Pochopení rozdílu mezi usměrňovačem a transformátorem: základní komponenty při přeměně výkonu

Ve světě elektrotechniky je rozhodující porozumění rozdílu mezi usměrňovačem a transformátorem, zejména pro kohokoli, kdo se zabývá elektrickými obvody nebo energetickými systémy. Ačkoli se mohou na první pohled zdát podobné, protože oba se zabývají elektrickou energií, jejich účely, funkcemi a operačními principy jsou zřetelné. V tomto článku prozkoumáme obou zařízení podrobena a zdůrazníme jejich rozdíly, pracovní principy a aplikace.

Co je to transformátor?
Transformátor je statické elektrické zařízení používané k přenosu elektrické energie mezi dvěma nebo více obvody elektromagnetickou indukcí. Je navržen tak, aby zvyšoval (zvýšené) nebo snížení (krok-down) hladiny napětí při zachování frekvence signálu střídavého (střídavého proudu). Transformátory pracují primárně s střídavým proudem (AC) a jsou založeny na principu elektromagnetické indukce.

Jak funguje transformátor?
Transformátor se skládá ze tří hlavních složek:

Primární cívka - cívka, která přijímá vstupní napětí (AC).

Sekundární cívka - cívka, která dodává výstupní napětí (AC).

Core - Magnetický materiál, který tvoří cestu pro tok vytvořený proudem v primární cívce a indukuje proud v sekundární cívce.

Pracovní princip za transformátorem je jednoduchý: při protékání střídavého proudu primární cívkou vytváří magnetické pole, které kolísá. Toto magnetické pole indukuje proud v sekundární cívce elektromagnetickou indukcí. Poměr napětí mezi primárními a sekundárními cívkami je určen poměrem otáček - tj. Poměr počtu otáček drátu v primární cívce k počtu zatáček v sekundární cívce. Tento poměr přímo určuje, zda je napětí zintenzivňováno nebo zrychleno.

Aplikace transformátorů:

Sítě distribuce napájení: Vysvětlení a krok-down napětí.

Elektrická izolace: Izolační transformátory zabraňují dosažení citlivého vybavení vysokých napětí.

Regulace napětí v elektronických obvodech.

Omezení:

Transformátory pracují pouze s napájením střídavého proudu. Nemohou fungovat s přímým proudem (DC).

Jsou relativně objemné a vyžadují pečlivý design, aby zvládli velké množství energie.

Co je to usměrňovač?
Usměrňovač je elektrické zařízení používané k převodu střídavého proudu (AC) na přímý proud (DC). Tento proces je známý jako rektifikace. Osměrné prostředky se obvykle používají v napájecích zdrojích pro elektroniku, baterie a motory DC. Na rozdíl od transformátorů, které mění pouze úrovně napětí bez změny směru proudu, usměrňovače skutečně mění průběh vstupního proudu z AC na DC.

Jak funguje usměrňovač?
Osměrné míry jsou obvykle postaveny pomocí polovodičových zařízení, jako jsou diody, které umožňují proudění proudu pouze v jednom směru. Když je napětí AC aplikováno na usměrňovač, diody provádějí proud během pozitivního polovičního cyklu a blokujícího proudu během negativního polovičního cyklu, což umožňuje projít pouze jednosměrný proud (DC).

Existují dva hlavní typy usměrňovačů:

Osměrné poloviční vlny-používá jednu diodu a umožňuje průchodu proudu během jedné poloviny průběhu střídavého proudu (pozitivní nebo negativní). Tato metoda je neefektivní, protože má za následek hodně plýtvání energií a pulzujícím výstupu DC.

Osměrné prostředky plné vlny-Používá dvě nebo čtyři diody (v závislosti na konfiguraci), aby umožnily proudění proudu během pozitivního i negativního poločasu průběhu střídavého proudu. Tato metoda je efektivnější a poskytuje hladší výstup DC.

Po procesu rektifikace je výstupem pulzující DC signál, který lze dále vyhladit pomocí filtrů (kondenzátory, induktory) za účelem vytvoření stabilního výstupu DC.

Aplikace usměrňovačů:

Napájecí zdroje pro elektronická zařízení, počítače a televizory.

DC motorové jednotky.

Nabíjení baterie.

Elektroplatování.

Omezení:

Osměrné prostředky pracují pouze se vstupem AC.

Výstup je DC, ale může stále pulzující, pokud se dále filtruje.