permítanme comenzar diciendo que este post fue inspirado por una demostración de física impresionante que vi en la sección de Carolina del Norte de la Asociación Americana de Profesores de Física. La versión de la demo (que mostraré a continuación) fue creada por el profesor de física de la escuela secundaria Jeff Regester. De hecho, puede ver su página sobre adaptadores de corriente alterna aquí (incluida esta demostración).
AC vs DC
no puede vivir sin su teléfono inteligente cargador. Lo entiendo. Sin embargo, el cargador necesita un suministro de CC., DC significa corriente continua (esto significa que no puedes decir «corriente continua» – eso sería como decir corriente continua). Este es el tipo de corriente que se obtiene cuando se conecta una batería a la bombilla. Significa que la corriente se mueve en una dirección en el circuito y con suerte la corriente es principalmente constante. Muchos dispositivos en su casa necesitan DC.
Cuando usted conecte las cosas en la toma de corriente en su casa, usted no consigue DC., Los enchufes domésticos son corriente alterna de CA. Esta corriente tiene una frecuencia de 60 Hz y se vería algo como esto (si graficara la corriente en función del tiempo).
Esta corriente alterna funcionaría bien con algo como una bombilla incandescente, pero no tan bien para la batería de su teléfono inteligente.
Pero ¿por qué usamos AC en lugar de DC? Hay dos razones., En primer lugar, si usted tiene una corriente alterna, puede cambiar fácilmente el voltaje mediante el uso de un transformador (esencialmente solo dos bobinas de alambre con diferentes números de vueltas). En segundo lugar, con la CA puede utilizar un voltaje muy alto para la transmisión de la línea eléctrica. Los altos voltajes significan bajas corrientes en las líneas eléctricas. Resulta que pierdes mucha energía cuando tienes grandes corrientes en transmisión. Por lo tanto, AC permite el uso para distribuir más fácilmente la electricidad a grandes distancias.,
Bridge Rectifier
Si solo hubiera alguna manera de tomar una fuente de CA y producir CC. Bueno, por supuesto que lo hay, el rectificador del puente. Esto es realmente un circuito bastante simple pero depende de un elemento clave-el diodo. El diodo es un dispositivo de estado sólido que esencialmente solo hace una cosa. Cuando la corriente se mueve en una dirección a través del diodo, es como si el diodo ni siquiera estuviera allí. Cuando la corriente se mueve en sentido opuesto a través del diodo, tiene una resistencia casi infinita., El efecto es que la corriente solo puede pasar por un diodo. Es como una válvula unidireccional en una tubería de agua excepto por la corriente.
si tengo una fuente de CA, puedo hacerla más similar a DC con este circuito.
Cuando la fuente de CA tiene las direcciones de conmutación actuales, la ruta a través de los diodos cambia. El resultado de este rectificador de puente es hacer que los cables de salida siempre sean positivos en un lado y negativos en el otro., Si fueras capaz de medir esta corriente que sale del rectificador del puente, se vería así.
Que todavía no es DC, pero es mejor.
Ahora vamos a saltar a la demo. Jeff Regester hizo un rectificador de puente con un pequeño cambio. En lugar de diodos, utilizó diodos – diodos emisores de luz (LED). Sí, un LED es un diodo. El resultado del uso de LED para los diodos es que se puede ver qué cables en el circuito tienen corriente que pasa a través de ellos., Por supuesto, si se utiliza esto con una señal de 60 hz, es bastante difícil de ver. En este video de muestra, la fuente es de solo 3 hz.
te dije que era increíble. Pero espera! Hay más. Puede obtener una salida de CC aún mejor si utiliza un condensador. La idea básica es que el condensador está en paralelo con la salida. Cuando la corriente del rectificador tan alto, se cargará este condensador., Cuando el voltaje de salida es más bajo que el voltaje del condensador, el condensador descarga manteniendo la corriente alta. En cierto sentido, «suaviza» la corriente.
en esta próxima demostración, puede ver lo que sucede con la salida del rectificador cuando agrega un condensador.
Como he dicho, esto es bastante genial. Es una gran demostración. Sólo hay un pequeño problema., Usted podría fácilmente (y barato) construir esta misma demo. Lo único que no es barato es el generador de funciones que necesitaría para obtener la fuente de CA a algo así como 3 hz. Jeff sugiere que podría reemplazar el generador de funciones con solo una fuente de CA manual cambiando los cables de una batería de ida y vuelta.
Convertidores reales de CA a CC
algunas personas llaman a estos convertidores de CA A CC «verrugas de pared», ya que están conectados por todas partes. ¿Y si desmonta una de estas cosas? Para que lo sepas, estas cosas no siempre son tan fáciles de separar., Tuve que usar una sierra para abrir una. Esto es lo que parece en el interior.
la derecha allí. Cuatro diodos y un condensador. No es más simple que eso, pero puede ser más complicado. Los convertidores más nuevos y más pequeños de CA A CC a menudo utilizan otros métodos para producir una corriente continua. Sin embargo, con estos convertidores de estilo más antiguos, es posible que pueda ver un problema. La fuente de CA está conectada directamente a una bobina., Esta bobina entonces induce una corriente en otra bobina para cambiar el voltaje de salida. Pero, ¿qué sucede cuando desconecta su dispositivo DC del convertidor? La bobina de CA todavía está conectada a la salida de CA. Estas cosas todavía dibujan una corriente (pero no tanto). Algunas personas se refieren a estos convertidores como vampiros de la electricidad, ya que desperdician energía.
aún así, el rectificador de puente es bastante simple de entender y la versión LED hace una gran demostración.