La meg starte med å si at dette innlegget var inspirert av en fantastisk fysikk demo-jeg så på North Carolina-Delen av den Amerikanske Foreningen av fysikklærere. Den versjonen av demo (som jeg vil vise nedenfor) ble opprettet av high school fysikk lærer Jeff Regester. Faktisk, kan du se hans side på AC-strømadaptere som her (inkludert denne demoen).
AC v DC
Du kan ikke leve uten din smarttelefon lader. Jeg forstår det. Imidlertid, laderen trenger en DC-forsyning., DC står for likestrøm (dette betyr at du ikke kan si «DC Strøm» – det ville være som å si Direkte Aktuelle). Dette er den type nåværende du får når du koble opp et batteri til lyspæren. Det betyr at dagens beveger seg i en retning i kretsen og forhåpentligvis gjeldende er stort sett konstant. Mange enheter i huset trenger DC.
Når du setter ting inn i stikkontakten i huset ditt, du får ikke DC., Husholdningenes utsalgssteder AC – Vekselstrøm. Denne strømmen har en frekvens på 60 Hz og ville se noe som dette (hvis du plottet gjeldende som en funksjon av tiden).
Dette vekselstrøm ville fungere fint med noe som en lyspære lyspære, men ikke så fint for din smart telefon batteri.
Men hvorfor gjør vi bruker AC-i stedet for DC? Det er to grunner til., For det første, hvis du har en vekselstrøm, kan du enkelt endre spenningen ved hjelp av en transformator (egentlig bare to spoler av wire med forskjellige antall omdreininger). Andre, med AC du kan bruke svært høy spenning for kraftledning overføring. Høy spenning betyr lite strøm i ledningene. Det viser seg at du mister mye energi når du har store strømninger i overføringen. Så, AC kan bruke til å enkelt distribuere strøm over store avstander.,
Bridge Likeretter
Hvis bare det var en måte å ta en AC-kilde og produsere DC. Vel, selvfølgelig det er – broen likeretter. Dette er faktisk en ganske enkel krets, men det avhenger av et nøkkelelement – diode. Diode er en solid state-enhet som i hovedsak gjør bare en ting. Når strømmen beveger seg en vei gjennom diode, det er som diode selv er ikke det. Når strømmen beveger seg motsatt vei gjennom diode, det har en nesten uendelig motstand., Effekten er at strøm kan gå bare en vei gjennom en diode. Det er som en en-veis ventil på et rør med unntak for gjeldende.
Hvis jeg har en AC-kilde, jeg kan gjøre det mer DC-liker med denne kretsen.
Når AC kilde har den gjeldende bytte retningene, stien gjennom dioder endringer. Resultatet av denne broen likeretter er å gjøre produksjonen ledninger alltid positiv på den ene siden og negativ på den andre., Hvis du var i stand til å måle denne strømmen som kommer ut av broen likeretter, ville det se ut som dette.
Det er likevel ikke DC, men det er bedre.
la oss Nå gå til demo. Jeff Regester laget en bro likeretter med en liten endring. I stedet for dioder, brukte han dioder – light emitting diodes (LED). Ja, en LED er en diode. Resultatet av å bruke Lysdioder for dioder er at du kan se hvilke ledninger i kretsen har strømmen som går gjennom dem., Selvfølgelig hvis du bruker dette med en 60 hz signal, det er ganske vanskelig å se. I dette eksempel video, kilden er bare 3 hz.
jeg fortalte deg at det var awesome. Men vent! Det er mer. Du kan få en enda bedre DC-utgang hvis du bruker en kondensator. Den grunnleggende ideen er at kondensatoren er parallelt med resultatet. Når gjeldende fra likeretter som høy, det vil lade opp kondensatoren., Når utgangsspenning blir lavere enn spenningen over kondensatoren, kondensatoren utslipp holde på dagens høye. I en forstand, er det «glatter» ut gjeldende.
I dette neste demo, kan du se hva som skjer til utgangen av likeretter når du legger til en kondensator.
Som jeg sa, dette er ganske kult. Det gjør en stor demo. Det er bare ett lite problem., Du kan enkelt (og billig) bygge denne samme demo. Det eneste som ikke er billig er den funksjonen generator for at du vil trenge for å få AC kilde ned til noe sånt som 3 hz. Jeff tyder på at du kan erstatte funksjonen generator med bare en manual AC kilde ved å slå fører på et batteri frem og tilbake.
Real AC til DC-Omformere
Noen kaller disse AC til DC-omformere «veggen vorter» siden de er koblet i all over the place. Hva hvis du tar en av disse tingene fra hverandre? Bare så du vet, disse tingene er ikke alltid så lett å trekke fra hverandre., Jeg måtte bruke en baufil for å få en åpen. Her er hvordan det ser ut på innsiden.
Det er akkurat det. Fire dioder og en kondensator. Det blir ikke enklere enn det – men det kan bli mer komplisert. Nyere og mindre AC til DC-omformere ofte bruke andre metoder for å produsere en DC strøm. Men med disse eldre stil omformere, du kan være i stand til å se et problem. AC kilde er koblet direkte til en spiral., Dette coil så induserer en strøm i en annen coil for å endre utgangsspenning. Men hva skjer når du koble DC-enheten fra converter? AC-coil er fortsatt koblet til stikkontakten. Disse tingene fortsatt trekke en gjeldende (men ikke så mye). Noen mennesker refererer til disse omformere som elektrisitet vampyrer siden de sløsing av energi.
Likevel, broen likeretter er ganske enkel å forstå og LED-versjonen gjør en god demo.