Permettez-moi de commencer par dire que ce post a été inspiré par une démonstration de physique impressionnante que j’ai vu à la Section de Caroline du Nord de l’Association Américaine des professeurs de physique. La version de la démo (que je vais montrer ci-dessous) a été créée par le professeur de physique du lycée Jeff Regester. En fait, vous pouvez voir sa page sur les adaptateurs secteur ici (y compris cette démo).
AC vs. DC
Vous ne pouvez pas vivre sans votre chargeur de téléphone intelligent. Je comprends cela. Cependant, le chargeur a besoin d’une alimentation CC., DC signifie Courant continu (cela signifie que vous ne pouvez pas dire « Courant continu » – ce serait comme dire Courant continu). C » est le type de courant que vous obtenez lorsque vous branchez une batterie à une ampoule. Cela signifie que le courant se déplace dans une direction dans le circuit et j’espère que le courant est pratiquement constante. De nombreux appareils dans votre maison ont besoin de courant continu.
Lorsque vous branchez des choses dans la prise de courant dans votre maison, vous n’obtenez pas DC., Les prises domestiques sont en courant alternatif. Ce courant a une fréquence de 60 Hz et ressemblerait à ceci (si vous traciez le courant en fonction du temps).
Ce courant alternatif marcherait bien avec quelque chose comme une ampoule à incandescence, mais pas si belle pour votre téléphone intelligent de la batterie.
Mais pourquoi utilisons-nous AC au lieu de DC? Il y a deux raisons., Tout d’abord, si vous avez un courant alternatif, vous pouvez facilement changer la tension en utilisant un transformateur (essentiellement seulement deux bobines de fil avec un nombre différent de tours). Deuxièmement, avec AC, vous pouvez utiliser une très haute tension pour la transmission de ligne électrique. Des tensions élevées signifient de faibles courants dans les lignes électriques. Il s’avère que vous perdez beaucoup d’énergie lorsque vous avez de grands courants en transmission. Ainsi, le courant alternatif permet de distribuer plus facilement l’électricité sur de grandes distances.,
Pont Redresseur
Si seulement il y avait moyen de prendre une source de courant alternatif et de produire des DC. Bien sûr, il y a un pont redresseur. C’est en fait un circuit assez simple mais cela dépend d’un élément clé – la diode. La diode est un dispositif à semi-conducteurs qui ne fait essentiellement qu’une chose. Lorsque le courant se déplace dans un sens à travers la diode, c’est comme si la diode n’était même pas là. Lorsque le courant se déplace dans le sens inverse à travers la diode, il a une résistance presque infinie., L’effet est que le courant ne peut aller qu’un seul chemin à travers une diode. C’est comme une vanne unidirectionnelle sur une conduite d’eau, sauf pour le courant.
Si j’ai une source CA, je peux la rendre plus CC avec ce circuit.
Lorsque la source CA a les directions de commutation actuelles, le chemin à travers les diodes change. Le résultat de ce pont redresseur est de rendre les fils de sortie toujours positifs d’un côté et négatifs de l’autre., Si vous pouviez mesurer ce courant sortant du redresseur de pont, cela ressemblerait à ceci.
ce n’est pas encore DC, mais c’est mieux.
Passons maintenant à la démo. Jeff Regester a fait un redresseur de pont avec un petit changement. Au lieu de diodes, il a utilisé des diodes – diodes électroluminescentes (LED). Oui, une LED est une diode. Le résultat de l’utilisation de LED pour les diodes est que vous pouvez voir quels fils dans le circuit ont un courant qui les traverse., Bien sûr, si vous l’utilisez avec un signal 60 hz, c’est assez difficile à voir. Dans cet exemple de vidéo, la source est juste 3 hz.
je vous ai dit que c’était génial. Mais attendez! Il y a plus. Vous pouvez obtenir une sortie CC encore meilleure si vous utilisez un condensateur. L’idée de base est que le condensateur est en parallèle avec la sortie. Lorsque le courant du redresseur est aussi élevé, il chargera ce condensateur., Lorsque la tension de sortie est inférieure à la tension du condensateur, le condensateur se décharge en gardant le courant élevé. Dans un sens, il « lisse » le courant.
Dans cette démo, vous pouvez voir ce qui se passe à la sortie du redresseur lorsque vous ajoutez un condensateur.
Comme je l’ai dit, c’est assez sympa. Il fait une grande démo. Il y a seulement un petit problème., Vous pouvez facilement (et à moindre coût) construire cette même démo. La seule chose qui n’est pas bon marché est le générateur de fonctions dont vous auriez besoin pour obtenir la source AC à quelque chose comme 3 hz. Jeff suggère que vous pourriez remplacer le générateur de fonction avec juste une source AC manuelle en commutant les fils sur une batterie d’avant en arrière.
Vrais convertisseurs CA à CC
Certaines personnes appellent ces convertisseurs CA à CC « verrues murales » car ils sont branchés partout. Et si vous enleviez une de ces choses? Juste pour que tu saches, ces choses ne sont pas toujours si faciles à séparer., J’ai dû utiliser une scie à métaux pour en ouvrir une. Voici à quoi cela ressemble à l’intérieur.
C’est juste là. Quatre diodes et un condensateur. Cela ne devient pas plus simple que cela – mais cela peut devenir plus compliqué. Les convertisseurs AC-DC plus récents et plus petits utilisent souvent d’autres méthodes pour produire un courant continu. Cependant, avec ces convertisseurs de style plus anciens, vous pourriez être en mesure de voir un problème. La source CA est connectée directement à une bobine., Cette bobine induit alors un courant dans une autre bobine pour modifier la tension de sortie. Mais que se passe-t-il lorsque vous débranchez votre appareil DC du convertisseur? La bobine AC est toujours connectée à la prise AC. Ces choses dessinent toujours un courant (mais pas autant). Certaines personnes se réfèrent à ces convertisseurs comme des vampires de l’électricité car ils gaspillent de l’énergie.
Pourtant, le pont redresseur est assez simple à comprendre et la version LED fait une grande démo.