zacznę od tego, że ten post został zainspirowany niesamowitym demo fizyki, które widziałem w sekcji North Carolina American Association of Physics Teachers. Wersja demo (którą pokażę poniżej) została stworzona przez nauczyciela fizyki w liceum Jeffa Regestera. W rzeczywistości możesz zobaczyć jego stronę O zasilaczach prądu przemiennego tutaj (w tym to demo).
AC vs DC
nie możesz żyć bez ładowarki do smartfona. Rozumiem to. Jednak Ładowarka potrzebuje zasilania DC., DC oznacza Prąd stały (oznacza to, że nie można powiedzieć „Prąd stały” – to byłoby jak mówiąc Prąd stały). Jest to rodzaj prądu, który dostajesz, gdy podłączasz baterię do żarówki. Oznacza to, że prąd porusza się w jednym kierunku w obwodzie i miejmy nadzieję, że prąd jest głównie stały. Wiele urządzeń w Twoim domu potrzebuje prądu stałego.
Kiedy podłączasz rzeczy do gniazdka w domu, nie dostajesz prądu stałego., Gniazdka domowe są prądem przemiennym prądu przemiennego. Prąd ten ma częstotliwość 60 Hz i wyglądałby mniej więcej tak (jeśli wykreśliłbyś prąd jako funkcję czasu).
ten prąd przemienny działa dobrze z czymś takim jak żarówka, ale nie tak dobrze dla baterii smartfona.
ale dlaczego używamy AC zamiast DC? Są dwa powody., Po pierwsze, jeśli masz prąd przemienny, możesz łatwo zmienić napięcie za pomocą transformatora(zasadniczo tylko dwie cewki drutu o różnej liczbie zwojów). Po drugie, z AC można użyć bardzo wysokiego napięcia do transmisji linii zasilającej. Wysokie napięcia oznaczają niskie prądy w liniach energetycznych. Okazuje się, że tracisz dużo energii, gdy masz duże prądy w transmisji. Tak więc AC pozwala na łatwiejsze rozprowadzanie energii elektrycznej na duże odległości.,
prostownik mostkowy
gdyby tylko był jakiś sposób na pobranie źródła prądu przemiennego i wyprodukowanie PRĄDU STAŁEGO. Oczywiście, że jest-prostownik mostkowy. To właściwie dość prosty układ, ale zależy od jednego kluczowego elementu-Diody. DIODA jest urządzeniem półprzewodnikowym, które zasadniczo robi tylko jedną rzecz. Gdy prąd porusza się w jedną stronę przez diodę, to tak, jakby Diody nawet tam nie było. Gdy prąd porusza się w przeciwną stronę przez diodę, ma prawie nieskończoną rezystancję., Efekt jest taki, że prąd może przejść tylko w jedną stronę przez diodę. To jak zawór jednokierunkowy na rurze wodnej z wyjątkiem prądu.
Jeśli mam źródło prądu przemiennego, mogę zrobić to bardziej DC-jak z tym obwodem.
gdy źródło prądu przemiennego ma aktualne kierunki przełączania, ścieżka przez diody zmienia się. Rezultatem tego prostownika mostkowego jest doprowadzenie przewodów wyjściowych zawsze dodatnich z jednej strony i ujemnych z drugiej., Gdybyś był w stanie zmierzyć ten prąd wychodzący z prostownika mostka, wyglądałby tak.
to nadal nie jest DC, ale jest lepiej.
teraz przejdźmy do demo. Jeff Regester stworzył prostownik mostkowy z jedną małą zmianą. Zamiast diod zastosował diody-diody elektroluminescencyjne (LED). Tak, DIODA LED to dioda. Efektem zastosowania Diod Led jest to, że można zobaczyć, które przewody w obwodzie mają prąd przechodzący przez nie., Oczywiście, jeśli używasz tego z sygnałem 60 hz, jest to dość trudne do zobaczenia. W tym przykładowym filmie źródło wynosi zaledwie 3 hz.
mówiłem ci, że to było niesamowite. Ale czekaj! To nie wszystko. Możesz uzyskać jeszcze lepsze wyjście DC, jeśli używasz kondensatora. Podstawową ideą jest to, że kondensator jest równolegle z wyjściem. Gdy prąd z prostownika jest wysoki, naładuje ten Kondensator., Gdy napięcie wyjściowe jest niższe niż napięcie kondensatora, Kondensator rozładowuje się, utrzymując prąd wysoki. W pewnym sensie „wygładza” prąd.
w następnym demo możesz zobaczyć, co dzieje się z wyjściem prostownika po dodaniu kondensatora.
tak jak mówiłem, to jest całkiem fajne. To świetne demo. Jest tylko jeden mały problem., Możesz łatwo (i tanio) zbudować to samo demo. Jedyną rzeczą, która nie jest tania, jest generator funkcji, który musiałbyś uzyskać źródło prądu przemiennego do czegoś takiego jak 3 hz. Jeff sugeruje, że mógłbyś zastąpić generator funkcyjny tylko ręcznym źródłem prądu przemiennego, przełączając przewody na baterii tam iz powrotem.
prawdziwe Konwertery AC na DC
niektórzy ludzie nazywają te Konwertery AC na DC „brodawki ścienne”, ponieważ są one podłączone w całym miejscu. A co jeśli rozłożysz jedną z tych rzeczy na części? Tak dla twojej wiadomości, te rzeczy nie zawsze są takie łatwe do rozłożenia., Musiałem użyć piły do metalu, żeby ją otworzyć. Oto, jak to wygląda w środku.
jest tuż obok. Cztery diody i jeden kondensator. Nie staje się to prostsze – ale może być bardziej skomplikowane. Nowsze i mniejsze Konwertery AC na DC często używają innych metod do wytwarzania prądu stałego. Jednak w przypadku tych starszych konwerterów stylów możesz zobaczyć problem. Źródło prądu przemiennego jest podłączone bezpośrednio do cewki., Cewka ta następnie indukuje prąd w innej cewce aby zmienić napięcie wyjściowe. Ale co się stanie, gdy odłączysz urządzenie DC od konwertera? Cewka AC jest nadal podłączona do gniazdka AC. Te rzeczy nadal rysują prąd (ale nie tak dużo). Niektórzy ludzie nazywają te Konwertery wampirami elektrycznymi, ponieważ marnują energię.
mimo to prostownik mostkowy jest dość prosty do zrozumienia, a wersja LED stanowi świetne demo.