот так он должен подключаться к диодному мосту:

В этой схеме используется важное свойство конденсатора: заряжаться и разряжаться. Конденсатор с маленькой емкостью быстро заряжается и быстро разряжается. Поэтому, для того, чтобы получить почти прямую линию на осциллограмме, мы должны вставить конденсатор приличной емкости.

Зависимость пульсаций напряжения от емкости конденсатора

Давайте же рассмотрим на практике, зачем нам надо ставить конденсатор большой емкости. На фото ниже у нас три конденсатора различной емкости:

Рассмотрим первый. Замеряем его номинал с помощью нашего LC – метр. Его емкость 25,5 наноФарад или 0,025микроФарад.

Цепляем его к диодному мосту по схеме выше

И цепляемся осциллографом:

Смотрим осциллограмму:

Как вы видите, пульсации все равно остались.

[quads id=1]

Ну что же, возьмем конденсатор емкостью побольше.

Получаем 0,226 микрофарад.

Цепляем к диодному мосту также, как и первый конденсатор снимаем показания с него.

А вот собственно и осциллограмма

 

Не… почти, но все равно не то. Пульсации все равно видны.

Берем наш третий конденсатор. Его емкость 330 микрофарад.  У меня даже LC-метр не сможет ее замерить, так как у меня предел на нем 200 микрофарад.

Цепляем его к диодному мосту снимаем с него осциллограмму.

А вот собственно и она

Ну вот. Совсем ведь другое дело!

Итак, сделаем небольшие выводы:

 – чем больше емкость конденсатора на выходе схемы, тем лучше. Но не стоит злоупотреблять емкостью! Так как в этом случае наш прибор будет очень габаритный, потому что конденсаторы больших емкостей как правило очень большие. Да и начальный ток заряда будет огромным, что может привести к перегрузке питающей цепи.

 – чем низкоомнее будет нагрузка на выходе такого блока питания, тем больше будет проявляться амплитуда пульсаций. С этим борются с помощью пассивных фильтров, а также используют интегральные стабилизаторы напряжения, которые выдают чистейшее постоянное напряжение.

Как подобрать радиоэлементы для выпрямителя

Давайте вернемся к нашему вопросу в начале статьи. Как все-таки получить на выходе постоянный ток 12 Вольт для своих нужд?  Сначала нужно подобрать трансформатор, чтобы на выходе он выдавал … 12 Вольт?  А вот и не угадали!  Со вторичной обмотки трансформатора мы будем получать действующее напряжение.

где

U_Д – действующее напряжение, В

U_max – максимальное напряжение, В

Поэтому, чтобы получить 12 Вольт постоянного напряжения, на выходе трансформатора должно быть 12/1,41=8,5 Вольт переменного напряжения. Вот теперь порядок. Для того, чтобы получить такое напряжение на трансформаторе, мы должны убавлять или добавлять обмотки трансформатора. Формула здесь. Потом подбираем диоды. Диоды подбираем исходя из максимальной силы тока в цепи.

Ищем подходящие диоды по даташитам (техническим описаниям на радиоэлементы). Вставляем конденсатор с приличной емкостью. Его подбираем исходя из того, чтобы постоянное напряжение на нем не превышало то, которое написано на его маркировке. Простейший источник постоянного напряжения готов к использованию!

Кстати,  у меня получился 17 Вольтовый источник постоянного напряжения, так как у  трансформатора на выходе 12 Вольт (умножьте 12 на 1,41).

Ну и напоследок, чтобы лучше запомнилось:

 

Показываем на примере в видео:

Переменный и постоянный ток в системах видеонаблюдения

Переменный ток (AC)

Переменный ток — это электрический ток, который периодически меняет свое направление, из-за чего меняется и уровень напряжения. Переменный ток используется для подачи электропитания в дома, офисные здания и т.д.

Постоянный ток (DC)

Постоянный ток не меняется по величине или направлению. Существует несколько способов получения постоянного тока:

• Путем преобразования переменного тока в постоянный с помощью блоков питания
• Использование аккумуляторов, которые генерируют постоянный ток

Почему в системах видеонаблюдения используется постоянный ток, а не переменный?

Любая схема с участием транзисторов требует постоянного смещения напряжения. Положительное напряжение постоянного тока заставляет транзисторы функционировать должным образом. Транзисторы являются основной частью монтажной платы, которая участвует в обработке информации при передаче сигнала.

Что такое напряжение?

Напряжение является давлением, которое толкает электроны через электрический проводник. Если для функционирования камеры видеонаблюдения требуется 350 mA, то для передачи к ней тока от источника питания требуется напряжение 12 В.

Что такое ток?

Ток — это электрический заряд, который протекает по электрической цепи. Ток измеряется в амперах (А), для работы большинства камер видеонаблюдения необходимо не больше 0.5 А или 500 мА.

Зачем мне нужно знать о прохождении тока в системах видеонаблюдения?

Для определения подходящего источника питания и типа кабеля.

Почему в PTZ видеокамерах указано значение переменного тока 24 В, а не 12 В?

PTZ видеокамеры наблюдения с поворотным механизмом устанавливаются в основном на крупных объектах, поэтому для передачи электропитания на больших расстояниях нужен длинный кабель и, соответственно, большее напряжение. В этом случае, при необходимости протягивать кабель на большие расстояния, переменный ток предпочтительней постоянного тока. Это связано с тем, что переменный ток имеет оптимальное допустимое отклонение напряжения. Допустимое отклонение напряжения постоянного тока составляет +/- 10%, в то время как допустимое отклонение напряжения переменного тока +/- 20%.

Большинство PTZ видеокамер наблюдения оснащены моторами, поэтому для функционирования им нужно больше ватт, чем обычной статичной видеокамере наблюдения.

Источник cctvdvrsystem.co.uk. Перевод статьи выполнила администратор сайта Елена Пономаренко

Как сделать постоянный ток из переменного, диодный выпрямительный мост своими руками.

Видео по этой теме:

Вы наверняка слышали, что бывает постоянный и переменный ток. Причём разница между ними существенная. На вход одних устройств подают именно постоянный, на вход других именно переменный, в противном случае техника работать не будет (а то и вовсе сгорит). В сети 220 вольт используется переменное напряжение (величина тока зависит от подключаемой нагрузки). Сама же электроника различных электротехнических устройств питается от пониженного постоянного напряжения, которое получают путем преобразования и выпрямления.

Как же можно получить постоянный ток своими руками? Просто, используя так называемый диодный мост выпрямитель. Для тех кто не знает, чем отличается постоянный ток от переменного поясню. У переменного тока периодически меняются полюса со временем. Известно, что в сети 220 вольт частота равна 50 герцам. То есть, плюс и минус в сети за одну секунду успевают измениться 50 раз. Такой вид тока имеет одно большое преимущество — его легко можно преобразовывать (увеличивать и уменьшать величину тока и напряжения) используя всего одно устройство (трансформатор). Но оно не подходит для питания электронных схем. А вот постоянный ток, наоборот, его сложней преобразовывать, но зато оно хорошо подходит для питания электроники.

Получить постоянный ток из переменного можно так. Нам нужно чтобы полюса не менялись, а были постоянно одними и те же. Это легко реализовать с помощью диодного моста. Выпрямительный диодный мост состоит из четырех диодов. Они спаяны в виде квадрата и имеют четыре вывода. На два из них подается переменное напряжение, а на двух других мы уже имеет постоянное (хотя оно не ровное, а скачкообразное). Для полного получения нормального постоянного тока еще нужен и фильтрующий конденсатор, задача которого сгладить скачки напряжения.

По какому принципу происходит выпрямление переменного тока? Как известно диоды хорошо пропускают электрический ток в одном направлении и не пропускают в другом. Так вот выпрямительный диодный мост спаян так, что когда на него подаётся одна полярность электрического напряжения одна пара диодов пропускают ток в нужном направлении, а другая пара диодов, наоборот, в это время не пропускают его. Когда полюса переменного напряжения меняются, и у диодов все происходит наоборот. Пары диодов начинают работать в противоположном режиме. В итоге получается, что проходя через диодный мост оба противоположных полюса на выходе имеют только лишь одни полюс.

Что касается вопроса, какие диоды нужны для диодного моста? Различные электронные устройства потребляют различную силу тока. В зависимости от того, на какой именно максимальный ток рассчитан ваш блок питания (что будет питать устройства) и будет зависеть тип диодов в выпрямительном мосте. Выпрямительные диоды различаются по обратному напряжению и току пропускания. Так вот, к примеру ваш блок питания рассчитан на максимальный выходной ток в 3 ампера. Значит внутри него должны стоять выпрямительные диоды примерно на 6 ампер (желательно чтобы был определенный запас на случай перегрузки). Ну и напряжение должно быть не меньшие того, что выдает источник постоянного питания.

P.S. Стоит учитывать, что диодные мосты, которые рассчитаны пропускать через себя токи более 3 ампер необходимо ставить на охлаждающие радиаторы. Кристаллы, что через себя проводят электрический ток, стоящие внутри диодов, разрушаются под воздействием высокой температуры. Большие токи нагревают проводник, диоды. Следовательно, чтобы избежать выхода из строя диода, выпрямительного моста, нужно радиаторное охлаждение.

Способы преобразования постоянного напряжения в переменное

Эйси в диси и диси в эйси) — преобразования постоянного тока в переменный и наоборот.

Источники тока и напряжения — это розетки или батарейки на бытовом уровне. На более продвинутым уровне познания электричества для получения тока и напряжения применяются другие варианты.

И для определенных целей может пригодится как ток постоянной величины, так и ток переменной величины. Поэтому важно уметь преобразовывать один во второй без существенных потерь.

Для преобразования постоянного тока в переменный используется инвертор — устройство, предназначенное для получения из постоянного тока одной величины переменный ток другой величины.

Для преобразования переменного тока в постоянный используется выпрямление формы синусоиды до пульсирующего значения, или до формы прямой. Для этих целей служат — выпрямительные диоды, выпрямители, схемы выпрямления, диодные мосты — как бы это всё об одном и том же, но есть нюансы.

Выпрямительный диод — полупроводник, принцип которого на википедии сравнивают с действием обратного клапана (обратный клапан кстати встречается в аквариумистике в схеме компрессора), «амперка» же сравнивает данный радиокомпонент с ниппелем (как у камеры авто или велосипеда). Так вышеприведенные системы пропускают в одном направлении воду или воздух, выпрямительные же диоды работают с потоком электронов.

Назначение выпрямительного диода в преобразовании переменного тока в постоянный (выпрямлении).

Выпрямитель — устройство, преобразующее переменный ток в постоянный пульсирующий. Может быть однополупериодный, двухполупериодный; однофазный, трехфазный, многофазный; диодный (мостовой), тиристорный (используется для изменения величины мощности выпрямленного сигнала).

Схемы выпрямления — различные схемы, на входе у которых переменный ток, а на выходе различный выпрямленный. Самыми популярными являются: схема Ларионова, схема Греца, схема Миткевича. И опять же 1-,2-х полупериодные; 1-, 3-х фазные и их сочетания.

Диодный мост — специальное устройство, состоящее из диодов, которые собраны в определенной последовательности. Можно сделать своими руками, предварительно рассчитав, или же купить готовый по требуемым параметрам.

Также особо важную роль в выпрямлении берут на себя сглаживающие фильтры — различные индуктивные и емкостные фильтры, используемые в схемах выпрямления для получения из тока пульсирующего ток постоянный.

Вот такие основные способы преобразования постоянки в переменку и наоборот. Далее у меня в планах более подробно описать изложенное в этом материале, но в других статьях.

Чем отличается постоянный ток от переменного

Многие из нас еще из школьного курса физики помнят, что электрическим током называется направленное движение частиц, обладающих зарядом. Некоторые даже знают, что ток бывает постоянным и переменным. Но вот в чем разница между постоянным током и переменным?

Отличительная черта постоянного тока заложена в его названии. Напряжение является постоянным по знаку и величине, то есть постоянный ток «течет» в одну сторону. Переменный ток меняет направление движения и величину.

Если рассматривать данное отличие на примере обычной розетки, то перемена движения электронов будет зависет от частоты генератора. В наших домах проведен электрических ток с колебаниями частотой 50 герц (то есть 50 колебаний в секунду). Следовательно, изменение направления движения электронов происходит 100 раз за секунду.

В первых электрических сетях использовался только постоянный ток. Его обнаружили в результате гальванической реакции. Томас Эдисон активно продвигал использование постоянного тока в электросетях, что сильно увеличивало затраты на изготовление генераторов. Конструкция устройства была настолько сложна, что требовала немалых финансовых затрат и специальных умений. Противником такого развития выступил Никола Тесла, доказавший, что эксплуатация генератора переменного тока более проста и дешева.  

Сегодня постоянный ток можно встретить в обычных батарейках и аккумуляторах, аварийных источниках энергии, выпрямителях, преобразователях и других специальных устройствах. Кроме того, городской электротранспорт (трамваи и троллебусы) функционирует благодаря напряжению в 600 Вольт. Постоянный ток задействован и в метрополитене, но уже величиной 750-825 Вольт. В промышленных масштабах его используют в аккумуляторах и двигателях. А в некоторых странах постоянный ток применяется в высоковольтных линиях электропередач. В медицине при помощи постоянного электрического тока осуществляют некоторые оздоровительные процедуры.

Источниками переменного тока являются бытовые электросети, генераторы и различные трансформаторы. Также его применяют в строительстве и промышленности для работы электрических машин, оборудования и освещения. Переменный ток используют в телефонии, радио, телевидении и многих других системах.

К постоянному и переменному току предъявляются разные требования. В каждом государстве разрабатываются и строго выдерживаются соответствующие стандарты. Важнейшим параметром переменного тока является значение напряжения. Требования, установленные для РФ, составляют 220-230 В, допустимые колебания — 10% от этого номинала. Предел отклонений от частоты 50 Гц составляет десятую долю процента.

Требования к постоянному току выражаются в виде напряжения, присутствующего в его источниках. Так, к примеру, аккумуляторы должны иметь обозначение 12В. В противном случае производитель не гарантирует длительную и корректную работу прибора.  

Выводы:

1. Направление движения электронов постоянного тока остается неизменным. В переменном токе – изменяется в зависимости от частоты генератора.
2. Величина напряжения постоянного тока постоянна. В переменном токе она изменяется с 0% до 100% и обратно.
3. Генераторы постоянного тока сложны и дороги в эксплуатации.
4. Постоянный ток чаще всего можно встретить в батарейках и аккумуляторах. Его используют для городского и железнодорожного транспорта. Переменный ток применяется в бытовых электросетях, строительстве и промышленности, телефонии и радио.
5. К постоянному и переменному току предъявляются разные требования.

Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока

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 Вольт, 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 фазой и нулем или землей 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.

1. Первоначальный этап преобразования— это подключение диодного моста, состоящего из 4 диодов достаточной мощности (на рисунке ниже), который срезает верхние границы переменных синусоид или делает ток однонаправленным.
2. Второй этап— это подключение параллельно на выход с диодного мостика конденсатора или сглаживающего фильтра, который исправляет провалы между пиками синусоид. Обратите внимание, как выглядит синусоида после прохождения через диодный мост (на рисунке выделена зеленным цветом).

   И как уменьшаются пульсации (изменения напряжения) после подключения конденсатора- на рисунке выделено синим цветом.

3. Далее при необходимости для уменьшения уровня пульсаций,  дополнительно могут применяются стабилизаторы тока или  напряжения.

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.

Инвертор технически сложное устройство, поэтому и цены на него не маленькие. Стоимость зависит напрямую от выходной максимальной мощности переменного тока.

Как правило, преобразование постоянного тока требуется в редких случаях. Например, для подключения от бортовой электросети автомобиля домашних электроприборов, инструмента и т. п. в походе, на даче и т. д.

Что такое фаза, ноль, заземление читайте в следующей нашей статье.

Лучший способ преобразовать переменный ток в постоянный

Вы ищете лучший способ преобразовать переменный ток в постоянный? Если «да», это поможет вам шаг за шагом преобразовать переменный ток в постоянный.

Большинство существующих электронных устройств состоит из цепей, которые для правильного функционирования могут получать питание только от постоянного или постоянного тока. Вот почему нам нужен лучший способ преобразования переменного тока в постоянный. Итак, нельзя ли просто производить постоянный ток на нашей электростанции?

К сожалению, транспортировка постоянного тока от электростанции в наши дома приводит к огромным потерям электроэнергии по пути.Потери энергии происходят из-за того, что потеря электрической энергии является продуктом сопротивления и тока.

Это сопротивление электрического проводника и величина тока, протекающего через этот проводник.

Хотя мало что можно сделать для минимизации электрического сопротивления, мы можем уменьшить величину тока, увеличив напряжение. Таким образом, мы можем минимизировать потери электроэнергии по проводнику и иметь возможность отправлять электроэнергию в отдаленные места.

Единственный недостаток того, что только переменный ток позволяет эффективно многократно повышать и понижать напряжение.

Следовательно, электростанции должны производить электроэнергию в форме переменного тока, а затем, когда она попадает в наши помещения, мы должны использовать преобразователи переменного тока в постоянный, чтобы преобразовать ее в постоянный ток. Имея это в виду, мы рассмотрим лучший способ преобразования переменного тока в постоянный.

Лучший способ последовательного преобразования переменного тока в постоянный

1. Знать вход переменного тока в преобразователь

Вам необходимо знать, какое входное напряжение переменного тока будет выдерживать ваш преобразователь. В большинстве домов в США, Канаде и Южной Америке выходная мощность сетевых розеток находится в диапазоне от 110 до 120 вольт при частоте 60 Гц.

Если вы живете в других местах по всему миру или производите энергию от собственных генераторов, тогда стандарты могут быть другими.

2. Узнайте о номинальной мощности ваших электронных устройств.

Номинальная мощность большинства электронных устройств указана с учетом входного тока и напряжения. Другие устройства будут включать только мощность и напряжение.

Мощность в ваттах складывается из напряжения и тока, ток можно получить, разделив мощность на напряжение.Вы должны убедиться, что мощность вашего источника питания не превышает рекомендации производителя.

Слишком высокое напряжение или ток приведет к повреждению хрупких электронных компонентов. С другой стороны, если напряжение или ток слишком малы, он не сможет питать электронные компоненты.

3. Используйте трансформатор для понижения напряжения переменного тока

Трансформатор — одно из лучших устройств, которое можно использовать для понижения напряжения переменного тока. Есть два типа трансформаторов; есть повышающий трансформатор и понижающий трансформатор.

Повышающий трансформатор — это то, что есть на электростанции, а понижающий трансформатор — это то, что есть в большинстве домов. В понижающем трансформаторе в первичной обмотке больше обмоток, чем во вторичной.

Переменный ток из сетевой розетки поступает на обмотки первичной катушки трансформатора, и они индуцируют во вторичной обмотке ток с низким напряжением.

Очень мало энергии теряется, потому что индуцированный ток низкого напряжения имеет более высокое значение силы тока в той же пропорции, что и уменьшенное напряжение.

4. Используйте выпрямитель для преобразования переменного тока низкого напряжения в постоянный ток

Выпрямитель — это электрическая цепь, состоящая по крайней мере из четырех диодов, расположенных в форме ромба, и ее обычно называют мостом. выпрямитель.

В схеме мостового выпрямителя два диода заставят положительную половину переменного тока течь вперед, а два других заставят отрицательную половину тока течь вперед.

Результаты, если четыре диода будут обеспечивать ток, который будет течь от нуля до максимума положительного напряжения.Диоды имеют номинальное напряжение, которое нельзя превышать, в противном случае диод взорвется и не сможет выпрямить ток.

5. Добавьте сглаживания в схему — Конденсатор для электролиза

Конденсатор способен накапливать электрический заряд незадолго до того, как он снова высвобождает его с более медленной скоростью, чем при его получении. Это сгладит выходное напряжение выпрямителя, которое напоминает цепочку резких ударов.

Он превращает острые неровности в гладкую рябь, чего требует большинство электрических компонентов.Если вашим устройствам для правильной работы необходим слабый ток, вы можете добавить в схему резистор и стабилитрон.

Резистор ограничивает ток, в то время как стабилитрон открывается только при достижении определенного напряжения.

6. Пропустите выходной сигнал сглаживающего устройства через регулятор

Регулятор устранит сглаженные волны сглаживания и превратит их в устойчивый постоянный ток, который можно использовать для питания чувствительной электроники.

Большинство регуляторов могут выдавать фиксированное или переменное выходное напряжение. Вам также нужно будет прикрепить к регулятору радиатор, чтобы он не перегревался.

Вывод

Вы можете купить радиатор, трансформатор, диоды, резистор, солдатик и провода онлайн. Стоит отметить, что даже постоянный ток может вызвать смертельный удар.

Практическое правило — поддерживать на выходе постоянного тока менее 60 В постоянного тока или 2 мА постоянного тока, в зависимости от того, какое из значений напряжения или тока выше, оно не должно превышать этих значений.

Более того, эти значения являются «безопасными», поскольку кожа обладает достаточным сопротивлением, чтобы их преодолеть. Нанесение их на открытую плоть все равно приведет к смерти.

Мы надеемся, что вы нашли это руководство информативным, и вам понравится создание лучшего способа преобразования переменного тока в постоянный.

Вы также можете прочитать

Расчет переменного тока в постоянный ток через инвертор

Итак, у вас есть электроприбор, который нужно запустить, но нет места для его подключения. Когда вам нужно запустить обычное бытовое электрическое устройство в районе, где нет постоянной электросети, этот калькулятор поможет вам выяснить аккумулятор какого размера и инвертор вам нужен!

Добро пожаловать в наш инструмент преобразования постоянного / переменного тока (с инвертором).Этот калькулятор разработан, чтобы помочь вам определить количество потребляемой мощности при преобразовании одной формы мощности в другую с помощью инвертора постоянного тока в переменный.

Просто введите цифры мощности в поля ниже, и мы сделаем расчеты за вас, включая типичную неэффективность и все прочие технические характеристики, которые вы, возможно, не хотите вычислять. Если вы не уверены в своих числах, взгляните на иллюстрации с пошаговыми инструкциями ниже при вводе чисел.

Если вы хотите подобрать аккумуляторную батарею инвертора, то сначала необходимо определить силу постоянного тока, которую вы будете выдавать из аккумуляторной батареи через инвертор.Этот калькулятор может помочь вам определить потребляемую мощность постоянного тока через инвертор, чтобы вы могли точно рассчитать размер аккумуляторной батареи инвертора.

Введите характеристики устройства переменного тока

Найдите аккумулятор Выберите свой инвертор

Прохождение

Пример	Напряжение переменного тока — Многие приложения имеют диапазон входного напряжения переменного тока. В США оно может составлять от 100 до 125 В переменного тока. В Европе обычно 200-240.В этом примере мы будем использовать стандарт США 120 вольт переменного тока.
Пример	AC Amperage — Входная сила тока — это сила тока, потребляемого приложением от сети переменного тока. Это число обычно измеряется в амперах. Если ток указан в миллиамперах (мАч), вы можете преобразовать его в амперы, разделив число на 1000. Например, в нашем примере приложение потребляет 300 миллиампер, что равно 0,3 ампера.
Пример	Мощность — мощность — это общая мощность, потребляемая приложением.Он рассчитывается путем умножения напряжения на силу тока. Следовательно, 120 В переменного тока x 0,3 А равны 36 Вт.
Пример	Напряжение постоянного тока — Выходное напряжение — это номинальное значение вашей аккумуляторной системы, обычно от одной 12-вольтовой батареи. Мы используем 12,5 В для 12-вольтовых аккумуляторных систем.
Пример	DC Amperage — Теперь мы знаем, что наше приложение потребляет 36 Вт общей мощности. Если вы возьмете эту мощность от источника постоянного тока 12,5 В, то общая требуемая сила тока увеличится до 3.31 ампер или 3310 миллиампер. Поскольку у аккумуляторов ограниченная емкость или ампер-часы, важно, чтобы размер аккумулятора был достаточно большим, чтобы справиться с потребностью в силе тока для вашего приложения.

Найдите аккумулятор Выберите свой инвертор

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

Написано 29 октября 2019 г. в 10:32

В чем разница между источниками питания AC-DC и DC-DC?

ПРЯМОЙ ТОК В чем разница между источниками питания AC-DC и DC-DC?

25.03.2020 Автор / Редактор: Люк Джеймс / Erika Granath

Источники питания преобразуют источник питания, такой как переменный ток (AC) от электрической розетки, в тип электричества, необходимый для приложения, например постоянный ток (DC) для устройства с батарейным питанием.

Связанные компании

Преобразователь постоянного тока в постоянный — это электронная схема или электромеханическое устройство, которое преобразует источник постоянного тока (DC) из одного уровня напряжения в другой.

(Источник: Adobe Stock)

И хотя некоторые из наиболее известных устройств преобразуют переменный ток (AC) в постоянный ток (DC), есть также вариант с источниками питания DC-DC. Давайте посмотрим на разницу между источниками питания AC-DC и DC-DC.

Если вам нужно разобраться в скорости, мы рекомендуем сначала прочитать нашу статью о разнице между источниками питания переменного и постоянного тока.

Как работает блок питания AC-DC?

В зданиях, где требуется питание многих устройств, обычно используются источники питания переменного и постоянного тока.

Преобразователи

AC-DC получают питание переменного тока от настенных розеток и преобразуют его в нерегулируемый постоянный ток. Эти источники питания включают в себя трансформаторы, которые изменяют напряжение переменного тока, поступающего через настенные розетки, выпрямители, чтобы сохранить его с переменного на постоянный, и фильтр, который удаляет шум из пиков и истинных волн переменного тока. Обычно напряжение понижается трансформатором до напряжения, необходимого для питаемого устройства.

На первом этапе преобразования переменного тока в постоянный напряжение выпрямляется с помощью ряда диодов.Это преобразует синусоидальную волну переменного тока в серию положительных пиков с помощью выпрямителя. Однако в этот момент все еще существует флуктуация формы волны — время между пиками, — которую необходимо устранить.

Чтобы отфильтровать это, используется конденсатор, создающий резервуар энергии, который затем прикладывается к нагрузке, когда ее напряжение падает. Конденсатор накапливает поступающую энергию на переднем фронте и расширяет ее при падении напряжения, значительно сокращая случаи падения напряжения.Как правило, чем выше емкость конденсатора, тем выше качество источника питания.

После преобразования напряжения изменение выходного сигнала сглаживается путем пропускания напряжения через регулятор для создания фиксированного выходного постоянного тока.

Сравнение нерегулируемого источника питания с регулируемым

Существует две разновидности источника питания переменного тока — нерегулируемый и регулируемый.

В нерегулируемом источнике питания пульсации напряжения остаются на уровне выходного напряжения. И поскольку нерегулируемые источники питания демонстрируют пульсации напряжения, регулируемый источник питания всегда следует использовать вместо нерегулируемого источника питания, если есть какая-либо двусмысленность относительно того, какой из них следует использовать для данного устройства или приложения.Это связано с тем, что пульсации напряжения могут вызвать повреждение электронных компонентов. По этой причине многие источники питания переменного и постоянного тока включают в себя регулятор.

Как работает блок питания постоянного и переменного тока?

Некоторым устройствам, особенно питаемым от батарей или солнечных элементов, требуется питание постоянного тока с разными уровнями напряжения, и здесь на помощь приходит преобразователь постоянного тока в постоянный. Источник питания постоянного тока преобразует постоянный ток, поступающий от источника питания ( аккумулятор) с одного уровня напряжения на другой в зависимости от потребности устройства, к которому подается питание, на определенный момент времени.

В портативном электронном устройстве, например, сотовом телефоне, часто имеется несколько подсхем, каждая из которых имеет свои собственные требования к уровню напряжения, которые отличаются от напряжения, подаваемого источником питания. Кроме того, напряжение батареи снижается по мере задержки накопленной энергии.

Принцип работы источника питания постоянного и постоянного тока зависит от рассматриваемого; Существует много различных типов преобразователей постоянного тока в постоянный (электронный, магнитный, неизолированный, повышающий-понижающий и т. д.), и тип, наиболее подходящий для применения, будет зависеть от самого устройства — от автомобилей до портативных устройств.

Однако многие из них будут включать инверторы и выпрямители, которые сначала преобразуют мощность постоянного тока в мощность переменного тока, которая затем отправляется через трансформатор для изменения напряжения. После достижения правильного напряжения ток возвращается к выпрямителю, где снова преобразуется в мощность постоянного тока.

Как и в случае с источниками питания переменного тока, источники питания постоянного и постоянного тока могут использовать регуляторы для сглаживания сигнала и устранения пульсаций напряжения.

(ID: 46416794)

Solar Fundamentals: в чем разница между переменным током и переменным током?ОКРУГ КОЛУМБИЯ?

В солнечной отрасли производство электроэнергии — наш хлеб с маслом. Это означает, что профессионалам в области солнечной энергетики важно хорошо разбираться в основах электроэнергетики.

Если вы новичок в солнечной энергии, вам есть чему поучиться — вы не можете просто подключить панели к стене и закончить это дело. В сегодняшней статье мы рассмотрим одну из основных тем, которые необходимо знать каждому монтажнику об электричестве: разницу между двумя типами электрического тока: переменным и постоянным.

переменного и постоянного тока задействованы в солнечной фотоэлектрической системе.Итак, если ваше знакомство с AC / DC начинается и заканчивается со знаменитой группой, эта статья для вас!

Разница между мощностью переменного тока (AC) и постоянного тока (DC)

AC обозначает переменный ток, а DC — постоянный ток. Мощность переменного и постоянного тока относится к текущему потоку электрического заряда. Каждый представляет собой тип «потока» или формы, которую может принимать электрический ток.

Как мы объясняем в нашем учебнике по натяжке солнечных панелей, ток — это скорость протекания электрического заряда (т.е.е. поток электронов).

Хотя это может показаться немного техническим, разница между ними довольно проста:

• Постоянный ток всегда течет в одном направлении.
• Переменный ток, как можно догадаться из названия, часто меняет направление (хотя возвратно-поступательное движение электронов по-прежнему передает энергию конечному устройству).

«Простой способ визуализировать разницу состоит в том, что на графике постоянный ток выглядит как плоская линия, тогда как поток переменного тока на графике образует синусоиду или волнообразный узор», — говорит Карл К.Берггрен, профессор электротехники Массачусетского технологического института.

История электричества: борьба между переменным и постоянным током

Когда электроэнергия только разрабатывалась и использовалась, было неясно, станет ли переменный или постоянный ток доминирующим способом подачи электроэнергии. Два известных пионера электричества — Томас Эдисон и Никола Тесла — предложили каждый из этих вариантов.

Тесла запатентовал переменный ток, а Эдисон — постоянный ток. Вначале стандарт DC был стандартом.Однако одна проблема с постоянным током заключается в том, что его нелегко преобразовать в более высокие или более низкие напряжения, что, очевидно, полезно для различных приложений.

AC решает эту проблему. Его можно преобразовать в другое напряжение с помощью трансформаторов, а энергетическим компаниям также проще передавать мощность переменного тока на большие расстояния. Итак, несмотря на дезинформационную кампанию Эдисона по дискредитации А.С. как опасного (в которой он зашел так далеко, что публично казнил животных электрическим током!), В конечном итоге она победила.

Используется ли в предметах домашнего обихода постоянный или переменный ток?

Короткий ответ — «оба».Электросеть США и электричество, поступающее в ваш дом, — это переменный ток. В результате большинство подключаемых к электросети бытовых приборов — холодильники, электрические духовки, микроволновые печи и т. Д. — работают от сети переменного тока

. Однако батареи

используют постоянный ток: у них есть положительная и отрицательная клеммы, и ток всегда течет в одном направлении между этими точками — от положительной клеммы к отрицательной, когда они разряжены.

Поскольку батареи работают с постоянным током, многие из используемых вами электронных устройств — например, ваш ноутбук и сотовый телефон — также работают от постоянного тока.

Солнечная энергия — постоянный или переменный ток?

Солнечные панели производят постоянный ток: солнце, падающее на панели, стимулирует поток электронов, создавая ток. Поскольку эти электроны текут в одном направлении, ток прямой.

Инвертор в доме, преобразующий постоянный ток в переменный.

Потребность в инверторах

Вот почему солнечные фотоэлектрические системы используют инверторы. Инвертор преобразует энергию постоянного тока в энергию переменного тока, поэтому его можно использовать дома или отправить обратно в электрическую сеть (в дополнение к некоторым другим функциям).

А что насчет устройств с питанием от постоянного тока? Адаптер питания, входящий в состав зарядного устройства для этих устройств, по сути, представляет собой инвертор. Они преобразуют сеть переменного тока в мощность постоянного тока, которая может использоваться устройством.

Итак, когда вы подключаете свой ноутбук к дому, работающему на солнечной энергии, мощность постоянного тока от солнечных панелей преобразуется в переменный ток вашим инвертором, а затем обратно в постоянный ток инвертором вашего ноутбука, чтобы ваш ноутбук мог его использовать!

Это может показаться много. К счастью, существует программное обеспечение для солнечной энергии, которое может помочь облегчить бремя фактического применения этих концепций на практике при проектировании солнечных систем.В этом руководстве для покупателя программного обеспечения для солнечной энергии подробно описаны некоторые особенности, на которые следует обратить внимание при выборе решения.

А как насчет солнечных панелей переменного тока?

Как мы уже говорили выше, традиционные солнечные панели производят энергию постоянного тока. Затем эта энергия преобразуется инвертором в мощность переменного тока. Это тот случай, если ваша фотоэлектрическая система включает в себя струнный инвертор (который преобразует энергию из одной или нескольких цепочек солнечных панелей) или микроинверторы (которые преобразуют ее для отдельных или, в некоторых случаях, нескольких солнечных панелей).

Однако вы, возможно, слышали и о солнечных панелях переменного тока. Если солнечные панели по своей природе производят постоянный ток, то что это?

Что такое солнечные панели переменного тока?

Панели

AC — это просто солнечные панели, в которые встроены микроинверторы.

Проектирование системы с использованием панелей переменного тока такое же, как и проектирование системы с микроинверторами, за исключением того, что установщику не нужно покупать и прикреплять микроинверторы.

А как насчет домашнего хранения?

Домашние аккумуляторные батареи, подключенные к солнечной батарее, используют ту же общую модель.Батареи постоянного тока пропускают энергию через инвертор, чтобы преобразовать ее в переменный ток. «Батареи переменного тока» на рынке просто имеют встроенный инвертор, который позволяет им напрямую преобразовывать постоянный ток в переменный.

Понимание различий между переменным и постоянным током важно в солнечной промышленности. Это важно не только для понимания того, как работает солнечная батарея и как она устроена, эти знания также могут помочь вам обучить клиентов и, в конечном итоге, укрепить доверие в процессе продаж.

Готовы узнать больше? Присоединяйтесь к Aurora Solar на конференции Empower 2021!

В чем разница между переменным и постоянным током и как их преобразовать?

Не знаете, что такое питание переменного и постоянного тока?

В этой статье объясняются основные различия между постоянным и переменным током.Вы также узнаете, как преобразовать источник питания переменного тока в вашем доме в постоянный ток с помощью небольшой недорогой схемы мостового выпрямителя. Преобразуя переменный ток в постоянный, вы можете питать цепи постоянного тока в своих проектах DIY.

Что такое переменный ток?

Переменный ток (AC) — это тип электрического тока, который постоянно меняет свою величину и направление много раз в секунду. Поток электронов в переменном токе меняется через определенные промежутки времени.В наших домах есть источник переменного тока, потому что, в отличие от постоянного тока, переменное напряжение распространяется на большие расстояния без больших потерь мощности.

Что такое постоянный ток?

При постоянном токе электроны текут в одном направлении. Это постоянный ток, который не меняет своего направления со временем.

В чем основные различия между переменным и постоянным током?

Есть два основных отличия:

1. При постоянном токе протекание тока постоянно, тогда как при переменном токе протекание постоянно меняется.

2. При переменном токе напряжение не падает на больших расстояниях, как при постоянном токе.

Как преобразовать переменный ток в постоянный?

В зависимости от того, что вы хотите сделать с выходом, есть два разных способа преобразования переменного тока в постоянный.

Первый метод заключается в математическом преобразовании переменного тока в постоянный, зная исходное значение переменного тока.Если вы хотите использовать значение только для вычислений, вы можете преобразовать его.

Однако, если вы планируете физически преобразовывать переменный ток в постоянный для любого устройства, вы можете сделать это, сделав небольшую схему.

Давайте обсудим здесь оба пути:

1. Математическое преобразование

Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, вам нужно только знать значение переменного тока вашего источника. С помощью мультиметра можно это измерить.

1. Подключите штекеры мультиметра и установите мультиметр в режим измерения напряжения, повернув ручку на В ~ .
2. Подключите другой конец щупов к положительной и отрицательной клеммам источника питания и запишите показания дисплея.

Преобразование постоянного тока в переменный

Вот математическая формула для преобразования переменного тока в постоянный:

В _{постоянного тока} = В _{переменного тока} / √ (2)

Для простых вычислений округлите √ (2) до 1.4. Таким образом, вам не нужно использовать калькулятор для деления.

Допустим, измеренное значение было 120 В. Добавьте значение V _AC , которое вы только что измерили, в формулу и вычислите его.

В _{Постоянный ток} = (120 / 1,4)

В _DC = 85,71 Вольт

Вы можете использовать это значение для расчета различных параметров на основе постоянного напряжения.Теперь перейдем к созданию физической схемы.

2. Создание физической схемы

Для построения физической схемы вам понадобится следующее оборудование:

1. Понижающий трансформатор
2. Четыре диода
3. Перфорированная плита
4. Провода
5. Конденсатор
6. Мультиметр

Давайте посмотрим на функции каждого компонента в схеме.

1. Понижающий трансформатор: Используется для преобразования энергии высокого напряжения с низким током в мощность с низким напряжением и высоким током. Если вы хотите преобразовать переменный ток в постоянный с большей величиной, чем у источника, вы можете использовать повышающий трансформатор.
2. Диоды: Позволяет электричеству течь в одном направлении при прямом смещении и блокирует поток в другом направлении.В этой схеме построен мостовой выпрямитель с использованием четырех диодов.
3. Perfboard: Электронная плата, используемая для создания прототипов схем.
4. Провода: компонентов соединяются, а затем соединяются проводами.
5. Конденсатор: Электронный компонент накопителя заряда, который сглаживает ток, протекающий по цепи.
6. Мультиметр: Электронное устройство, используемое для измерения тока, напряжения, сопротивления и других параметров в цепи. В этом примере он используется для измерения постоянного напряжения.

Остальные компоненты подключаются напрямую в первичную цепь, но в мостовом выпрямителе диоды необходимо соединять в форме ромба.

Как сделать мостовой выпрямитель:

1. Подключите два диода в форме буквы L. Убедитесь, что их отрицательные выводы подключены.

2. Таким же образом подключите два оставшихся диода. Присоединяйтесь к их позитивным результатам на этот раз.

3. Соедините два набора диодов в форме ромба, как показано ниже.

Убедитесь, что диоды подключены правильно, и ваш мостовой выпрямитель готов.

Связано: моделирование и тестирование проектов Arduino с помощью схем 123D

Создание последней цепи:

Давайте посмотрим, как использовать эти компоненты в цепи, чтобы получить выход постоянного тока от источника переменного тока.

1. С помощью гаек и болтов плотно прикрепите понижающий трансформатор к монтажной плате.

2. Подключите мостовой выпрямитель к цепи.

3. Черный и белый провода трансформатора должны быть подключены к источнику переменного тока. Подключите два других провода трансформатора к мостовому выпрямителю, как показано ниже.

4. Оберните провода в этих двух точках, где трансформатор подключен к выпрямителю.После этого припаяйте соединения.

5. Подключите положительный конец конденсатора к левому углу выпрямителя, а отрицательный конец — к правой стороне, обозначенной точками 3 и 4 на принципиальной схеме. Схема может работать без конденсатора, но вы должны использовать его, чтобы заблокировать изменение тока.

6. Подключите трансформатор к источнику переменного тока и включите источник переменного тока.

7. Установите мультиметр в режим измерения напряжения. Подключите две вилки к положительной и отрицательной сторонам конденсатора / мостового выпрямителя. Он покажет значение мощности постоянного тока, преобразованной из мощности переменного тока.

Меры предосторожности:

1. При пайке концов не прикасайтесь к припоям, чтобы не обжечься.

2. Только после замыкания цепи включите подачу переменного тока.

Часто задаваемые вопросы:

1. Одинаковы ли провода переменного и постоянного тока?

Конструкция провода постоянного тока довольно проста с двумя полюсами; отрицательный и положительный. Однако кабели переменного тока состоят из трехфазных четырех- или пятижильных кабелей сложной конструкции. Кроме того, кабель переменного тока может стоить дороже, чем кабель постоянного тока.

2.Могут ли приборы постоянного тока работать от переменного тока?

Нет, чтобы уберечь прибор от неисправности, всегда подавайте правильный вход.

Связанный: Лучшие комплекты электроники для детей

Преобразование переменного тока в постоянный для ваших проектов DIY

Недорогая схема мостового выпрямителя — хороший способ преобразования переменного тока в постоянный. Прямой источник переменного тока в вашем доме может использоваться для питания цепей постоянного тока, сделанных своими руками. Убедитесь, что все соединения надежны во время сборки, и, как только вы будете удовлетворены, включите цепь.Не забудьте принять необходимые меры предосторожности при замыкании цепи.

5 творческих проектов DIY для старых печатных плат

Засучите рукава, пора проявить творческий подход и приступить к практическому применению старых досок для новых целей.

Читать далее

Об авторе Шан Абдул (Опубликовано 39 статей)

Шан Абдул окончил факультет машиностроения.После завершения образования он начал свою карьеру в качестве писателя-фрилансера. Он пишет об использовании различных инструментов и программного обеспечения, чтобы помочь людям быть более продуктивными в качестве студентов или профессионалов. В свободное время он любит смотреть видео на Youtube о продуктивности.

Более От Шан Абдул

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать технические советы, обзоры, бесплатные электронные книги и эксклюзивные предложения!

Нажмите здесь, чтобы подписаться

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 17 августа 2020 г.

Одна из самых значительных битв 19 века велась не за землю или ресурсы, а за установление типа электричества. это приводит в действие наши здания.

В самом конце 1800-х годов американские электрические пионер Томас Эдисон (1847–1931) изо всех сил старался продемонстрировать что постоянный ток (DC) был лучшим способом подачи электроэнергии мощность, чем переменного тока (AC), система, поддерживаемая его главный соперник Никола Тесла (1856–1943).Эдисон пробовал все виды хитрые способы убедить людей в том, что кондиционер слишком опасен, от убить слона на электрическом стуле, чтобы (довольно хитро) поддержать использование AC на электрическом стуле для приведения в исполнение смертной казни. Даже так, Система Tesla победила, и мир в значительной степени работает на переменном токе власть с тех пор.

Беда только в том, что многие наши приборы предназначены для работы с переменным током, малогабаритные генераторы часто вырабатывают постоянный ток. Тот означает, что если вы хотите запустить что-то вроде гаджета с питанием от переменного тока от Автомобильный аккумулятор постоянного тока в мобильном доме, вам нужно устройство, которое преобразует DC to AC — инвертор, как его еще называют.Давай ближе посмотрите на эти гаджеты и узнайте, как они работают!

На фото: набор электрических инверторов, которые можно использовать с оборудованием для производства возобновляемой энергии, например, солнечными батареями и микроветровыми турбинами. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерство энергетики США / NREL (DoE / NREL).

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Когда учителя естественных наук объясняют нам основную идею электричества как поток электронов обычно говорят о прямом ток (постоянный ток).Мы узнаем, что электроны работают как линия муравьев, идущих вместе с пакетами электрической энергии в одном способ, которым муравьи несут листья. Это достаточно хорошая аналогия для что-то вроде базового фонарика, где у нас есть схема ( непрерывный электрический контур), соединяющий батарею, лампу и выключатель, и электрическая энергия систематически транспортируется от батареи к лампу, пока не разрядится вся энергия батареи.

Анимация: В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока? Предположим, вам нужно пропылесосить комнату.Прямой ток немного похож на движение от одной стороны к другой по прямой; переменный ток похож на движение вперед и назад на пятно. Оба выполняют свою работу, хотя и немного по-разному!

В более крупных бытовых приборах электричество работает иначе. Источник питания, который поступает из розетки в стене, основан на переменный ток (AC), где переключается электричество примерно 50–60 раз в секунду (другими словами, частота 50–60 Гц). Может быть трудно понять, как AC обеспечивает энергия, когда она постоянно меняет свое мнение о том, куда она идет! Если электроны, выходящие из вашей розетки, получат, скажем, несколько миллиметрах вниз по кабелю, затем нужно изменить направление и вернуться опять же, как они вообще добрались до лампы на вашем столе, чтобы сделать ее загораться?

Ответ на самом деле довольно прост.Представьте себе кабели бегает между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы нажимаете на переключатель, все электроны заполняют кабель колебаться взад и вперед в нити лампы — и эта быстрая перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и заставляет лампы накаливания свечения. Электроны не обязательно должны двигаться по кругу для переноса энергии: в AC они просто «бегут на месте».

Что такое инвертор?

Фото: Типичный электрический инвертор.Это сделано Xantrex / Trace Engineering. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL (DoE / NREL).

Одно из наследий Теслы (и его делового партнера Джорджа Westinghouse, босс Westinghouse Electrical Company), что большинство бытовой техники, которая есть в наших домах, специально спроектированы работать от сети переменного тока. Устройства, которым нужен постоянный ток, но которые должны потреблять электроэнергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строится из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

Инвертор выполняет противоположную работу, и его довольно легко понять суть того, как это работает. Предположим, у вас в фонарик и выключатель замкнут, поэтому постоянный ток течет по цепи, всегда в одном направлении, как гоночная машина по трассе. Что теперь если вынуть аккумулятор и перевернуть. Предполагая, что он подходит в противном случае он почти наверняка будет питать фонарик, и вы не заметит никакой разницы в получаемом вами свете, но электрический ток на самом деле будет течь в обратном направлении.Предположим, вы у них были молниеносные руки и они были достаточно ловкими, чтобы постоянно менять направление движения. аккумулятор 50–60 раз в секунду. Тогда вы станете чем-то вроде механического инвертор, преобразующий постоянный ток батареи в переменный ток с частотой 50–60 герц.

Конечно, инверторы, которые вы покупаете в магазинах электротоваров, не работают должным образом таким образом, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные Включает и выключает эти переключатели на высокой скорости для реверсирования тока направление. Подобные инверторы часто производят так называемый прямоугольный выход: ток либо течет в одну сторону, либо наоборот, или он мгновенно переключается между двумя состояниями:

Такие внезапные переключения мощности довольно жестоки для некоторых видов электрического оборудования.При нормальном питании переменного тока ток постепенно переключается с одного направления на другое по синусоидальной схеме, например:

Электронные инверторы

могут быть использованы для создания такого плавно изменяющегося выхода переменного тока от Вход постоянного тока. В них используются электронные компоненты, называемые индукторами и конденсаторы, чтобы выходной ток увеличивался и падал более плавно чем резкое включение / выключение прямоугольного сигнала на выходе, которое вы получаете с базовый инвертор.

Инверторы

также могут использоваться с трансформаторами для изменения определенного Входное напряжение постоянного тока в совершенно другое выходное напряжение переменного тока (выше или ниже), но выходная мощность всегда должна быть меньше чем входная мощность: из сохранения энергии следует, что инвертор и трансформатор не могут выдавать больше мощности, чем потребляют в, и некоторая энергия неизбежно будет потеряна в виде тепла, поскольку электричество через различные электрические и электронные компоненты.В На практике КПД инвертора часто превышает 90 процентов, хотя основы физики говорят нам, что некоторая энергия — пусть и небольшая — всегда где-то потрачено впустую!

Как работает инвертор?

Мы только что получили очень простой обзор инверторов — и теперь давайте вернемся к нему еще раз. немного подробнее.

Представьте, что вы — аккумулятор постоянного тока, и кто-то хлопает вас по плечу и просит вас вместо этого производить AC. Как бы ты это сделал? Если все ток, который вы производите, течет в одном направлении, как насчет добавления просто переключиться на выходной провод? Включение и выключение тока, очень быстро, будет давать импульсы постоянного тока — что будет при минимум половина работы.Для правильного включения переменного тока вам понадобится переключатель, который позволил вам полностью изменить направление тока и сделать это около 50-60 раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую контакты вперед и назад более 3000 раз в минуту. Вам понадобится аккуратная работа пальцами!

По сути, устаревший механический инвертор сводится к коммутационному блоку. подключен к электрическому трансформатору. Если вы изучили наши статья о трансформаторах, вы узнаете, что они электромагнитные устройства, которые изменяют переменный ток низкого напряжения на переменный ток высокого напряжения или наоборот, с использованием двух катушек проволоки (называемых первичной и вторичной), намотанной вокруг общего железного сердечника.В механическом инверторе либо электродвигатель или какой-либо другой механизм автоматического переключения переворачивает входящий постоянный ток вперед и назад в первичный, просто поменяв местами контакты, и это производит переменный ток во вторичной — так он не так уж сильно отличается от воображаемого инвертора, который я набросал выше. Переключающее устройство работает примерно так же, как и в электрический дверной звонок. Когда питание подключено, он намагничивает переключатель, потянув ее открыть и на короткое время выключить.Весна тянет переключите обратно в положение, включите его снова и повторите процесс — снова и снова.

Анимация: Базовая концепция электромеханического инвертора. Постоянный ток подается на первичную обмотку (розовые зигзагообразные провода с левой стороны) тороидального трансформатора (коричневый пончик) через вращающуюся пластину (красный и синий) с перекрестными соединениями. Когда пластина вращается, она неоднократно переключает соединения с первичной обмоткой, поэтому трансформатор получает на вход переменный ток, а не постоянный ток.Это повышающий трансформатор с большим количеством обмоток во вторичной обмотке (желтый зигзаг, правая сторона), чем в первичной, поэтому он увеличивает небольшое входное напряжение переменного тока до большего выходного переменного тока. Скорость вращения диска определяет частоту выходного переменного тока. Большинство инверторов не работают так; это просто иллюстрирует концепцию. Установленный таким образом инвертор будет производить очень грубую прямоугольную волну на выходе.

Типы инверторов

Если вы просто включаете и выключаете постоянный ток или переключаете его обратно и вперед, так что его направление продолжает меняться, то, что вы в конечном итоге, очень резкие изменения тока: все в одну сторону, все в другую направление и обратно.Нарисуйте диаграмму тока (или напряжения) против времени, и вы получите прямоугольную волну. Хотя электричество, различающееся таким образом, составляет , технически , переменный ток, это совсем не похоже на переменный ток доставляется в наши дома, что гораздо более плавно волнообразная синусоида). Вообще здоровенный бытовые приборы в наших домах, которые используют чистую энергию (например, электрические обогреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники) не особо заботятся волны какой формы они получают: все, что им нужно, это энергия и много это — так что прямоугольные волны их действительно не беспокоят.Электронные устройства, на с другой стороны, они гораздо более привередливы и предпочитают более плавный ввод они получают от синусоиды.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы истинной / чистой синусоидальной волны (часто сокращается до PSW) и модифицированные / квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW). В виде их название предполагает, что настоящие инверторы используют так называемые тороидальные (в форме пончика) трансформаторы и электронные схемы для преобразования постоянный ток в плавно изменяющийся переменный ток очень похожий на настоящую синусоиду, обычно подаваемую в наши дома.Их можно использовать для питания любых устройств переменного тока от источника постоянного тока. источник, включая телевизоры, компьютеры, видеоигры, радио и стереосистемы. С другой стороны, модифицированные синусоидальные инверторы используют относительно недорогая электроника (тиристоры, диоды и другие простые компоненты) на производят своего рода «закругленную» прямоугольную волну (гораздо более грубую приближение к синусоиде), и пока они подходят для доставки мощность для здоровенных электроприборов, они могут вызывать и действительно вызывают проблемы с тонкой электроникой (или чем-либо с электронным или микропроцессорным контроллером), в общем, это означает, что они не подходят для ноутбуков, медицинского оборудования, цифровых часы и устройства умного дома.Кроме того, если задуматься, их закругленный квадрат волны в целом обеспечивают большую мощность устройства, чем чистая синусоида (площадь под квадратом больше, чем под кривой). Это делает их менее эффективными и потерянная мощность, рассеиваемая в виде тепла, означает некоторый риск перегрева инверторов MSW. С другой стороны, они, как правило, немного дешевле, чем настоящие инверторы.

Изображение: модифицированная синусоида (MSW, зеленый) больше напоминает синусоидальную волну (синий), чем прямоугольную волну (оранжевый), но все же включает в себя внезапные резкие изменения тока.Чем больше шагов в модифицированной синусоиде, тем ближе она к идеализированная форма истинной синусоиды.

Хотя многие инверторы работают как автономных блоков с аккумулятором, которые полностью Независимо от сети, другие (известные как инверторы , связанные с энергосистемой, или инверторы, привязанные к сети , ) являются специально разработан для постоянного подключения к сети; обычно они используются для передачи электричества от чего-то как солнечная панель, обратно в сеть с правильным напряжением и частотой.Это нормально, если ваша главная цель — выработать собственную силу. Это не так полезно если вы хотите иногда быть независимым от сетки или хотите резервный источник питания на случай отключения электричества, потому что если ваш подключение к сети прерывается, и вы не производите электроэнергию самостоятельно (например, сейчас ночь и ваши солнечные панели неактивны), инвертор тоже выходит из строя, и вы совершенно лишены силы — так же беспомощны, как если бы вы генерировали свою собственную силу или нет.По этой причине некоторые люди используют двухрежимные инверторы или двунаправленные преобразователи , которые могут работать либо в автономном, либо в привязанном к сети режиме (хотя и не в обоих одновременно). С у них есть лишние детали, они имеют тенденцию быть более громоздкими и более дорого.

Подпись: Никола Тесла. Хотя он выиграл войну токов, его соперника Томаса Эдисона до сих пор помнят как первооткрывателя электроэнергии. Гравюра Теслы работы Саронга, 1906 год, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Что такое инверторы?

Инверторы

могут быть очень большими и здоровенными, особенно если они имеют встроенный аккумуляторные батареи, чтобы они могли работать автономно. Они тоже выделяют много тепла, поэтому они имеют большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы. Как вы можете видеть на нашем верхнем фото, типичные — размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; большие единицы выглядят немного похоже на батарею автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше портативные коробки размером с автомобильный радиоприемник, которые можно подключить к прикуривателю розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

Как бытовые приборы различаются по потребляемой мощности, так и инверторы различаются. в мощности, которую они производят. Как правило, на всякий случай вы нужен инвертор, рассчитанный примерно на четверть выше максимальной мощности устройства, которым вы хотите управлять. Это учитывает тот факт, что некоторые приборы (например, холодильники и морозильники или люминесцентные лампы) потребляют пиковую мощность при первом включении. Пока инверторы могут обеспечивать пиковую мощность в течение коротких периодов времени, это важно отметить, что они на самом деле не предназначены для работы на пике мощность на длительные периоды.

Цепи общего пользования с тегом «ac-to-dc» — CircuitLab

Теперь показаны схемы 1-20 из 23. Сортировать по недавно измененное имя

	Прецизионный полноволновой выпрямитель ПУБЛИЧНЫЙ по mk5734 | обновлено 23 августа 2018 г. ac-to-dc полноволновый операционный усилитель
	Диодный двухполупериодный выпрямитель ПУБЛИЧНЫЙ Четыре диода («мостовой выпрямитель») плюс конденсатор могут использоваться для преобразования переменного тока в постоянный с проводимостью на протяжении большей части входного цикла питания. от CircuitLab | обновлено 7 июня 2017 г. ac-to-dc мост-выпрямитель диод постоянная времени
	Диодный однополупериодный выпрямитель ПУБЛИЧНЫЙ Один диод плюс конденсатор можно использовать для преобразования переменного тока в постоянный, но часто с большим количеством пульсаций на выходе. от CircuitLab | обновлено 7 июня 2017 г. ac-to-dc диод постоянная времени
	основная схема ПУБЛИЧНЫЙ Наслаждаться:)! по oscartwinb | обновлено 25 мая 2017 г. ac-to-dc катод
	Выпрямитель с ШИМ высокой мощностью ПУБЛИЧНЫЙ Простой проект для подачи высокого напряжения при сильном токе на нагрузку постоянного тока, управляемую с помощью ШИМ.В реальных приложениях нагрузка представляет собой 5 последовательно подключаемых светодиодов мощностью 100 Вт. от Габриэль Паука | обновлено 1 июня 2016 г. ac-to-dc мост-выпрямитель силовая электроника источник питания шим выпрямитель
	Блок питания Eurorack 15 В постоянного тока ПУБЛИЧНЫЙ Музыка из космоса Джорсли | обновлено 19 января 2015 г. ac-to-dc источник питания
	Резистивный источник питания AC-DC ПУБЛИЧНЫЙ Неизолированный преобразователь переменного тока в постоянный малой мощности. автор: febb | обновлено 24 декабря 2014 г. ac-to-dc источник питания
	Преобразователь напряжения ПУБЛИЧНЫЙ Простая схема преобразователя переменного тока в постоянный (Sadə, dəyişən cərəyanı sabit cərəyana çevirən dövrə) по condorxan | обновлено 21 сентября 2014 г. ac-to-dc
	Источник питания от 120 В / 60 Гц до 12 В постоянного тока ПУБЛИЧНЫЙ по smackmillan | обновлено 6 апреля 2014 г. ac-to-dc двухполупериодный выпрямитель
	Капучино ПУБЛИЧНЫЙ Цепь капельницы сетевого конденсатора взята из кофемашины US Breville 800, чтобы увидеть эффект работы 240 В по jetpax | обновлено 19 января 2014 г. ac-to-dc конденсатор-капельница сеть
	Адаптер ПУБЛИЧНЫЙ Сделано в Индонезии автор: raflyfb | обновлено: 9 августа 2013 г. переменный ток ac-to-dc адаптер
	КАК получить 7.5 В постоянного тока ПУБЛИЧНЫЙ автор: The_falcon | обновлено 20 мая 2013 г. ac-to-dc
	circuito solemne 1 ПУБЛИЧНЫЙ Прюба автор: flores7 | обновлено 9 мая 2013 г. ac-to-dc
	Полуволновое выпрямление ПУБЛИЧНЫЙ Полупериодный выпрямленный выход постоянного тока от источника переменного тока. по Navinscoop | обновлено 4 апреля 2013 г. ac-to-dc полуволновое выпрямление исправление выпрямитель
	Источник питания от 120 В переменного тока до 12 В постоянного тока ПУБЛИЧНЫЙ по самюлес | обновлено 1 марта 2013 г. 12v ac-to-dc источник питания
	Полноволновой выпрямитель с трансформатором ПУБЛИЧНЫЙ автор: Sanityisboring | обновлено 26 февраля 2013 г. ac-to-dc мост-выпрямитель диод полноволновый трансформатор
	Повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный ПУБЛИЧНЫЙ по Shiv89 | обновлено 31 января 2013 г. ac-to-dc от постоянного тока к переменному току
	Преобразователь переменного тока в постоянный ПУБЛИЧНЫЙ Схема преобразователя переменного тока в постоянный с использованием мостового выпрямителя и стабилитрона. автор: zaraki_kenpachi | обновлено 31 октября 2012 г. ac-to-dc
	Блок питания от 240 В переменного тока до 24 В переменного тока / 5 В постоянного тока ПУБЛИЧНЫЙ по aquadat0r | обновлено 7 мая 2012 г. ac-to-dc источник питания трансформатор
	Circuito De Teste ПУБЛИЧНЫЙ по цепи | обновлено 5 марта 2012 г. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт