Pochopenie rozdielu medzi usmerňovačom a transformátorom: Základné komponenty pri premene energie

Vo svete elektrotechnického inžinierstva je rozhodujúce porozumenie rozdielu medzi usmerňovačom a transformátorom, najmä pre každého, kto sa zaoberá elektrickými obvodmi alebo energetickými systémami. Aj keď sa môžu na prvý pohľad zdať podobné, pretože obidve sa zaoberajú elektrickou energiou, ich účely, funkcie a prevádzkové princípy sú zreteľné. V tomto článku preskúmame hĺbkové zariadenia, zdôrazňujeme ich rozdiely, pracovné princípy a aplikácie.

Čo je to transformátor?
Transformátor je statické elektrické zariadenie používané na prenos elektrickej energie medzi dvoma alebo viacerými obvodmi prostredníctvom elektromagnetickej indukcie. Je navrhnutý tak, aby zvýšil (postúpenie) alebo zníženie (zostupné) úrovne napätia pri zachovaní frekvencie signálu striedavého prúdu (striedavého prúdu). Transformátory pracujú predovšetkým so striedavým prúdom (AC) a sú založené na princípe elektromagnetickej indukcie.

Ako funguje transformátor?
Transformátor pozostáva z troch hlavných komponentov:

Primárna cievka - cievka, ktorá prijíma vstupné napätie (AC).

Sekundárna cievka - cievka, ktorá dodáva výstupné napätie (AC).

Jadro - magnetický materiál, ktorý tvorí cestu pre tok vytvorený prúdom v primárnej cievke a indukuje prúd v sekundárnej cievke.

Pracovný princíp za transformátorom je jednoduchý: keď striedavý prúd preteká cez primárnu cievku, vytvára magnetické pole, ktoré kolíše. Toto magnetické pole indukuje prúd v sekundárnej cievke prostredníctvom elektromagnetickej indukcie. Pomer napätia medzi primárnymi a sekundárnymi cievkami je určený pomerom zákrut - to znamená pomer počtu zákrut drôtu v primárnej cievke k počtu zákrut v sekundárnej cievke. Tento pomer priamo určuje, či je napätie zintenzívnené alebo odstúpené.

Aplikácie transformátorov:

Siete na distribúciu výkonu: Vstupné a krokové napätie.

Elektrická izolácia: Izolačné transformátory bránia vysokému napätiu v dosiahnutí citlivých zariadení.

Regulácia napätia v elektronických obvodoch.

Obmedzenia:

Transformátory pracujú iba s striedavou silou. Nemôžu fungovať s priamym prúdom (DC).

Sú relatívne objemní a vyžadujú starostlivý dizajn na zvládnutie veľkého množstva energie.

Čo je usmerňovač?
Usmerňovač je elektrické zariadenie používané na prevod striedavého prúdu (AC) na priamy prúd (DC). Tento proces je známy ako rektifikácia. Usmerňovače sa zvyčajne používajú v napájacích zdrojoch pre elektroniku, batérie a jednosmerné motory. Na rozdiel od transformátorov, ktoré menia iba úrovne napätia bez zmeny smeru prúdu, usmerňovače skutočne menia vlnový tvar vstupného prúdu z AC na DC.

Ako funguje usmerňovač?
Usmerňovače sa zvyčajne vytvárajú pomocou polovodičových zariadení, ako sú diódy, ktoré umožňujú prúdenie prúdu iba jedným smerom. Ak sa napätie striedavého prúdu aplikuje na usmerňovač, diódy vykonávajú prúd počas pozitívneho polovičného cyklu a blokového prúdu počas negatívneho polovičného cyklu, čím umožňuje iba jednosmerný prúd (DC).

Existujú dva hlavné typy usmerňovačov:

Usmerňovač polovičného vlny-používa jednu diódu a umožňuje prechádzať prúdom iba počas jednej polovice tvaru vlny AC (kladné alebo negatívne). Táto metóda je neefektívna, pretože vedie k množstvu zbytočnej energie a pulzujúcemu DC výstupu.

Usmerňovač s plnou vlnou-používa dva alebo štyri diódy (v závislosti od konfigurácie), aby umožnil prúdenie prúdu počas pozitívnych aj negatívnych polovičných cyklov tvaru AC. Táto metóda je efektívnejšia a poskytuje plynulejší výstup DC.

Po procese usmerňovania je výstupom pulzujúci DC signál, ktorý sa môže ďalej vyhladiť pomocou filtrov (kondenzátorov, induktory), aby sa vytvoril stabilný výstup DC.

Aplikácie usmerňovačov:

Napájacie zdroje pre elektronické zariadenia, počítače a televízory.

DC Motor Drives.

Nabíjanie batérie.

Elektroplatovanie.

Obmedzenia:

Usmerňovače pracujú iba s vstupom AC.

Výstup je DC, ale stále môže pulzovať, pokiaľ sa ďalej filtruje.