Sallikaa minun aloittaa sanomalla, että tämä viesti on innoittamana mahtava fysiikka demo näin North Carolina osa American Association of Physics Teachers. Versio demo (joka näkyy alla) luotiin lukion fysiikan opettaja Jeff Regester. Itse asiassa, voit nähdä hänen sivu AC virtalähteet täällä (mukaan lukien tämä demo).
AC vs. DC
Et voi elää ilman älypuhelin laturi. Ymmärrän sen. Laturi tarvitsee kuitenkin tasavirtalähteen., DC tarkoittaa tasavirtaa (tämä tarkoittaa, että et voi sanoa ”TASAVIRTA” – se olisi kuin sanoisi Suoraan Nykyinen Nykyinen). Tällaista virtaa saa, Kun kytket akun hehkulamppuun. Se tarkoittaa, että virta liikkuu virtapiirissä yhteen suuntaan ja toivottavasti virta on enimmäkseen vakio. Monet laitteet talossasi tarvitsevat DC: tä.
Kun liität asioita pistorasiaan kotonasi, et saa DC., Kotitalouksien myyntipisteet ovat vaihtovirtaa. Tämä nykyinen taajuus on 60 Hz ja näyttäisi jotain tällaista (jos piirretään nykyisen ajan funktiona).
Tämä vaihtovirta toimisi hyvin jotain kuin hehkulamppu hehkulamppu, mutta ei niin hieno älypuhelimesi akun.
mutta miksi käytämme AC: tä DC: n sijaan? Syitä on kaksi., Ensinnäkin, jos sinulla on vaihtovirta, voit helposti muuttaa jännitettä käyttämällä muuntaja (lähinnä vain kaksi lankakelan joissa on eri määrä muuttuu). Toiseksi AC: n avulla voit käyttää erittäin suurta jännitettä voimalinjan siirtoon. Suuret Jännitteet tarkoittavat voimajohtojen matalia virtauksia. On käynyt ilmi, että menetät paljon energiaa, kun sinulla on suuria virtauksia transmissiossa. Joten, AC mahdollistaa käytön helpommin jakaa sähköä suurilla etäisyyksillä.,
Silta Tasasuuntaaja
Jos vain olisi jokin tapa ottaa AC lähde ja tuottaa DC. No, tietenkin on – sillan tasasuuntaaja. Tämä on itse asiassa melko yksinkertainen piiri, mutta se riippuu yhdestä avainelementistä-diodi. Diodi on solid state-laite, joka pohjimmiltaan tekee vain yhden asian. Kun virta kulkee diodin läpi, on kuin diodi ei olisi edes siellä. Kun virta liikkuu vastakkaiseen suuntaan diodin läpi, sillä on lähes ääretön vastus., Vaikutus on, että virta voi mennä vain yksi tie diodin läpi. Se on kuin vesiputken yksisuuntainen venttiili paitsi virta.
Jos minulla on VAIHTOVIRTALÄHDE, voin tehdä siitä TASAVIRTAMAISEN tällä piirillä.
Kun AC lähde on nykyinen kytkentä suuntiin, polun kautta diodit muutoksia. Tuloksena sillan tasasuuntaaja on tehdä lähtö johdot aina positiivinen toisella puolella ja negatiivinen toisella., Jos pystyisitte mittaamaan tämän virran, joka tulee sillan tasasuuntaajasta, se näyttäisi tältä.
– Se on vielä ei ole DC, mutta se on parempi.
nyt hypätään demoon. Jeff Regester teki sillan tasasuuntaajan yhdellä pienellä muutoksella. Diodien sijaan hän käytti diodeja – valoa lähettäviä diodeja (LED). Kyllä, LED on diodi. Tulos käyttämällä Led diodit on, että voit nähdä, mitkä johdot piiri on nykyinen menee läpi., Tietenkin, jos käytät tätä 60 hz signaali, se on melko vaikea nähdä. Tässä näytevideossa lähde on vain 3 hz.
kerroin, että se oli mahtavaa. Mutta odota! On muutakin. Saat vielä paremman DC-ulostulon, jos käytät kondensaattoria. Perusajatus on, että kondensaattori on samanaikaisesti ulostulon kanssa. Kun tasasuuntaajan virta on korkea, se lataa tämän kondensaattorin., Kun lähtöjännite alenee kondensaattorin jännitettä pienemmäksi, kondensaattori purkautuu pitäen virran korkeana. Tavallaan se” tasoittaa ” virran.
tässä seuraava demo, voit nähdä, mitä tapahtuu lähtö tasasuuntaaja, kun lisäät kondensaattori.
– Kuten sanoin, tämä on aika siistiä. Se tekee hyvän Demon. On vain yksi pieni ongelma., Voit helposti (ja edullisesti) rakentaa tämän saman Demon. Ainoa asia, joka ei ole halpaa on toiminto generaattori, joka sinun täytyy saada AC lähde alas jotain, kuten 3 hz. Jeff ehdottaa, että voit korvata toiminto generaattori vain manuaalinen AC lähde kytkemällä johdot akun edestakaisin.
Real AC-DC-Muuntimet
Jotkut ihmiset kutsuvat nämä AC-DC-muuntimet ”seinä syyliä”, koska ne on kytketty koko paikka. Entä jos purat tällaisen? Nämä asiat eivät aina ole niin helppoja purkaa., Jouduin käyttämään rautasahaa saadakseni yhden auki. Tältä se näyttää sisältä.
– Se on siinä. Neljä diodia ja yksi kondensaattori. Se ei mene sen yksinkertaisemmaksi – mutta se voi mutkistua. Uudemmat ja pienemmät AC-DC-muuntimet käyttävät usein muita menetelmiä DC-virran tuottamiseen. Kuitenkin, näiden vanhempien tyyli muuntimet, saatat pystyä näkemään ongelman. VAIHTOVIRTALÄHDE on kytketty suoraan Kelaan., Tämä kela sitten indusoi virran toisessa kelassa muuttaa lähtöjännitettä. Mutta mitä tapahtuu, kun irrotat DC-laitteesi muuntimesta? VAIHTOVIRTAKELA on edelleen kytkettynä VAIHTOVIRTAPUTKEEN. Nämä asiat vetävät vielä virtaa (mutta eivät yhtä paljon). Jotkut kutsuvat muuntajia sähkövampyyreiksi, koska he tuhlaavat energiaa.
siltasuuntaaja on silti melko helppo ymmärtää ja LED-versio tekee mahtavan Demon.