Kandungan
- Apakah AC dan DC Semasa?
- A Mekanik Mudah DC ke Penukar AC
- Inverter menggunakan komponen litar untuk menukar arah semasa
- Satu Lagi Perkara: Transformer
Katakan kuasa padam, dan semua yang ada di tangan adalah bateri kereta 12 V. Bolehkah anda menggunakannya untuk membekalkan peti sejuk anda supaya makanan tidak menjadi buruk? Malangnya jawapannya tidak, kerana anda kehilangan sesuatu yang penting, dan bukan hanya bercakap tentang bekas untuk plag. Anda memerlukan peranti yang akan menukar kuasa DC dari bateri ke kuasa AC yang boleh mengendalikan pemampat peti sejuk.
Ini penukar DC ke AC dipanggil penyongsang. Its agak mudah untuk menukar AC semasa ke DC - semua yang anda perlu lakukan adalah memberi makan arus melalui diod, yang hanya melewati arus dalam satu arah. Konversi dari DC ke AC lebih rumit, kerana anda memerlukan beberapa jenis osilator yang membalikkan arah semasa pada kekerapan yang anda perlukan. Ada cara untuk melakukan ini secara mekanikal, tetapi kebanyakan penyongsang bergantung pada perintang, kapasitor, transistor dan peranti litar lain.
Inverter memerlukan satu lagi perkara: satu cara untuk mengubah voltan sumber semasa untuk digunakan oleh peranti yang akan menggunakan kuasa. Dalam erti kata lain, ia memerlukan a pengubah. Sebagai contoh, jika anda menyalakan peti sejuk 120 V dengan bateri 12 V, penyongsang memerlukan pengubah langkah-langkah yang meningkatkan voltan sebanyak 10 kali. Oleh kerana ia hanya berfungsi dengan arus AC, pengubah masuk dalam litar selepas komponen yang mengubah arus dari DC ke AC.
Apakah AC dan DC Semasa?
Kebanyakan orang belajar tentang arus DC dalam pengenalan mereka kepada elektrik, dan cara terbaik untuk memvisualisasikannya ialah memikirkan bateri. Sekiranya anda menyambungkan terminal bateri dengan mengendalikan dawai, aliran elektron dari terminal negatif ke yang positif, sama seperti semut mengikuti satu sama lain semasa mereka memakan.
Jika anda meletakkan beban seperti cahaya dalam litar, elektron mengalir melalui beban dan melakukan kerja dalam perjalanan ke terminal positif. Dalam kes mentol cahaya, kerja itu adalah memanaskan filamen supaya ia bersinar.
Daripada mengalir ke satu arah, arah aliran AC berubah arah berkali-kali sesaat, dan itu disebabkan oleh cara yang dijana. Menggunakan induksi elektromagnetik, fenomena di mana medan magnet yang berubah menghasilkan arus elektrik dalam dawai yang mengendalikan, penjana AC membuat elektrik dengan pemutar berputar dan gegelung mengendalikan wayar. Dalam satu versi, pemutar adalah magnet kekal, dan kerana ia berputar, ia menghasilkan arus dalam gegelung yang mengubah arah dengan setiap putaran separuh pemutar.
AC semasa tidak bergerak melalui dawai dengan cara yang sama DC semasa tidak. Cara terbaik untuk memikirkannya adalah seolah-olah elektron dalam dawai bergetar di tempatnya. Semasa putaran pertama rotor, elektron bergerak dalam satu arah, dan semasa putaran kedua putaran, mereka bergerak dengan cara yang lain.
Jika anda merancang pergerakan satu elektron berbanding masa, ia akan menjana gelombang yang dikenali sebagai gelombang sinus. Kekerapan gelombang dikawal oleh kelajuan putaran pemutar penjana.
A Mekanik Mudah DC ke Penukar AC
Peranti yang boleh menukar DC ke arus AC mesti dapat mematikan arus pergi ke satu arah dan sebaliknya, kemudian membalikkan proses pada selang masa yang tetap. Satu cara untuk melakukan ini ialah meletakkan roda berputar di antara sepasang terminal dan menyusun kenalan supaya roda menggantikan sambungan bateri dengan setiap putaran. Arus akan mengalir satu arah apabila roda berada pada titik permulaan dan arah yang bertentangan apabila roda telah diputar 180 darjah.
Persediaan mentah sedemikian akan menghasilkan arus semua-atau-tiada di setiap arah, dan jika anda menguasai pergerakan elektron dalam litar, anda akan mendapat apa yang dikenali sebagai gelombang persegi. Ini tidak akan menjadi penyongsang kuasa yang baik untuk rumah. Arus mungkin dapat melakukan tugas mudah, seperti membuat elemen pemanasan bersinar, tetapi itu tidak akan berfungsi untuk peralatan elektronik yang sensitif. Selain itu, anda memerlukan cara yang tepat untuk mengawal putaran roda untuk menjadikan kuasa ac yang terhasil berguna.
Inverter menggunakan komponen litar untuk menukar arah semasa
Daripada roda berputar, penyongsang komersil menggunakan komponen litar seperti kapasitor, perintang dan transistor. DC biasa untuk penyongsang AC skematik menunjukkan litar selari dengan transistor dalam siri dengan perintang dan litar silang dengan kapasitor dan transistor kuasa, atau MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors). Jenis lain menggunakan a Pengayun jembatan Wien, yang dibina dengan perintang dan kapasitor.
Kedua-dua penyongsang yang diterangkan di atas adalah inverter gelombang sinus (PSW) tulens, dan isyarat yang dihasilkannya boleh digunakan oleh semua peranti elektronik. Jika anda mencari penyongsang kuasa untuk rumah, anda memerlukan penyongsang PSW, kerana ia akan berfungsi dengan komponen elektronik di dapur, pengering, mesin basuh dan peralatan lain.
Jenis lain dari DC ke AC converter ialah a inverter gelombang sinus yang diubah suai (MSW). Ia menggunakan komponen yang lebih murah, seperti dioda dan thyristors, yang serupa dengan transistor. Isyarat dari penyongsang MSW adalah seperti gelombang persegi dengan sudutnya sedikit bulat, dan sementara ia boleh kuasa besar peralatan, ia tidak sesuai untuk peralatan elektronik. Ia akan menjadi penyongsang kuasa terbaik untuk kereta, menjadikan bateri tersedia untuk peralatan kuasa dan peralatan pembaikan kereta.
Satu Lagi Perkara: Transformer
Walaupun anda menukar isyarat dari sumber kuasa DC, seperti bateri atau panel solar, ke AC, voltan tidak akan cukup besar untuk menghidupkan perkakas 120 V. Nasib baik, mudah untuk meningkatkan voltan AC. Apa yang anda perlukan adalah pengubah, yang juga beroperasi pada prinsip induksi elektromagnetik.
Operasi pengubah adalah mudah. Dua gegelung yang mengendalikan diletakkan bersebelahan - atau satu di dalam yang lain - dan semasa melalui satu gegelung, yang dipanggil gegelung utama, menginduksi arus pada satu sama lain, iaitu gegelung sekunder. Nisbah arus dalam dua gegelung serta tegasannya dikawal oleh perbezaan bilangan lilitan di gegelung.
Sekiranya gegelung sekunder mempunyai lebih banyak lilitan daripada yang pertama, pengubah akan meningkatkan voltan dengan jumlah yang sama dengan bilangan lilitan dalam gegelung sekunder yang dibahagikan dengan bilangan lilitan di gegelung utama.
Anda boleh merancang penyongsang untuk membekalkan apa-apa voltan yang anda mahu, tetapi jika anda mahu penukar DC ke AC yang akan menghidupkan bateri 12 V kereta anda ke sumber kuasa 120 V untuk rumah anda, anda perlu membuat perbandingan antara utama dan menengah 1 hingga 10. Transformer inverter komersil mempunyai beratus-ratus lilitan, dan wayar menjana haba rintangan, jadi penyongsang memerlukan sirip - dan mungkin peminat - supaya tetap sejuk. Lebih-lebih lagi, gegelung kadang-kadang luka di sekitar teras pepejal untuk membuat induksi yang lebih berkesan, dan itu boleh menjadikan penyongsang sangat berat.