แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์วิทยุและอุปกรณ์ไฟฟ้ามักจะใช้วงจรเรียงกระแสที่ออกแบบมาเพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง เนื่องจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดและอุปกรณ์อื่นๆ เกือบทั้งหมดต้องใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ DC วงจรเรียงกระแสสามารถเป็นองค์ประกอบใดก็ได้ที่ไม่เชิงเส้น ลักษณะแรงดันกระแสกล่าวอีกนัยหนึ่ง การพากระแสต่างกันไปในทิศทางตรงกันข้าม ในอุปกรณ์สมัยใหม่มักใช้ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์แบบระนาบเป็นองค์ประกอบดังกล่าว

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ระนาบ

นอกจากตัวนำและฉนวนที่ดีแล้ว ยังมีสารหลายชนิดที่มีตำแหน่งกลางในการนำไฟฟ้าระหว่างสองชั้นนี้ สารดังกล่าวเรียกว่าสารกึ่งตัวนำ ความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์จะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ซึ่งแตกต่างจากโลหะที่ความต้านทานเพิ่มขึ้นภายใต้สภาวะเหล่านี้

ด้วยการเติมสิ่งเจือปนเล็กน้อยลงในเซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์ ค่าการนำไฟฟ้าของสารนี้อาจเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก สิ่งเจือปนดังกล่าวมีสองประเภท:

รูปที่ 1 ไดโอดระนาบ: อุปกรณ์ไดโอด ข. การกำหนดไดโอดในแผนภาพไฟฟ้า วี. รูปร่างไดโอดระนาบที่มีกำลังต่างๆ

1. ผู้บริจาค - การแปลงวัสดุบริสุทธิ์ให้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n ที่มีอิเล็กตรอนอิสระส่วนเกิน การนำไฟฟ้าประเภทนี้เรียกว่าอิเล็กทรอนิกส์
2. ตัวรับ - แปลงวัสดุเดียวกันให้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p ซึ่งขาดอิเล็กตรอนอิสระที่สร้างขึ้นโดยเทียม ค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ดังกล่าวเรียกว่าค่าการนำไฟฟ้าของรู “รู” ซึ่งเป็นจุดที่อิเล็กตรอนเหลืออยู่ มีพฤติกรรมคล้ายกับประจุบวก

เลเยอร์ที่ส่วนต่อประสานของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p และ n ( ทางแยกพีเอ็น) มีค่าการนำไฟฟ้าทางเดียว - นำกระแสได้ดีในทิศทางเดียว (ไปข้างหน้า) และแย่มากในทิศทางตรงกันข้าม (ย้อนกลับ) โครงสร้างของไดโอดระนาบแสดงในรูปที่ 1a ฐานเป็นแผ่นเซมิคอนดักเตอร์ (เจอร์เมเนียม) ที่มีสิ่งเจือปนจากผู้บริจาคจำนวนเล็กน้อย (ชนิด n) โดยวางอินเดียมไว้ซึ่งเป็นสารเจือปนจากตัวรับ

เมื่อได้รับความร้อน อินเดียมจะแพร่กระจายไปยังบริเวณที่อยู่ติดกันของเซมิคอนดักเตอร์ และแปลงให้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p จุดเชื่อมต่อ p-n เกิดขึ้นที่ขอบเขตของบริเวณที่มีความนำไฟฟ้าสองประเภท เทอร์มินัลที่เชื่อมต่อกับเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p เรียกว่าขั้วบวกของไดโอดที่เกิดและขั้วตรงข้ามเรียกว่าแคโทด รูปภาพของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ที่เปิดอยู่ แผนภาพวงจรแสดงในรูป ในรูป 1b ลักษณะของไดโอดระนาบที่มีกำลังต่างๆ จะแสดงในรูปที่ 1 ศตวรรษที่ 1

กลับไปที่เนื้อหา

วงจรเรียงกระแสที่ง่ายที่สุด

รูปที่ 2 ลักษณะกระแสในวงจรต่างๆ

กระแสไฟที่ไหลในเครือข่ายไฟส่องสว่างทั่วไปมีความแปรผัน ขนาดและทิศทางของมันเปลี่ยนไป 50 ครั้งภายในหนึ่งวินาที กราฟของแรงดันไฟฟ้าเทียบกับเวลาแสดงไว้ในรูปที่ 1 2ก. ครึ่งรอบที่เป็นบวกจะแสดงเป็นสีแดง ครึ่งรอบที่เป็นลบจะแสดงเป็นสีน้ำเงิน

เนื่องจากค่าปัจจุบันแตกต่างจากศูนย์ถึงค่าสูงสุด (แอมพลิจูด) จึงมีการแนะนำแนวคิดเกี่ยวกับค่าประสิทธิผลของกระแสและแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นในเครือข่ายแสงสว่างค่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพคือ 220 V - ในอุปกรณ์ทำความร้อนที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายนี้ปริมาณความร้อนเท่ากันจะถูกสร้างขึ้นในช่วงเวลาเท่ากันเช่นเดียวกับในอุปกรณ์เดียวกันในวงจร DC ที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์

แต่ในความเป็นจริงแล้วแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายจะเปลี่ยนเป็น 0.02 วินาทีดังนี้:

• ไตรมาสแรกของเวลานี้ (งวด) - เพิ่มขึ้นจาก 0 เป็น 311 V;
• ไตรมาสที่สองของงวด - ลดลงจาก 311 V เป็น 0;
• ไตรมาสที่สามของงวด - ลดลงจาก 0 เป็น 311 V;
• ไตรมาสสุดท้ายของช่วงเวลา - เพิ่มจาก 311 V เป็น 0

ในกรณีนี้ 311 V คือแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้า U o แรงดันไฟฟ้าแอมพลิจูดและแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ (U) มีความสัมพันธ์กันตามสูตร:

รูปที่ 3 สะพานไดโอด

เมื่อไดโอดเชื่อมต่อแบบอนุกรม (VD) และโหลดเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (รูปที่ 2b) กระแสจะไหลผ่านเฉพาะในช่วงครึ่งรอบที่เป็นบวกเท่านั้น (รูปที่ 2c) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าทางเดียวของไดโอด วงจรเรียงกระแสดังกล่าวเรียกว่าวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น - มีกระแสในวงจรในช่วงครึ่งหนึ่งของช่วงเวลาและในช่วงที่สองจะไม่มีกระแสไฟฟ้า

กระแสที่ไหลผ่านโหลดในวงจรเรียงกระแสดังกล่าวไม่คงที่ แต่จะเต้นเป็นจังหวะ คุณสามารถหมุนได้เกือบคงที่โดยเชื่อมต่อตัวเก็บประจุตัวกรอง C f ที่มีความจุขนาดใหญ่เพียงพอขนานกับโหลด ในช่วงไตรมาสแรกของช่วงเวลา ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จตามค่าแอมพลิจูด และในช่วงเวลาระหว่างการเต้นเป็นจังหวะ ตัวเก็บประจุจะถูกปล่อยประจุไปยังโหลด ความตึงเครียดเกือบจะคงที่ ยิ่งความจุของตัวเก็บประจุมากเท่าใด เอฟเฟกต์การปรับให้เรียบก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น

กลับไปที่เนื้อหา

วงจรไดโอดบริดจ์

ขั้นสูงกว่านั้นคือวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น เมื่อใช้ครึ่งรอบทั้งบวกและลบ มีแผนดังกล่าวหลายประเภท แต่ที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือทางเท้า วงจรไดโอดบริดจ์แสดงในรูป 3ค. เส้นสีแดงแสดงให้เห็นว่ากระแสไหลผ่านโหลดอย่างไรในช่วงครึ่งรอบบวกและเส้นสีน้ำเงิน - ครึ่งรอบลบ

รูปที่ 4 วงจรเรียงกระแส 12 โวลต์โดยใช้ไดโอดบริดจ์

ทั้งในครึ่งแรกและครึ่งหลังของช่วงเวลา กระแสที่ผ่านโหลดจะไหลไปในทิศทางเดียวกัน (รูปที่ 3b) จำนวนระลอกคลื่นภายในหนึ่งวินาทีไม่ใช่ 50 เช่นเดียวกับการแก้ไขครึ่งคลื่น แต่เป็น 100 ดังนั้นด้วยความจุของตัวเก็บประจุตัวกรองเท่ากันเอฟเฟกต์การปรับให้เรียบจะเด่นชัดมากขึ้น

อย่างที่คุณเห็นในการสร้างสะพานไดโอดคุณต้องมีไดโอด 4 ตัว - VD1-VD4 ก่อนหน้านี้ สะพานไดโอดบนไดอะแกรมวงจรถูกแสดงทุกประการดังในรูปที่ 1 3ค. ภาพที่แสดงในรูปที่ 1 ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปแล้ว 3ก. แม้ว่าจะมีรูปไดโอดเพียงรูปเดียว แต่อย่าลืมว่าบริดจ์ประกอบด้วยไดโอดสี่ตัว

วงจรบริดจ์ส่วนใหญ่มักประกอบจากไดโอดแต่ละตัว แต่บางครั้งก็ใช้ชุดประกอบไดโอดเสาหินด้วย ติดตั้งได้ง่ายกว่าบนบอร์ด แต่ถ้าแขนข้างหนึ่งของสะพานล้มเหลว ชุดประกอบทั้งหมดจะถูกเปลี่ยน ไดโอดที่ติดตั้งบริดจ์จะถูกเลือกตามปริมาณกระแสที่ไหลผ่านและปริมาณแรงดันย้อนกลับที่อนุญาต ข้อมูลนี้สามารถหาได้จากคำแนะนำเกี่ยวกับไดโอดหรือหนังสืออ้างอิง

วงจรเรียงกระแส 12 โวลต์ที่สมบูรณ์โดยใช้ไดโอดบริดจ์แสดงไว้ในรูปที่ 1 4. T1 เป็นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ซึ่งมีขดลวดทุติยภูมิซึ่งให้แรงดันไฟฟ้า 10-12 V ฟิวส์ FU1 เป็นรายละเอียดที่มีประโยชน์จากมุมมองด้านความปลอดภัยและไม่ควรละเลย ยี่ห้อของไดโอด VD1-VD4 ดังที่ได้กล่าวไปแล้วนั้นถูกกำหนดโดยปริมาณกระแสที่จะใช้จากวงจรเรียงกระแส ตัวเก็บประจุ C1 เป็นแบบอิเล็กโทรไลต์ ที่มีความจุ 1,000.0 μF หรือสูงกว่าสำหรับแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 16 V

แรงดันไฟขาออกได้รับการแก้ไขแล้ว ค่าของมันขึ้นอยู่กับโหลด ยิ่งกระแสไฟฟ้าสูง แรงดันไฟก็จะยิ่งต่ำลง เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตที่ได้รับการควบคุมและเสถียร จำเป็นต้องใช้วงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น รับ แรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้จากแผนภาพที่แสดงในรูปที่. 4 สามารถทำได้สองวิธี:

1. โดยจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ให้กับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลง T1 เช่น จาก LATR
2. โดยทำการก๊อกหลายครั้งจากขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าและติดตั้งสวิตช์ตามนั้น

หวังว่าคำอธิบายและแผนภาพที่ให้ไว้ข้างต้นจะให้ความช่วยเหลือในการประกอบวงจรเรียงกระแสอย่างง่ายสำหรับความต้องการในทางปฏิบัติ

อนุภาคที่มีประจุจำนวนเท่ากันจะทะลุผ่านในช่วงเวลาที่เท่ากัน แต่ในกระแสสลับ จำนวนของอนุภาคเหล่านี้ในช่วงเวลาเท่ากันจะแตกต่างกันเสมอ

แต่ตอนนี้เราสามารถดำเนินการแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงได้โดยตรง อุปกรณ์ที่เรียกว่า "สะพานไดโอด" จะช่วยเราในเรื่องนี้ ไดโอดบริดจ์หรือวงจรบริดจ์เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปในการแก้ไขกระแสสลับ
ในขั้นต้นได้รับการพัฒนาโดยใช้หลอดวิทยุ แต่ถือว่าเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ซับซ้อนและมีราคาแพง แต่กลับใช้วงจรดั้งเดิมที่มีขดลวดทุติยภูมิคู่ในหม้อแปลงที่จ่ายวงจรเรียงกระแส ในปัจจุบันเซมิคอนดักเตอร์มีราคาถูกมาก โดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้วงจรบริดจ์ แต่การใช้วงจรนี้ไม่รับประกันว่ากระแสจะได้รับการแก้ไข 100% ดังนั้นวงจรจึงสามารถเสริมด้วยตัวกรองบนตัวเก็บประจุได้เช่นเดียวกับโช้คและตัวปรับแรงดันไฟฟ้า ทีนี้ที่เอาท์พุตของวงจรของเรา ผลที่ได้คือกระแสคงที่

บันทึก

การใช้ไฟฟ้าเป็นอันตรายเสมอ! ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่งที่จะใช้ตัวนำที่ไม่หุ้มฉนวน หน้าสัมผัสออกซิไดซ์ และอุปกรณ์จ่ายไฟในสภาพทรุดโทรม!

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวรสามารถใช้ผลิตไฟฟ้ากระแสสลับได้ อุปกรณ์ดังกล่าวไม่ได้สร้างแรงดันไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมที่ 220 V แต่เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับต่ำในสามเฟส ซึ่งต่อมาสามารถแก้ไขได้และส่งออกเป็นไฟฟ้ากระแสตรง เหมาะสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ 12 V

คำแนะนำ

สร้างสเตเตอร์จากลวดทองแดงหกขดที่เติมด้วยอีพอกซีเรซิน ยึดตัวเรือนสเตเตอร์ด้วยหมุดเพื่อไม่ให้หมุน เชื่อมต่อสายไฟจากขดลวดเข้ากับวงจรเรียงกระแส ซึ่งจะผลิตกระแสไฟที่จำเป็นในการชาร์จแบตเตอรี่ในภายหลัง เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ความร้อนสูงเกินไป ให้ติดวงจรเรียงกระแสเข้ากับหม้อน้ำอะลูมิเนียม

ติดโรเตอร์แม่เหล็กเข้ากับโครงสร้างคอมโพสิตที่หมุนบนแกน ติดตั้งโรเตอร์ด้านหลังด้านหลังสเตเตอร์ โรเตอร์ด้านหน้าจะอยู่ด้านนอก โดยจะติดกับโรเตอร์ด้านหลังโดยใช้ซี่ล้อยาวที่ลอดผ่านรูตรงกลางของสเตเตอร์ หากคุณวางแผนที่จะใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวรกับกังหันลม ให้ติดใบพัดกังหันลมบนซี่ล้อเดียวกัน ใบพัดจะหมุนโรเตอร์ และแม่เหล็กจะเคลื่อนไปตามขดลวด สนามแม่เหล็กสลับของโรเตอร์จะสร้างกระแสในขดลวด

เนื่องจากเครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวรได้รับการออกแบบเพื่อใช้กับเครื่องกำเนิดลมขนาดเล็ก จึงต้องมีส่วนประกอบดังต่อไปนี้: เสาที่ทำในรูปแบบ ท่อเหล็ก, ยึดด้วยสายเคเบิล; หัวหมุนที่ติดตั้งอยู่บนเสากระโดง; ก้านสำหรับหมุนกังหันลม ใบมีด

ขดลวดลมสำหรับใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อพัฒนาขดลวดขนาดใหญ่ขึ้นและมีลวดหนาขึ้น และขดลวดควรมีจำนวนรอบน้อย อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าหากมีขนาดเล็กเกินไป เครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวรจะไม่ทำงาน หากต้องการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งความเร็วสูงและต่ำคุณควรเปลี่ยนวิธีการเชื่อมต่อคอยล์ (จาก "สตาร์" เป็น "เดลต้า" และในทางกลับกัน) “ดวงดาว” จะทำงานได้ดีในลมต่ำ “สามเหลี่ยม” - ในลมแรง

เมื่อติดแม่เหล็กควรคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าไม่ควรแยกออกจากที่นั่ง แม่เหล็กที่หลวมจะฉีกตัวเรือนสเตเตอร์ออกจากกันและทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเสียหายอย่างถาวร

เมื่อติดตั้งโรเตอร์และสเตเตอร์ ให้เว้นช่องว่างระหว่างกัน 1 มม. ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง ควรเพิ่มช่องว่างนี้

จุดเทคโนโลยีอีกประการหนึ่งคือใบพัดไม่ได้ติดอยู่กับโรเตอร์ภายนอก แต่ติดอยู่กับซี่ล้อเท่านั้น เมื่อทำเช่นนี้ ให้จับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อให้แกนหมุนอยู่ในแนวตั้งและไม่ใช่แนวนอน

วิดีโอในหัวข้อ

แหล่งที่มา:

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวร DIY

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ต้องใช้กระแสตรงในการจ่ายไฟ ในเวลาเดียวกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและโครงข่ายไฟฟ้าเป็นผู้จัดหาไฟฟ้ากระแสสลับ ในการแปลงคุณต้องมีหน่วยจ่ายไฟซึ่งจะต้องประกอบเอง

คุณจะต้องการ

• - หม้อแปลงไฟฟ้า;
• - ไดโอดหลอดหรือเซมิคอนดักเตอร์
• - เค้น;
• - ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า
• - เครื่องมือวัด;
• - อุปกรณ์เสริมสำหรับการบัดกรีและการติดตั้ง

คำแนะนำ

แหล่งจ่ายไฟหลักประกอบด้วยสามส่วนหลัก: วงจรเรียงกระแสและตัวกรอง anti-aliasing หากคุณต้องการแรงดันไฟฟ้าประมาณเท่ากับแรงดันไฟหลัก คุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้าโดยเพียงแค่แก้ไขแรงดันไฟฟ้า แต่แหล่งจ่ายไฟดังกล่าวเป็นอันตรายเนื่องจากเอาต์พุตจะเป็นแรงดันไฟหลักเต็ม ในกรณีนี้ ไม่มีการแยกไฟฟ้าออกจากโครงข่ายไฟฟ้า นอกจากนี้หม้อแปลงยังช่วยให้คุณได้รับแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นซึ่งอาจสูงหรือต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายตลอดจนแรงดันไฟฟ้าหลายระดับซึ่งบางครั้งก็จำเป็นเช่นกัน

เลือกหม้อแปลงไฟฟ้าที่ให้แรงดันไฟขาออกที่คุณต้องการ ในกรณีนี้ ขดลวดปฐมภูมิได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายกระแสของคุณ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือแหล่งจ่ายไฟหลัก)

เชื่อมต่อไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เข้ากับขดลวดเอาท์พุตดังแสดงใน คุณจะได้วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นธรรมดา ที่เอาต์พุตจะมีกระแสซึ่งมีความถี่ต่ำกว่าความถี่หลัก 2 เท่าเนื่องจากครึ่งรอบหลังของคุณจะหายไป แต่สำหรับการจ่ายไฟให้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์บางตัวตัวเลือกนี้ค่อนข้างยอมรับได้

ขั้นสูงกว่ามากคือวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นซึ่งความถี่ของระลอกปัจจุบันเท่ากับความถี่ของเครือข่ายอุปทาน ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าทั้งสองครึ่งรอบจะถูกแก้ไข หากหม้อแปลงไฟฟ้าของคุณมีขดลวดเอาท์พุตที่มีจุดกึ่งกลาง คุณสามารถประกอบอุปกรณ์ตามรูปแบบที่ 2

ที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสใด ๆ คุณจะไม่ได้รับแรงดันไฟฟ้าคงที่ แต่เป็นแรงดันไฟฟ้าแบบเร้าใจ มันจะต้องมีการเรียบออก ด้วยเหตุนี้จึงใช้ตัวกรอง LC หรือ RC ประกอบด้วยตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าความจุสูงซึ่งมีการเชื่อมต่อโช้คไว้ บางครั้งตัวเหนี่ยวนำสามารถถูกแทนที่ด้วยตัวต้านทานที่ทรงพลัง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดตั้งตัวกรองดังกล่าวให้กับแหล่งจ่ายไฟของคุณ

วิดีโอในหัวข้อ

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

แหล่งจ่ายไฟสามารถใช้ทั้งไดโอดแบบหลอดและทรานซิสเตอร์

สำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟที่ไวต่อความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าจะใช้หน่วยเพิ่มเติมที่เรียกว่าโคลง

เคล็ดลับ 4: อะไรคือความแตกต่างระหว่างกระแส DC และ AC?

โลกสมัยใหม่เป็นการยากที่จะจินตนาการว่าไม่มีไฟฟ้า แสงสว่างในห้อง, การทำงาน เครื่องใช้ในครัวเรือน, คอมพิวเตอร์, โทรทัศน์ - ทั้งหมดนี้กลายเป็นคุณลักษณะที่คุ้นเคยของชีวิตมนุษย์มายาวนาน แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนิดใช้พลังงานไฟฟ้ากระแสสลับในขณะที่เครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนิดใช้พลังงานไฟฟ้ากระแสตรง

กระแสไฟฟ้าคือการไหลโดยตรงของอิเล็กตรอนจากขั้วหนึ่งของแหล่งกำเนิดกระแสหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง หากทิศทางนี้คงที่และไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาเราก็พูดถึง กระแสตรง- เทอร์มินัลหนึ่งของแหล่งที่มาปัจจุบันถือเป็นบวกส่วนที่สอง - ลบ เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่ากระแสไหลจากบวกไปลบ

ตัวอย่างคลาสสิกของแหล่งพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงคือแหล่งพลังงานแบบนิ้วธรรมดา แบตเตอรี่ดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นแหล่งพลังงานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก - ตัวอย่างเช่นในรีโมทคอนโทรล รีโมทในกล้อง วิทยุ ฯลฯ และอื่น ๆ

ในทางกลับกันกระแสสลับนั้นมีลักษณะเฉพาะคือการเปลี่ยนทิศทางเป็นระยะ ตัวอย่างเช่นในรัสเซียมีการใช้มาตรฐานตามแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้าคือ 220 V และความถี่ปัจจุบันคือ 50 Hz เป็นพารามิเตอร์ตัวที่สองที่กำหนดลักษณะความถี่ที่ทิศทางเปลี่ยนไป กระแสไฟฟ้า- หากความถี่ของกระแสคือ 50 Hz มันจะเปลี่ยนทิศทาง 50 ครั้งต่อวินาที

นี่หมายความว่าในวงจรไฟฟ้าธรรมดาซึ่งมีสองหน้าสัมผัสบวกและลบจะเปลี่ยนแปลงเป็นระยะหรือไม่? นั่นคือก่อนอื่นจะมีการบวกในการติดต่อหนึ่งรายการลบในอีกด้านหนึ่งจากนั้นในทางกลับกัน ฯลฯ และอื่นๆ.? ในความเป็นจริงสิ่งต่าง ๆ เล็กน้อย เต้ารับไฟฟ้ามีขั้วต่อสองขั้ว: เฟสและกราวด์ โดยปกติจะเรียกว่า "เฟส" และ "" พินกราวด์นั้นปลอดภัยและไม่มีแรงดันไฟฟ้า ที่เอาต์พุตเฟสที่มีความถี่ 50 Hz ต่อวินาที การเปลี่ยนแปลงบวกและลบ หากคุณสัมผัส “ ” จะไม่มีอะไรเกิดขึ้น เป็นการดีกว่าที่จะไม่สัมผัสสายเฟสเนื่องจากมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 220 V เสมอ

อุปกรณ์บางชนิดใช้พลังงานไฟฟ้ากระแสตรง และอุปกรณ์อื่นๆ ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ เหตุใดจึงมีการแบ่งแยกเช่นนี้? ที่จริงแล้วอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ใช้งาน ความดันคงที่แม้ว่าจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก AC ก็ตาม ในกรณีนี้ กระแสสลับจะถูกแปลงเป็นค่าคงที่ในตัวเรียงกระแส ในกรณีที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยไดโอดที่ตัดคลื่นครึ่งคลื่นออก และตัวเก็บประจุเพื่อทำให้ระลอกคลื่นเรียบขึ้น

กระแสสลับใช้เพียงเพราะสะดวกมากในการส่งผ่านระยะทางไกล การสูญเสียในกรณีนี้จะลดลง นอกจากนี้ยังง่ายต่อการแปลง - นั่นคือเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า กระแสตรงไม่สามารถแปลงได้ ยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูง การสูญเสียระหว่างการส่งกระแสสลับก็จะน้อยลง ดังนั้นบนสายหลักแรงดันไฟฟ้าจะสูงถึงหลายสิบหรือหลายแสนโวลต์ เพื่อยื่นให้กับ การตั้งถิ่นฐาน ไฟฟ้าแรงสูงลดลงที่สถานีไฟฟ้าย่อยส่งผลให้มีการจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำที่ 220 V ให้กับบ้าน

ใน ประเทศต่างๆมีการใช้มาตรฐานแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นหากในประเทศยุโรปเป็น 220 V ในสหรัฐอเมริกาก็จะเป็น 110 V ที่น่าสนใจคือ Thomas Edison นักประดิษฐ์ชื่อดังไม่สามารถชื่นชมข้อดีทั้งหมดของไฟฟ้ากระแสสลับและปกป้องความจำเป็นในการใช้ไฟฟ้ากระแสตรงใน เครือข่ายไฟฟ้า หลังจากนั้นเขาก็ถูกบังคับให้ยอมรับว่าเขาคิดผิด

ไฟฟ้า-นี่คือการเคลื่อนที่โดยตรงหรือสั่งการของอนุภาคที่มีประจุ: อิเล็กตรอนในโลหะ ไอออนในอิเล็กโทรไลต์ และอิเล็กตรอนและไอออนในก๊าซ กระแสไฟฟ้าสามารถเป็นได้ทั้งแบบตรงหรือแบบสลับ

คำจำกัดความของกระแสไฟฟ้าตรงและแหล่งที่มา

กระแสตรง(กระแสตรง ในภาษาอังกฤษ) คือกระแสไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติและทิศทางไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา กระแสตรงและแรงดันไฟฟ้าจะแสดงในรูปแบบของเส้นประแนวนอนสั้น ๆ หรือเส้นขนานสองเส้นซึ่งหนึ่งในนั้นเป็นเส้นประ

ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงในรถยนต์และในบ้านเรือนมากมาย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: แล็ปท็อป คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ ฯลฯ กระแสไฟฟ้าที่วัดได้จากเต้าเสียบจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงโดยใช้แหล่งจ่ายไฟหรือหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าพร้อมวงจรเรียงกระแส

เครื่องมือไฟฟ้า อุปกรณ์หรืออุปกรณ์ใดๆ ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ก็เป็นผู้ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงเช่นกัน เนื่องจากแบตเตอรี่หรือหม้อสะสมไฟฟ้าเป็นแหล่งไฟฟ้ากระแสตรงโดยเฉพาะ ซึ่งหากจำเป็น จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับโดยใช้ตัวแปลงพิเศษ (อินเวอร์เตอร์)

หลักการทำงานของไฟฟ้ากระแสสลับ

กระแสสลับ(AC ในภาษาอังกฤษ Alternating Current) คือกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทางเมื่อเวลาผ่านไป สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้า จะมีการกำหนดตามอัตภาพโดยส่วนคลื่นไซน์ “~”
บางครั้งหลังจากไซนัสอยด์อาจระบุลักษณะของกระแสสลับได้ - ความถี่, แรงดันไฟฟ้า, จำนวนเฟส

กระแสสลับสามารถเป็นได้ทั้งเฟสเดียวหรือสามเฟสซึ่งค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าทันทีจะแตกต่างกันไปตามกฎฮาร์มอนิก

ลักษณะสำคัญกระแสสลับ - ค่าแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่มีประสิทธิภาพ

บันทึกเช่นเดียวกับกราฟด้านซ้ายสำหรับกระแสเฟสเดียวทิศทางและขนาดของแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนเป็นศูนย์ในช่วงเวลา T และบนกราฟที่สองสำหรับกระแสสามเฟสจะมีการเปลี่ยนแปลงของไซนัสอยด์สามตัว หนึ่งในสามของช่วงเวลา บนกราฟด้านขวา เฟส 1 ระบุด้วยตัวอักษร "a" และระยะที่สองระบุด้วยตัวอักษร "b" เป็นที่ทราบกันดีว่าปลั๊กไฟบ้านมีไฟ 220 โวลต์ แต่มีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่านี่คือความหมายที่แท้จริง แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับแต่แอมพลิจูดหรือค่าสูงสุดจะมากกว่ารากของทั้งสอง นั่นคือ จะเท่ากับ 311 โวลต์

ดังนั้นหากขนาดและทิศทางของแรงดันไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาสำหรับกระแสตรงดังนั้นสำหรับกระแสสลับ กระแสแรงดันขนาดและทิศทางเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา (กราฟที่ต่ำกว่าศูนย์คือทิศทางตรงกันข้าม)

แล้วเราก็มา สู่แนวคิดเรื่องความถี่คืออัตราส่วนของจำนวนรอบที่สมบูรณ์ (คาบ) ต่อหน่วยเวลาของกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงเป็นระยะ วัดเป็นเฮิรตซ์ ที่นี่และในยุโรปความถี่คือ 50 เฮิรตซ์ ในสหรัฐอเมริกาคือ 60 เฮิรตซ์

ความถี่ 50 เฮิรตซ์หมายถึงอะไร?หมายความว่ากระแสสลับของเราเปลี่ยนทิศทางไปเป็นตรงกันข้ามและย้อนกลับ (ส่วน T- บนกราฟ) 50 ครั้งต่อวินาที!

แหล่งจ่ายไฟ AC คือเต้าเสียบทั้งหมดในบ้านและทุกสิ่งที่เชื่อมต่อโดยตรงด้วยสายไฟหรือสายเคเบิลเข้ากับแผงไฟฟ้า หลายคนมีคำถาม: ทำไมไม่มีกระแสตรงในเต้าเสียบ? คำตอบนั้นง่าย ในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดันไฟฟ้าจะทำได้ง่ายและมีการสูญเสียน้อยที่สุดซึ่งแปลงเป็นระดับที่ต้องการโดยใช้หม้อแปลงในทุกปริมาตร จะต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้สามารถส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลได้โดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด ระดับอุตสาหกรรม.
จากโรงไฟฟ้าซึ่งเป็นที่ตั้งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลัง แรงดันไฟฟ้า 330,000-220,000 ออกมา จากนั้นใกล้บ้านของเราที่สถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าจะถูกแปลงจากค่า 10,000 โวลต์เป็นแรงดันไฟฟ้าสามเฟส 380 โวลต์ซึ่งมาถึง บ้านอพาร์ทเม้นแต่แรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวมาที่อพาร์ทเมนต์ของเราเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าระหว่างพวกเขาคือ 220 V และระหว่างเฟสตรงข้ามในแผงไฟฟ้าคือ 380 โวลต์

และข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับก็คือมอเตอร์กระแสสลับแบบอะซิงโครนัสมีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าและทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือมากกว่ามอเตอร์กระแสตรง

วิธีทำให้กระแสสลับคงที่

สำหรับผู้บริโภคที่ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสตรง กระแสสลับจะถูกแปลงโดยใช้วงจรเรียงกระแส

ตัวแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ

หากไม่มีปัญหาในการแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงจากนั้นการแปลงแบบย้อนกลับทุกอย่างจะซับซ้อนกว่ามาก ที่บ้านเพื่อสิ่งนี้ ใช้อินเวอร์เตอร์- เป็นเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเป็นคาบจากแรงดันไฟฟ้าคงที่ มีรูปร่างใกล้เคียงกับไซนัสอยด์

วันนี้เราจะลองหาคำตอบว่า 12 โวลต์คืออะไร สัตว์ประหลาดตัวนี้คือใคร? มันกัดยากแค่ไหน? โดยทั่วไปแล้วเขามีความสามารถอะไร? เชื่อฉันเถอะว่าความจริงที่ว่ามันอ่อนแอกว่าสัตว์ประหลาดธรรมดาที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์นั้นเป็นเทพนิยาย น่าสนใจ งั้นไปกันเลย

เริ่มจากประวัติความเป็นมาของมันกันก่อน และเรื่องราวก็เรียบง่ายประเด็นทั้งหมดปลอดภัย ท้ายที่สุดแล้วทุกสิ่งที่ประดิษฐ์ขึ้นนั้นเกิดขึ้นด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรกคือความเกียจคร้านซึ่งเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นกลไกแห่งความก้าวหน้า ประการที่สองคือความปรารถนาที่จะปกป้องตัวเองเพราะคุณและฉันมักจะกลัวบางสิ่งบางอย่าง นี่คือจุดที่ความต้องการนวัตกรรมเกิดขึ้น ท้ายที่สุดพวกเขาทำให้เรากลัวอยู่เสมอว่าคุณไม่สามารถเอานิ้วเข้าไปในเบ้าได้ - มันจะฆ่าคุณ แม้ว่าถ้าคุณและฉันเอานิ้วจิ้มเบ้า ก็ไม่น่าจะมีอะไรเลวร้ายไปกว่าการตกใจเล็กน้อยเกิดขึ้นกับเรา แต่พวกเราหลายคนมีลูกและสัตว์เลี้ยงที่บ้าน เด็กเป็นคนที่อยากรู้อยากเห็น พวกเขาสนใจทุกสิ่งอยู่เสมอ และเด็กก็ไม่ใช่เด็กถ้าเขาคลานผ่านทางออก เขาต้องเอานิ้วเข้าไปตรงนั้นอย่างแน่นอน แต่ถ้าเขาโดนไฟฟ้าช็อตก็จะไม่มีอะไรดีเกิดขึ้น เป็นที่ชัดเจนว่าทุกอย่างขึ้นอยู่กับกรณีเฉพาะ แต่เป็นการดีกว่าที่จะไม่ทดลอง เกิดอะไรขึ้นถ้าสัตว์เข้าไปในเบ้า? และจะดีถ้าแมวของคุณแค่ทำให้หนวดไหม้และนั่งอยู่ใต้เตียงด้วยความตกใจสักสองสามนาที แต่สิ่งต่างๆ อาจเลวร้ายกว่านั้น

เอาล่ะ เรื่องน่าขนลุกพอแล้ว 12 โวลต์เป็นแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยซึ่งสามารถแก้ปัญหาได้มากมายในคราวเดียว แต่น่าเสียดายที่แรงดันไฟฟ้านี้ไม่พบในซ็อกเก็ตเนื่องจากเครื่องใช้ไฟฟ้าไม่ได้ผลิตมาเพื่อมัน

กลับไปที่รากกัน มีหลายห้องที่อาจเป็นอันตรายต่อไฟฟ้าหรือมีอันตรายในระดับสูง ห้องพักดังกล่าวในอพาร์ทเมนต์ของคุณประกอบด้วยห้องครัว ห้องน้ำ และพื้นที่อื่นๆ ที่คล้ายกัน ลองนึกภาพไฟฟ้าลัดวงจรชนิดใดที่สัตว์ประหลาดไฟฟ้า 220 โวลต์สามารถทำให้เกิดการลัดวงจรได้? ผลที่ตามมาอาจไปไกลเกินจินตนาการของเรา และเชื่อฉันเถอะ พวกมันไม่ได้จำกัดอยู่เพียงระบบรักษาความปลอดภัยที่ถูกกระตุ้นเท่านั้น 12 โวลต์จะไม่ทำให้เกิดภัยพิบัติบนดาวเคราะห์หรือขนาดอพาร์ตเมนต์อย่างแน่นอน ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด ระบบรักษาความปลอดภัยจะทำงานหรือหม้อแปลงไฟฟ้าจะไหม้

ทีนี้เกี่ยวกับที่มาของแรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ แรงดันไฟฟ้านี้ในกรณีส่วนใหญ่ใช้สำหรับให้แสงสว่างและมาจากที่นั่น เมื่อหลายสิบปีก่อนมีการประดิษฐ์หลอดฮาโลเจนสำหรับใช้ในบ้าน หลอดฮาโลเจนคืออะไร? นี่เป็นหลอดไส้เดียวกัน แต่มีอายุการใช้งานนานกว่าและมีขนาดเล็กกว่ามาก อะไรทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้? เนื่องจากหลอดไฟของหลอดไฟดังกล่าวเต็มไปด้วยก๊าซที่มีฮาโลเจน เช่น ไอโอดีน เส้นใยจะสึกหรอช้ากว่ามากในสภาพแวดล้อมเช่นนี้ ปรากฎว่าหลอดไฟดังกล่าวมีอายุการใช้งานยาวนานเป็นสองเท่าโดยมีขนาดหนึ่งในสี่ของขนาดปกติ แต่แรงดันไฟฟ้าเกี่ยวอะไรกับ 12 โวลต์? และในเวลาเดียวกัน มีคนทำการทดลองและตระหนักว่าที่แรงดันไฟฟ้านี้เส้นใยจะได้รับผลกระทบจากกระแสไฟฟ้าที่ทำลายล้างน้อยกว่ามาก ซึ่งหมายความว่าสามารถให้ความร้อนได้ อุณหภูมิที่สูงขึ้นจึงได้รับแสงสว่างมากขึ้น เพิ่มความปลอดภัยเกือบทั้งหมดสำหรับพื้นที่เปียก กลายเป็นวิธีการเดินสายไฟและแสงสว่างที่เจ๋งมาก

แต่อย่ารีบเร่ง เช่นเดียวกับชีสฟรีทั่วไป มีกับดักหนูอยู่ที่นี่ด้วย พวกมันบรรจุอยู่ในหม้อแปลงไฟฟ้า และเนื่องจากส่วนที่เหลือของอพาร์ทเมนท์มีไฟ 220 โวลต์ เราจึงจำเป็นต้องใช้มันอย่างแน่นอน และองค์ประกอบพิเศษในเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟดังที่ทราบกันดีว่าลดความน่าเชื่อถือ แต่สิ่งเดียวที่อาจเป็นอันตรายต่อหม้อแปลงไฟฟ้าได้ก็คือหม้อแปลงจะไหม้ ตอนนี้เรามาดูคำอธิบายของเครือข่ายกันดีกว่า วิธีการสร้าง และสิ่งที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้

เครือข่าย 12 โวลต์นั้นเริ่มต้นด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า เขาคือผู้ที่แปลง 220 โวลต์ธรรมดาเป็น 12 แต่ต้องเลือกหม้อแปลงอย่างชาญฉลาด เราจะไม่ลงรายละเอียดเกี่ยวกับการออกแบบตัวหม้อแปลงเอง ฉันจะพูดอย่างหนึ่งว่าหม้อแปลงจะต้องมีกำลังไฟที่เหมาะสม ซึ่งหมายความว่าก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจว่าจะมีหลอดไฟกี่ดวงและมีกำลังไฟทั้งหมดเท่าใด มันคุ้มค่าที่จะเพิ่มทุนสำรอง 40 เปอร์เซ็นต์เป็นมูลค่าผลลัพธ์และคุณจะได้รับกำลังของหม้อแปลงที่ต้องการ มิฉะนั้นหม้อแปลงอาจพังเร็วมากซึ่งไม่ดี

หลังจากเลือกหม้อแปลงได้แล้วควรคำนึงถึงอุปกรณ์ติดตั้งและโคมไฟด้วย ไม่มีอะไรผิดปกติเกี่ยวกับหลอดไฟโคมไฟหลายดวงเป็นแบบสากล แต่ก่อนที่จะซื้อในกรณีที่ควรตรวจสอบ แต่สำหรับโคมไฟสิ่งต่าง ๆ ค่อนข้างซับซ้อนกว่า แบ่งออกเป็นโคมไฟที่ทำงานจาก 220 โวลต์และโคมไฟที่ทำงานจาก 12 โวลต์ และหากหลอดไฟ 220 วัตต์จาก 12 โวลต์ไม่ทำงานไฟกะพริบจะเริ่มในลำดับที่กลับกัน แรงดันไฟฟ้าเกินอาจทำให้หลอดไฟระเบิด ดังนั้นเพียงแค่ตรวจสอบเครื่องหมายแล้วทุกอย่างอย่างที่พวกเขาพูดจะเป็นพวง หลอดไฟที่ใช้ไฟ 12 โวลต์มักจะมีราคาแพงกว่า เพียงเพราะมันปลอดภัยกว่า จึงไม่มีความแตกต่างทางโครงสร้างหรือพื้นฐานอื่นใดในการออกแบบ

ถ้าเขาพูดถึงการเชื่อมโยงระหว่างหลอดไฟกับหม้อแปลงไฟฟ้า - สายไฟก็สามารถเป็นอะไรก็ได้ แต่ข้อดีอย่างมากคือคุณสามารถใช้สายไฟที่มีหน้าตัดขนาดเล็กได้ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายความร้อนสูงเกินไปจึงเป็นไปไม่ได้เลย มีสายไฟพิเศษมีจำหน่ายในร้านค้า แต่ลวดที่มีหน้าตัดเล็ก ๆ ก็ใช้ได้ ตอนนี้คุณรู้ทุกอย่างแล้ว

สรุป: ระบบไฟส่องสว่างแรงดันต่ำเป็นผลดีอย่างมากต่อการใช้งานภายในบ้าน และแม้แต่ในโรงงานอุตสาหกรรมบางแห่ง คุณเข้าใจว่าความปลอดภัยต้องมาก่อน ข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่และไม่ต้องสงสัยอีกประการหนึ่งคือคุณสามารถเดินสายไฟในห้องน้ำหรือห้องครัวของคุณได้ เห็นด้วยบทความนี้ไม่ได้อธิบายมากกว่าหนึ่งเรื่อง กระบวนการที่ซับซ้อน- แม้แต่เด็กก็สามารถจัดการกับกระบวนการเหล่านี้ได้หลายอย่าง แต่ก็เป็นการดีกว่าที่จะไม่มอบความไว้วางใจให้กับพวกเขา

แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้าในครัวเรือนดังที่ทราบคือ 220 หรือ 380 V อย่างไรก็ตามแหล่งจ่ายไฟดังกล่าวไม่สามารถ "ย่อยได้" สำหรับอุปกรณ์ทั้งหมด

บางตัวต้องการแรงดันไฟฟ้าเพียง 12 V และอุปกรณ์ดังกล่าวต้องเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์พิเศษ - หม้อแปลงไฟฟ้า

วิธีเปลี่ยนหม้อแปลงจาก 220 เป็น 12 โวลต์และวิธีประกอบอุปกรณ์นี้ด้วยตัวเอง - การสนทนาของเราจะเน้นในหัวข้อนี้

ดังนั้นจึงเรียกว่าหม้อแปลงไฟฟ้า เครื่องใช้ไฟฟ้ามีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลง พลังงานไฟฟ้ากล่าวคือโดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า หากเอาต์พุตเปลี่ยนแปลงไป แรงดันไฟฟ้าน้อยกว่าอินพุต หม้อแปลงจะเรียกว่าหม้อแปลงสเต็ปดาวน์ หากตรงกันข้ามหากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการแปลงหม้อแปลงจะเรียกว่าหม้อแปลงแบบสเต็ปอัพ

หม้อแปลงสเต็ปดาวน์ 220/12

ทำไมคุณถึงต้องใช้หม้อแปลงแบบ step-down ในชีวิตประจำวัน? แล็ปท็อปและแล็ปท็อปใช้ไฟฟ้าแรงดันต่ำ โทรศัพท์มือถือแต่มักจะขายพร้อมกับหม้อแปลงไฟฟ้า หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "อุปกรณ์จ่ายไฟ" ไฟส่องสว่างแรงดันต่ำซึ่งใช้หลอดฮาโลเจนหรือหลอด LED ที่ล้ำสมัยเป็นอีกเรื่องหนึ่ง

วันนี้ หลายคนต้องการได้รับ - เนื่องจากข้อดีหลายประการ:

• ไม่มีอันตรายจากไฟฟ้าช็อตหรือไฟไหม้ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งแนะนำให้ติดตั้งห้องน้ำและห้องอื่น ๆ ที่มีความชื้นสูงด้วยแสงดังกล่าว)
• เมื่อเปรียบเทียบกับหลอดไฟแบบเดิมหลอดไฟแรงดันต่ำจะประหยัดกว่ามาก ตัวอย่างเช่น LED ที่มีความส่องสว่างเท่ากันจะใช้พลังงานน้อยกว่าหลอดไส้ 220 V ถึง 15 เท่า
• หลอดไฟแรงดันต่ำมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดไฟ 220 V มาก: ผู้ผลิต LED รับประกันการทำงาน 50,000 ชั่วโมงและยังให้การรับประกัน 3 ปีอีกด้วย

หากต้องการเชื่อมต่อระบบไฟส่องสว่างต้องซื้อหม้อแปลงแยกต่างหาก แต่ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด คุณสามารถทำได้ด้วยตัวเอง

หลักการทำงานตั้งแต่ 220 ถึง 12 V

หม้อแปลงไฟฟ้าที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยขดลวดสองเส้นที่มีจำนวนรอบต่างกัน ขดลวดหนึ่งอันเรียกว่าขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งโดยปกติจะเป็นแหล่งจ่ายไฟในครัวเรือน

ดังที่คุณทราบตัวนำที่กระแสสลับไหลผ่านจะกลายเป็นเครื่องกำเนิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและหากมันถูกพันเป็นขดลวดสนามก็จะหนาแน่นขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากกระแสสลับกัน สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจึงเท่ากัน

นอกจากนี้ ตามกฎหมายของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างเคร่งครัด สนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับที่สร้างโดยขดลวดปฐมภูมิจะเหนี่ยวนำให้เกิด EMF ในขดลวดทุติยภูมิ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่า EMF จะปรากฏขึ้นอย่างแม่นยำเมื่อจำนวนหรือความเข้มของเส้นแรงที่เจาะตัวนำมีการเปลี่ยนแปลง

หลักการทำงานของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า

นั่นคือสนามต้องมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา (สนามดังกล่าวเรียกว่าตัวแปร) หรือตัวนำต้องเคลื่อนที่เข้าไป (นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ดังนั้นข้อสรุป: หากขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสตรง หม้อแปลงไฟฟ้าจะไม่ทำงาน

เพื่อให้ขดลวดปฐมภูมิมีความเหนี่ยวนำสูง และเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กรวมตัวอยู่ภายในขดลวด พวกมันจะถูกพันบนแกนเหล็กที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก

หากไม่มีแกนดังกล่าวหม้อแปลงที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายในครัวเรือนจะไม่เพียงทำงาน แต่จะเผาไหม้เท่านั้น

วิธีที่แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของหม้อแปลงเปลี่ยนแปลงนั้นขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของจำนวนรอบในขดลวด หากมีน้อยกว่าในขดลวดทุติยภูมิ แรงดันไฟฟ้าจะลดลง และจะน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเท่ากันเนื่องจากจำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิน้อยกว่าในขดลวดปฐมภูมิ นั่นคือตัวอย่างเช่นหากขดลวดหลักประกอบด้วย 2,000 รอบและขดลวดทุติยภูมิประกอบด้วย 1,000 รอบและในเวลาเดียวกันก็ใช้แรงดันไฟฟ้า 220 V กับขดลวดปฐมภูมิดังนั้น EMF ที่ 110 V จะ ปรากฏในขดลวดทุติยภูมิ

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า

ดังนั้นในการแปลงแรงดันไฟฟ้าจาก 220 V เป็น 12 V จำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิจะต้องเท่ากับ 220/12 = น้อยกว่าขดลวดปฐมภูมิ 18.3 เท่า

เนื่องจากพลังงานจากขดลวดหนึ่งไปยังอีกขดลวดหนึ่งถูกถ่ายโอนเกือบเต็ม (ส่วนแบ่งของการสูญเสียขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า) และกำลังเป็นผลคูณของแรงดันและกระแส (W = U*I) จึงสังเกตภาพตรงกันข้าม กับกระแสในขดลวด: แรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิจะลดลงกี่ครั้งความแรงของกระแสในนั้นจะเท่ากับจำนวนเท่ามากกว่าในขดลวดปฐมภูมิ

ดังนั้นขดลวดทุติยภูมิในหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์จะต้องพันด้วยลวดที่หนากว่าขดลวดหลัก

สั่งประกอบ

การออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าเริ่มต้นด้วยการคำนวณพารามิเตอร์ เราตั้งค่าต่อไปนี้:

1. แรงดันไฟฟ้าขาเข้า: 220 โวลต์
2. แรงดันไฟขาออก: 12 โวลต์
3. พื้นที่หน้าตัดของแกนกลาง: เอา S = 6 ตร.ม. ซม.

N = K*U/S

• N - จำนวนรอบ;
• K - สัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์ คุณสามารถใช้ K = 50 ได้ แต่เพื่อหลีกเลี่ยงความอิ่มตัวของหม้อแปลงจะดีกว่าถ้าใช้ K = 60 ในกรณีนี้จำนวนรอบจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยและตัวหม้อแปลงจะใหญ่ขึ้นเล็กน้อย แต่การสูญเสีย จะลดลง
• U – แรงดันไฟฟ้าในขดลวด, V.
• S - พื้นที่หน้าตัดของแกนกลาง, ตร.ม. ซม.

ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้ารถยนต์ทำเอง 12-220 V

ดังนั้น จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิจะเป็นดังนี้:

N1 = 60*220/6 = 2200 รอบ

ในระดับรอง:

• ลวดทองแดงหุ้มด้วยฉนวนไหมหรือกระดาษ: สำหรับขดลวดหลัก - มีพื้นที่ตัดขวาง 0.3 ตารางเมตร ม. มม. สำหรับรอง - 1 ตร.ม. มม. (มีกระแสในวงจรโหลดน้อยกว่า 10 A)
• บาง กระป๋องดีบุก(ดีบุกจะใช้ทำแกน);
• กระดาษแข็งหนา
• ผ้าเคลือบเงา (ฉนวนเทป);
• กระดาษเคลือบพาราฟิน

วงจรอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้า

กระบวนการผลิตหม้อแปลงมีลักษณะดังนี้:

1. ต้องตัดแถบ 80 เส้นขนาด 30x2 ซม. ออกจากกระป๋อง กระป๋องต้องอบอ่อน: วางในเตาอบ ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง จากนั้นปล่อยให้เย็นพร้อมกับเตาอบ สาระสำคัญของการบำบัดคือการค่อยๆ เย็นลงอย่างแม่นยำ ซึ่งส่งผลให้เหล็กอ่อนตัวลงและสูญเสียความยืดหยุ่น
2. ถัดไปจะต้องทำความสะอาดแผ่นด้วยเขม่าและเคลือบเงาหลังจากนั้นแต่ละแผ่นจะถูกปิดด้านหนึ่งด้วยกระดาษบาง - กระดาษทิชชูหรือกระดาษพาราฟิน
3. จำเป็นต้องสร้างกรอบสำหรับขดลวดจากกระดาษแข็งหนาประกอบด้วยกระบอกและแก้ม ควรห่อด้วยกระดาษพาราฟินหลายชั้น คุณสามารถใช้กระดาษลอกลายก็ได้
4. คุณต้องพันลวดรอบเฟรมเพื่อหมุน เพื่อเร่งการดำเนินการนี้คุณสามารถสร้างเครื่องม้วนแบบง่าย ๆ ได้: วางโครงบนแท่งเหล็กแล้วสอดส่วนหลังเข้าไปในร่องที่ทำในสองกระดานแล้วงอปลายด้านหนึ่งเข้ากับที่จับ เมื่อวางลวดทุก ๆ สองหรือสามรอบคุณจะต้องวางกระดาษพาราฟินเพื่อเป็นฉนวน เมื่อการพันขดลวดปฐมภูมิเสร็จสิ้นคุณจะต้องยึดปลายลวดไว้ที่แก้มของโครงแล้วพันขดลวดด้วยกระดาษ 5 ชั้น
5. ทิศทางการพันของขดลวดทุติยภูมิจะต้องตรงกับทิศทางของขดลวดปฐมภูมิ

เป็นไปได้ที่จะสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าที่สามารถลดแรงดันไฟฟ้าลงได้ทั้ง 12 และ 24 โวลต์ซึ่งหลอดไฟและอุปกรณ์อื่นบางประเภทจำเป็นต้องใช้ ในการทำเช่นนี้คุณต้องหมุน 240 รอบบนขดลวดทุติยภูมิ แต่จากรอบที่ 120 เอาต์พุตควรทำในรูปแบบของลูป

1. เมื่อยึดตะกั่วของคอยล์รองไว้ที่แก้มที่สองของเฟรมแล้ว (คอยล์) ก็ถูกห่อด้วยกระดาษด้วย
2. ต้องใส่แผ่นดีบุกครึ่งหนึ่งของความยาวลงในขดลวดจากนั้นจึงพันรอบกรอบเพื่อให้ปลายเชื่อมต่ออยู่ใต้ขดลวด จำเป็นต้องมีช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลกกับกรอบ
3. ตอนนี้ต้องยึดหม้อแปลงแบบโฮมเมดเข้ากับฐาน - ชิ้นส่วนของกระดานไม้หนาประมาณ 50 มม. ในการยึดควรใช้ขายึดที่ควรปิดด้านล่างของแกน

ในที่สุดปลายของขดลวดจะถูกนำออกมาที่ฐานและติดตั้งหน้าสัมผัส

การเชื่อมต่อ

ในการเชื่อมต่อหม้อแปลงคุณต้องเชื่อมต่อโหลดเข้ากับหน้าสัมผัสของขดลวดทุติยภูมิจากนั้นใช้แรงดันไฟฟ้าในครัวเรือนกับหน้าสัมผัสของขดลวดหลัก

แผนภาพการเชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการที่เอาต์พุต: หากเป็น 24 V เราจะเชื่อมต่อกับเทอร์มินัลด้านนอกหากเป็น 12 V ไปยังเทอร์มินัลด้านนอกอันใดอันหนึ่งและเทอร์มินัลจากเทิร์นที่ 120

แผนภาพการเชื่อมต่อ สปอตไลท์ 12V ผ่านหม้อแปลง

หากผู้ใช้บริการทำงานโดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรง จะต้องเชื่อมต่อวงจรเรียงกระแสเข้ากับขั้วของขดลวดทุติยภูมิเพื่อจุดประสงค์นี้จะใช้สะพานไดโอดที่ติดตั้งตัวเก็บประจุ (ทำหน้าที่เป็นตัวกรองทำให้ระลอกคลื่นเรียบ)

การเลือกโซลูชันสำเร็จรูป

ปัจจุบันหม้อแปลงที่มีพารามิเตอร์ใด ๆ สามารถพบได้ในร้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุหรืออุปกรณ์เชื่อม นอกจากอุปกรณ์ดั้งเดิมแล้ว ยังมีการจำหน่ายอุปกรณ์รุ่นใหม่ - หม้อแปลงอินเวอร์เตอร์ ในอุปกรณ์ดังกล่าว กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านวงจรเรียงกระแสก่อนจะเข้าสู่ขดลวดปฐมภูมิ

จากนั้น - ผ่านอินเวอร์เตอร์ที่ประกอบขึ้นบนพื้นฐานของไมโครวงจรและทรานซิสเตอร์หลักคู่หนึ่งซึ่งเปลี่ยนกระแสให้เป็นกระแสสลับอีกครั้ง แต่มีความถี่ที่สูงกว่ามาก: 60 - 80 kHz แทนที่จะเป็น 50 Hz การแปลงกระแสอินพุตนี้ทำให้สามารถลดขนาดของหม้อแปลงได้อย่างมากและลดการสูญเสียได้อย่างมาก

กล่องพร้อมหม้อแปลงสเต็ปดาวน์ YaTP 0.25

ควรเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าตามลักษณะดังต่อไปนี้:

1. แรงดันไฟฟ้าขาเข้าและความถี่ปัจจุบัน:คุณลักษณะของอุปกรณ์จะต้องระบุ "220 V" หรือ "380 V" หากซื้อสำหรับเครือข่าย 3 เฟส ความถี่ควรเป็น 50 Hz มีหม้อแปลงที่ได้รับการออกแบบเช่นสำหรับความถี่ 400 Hz ขึ้นไป - หากเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายไฟฟ้าในครัวเรือนอุปกรณ์ดังกล่าวจะไหม้
2. แรงดันขาออกและประเภทกระแส:ทุกอย่างชัดเจนกับแรงดันไฟขาออก - ต้องสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่ผู้ใช้ไฟฟ้าได้รับการออกแบบ แต่ในขณะเดียวกันก็เป็นสิ่งสำคัญที่จะไม่ลืมที่จะดูว่าหม้อแปลงไฟฟ้าผลิตกระแสอะไร ปัจจุบันส่วนใหญ่มีการติดตั้งวงจรเรียงกระแสซึ่งส่งผลให้กระแสไฟขาออกไม่สลับกัน แต่เป็นกระแสตรง
3. กำลังไฟ:เป็นสิ่งสำคัญมากที่พลังงานสูงสุดที่หม้อแปลงสามารถทำงานได้ (ซึ่งเรียกว่ากำลังไฟพิกัด) นั้นมากกว่ากำลังโหลดประมาณ 20% หากไม่มีกำลังสำรองนี้ และยิ่งกว่านั้นหากกำลังไฟพิกัดของหม้อแปลงน้อยกว่ากำลังไฟที่ใช้โดยโหลด ขดลวดคอนเวอร์เตอร์จะร้อนมากเกินไปและไหม้

หม้อแปลงไฟฟ้าคือ:

1. เปิด:มีการติดตั้งปลอกรั่วซึ่งความชื้นและฝุ่นสามารถเข้าไปข้างในได้ แต่มีความเป็นไปได้ที่จะบังคับระบายความร้อนโดยใช้พัดลม
2. ปิด:มีการติดตั้งตัวเครื่องแบบซีลซึ่งป้องกันความชื้นและฝุ่นได้สูง จึงสามารถติดตั้งในห้องที่มีความชื้นสูงได้

รุ่นที่มีตัวเครื่องอะลูมิเนียมสามารถใช้กลางแจ้งได้ (ไฟถนน หลอดไฟ LED, การโฆษณา). เนื่องจากไม่สามารถใช้การระบายความร้อนแบบบังคับได้ กำลังของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบปิดจึงมีจำกัด

หม้อแปลงไฟฟ้า OSM-1-04

หม้อแปลงไฟฟ้ายังเป็น:

• คัน: คอยล์สามารถวางได้ในแนวตั้งเท่านั้น
• หุ้มเกราะ: ทำงานในตำแหน่งใดก็ได้

ค่าใช้จ่ายของหม้อแปลงจะแตกต่างกันอย่างมากและขึ้นอยู่กับกำลังไฟเป็นหลัก นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

1. YaTP-0.25. อุปกรณ์ที่มีกำลังไฟพิกัด 250 W พร้อมตัวเครื่อง ราคาอยู่ที่ 1,700 รูเบิล
2. โอเอสเอ็ม-1-04. สามารถใช้งานกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า 220 V หรือ 100 - 127 V เอาต์พุต 12 V ไม่มีตัวเครื่อง ราคา - 2,600 ถู
3. OSZ-1 U2 220/12. หม้อแปลงไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ ราคา 5300 รูเบิล
4. TSZI-4.0. ตัวแปลงพร้อมตัวเรือนกำลังไฟ 4 kW แรงดันไฟฟ้าขาเข้า - 220 หรือ 380 V, เอาต์พุต - 110V หรือ 12 V ราคา - 10.5 พันรูเบิล

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบพกพาในตัวเครื่อง TSZI-2.5 kW สามารถเชื่อมต่อได้ทั้ง 220 V และ 380 V, เอาต์พุต - 12 V. ราคา - 13.9 พันรูเบิล

วิดีโอในหัวข้อ