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 в положение V ~.
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:

V_{ОКРУГ КОЛУМБИЯ}= V_AC/√(2)

Для простых вычислений округлите √ (2) до 1,4. Таким образом, вам не нужно использовать калькулятор для деления.

Допустим, измеренное значение было 120 В. Добавить V_AC значение, которое вы только что измерили, по формуле и рассчитайте его.

V_{ОКРУГ КОЛУМБИЯ} = (120/1.4)

V_{ОКРУГ КОЛУМБИЯ} = 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: Он 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. Перфорированная плита: Электронная плата, используемая для создания прототипов схем.
4. Провода: компоненты 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 L. Убедитесь, что их отрицательные концы подключены.

2. Таким же образом подключите оставшиеся два 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.

Связанный: Моделируйте и тестируйте проекты Arduino с помощью схем 123D

Создание финального контура:

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. Провода переменного и постоянного тока одинаковы?

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 этих старых досок по-новому.

Читать далее

Об авторе