چگونه از 12 ولت متناوب ثابت کنیم. تفاوت بین جریان متناوب و جریان مستقیم. دیودهای نیمه هادی مسطح

ولتاژ در شبکه برق خانگی، همانطور که مشخص است، 220 یا 380 ولت است. با این حال، چنین منبع تغذیه برای همه دستگاه ها "قابل هضم" نیست.

برخی از آنها فقط به ولتاژ 12 ولت نیاز دارند و چنین دستگاه هایی باید از طریق یک دستگاه خاص - یک ترانسفورماتور وصل شوند.

نحوه تغییر ترانسفورماتور از 220 به 12 ولت و چگونه می توانید این دستگاه را خودتان مونتاژ کنید - گفتگوی ما به این موضوع اختصاص خواهد یافت.

بنابراین، ترانسفورماتور یک وسیله الکتریکی است که انرژی الکتریکی را تبدیل می کند، یعنی تغییر ولتاژ. اگر خروجی یعنی تغییر ولتاژ کمتر از ورودی باشد ترانسفورماتور را ترانسفورماتور کاهنده می نامند. اگر برعکس، در نتیجه تبدیل ولتاژ افزایش یابد، ترانسفورماتور ترانسفورماتور افزایش دهنده نامیده می شود.

ترانسفورماتور کشویی 220/12

چرا در زندگی روزمره به ترانسفورماتور کاهنده نیاز دارید؟ برق کم ولتاژ لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های همراه را تغذیه می‌کند، اما آنها همیشه همراه با ترانسفورماتورها فروخته می‌شوند که معمولاً به آنها «منبع تغذیه» می‌گویند. روشنایی کم ولتاژ، که از لامپ های هالوژن یا ال ای دی فوق مدرن استفاده می کند، موضوع متفاوتی است.

امروزه بسیاری از مردم می خواهند یکی را دریافت کنند - به دلیل تعدادی مزیت:

• خطر برق گرفتگی یا آتش سوزی وجود ندارد (به ویژه توصیه می شود حمام ها و اتاق های دیگر با رطوبت بالا را با چنین روشنایی مجهز کنید).
• در مقایسه با لامپ های سنتی، لامپ های ولتاژ پایین بسیار مقرون به صرفه تر هستند: به عنوان مثال، LED های با درخشندگی یکسان 15 برابر کمتر از یک لامپ رشته ای 220 ولت انرژی مصرف می کنند.
• لامپ های ولتاژ پایین بسیار بیشتر از همتایان 220 ولت خود دوام می آورند: سازندگان LED 50 هزار ساعت کارکرد را وعده می دهند و حتی 3 سال گارانتی ارائه می دهند.

برای اتصال چنین سیستم روشنایی، یک ترانسفورماتور باید به طور جداگانه خریداری شود. اما در ساده ترین شکل آن، می توانید خودتان این کار را انجام دهید.

اصل کارکرد از 220 تا 12 ولت

ساده ترین ترانسفورماتور از دو سیم پیچ سیم با تعداد دورهای مختلف تشکیل شده است. یک سیم پیچ - به نام اولیه - به یک منبع جریان متناوب متصل است که معمولاً منبع تغذیه خانگی است.

همانطور که می دانید رسانایی که جریان متناوب از طریق آن می گذرد، به مولد میدان الکترومغناطیسی تبدیل می شود و اگر به سیم پیچ نیز پیچیده شود، میدان متراکم تر می شود. علاوه بر این، از آنجایی که جریان متناوب است، میدان الکترومغناطیسی یکسان است.

علاوه بر این، مطابق با قانون القای الکترومغناطیسی، میدان الکترومغناطیسی متناوب تولید شده توسط سیم پیچ اولیه، EMF را در سیم پیچ ثانویه القا می کند. درک این نکته مهم است که EMF دقیقاً زمانی ظاهر می شود که تعداد یا شدت خطوط نیروی سوراخ کننده هادی تغییر کند.

اصل کار مبدل ولتاژ

یعنی یا میدان باید دائماً در حال تغییر باشد (به چنین میدانی متغیر می گویند) یا هادی باید در آن حرکت کند (این چیزی است که در ژنراتورهای الکتریکی اتفاق می افتد). از این رو نتیجه گیری: اگر سیم پیچ اولیه به یک منبع جریان مستقیم متصل شود، ترانسفورماتور کار نخواهد کرد.

برای اینکه سیم پیچ اولیه اندوکتانس بالایی داشته باشد و همچنین شار مغناطیسی را در داخل سیم پیچ ها متمرکز کند، آنها را روی یک هسته فولادی فرومغناطیسی پیچیده می کنند.

در غیاب چنین هسته ای، ترانسفورماتور متصل به شبکه خانگی نه تنها کار نمی کند، بلکه به سادگی می سوزد.

نحوه تغییر ولتاژ در خروجی ترانسفورماتور به نسبت تعداد دور سیم پیچ ها بستگی دارد. اگر تعداد آنها در سیم پیچ ثانویه کمتر باشد، ولتاژ کاهش می یابد و به همان تعداد بار کمتر از ولتاژ ورودی خواهد بود، زیرا تعداد دورهای سیم پیچ ثانویه کمتر از ولتاژ اولیه است. به عنوان مثال، اگر سیم پیچ اولیه از 2 هزار دور و سیم پیچ ثانویه از 1 هزار دور تشکیل شده باشد و در همان زمان ولتاژ 220 ولت به سیم پیچ اولیه اعمال شود، EMF 110 ولت خواهد بود. در سیم پیچ ثانویه ظاهر می شود.

ترانسفورماتور ولتاژ

بر این اساس، برای تبدیل ولتاژ از 220 ولت به 12 ولت، تعداد دور سیم پیچ ثانویه باید 220/12 = 18.3 برابر کمتر از سیم پیچ اولیه باشد.

از آنجایی که برق از یک سیم پیچ به سیم پیچ دیگر تقریباً به طور کامل منتقل می شود (سهم تلفات بستگی به راندمان ترانسفورماتور دارد) و توان حاصلضرب ولتاژ و جریان (W = U*I) است، بنابراین تصویر مخالف مشاهده می شود. با جریان در سیم پیچ ها: چند برابر ولتاژ در سیم پیچ ثانویه کاهش می یابد، قدرت جریان در آن به همان تعداد برابر بیشتر از سیم پیچ اولیه خواهد بود.

بنابراین، سیم پیچ ثانویه در یک ترانسفورماتور کاهنده باید با سیم ضخیم تر از سیم اولیه پیچیده شود.

دستور مونتاژ

طراحی ترانسفورماتور با محاسبه پارامترهای آن آغاز می شود. ما مقادیر زیر را تنظیم می کنیم:

1. ولتاژ ورودی: 220 ولت
2. ولتاژ خروجی: 12 ولت
3. سطح مقطع هسته: S = 6 متر مربع را بگیرید. سانتی متر.

N = K*U/S،

• N - تعداد چرخش.
• K یک ضریب تجربی است. شما می توانید K = 50 را بگیرید، اما برای جلوگیری از اشباع ترانسفورماتور، بهتر است K = 60 را بگیرید. در این صورت، تعداد چرخش ها کمی افزایش می یابد و خود ترانسفورماتور کمی بزرگتر می شود، اما تلفات کاهش خواهد یافت.
• U – ولتاژ در سیم پیچ، V.
• S - سطح مقطع هسته، مربع. سانتی متر.

مبدل ولتاژ خودرو را خودتان انجام دهید 12-220 ولت

بنابراین، تعداد چرخش در سیم پیچ اولیه خواهد بود:

N1 = 60*220/6 = 2200 دور،

در ثانویه:

• سیم مسی محصور در عایق ابریشم یا کاغذ: برای سیم پیچ اولیه - با مقطع 0.3 متر مربع. میلی متر، برای ثانویه - 1 متر مربع. میلی متر (با جریان در مدار بار کمتر از 10 A)؛
• چندین قوطی حلبی (قطعات حلبی برای ساخت هسته استفاده می شود)؛
• مقوای ضخیم؛
• پارچه لاک زده (عایق نوار)؛
• کاغذ آغشته به پارافین

مدار اینورتر برق

فرآیند ساخت ترانسفورماتور به صورت زیر است:

1. 80 نوار به ابعاد 30x2 سانتی متر باید از قوطی ها بریده شود.قلع باید آنیل شود: آن را در فر قرار می دهند و تا دمای بالا گرم می کنند و می گذارند همراه با فر خنک شود. ماهیت درمان دقیقاً خنک شدن تدریجی است که در نتیجه فولاد نرم می شود و خاصیت ارتجاعی خود را از دست می دهد.
2. در مرحله بعد ، صفحات باید از دوده تمیز و لاک زده شوند ، پس از آن هر یک از آنها از یک طرف با کاغذ نازک - دستمال کاغذی یا کاغذ پارافین پوشانده می شود.
3. لازم است یک قاب برای سیم پیچ ها از مقوای ضخیم ساخته شود که از بشکه و گونه ها تشکیل شده است. باید در چند لایه کاغذ آغشته به پارافین پیچیده شود؛ همچنین می توانید از کاغذ ردیابی استفاده کنید.
4. برای چرخش باید سیم را به دور قاب بپیچید. برای سرعت بخشیدن به این عملیات، می توانید یک ماشین سیم پیچ ساده بسازید: قاب را روی یک میله فولادی قرار دهید، دومی را در شیارهای ساخته شده در دو تخته قرار دهید و سپس یک انتهای آن را به یک دسته خم کنید. هنگام گذاشتن سیم، هر دو یا سه نوبت باید کاغذ پارافین را برای عایق قرار دهید. هنگامی که سیم پیچ اولیه به پایان رسید، باید انتهای سیم را روی گونه های قاب ثابت کنید و سیم پیچ را با کاغذ در 5 لایه بپیچید.
5. جهت سیم پیچ سیم پیچ ثانویه باید با جهت سیم پیچ اولیه منطبق باشد.

می توان ترانسفورماتوری ساخت که بتواند ولتاژ را به 12 و 24 ولت کاهش دهد که مورد نیاز برخی لامپ ها و دستگاه های دیگر است. برای انجام این کار، باید 240 دور سیم پیچ ثانویه را باد کنید، اما از دور 120 باید خروجی به شکل یک حلقه ساخته شود.

1. پس از محکم کردن سیم پیچ ثانویه به گونه دوم قاب، آن (کویل) نیز در کاغذ پیچیده می شود.
2. صفحات قلع باید نصف طول خود را داخل سیم پیچ قرار دهید و پس از آن دور قاب می چرخند تا انتهای آن زیر سیم پیچ وصل شود. وجود فاصله بین صفحات و قاب الزامی است.
3. اکنون ترانسفورماتور خانگی باید روی پایه ای محکم شود - تکه ای از تخته چوبی به ضخامت حدود 50 میلی متر. برای بستن باید از براکت هایی استفاده کنید که باید قسمت پایین هسته را بپوشانند.

در نهایت، انتهای سیم پیچ ها به پایه بیرون آورده شده و به کنتاکت مجهز می شوند.

ارتباط

برای اتصال یک ترانسفورماتور، باید یک بار را به کنتاکت های سیم پیچ ثانویه وصل کنید و سپس ولتاژ خانگی را به مخاطبین سیم پیچ اولیه اعمال کنید.

نمودار اتصال به سیم پیچ ثانویه بستگی به این دارد که چه ولتاژی باید در خروجی بدست آید: اگر 24 ولت باشد، به پایانه های بیرونی و اگر 12 ولت باشد، به یکی از پایانه های بیرونی و ترمینال از پیچ 120 وصل می شویم.

نمودار اتصال نورافکن 12 ولت از طریق ترانسفورماتور

اگر مصرف کننده با جریان مستقیم کار می کند، یکسو کننده باید به پایانه های سیم پیچ ثانویه متصل شود.برای این منظور از یک پل دیود مجهز به خازن استفاده می شود (به عنوان یک فیلتر عمل می کند و موج ها را صاف می کند).

انتخاب راه حل آماده

امروزه ترانسفورماتور با هر پارامتری را می توان در فروشگاه های الکترونیک رادیویی یا تجهیزات جوش یافت. در کنار انواع سنتی، دستگاه های نسل جدید نیز فروخته می شود - ترانسفورماتور اینورتر. در چنین دستگاه هایی، جریان قبل از ورود به سیم پیچ اولیه، ابتدا از یک یکسو کننده عبور می کند.

و سپس - از طریق یک اینورتر مونتاژ شده بر اساس یک ریز مدار و یک جفت ترانزیستور کلیدی، که دوباره جریان را به جریان متناوب تبدیل می کند، اما با فرکانس بسیار بالاتر: 60 - 80 کیلوهرتز به جای 50 هرتز. این تبدیل جریان ورودی باعث می شود تا اندازه ترانسفورماتور به میزان قابل توجهی کاهش یابد و تلفات بسیار کاهش یابد.

جعبه با ترانسفورماتور کاهنده YaTP 0.25

ترانسفورماتور باید با توجه به ویژگی های زیر انتخاب شود:

1. ولتاژ ورودی و فرکانس جریان:اگر دستگاه برای شبکه 3 فاز خریداری شده باشد، باید ویژگی های دستگاه "220 ولت" یا "380 ولت" را نشان دهد. فرکانس باید 50 هرتز باشد. ترانسفورماتورهایی وجود دارند که به عنوان مثال برای فرکانس 400 هرتز یا بیشتر طراحی شده اند - اگر مستقیماً به یک شبکه برق خانگی متصل شوند، چنین دستگاهی می سوزد.
2. ولتاژ خروجی و نوع جریان:همه چیز با ولتاژ خروجی مشخص است - باید با ولتاژی که مصرف کننده برق برای آن طراحی شده است مطابقت داشته باشد. اما در عین حال، مهم است که فراموش نکنید که ترانسفورماتور چه جریانی تولید می کند. بسیاری از آنها امروزه مجهز به یکسو کننده هستند که در نتیجه جریان خروجی متناوب نیست، بلکه مستقیم است.
3. توان نامی:بسیار مهم است که حداکثر توانی که ترانسفورماتور می تواند با آن کار کند (به آن توان نامی می گویند) تقریباً 20٪ بیشتر از توان بار باشد. اگر این ذخیره وجود نداشته باشد و حتی بیشتر از آن اگر توان نامی ترانسفورماتور کمتر از توان مصرفی بار باشد، سیم‌پیچ‌های مبدل بیش از حد گرم می‌شوند و می‌سوزند.

ترانسفورماتورها عبارتند از:

1. باز کن:مجهز به یک پوشش نشتی است که رطوبت و گرد و غبار می تواند داخل آن نفوذ کند. اما امکان خنک سازی اجباری با استفاده از فن وجود دارد.
2. بسته شده:مجهز به محفظه مهر و موم شده با درجه بالایی از محافظت در برابر رطوبت و گرد و غبار هستند، بنابراین می توان آنها را در اتاق هایی با رطوبت بالا نصب کرد.

مدل های با بدنه آلومینیومی در شرایط بیرونی (نورپردازی خیابان با لامپ ال ای دی، تبلیغات) قابل استفاده است. به دلیل عدم امکان اعمال سرمایش اجباری، توان ترانسفورماتورهای بسته محدود است.

ترانسفورماتور OSM-1-04

ترانسفورماتورها نیز عبارتند از:

• میله: سیم پیچ ها را فقط می توان در موقعیت عمودی قرار داد.
• زره پوش: در هر موقعیتی کار کنید.

هزینه ترانسفورماتورها بسیار متفاوت است و در درجه اول به قدرت بستگی دارد. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

1. YaTP-0.25. دستگاهی با توان نامی 250 وات، مجهز به محفظه. هزینه 1700 روبل است.
2. OSM-1-04. می تواند با ولتاژ ورودی 220 ولت یا 100 - 127 ولت کار کند، خروجی آن 12 ولت است. مسکن وجود ندارد. هزینه - 2600 روبل.
3. OSZ-1 U2 220/12. ترانسفورماتور 1 کیلو وات. هزینه 5300 روبل.
4. TSZI-4.0. مبدل با محفظه، توان نامی 4 کیلو وات است. ولتاژ ورودی - 220 یا 380 ولت، خروجی - 110 ولت یا 12 ولت. هزینه - 10.5 هزار روبل.

ترانسفورماتور قابل حمل در محفظه TSZI-2.5 کیلو وات. می تواند به هر دو 220 ولت و 380 ولت وصل شود، خروجی - 12 ولت. هزینه - 13.9 هزار روبل.

ویدئو در مورد موضوع

در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی که با جریان متناوب 220 ولت کار می کنند، پل های دیودی نصب می شوند. مدار پل دیود 12 ولت به شما امکان می دهد تا به طور موثر عملکرد یکسو کننده جریان متناوب را انجام دهید. این به دلیل این واقعیت است که اکثر دستگاه ها از جریان مستقیم برای کار استفاده می کنند.

پل دیودی چگونه کار می کند؟

یک جریان متناوب با فرکانس متغیر مشخصی به کنتاکت های ورودی پل وارد می شود. در خروجی های دارای مقادیر مثبت و منفی، یک جریان تک قطبی تولید می شود که ریپل را افزایش داده و به طور قابل توجهی از فرکانس جریان عرضه شده به ورودی فراتر رفته است.

ضربان هایی که ظاهر می شوند باید حذف شوند، در غیر این صورت مدار الکترونیکی نمی تواند به طور عادی کار کند. بنابراین مدار حاوی فیلترهای مخصوصی است که فیلترهای الکترولیتی با ظرفیت زیاد هستند.

خود مجموعه پل از چهار دیود با پارامترهای یکسان تشکیل شده است. آنها به یک مدار مشترک متصل می شوند و در یک مسکن مشترک قرار می گیرند.

پل دیودی دارای چهار پایانه است. دو تای آنها به ولتاژ متناوب وصل می شوند و دو تای دیگر پایانه های مثبت و منفی ولتاژ تصحیح ضربان دار هستند.

یک پل یکسو کننده به شکل مجموعه دیود دارای مزایای تکنولوژیکی قابل توجهی است. بنابراین، یک قطعه یکپارچه به طور همزمان بر روی برد مدار چاپی نصب می شود. در حین کار، همه دیودها با شرایط حرارتی یکسان ارائه می شوند. هزینه مونتاژ کلی کمتر از چهار دیود جداگانه است. با این حال، این بخش یک ایراد جدی دارد. اگر حداقل یکی از دیودها خراب شود، کل مجموعه باید تعویض شود. در صورت تمایل، هر نمودار کلی را می توان با چهار قسمت جداگانه جایگزین کرد.

کاربرد پل های دیودی

هر وسیله و لوازم الکترونیکی که با جریان الکتریکی متناوب تغذیه می شود دارای مدار پل دیودی 12 ولتی است. این نه تنها در ترانسفورماتورها، بلکه در یکسو کننده های پالس نیز استفاده می شود. معمولی ترین واحد سوئیچینگ منبع تغذیه کامپیوتر است.

علاوه بر این، پل های دیودی در لامپ های فلورسنت فشرده یا لامپ های کم مصرف استفاده می شود. آنها هنگام استفاده در بالاست های الکترونیکی جلوه بسیار خوبی می دهند. آنها به طور گسترده در تمام مدل های دستگاه های مدرن استفاده می شوند.

نحوه ساخت پل دیودی

برای آزمایش عملکرد واحدهای جداگانه لوازم خانگی، یک تکنسین خانه ممکن است به 12 ولت جریان مستقیم و متناوب نیاز داشته باشد. ما هر دو مورد را به تفصیل تجزیه و تحلیل خواهیم کرد، اما ابتدا باید مقدار دیگری از برق - قدرت را در نظر بگیریم، که مشخص کننده توانایی دستگاه برای انجام کار قابل اطمینان است.

اگر قدرت منبع کافی نباشد، کار را کامل نمی کند. به عنوان مثال، منبع تغذیه کامپیوتر و باتری ماشین 12 ولت تولید می کنند. جریان بار کامپیوتر به ندرت از 20 آمپر تجاوز می کند و جریان راه اندازی باتری خودرو بیش از 200 آمپر است.

باتری ماشین ذخیره انرژی زیادی برای کارهای کامپیوتری دارد، اما منبع تغذیه کامپیوتر با همان ولتاژ 12 ولت مطلقاً برای چرخاندن استارت مناسب نیست، به سادگی می سوزد.

روشهای بدست آوردن ولتاژ ثابت

از سلول های گالوانیکی (باتری)

این صنعت باتری های گرد با اندازه های مختلف (بسته به توان) با ولتاژ 1.5 ولت تولید می کند. اگر 8 قطعه بگیرید، پس از اتصال سری، 12 ولت تولید می کنند.

پایانه های باتری ها باید به طور متناوب بین "به علاوه" قبلی و "منهای" بعدی متصل شوند. ولتاژ 12 ولت بین اولین و آخرین ترمینال خواهد بود و مقادیر میانی مثلاً 3، 6 یا 9 ولت را می توان روی دو، چهار، شش باتری اندازه گیری کرد.

ظرفیت های عناصر نباید متفاوت باشد، در غیر این صورت قدرت مدار توسط باتری ضعیف کاهش می یابد. برای چنین دستگاه هایی، توصیه می شود از تمام عناصر یک نوع سری با تاریخ ساخت مشترک استفاده کنید. جریان بار از هر 8 باتری مونتاژ شده به صورت سری با مقدار مشخص شده برای یک عنصر مطابقت دارد.

اگر نیاز به اتصال چنین باتری به باری دو برابر مقدار نامی منبع وجود دارد، باید طرح مشابه دیگری ایجاد کنید و هر دو باتری را به صورت موازی وصل کنید و پایانه های تک قطبی آنها را به هم وصل کنید: "+" به "+". ، و به "-".

از باتری های کوچک

باتری های نیکل کادمیوم با ولتاژ 1.2 ولت در دسترس هستند. برای دریافت 12 ولت از آنها، باید 10 عنصر را به صورت سری وصل کنید، همانطور که در مداری که قبلا بحث شد.

با استفاده از همان اصل، یک باتری از باتری های نیکل هیدرید فلزی مونتاژ می شود.

باتری قابل شارژ برای عمر طولانی تری نسبت به سلول های گالوانیکی معمولی استفاده می شود: باتری را می توان چندین بار در صورت نیاز شارژ و شارژ کرد.

از منابع تغذیه AC

بسیاری از لوازم خانگی دارای لوازم الکترونیکی داخلی هستند که توسط ولتاژ اصلاح شده حاصل از تبدیل 220 ولت تغذیه می شوند. منابع تغذیه کامپیوتر یا لپ تاپ فقط 12 ولت یکسو و .

کافی است به پایانه های مربوطه کانکتور خروجی متصل شده و منبع تغذیه را تغذیه کنید تا 12 ولت از آن دریافت کنید.

به روشی مشابه، می توانید از منابع تغذیه رادیوهای قدیمی، ضبط صوت و تلویزیون های قدیمی استفاده کنید.

علاوه بر این، می توانید به طور مستقل یک منبع تغذیه DC را با انتخاب مدار مناسب برای آن مونتاژ کنید. متداول ترین آنها آنهایی هستند که 220 ولت را به یک ولتاژ ثانویه تبدیل می کنند، که توسط یک پل دیودی اصلاح می شود، توسط یک خازن صاف می شود و توسط یک ترانزیستور با استفاده از یک مقاومت اصلاح تنظیم می شود.

شما می توانید بسیاری از طرح های مشابه را پیدا کنید. قرار دادن دستگاه های تثبیت کننده در آنها راحت است.

روشهای بدست آوردن ولتاژ متناوب

از طریق ترانسفورماتور

در دسترس ترین روش استفاده از ترانسفورماتور کاهنده است که قبلاً در نمودار قبلی نشان داده شده است. این صنعت مدت هاست که چنین دستگاه هایی را برای اهداف مختلف تولید می کند.

با این حال، ساخت ترانسفورماتور برای نیازهای خود از سازه های قدیمی برای یک صنعتگر خانگی اصلاً دشوار نیست.

برای اتصال ترانسفورماتور به شبکه 220، برق باید از طریق حفاظت به سیم پیچ اولیه تامین شود؛ شما می توانید با یک فیوز اثبات شده از پس آن برآیید، اگرچه یک قطع کننده مدار برای این اهداف مناسب تر است.

کل مدار بار ثانویه باید از قبل مونتاژ و آزمایش شود. ذخیره برق ترانسفورماتور در حدود 30٪ به آن اجازه می دهد تا برای مدت طولانی بدون گرم شدن بیش از حد عایق کار کند.

روش های دیگر

از نظر فنی می توان 12 ولت جریان متناوب را از یک ژنراتور که توسط یک موتور هدایت می شود یا با تبدیل جریان مستقیم به یک اینورتر به دست آورد. اما این روش ها بیشتر برای تاسیسات صنعتی مناسب بوده و طراحی پیچیده ای دارند. بنابراین، آنها عملا در زندگی روزمره استفاده نمی شوند.

برق-این حرکت مستقیم یا منظم ذرات باردار است: الکترونها در فلزات، یونها در الکترولیتها و الکترونها و یونها در گازها. جریان الکتریکی می تواند مستقیم یا متناوب باشد.

تعریف جریان الکتریکی مستقیم، منابع آن

دی سی(DC به انگلیسی Direct Current) جریان الکتریکی است که خواص و جهت آن در طول زمان تغییر نمی کند. جریان مستقیم و ولتاژ به شکل یک خط تیره افقی کوتاه یا دو خط موازی که یکی از آنها خط تیره است نشان داده شده است.

جریان مستقیم استفاده می شوددر اتومبیل ها و در خانه ها، در وسایل الکترونیکی متعدد: لپ تاپ، رایانه، تلویزیون و غیره. جریان الکتریکی اندازه گیری شده از پریز با استفاده از منبع تغذیه یا ترانسفورماتور ولتاژ با یکسو کننده به جریان مستقیم تبدیل می شود.

هر ابزار برقی، وسیله یا وسیله ای که از باتری تغذیه می شود نیز مصرف کننده جریان مستقیم است، زیرا باتری یا آکومولاتور منحصرا منبع جریان مستقیم است که در صورت لزوم با استفاده از مبدل های مخصوص (اینورتر) به جریان متناوب تبدیل می شود.

اصل کار جریان متناوب

جریان متناوب(AC به انگلیسی Alternating Current) یک جریان الکتریکی است که در طول زمان مقدار و جهت آن تغییر می کند. در وسایل برقی معمولاً با یک بخش موج سینوسی "~" مشخص می شود.
گاهی اوقات پس از سینوسی ممکن است ویژگی های جریان متناوب نشان داده شود - فرکانس، ولتاژ، تعداد فازها.

جریان متناوب می تواند تک فاز یا سه فاز باشد که برای آن مقادیر لحظه ای جریان و ولتاژ بر اساس قانون هارمونیک متفاوت است.

ویژگی های اصلیجریان متناوب - مقدار و فرکانس ولتاژ موثر.

توجه داشته باشیدهمانطور که در نمودار سمت چپ برای جریان تک فاز، جهت و مقدار ولتاژ با انتقال به صفر در یک بازه زمانی T تغییر می‌کند، و در نمودار دوم برای جریان سه فاز، یک جابجایی سه سینوسی وجود دارد. تا یک سوم دوره در نمودار سمت راست، فاز 1 با حرف "a" و مرحله دوم با حرف "b" نشان داده شده است. معروف است که سوکت خانه 220 ولت دارد. اما تعداد کمی از مردم می دانند که این مقدار موثر ولتاژ متناوب است، اما دامنه یا مقدار حداکثر با ریشه دو بزرگتر خواهد بود، یعنی برابر با 311 ولت خواهد بود.

بنابراین، اگر برای جریان مستقیم، مقدار و جهت ولتاژ در طول زمان تغییر نکند، برای جریان متناوب، ولتاژ به طور مداوم در اندازه و جهت تغییر می کند (گراف زیر صفر جهت مخالف است).

و بنابراین ما آمدیم به مفهوم فرکانسنسبت تعداد سیکل های کامل (دوره ها) به واحد زمان تغییر دوره ای جریان الکتریکی است. بر حسب هرتز اندازه گیری شد. در اینجا و در اروپا فرکانس 50 هرتز است، در ایالات متحده آمریکا 60 هرتز است.

فرکانس 50 هرتز به چه معناست؟یعنی جریان متناوب ما در هر ثانیه 50 بار جهت خود را به سمت مخالف و عقب (قطعه T- در نمودار) تغییر می دهد!

منابع AC هستندتمام پریزهای خانه و هر چیزی که مستقیماً با سیم یا کابل به تابلو برق متصل است. بسیاری از مردم این سوال را دارند: چرا جریان مستقیم در پریز وجود ندارد؟ پاسخ ساده است. در شبکه های جریان متناوب، ولتاژ به راحتی و با حداقل تلفات با استفاده از ترانسفورماتور در هر حجمی به سطح مورد نیاز تبدیل می شود. ولتاژ باید افزایش یابد تا بتوان الکتریسیته را در فواصل طولانی با حداقل تلفات در مقیاس صنعتی انتقال داد.
از نیروگاه، جایی که ژنراتورهای برق قدرتمند قرار دارند ، ولتاژ 330000-220000 خارج می شود ، سپس در نزدیکی خانه ما در پست ترانسفورماتور از مقدار 10000 ولت به ولتاژ سه فاز 380 ولت تبدیل می شود که به آپارتمان می رسد. و ولتاژ تک فاز به آپارتمان ما می آید، زیرا بین ولتاژ 220 ولت و بین فازهای مخالف در تابلو برق 380 ولت است.

و یکی دیگر از مزایای مهم ولتاژ متناوب این است که موتورهای AC ناهمزمان از نظر ساختاری ساده تر هستند و بسیار مطمئن تر از موتورهای DC کار می کنند.

چگونه جریان متناوب را ثابت کنیم

برای مصرف کنندگانی که با جریان مستقیم کار می کنند، جریان متناوب با استفاده از یکسو کننده ها تبدیل می شود.

مبدل DC به AC

اگر در تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم مشکلی وجود نداشته باشد، با تبدیل معکوس همه چیز بسیار پیچیده تر است. در خانه برای این اینورتر استفاده می شود- این یک مولد ولتاژ تناوبی از یک ولتاژ ثابت، به شکل نزدیک به یک سینوسی است.

اجازه دهید ابتدا منظور ما از "ولتاژ ثابت" را روشن کنیم. همانطور که ویکی پدیا به ما می گوید، ولتاژ ثابت (همچنین به عنوان جریان مستقیم شناخته می شود) جریانی است که پارامترها، ویژگی ها و جهت آن در طول زمان تغییر نمی کند. جریان مستقیم فقط در یک جهت جریان دارد و فرکانس آن صفر است.

در مقاله اسیلوسکوپ به اسیلوسکوپ DC نگاه کردیم. مبانی عملیاتی:

همانطور که به یاد دارید، به صورت افقی در نمودار داریم زمان(محور X)، و به صورت عمودی ولتاژ(محور Y).

برای تبدیل یک ولتاژ متناوب تک فاز یک مقدار به یک ولتاژ متناوب تک فاز با مقدار کوچکتر (احتمالا بزرگتر)، از یک ترانسفورماتور تک فاز ساده استفاده می کنیم. و به منظور تبدیل شدن به ولتاژ ضربانی ثابت، پل دیود را بعد از ترانسفورماتور وصل کردیم. خروجی یک ولتاژ ضربانی ثابت دریافت کرد. اما همانطور که می گویند با چنین تنشی نمی توانید آب و هوا را تغییر دهید.

اما چگونه می توانیم از ولتاژ ثابت ضربانی خارج شویم

واقعی ترین ولتاژ ثابت را دریافت کنید؟

برای انجام این کار، ما فقط به یک جزء رادیویی نیاز داریم: خازنو به این صورت باید به پل دیود وصل شود:

این مدار از یک ویژگی مهم خازن استفاده می کند: شارژ و دشارژ. خازن با ظرفیت کم به سرعت شارژ می شود و به سرعت تخلیه می شود. بنابراین، برای به دست آوردن یک خط تقریبا مستقیم روی اسیلوگرام، باید یک خازن با ظرفیت مناسب وارد کنیم.

وابستگی ریپل به ظرفیت خازن

بیایید نگاهی عملی به این داشته باشیم که چرا باید یک خازن بزرگ نصب کنیم. در عکس زیر سه خازن با ظرفیت های مختلف داریم:

بیایید به مورد اول نگاه کنیم. ما مقدار آن را با استفاده از LC متر اندازه گیری می کنیم. ظرفیت آن 25.5 نانوفاراد یا 0.025 میکروفاراد است.

طبق نمودار بالا آن را به پل دیود وصل می کنیم

و ما به اسیلوسکوپ می چسبیم:

بیایید به اسیلوگرام نگاه کنیم:

همانطور که می بینید، نبض ها همچنان باقی می مانند.

خوب، بیایید یک خازن با ظرفیت بزرگتر بگیریم.

ما 0.226 میکروفاراد دریافت می کنیم.

ما آن را به همان روش خازن اول به پل دیود متصل می کنیم و از آن قرائت می کنیم.

و در اینجا اسیلوگرام واقعی است

نه...تقریبا، اما باز هم همان نیست. ضربان ها هنوز قابل مشاهده هستند.

بیایید خازن سوم خود را برداریم. ظرفیت آن 330 میکروفاراد است. حتی LC متر من نمی تواند آن را اندازه گیری کند، زیرا محدودیت من در آن 200 میکروفاراد است.

آن را به پل دیود قلاب می کنیم و از آن یک اسیلوگرام می گیریم.

و در واقع او اینجاست

بفرمایید. موضوع کاملاً متفاوت است!

بنابراین، بیایید چند نتیجه بگیریم:

– هرچه ظرفیت خازن در خروجی مدار بیشتر باشد، بهتر است. اما از ظرفیت زیاد استفاده نکنید! از آنجایی که در این حالت دستگاه ما بسیار بزرگ خواهد بود، زیرا خازن های با ظرفیت های بزرگ معمولاً بسیار بزرگ هستند. و جریان شارژ اولیه بسیار زیاد خواهد بود، که می تواند منجر به اضافه بار مدار تغذیه شود.

- هرچه بار مقاومتی در خروجی چنین منبع تغذیه ای کمتر باشد، دامنه موج بیشتر ظاهر می شود. آنها با کمک از تثبیت کننده های ولتاژ یکپارچه که خالص ترین ولتاژ ثابت را تولید می کنند، با این مشکل مبارزه می کنند.

نحوه انتخاب عناصر رادیویی برای یکسو کننده

بیایید به سوال خود در ابتدای مقاله برگردیم. چگونه می توانید برای نیازهای خود جریان مستقیم 12 ولت را در خروجی دریافت کنید؟ ابتدا باید یک ترانسفورماتور انتخاب کنید تا در خروجی ... 12 ولت تولید کند؟ اما آنها درست حدس نمی زدند! از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور دریافت خواهیم کرد.

جایی که

U D – ولتاژ موثر، V

U max – حداکثر ولتاژ، V

بنابراین برای بدست آوردن 12 ولت ولتاژ مستقیم، خروجی ترانسفورماتور باید 12/1.41 = 8.5 ولت ولتاژ متناوب باشد. حالا این دستور است. برای به دست آوردن چنین ولتاژی روی ترانسفورماتور باید سیم پیچ ترانسفورماتور را کم یا اضافه کنیم. فرمول. سپس دیودها را انتخاب می کنیم. ما دیودها را بر اساس حداکثر جریان در مدار انتخاب می کنیم. ما با استفاده از دیتاشیت (توضیحات فنی عناصر رادیویی) به دنبال دیودهای مناسب هستیم. ما یک خازن با ظرفیت مناسب وارد می کنیم. ما آن را بر اساس این واقعیت انتخاب می کنیم که ولتاژ ثابت روی آن از آنچه در علامت گذاری آن نوشته شده است تجاوز نمی کند. ساده ترین منبع ولتاژ ثابت آماده استفاده است!

به هر حال، من یک منبع ولتاژ ثابت 17 ولت گرفتم، زیرا ترانسفورماتور 12 ولت در خروجی دارد (12 را در 1.41 ضرب کنید).

و در نهایت برای سهولت به خاطر سپردن: