Свеобухватна анализа директне тренутне и наизменичне струје
2024-07-04 7470

Директна струја и наизменична струја су две основне компоненте модерних електроенергетских система, свака са јединственим карактеристикама и широком палету апликација.Инжењери и техничари и техничари морају да разумеју ова два облика напона и њихове примене.У овом члану ћемо детаљно истражити дефиниције, карактеристике, симболе, методе мерења, израчунавање електричне енергије и практичне примене директне тренутне и наизменичне струје у различитим областима.Поред тога, уведу ћемо на то како се ови облици напона примењују у процесу конверзије и уредбе за испуњавање различитих техничких потреба.Потпуно анализирањем ових садржаја, читаоци ће моћи да боље разумеју принципе рада система електроенергетског система и побољшавају своју способност рада у практичним апликацијама.

Каталог

Слика 1: Алтернативна струја у односу на директну струју

Шта је ДЦ напон?

Директна струја (ДЦ) односи се на једносмерно кретање електричног набоја.За разлику од наизменичне струје (АЦ), где се периодично мењају електрони, ДЦ одржава фиксни смер протока електрона.Уобичајени пример ДЦ је електрохемијска ћелија, где хемијска реакција ствара стални напон који омогућава да се струја непрекидно прорезује кроз круг.ДЦ може проћи кроз различите проводљиве материјале, попут жица, полуводича, изолатора, па чак и вакуума.На пример, сноп електрона или јона у вакууму представља ДЦ.

Слика 2: Принцип рада напона ДЦ-а

У прошлости је ДЦ звао Галвански струја, назван по италијанском научнику Луиги Галвани.Скраћенице АЦ и ДЦ представљају за наизменичну струју и директну струју, респективно.Да бисте претворили АЦ у ДЦ, потребан је исправљач.Исправљач се састоји од електронске компоненте, попут диоде или електромеханичке компоненте, као што је прекидач, који омогућава струју у само једном правцу.Супротно томе, претварач се може користити за претварање ДЦ у АЦ.

ДЦ се широко користи у савременој технологији.То не само да овлашћује основне уређаје на батерије, већ и различите електронске системе и моторе.У процесима као што су алуминијумски топљење, велике количине директне струје могу се користити за обраду материјала.Поред тога, неки урбанистички железнички системи користе директну струју како би се осигурала континуирана и ефикасна рад.Директна струја високог напона (ХВДЦ) је погодна за преношење великих количина снаге на великим удаљеностима или повезивањем различитих средстава за наизменичну струју.Висока ефикасност и ниски губици ХВДЦ система чине их идеалним за широко пренос снаге великог капацитета.

АЦ / ДЦ Систем високог напона дизајнирани су за руковање алтернативним струјом високог напона и директну струју.Ови системи стварају и испоручују стабилну, високонапонски директну струју за индустријске процесе, научно истраживање, електронско испитивање и електроенергетске системе.Ови уређаји за напајање пажљиво су дизајнирани тако да дају прецизну пропису и поузданост како би се испунили разне професионалне и индустријске захтеве.

Шта је наизменични напон?

Изметничка струја (АЦ) односи се на врсту електричне струје чија се снага и смер периодично мењају током времена.Током једног комплетног циклуса, просечна вредност АЦ је нула, док директна струја (ДЦ) одржава стални правац протока.Главна карактеристика АЦ-а је њен таласни облик, који је обично синусни талас, који обезбеђује ефикасан и стабилан пренос снаге.

Слика 3: Принцип рада напона наизменичног напона

Синусоидни АЦ је уобичајен у системима напајања широм света.И стамбени и индустријски мрежни извори електричне енергије углавном користе синусоидни АЦ јер минимизира губитке енергије током преноса и лако је генерисати и контролисати.Поред синуса таласа, АЦ такође може да поднесе облик трокутастих таласа и квадратних таласа.Ови алтернативни таласни облици су корисни у одређеним апликацијама, као што су обрада сигнала у електроничким уређајима и специфичним задацима конверзије напајања, где квадратни или троугласти таласи могу бити ефикаснији од синуса.

Циклична природа АЦ-а то чини идеалним за пренос на даљину.Трансформатори могу лако да појачавају или надоле наизменични напон, смањујући губитке енергије током преноса.Супротно томе, ДЦ захтева сложеније системе претворбе и управљања за пренос на даљину, тако да је погоднији за специфичне индустријске употребе и апликације за краткорочне даљине.

АЦ фреквенција варира од региона до региона.На пример, Северна Америка и неке земље користе 60 хертза (Хз), док већина других региона користи 50 Хз.Ове разлике у фреквенцији утичу на дизајн и рад електричне опреме, па је потребно пажљиво разматрање приликом производње и употребе опреме у различитим регионима.Све у свему, наизменичну струју се широко користи у домовима, предузећима и индустријама због своје лакоће конверзије, високе ефикасности преноса и свестраности у различитим апликацијама.

Који су симболи за ДЦ и АЦ напон?

У електротехнику, ДЦ и АЦ напон представљени су различитим симболима.Уницоде лик У + 2393, обично се приказује као "⎓", често се користи у ДЦ апликацијама, симболизује стални правац ДЦ струје.На мултиметар, ДЦ напон обично представља велики капитал "В" са равном линијом изнад ње (-в), што указује на мерење распона за ДЦ напон.

У дијаграмима кругова, симбол за извор напона ДЦ-а, као што је батерија, састоји се од две паралелне линије: чврста линија и испрекидана линија.Чврста линија представља позитивни ступ (+) и испрекидана линија представља негативни пол (-).Овај дизајн интуитивно показује поларитет извора напона ДЦ-а и правца тренутног протока.Конкретно, дужа линија указује на позитиван ступ који је повезан са вишим потенцијалом или напоном, док краћа линија указује на негативни ступ, повезан са нижим потенцијалом.Овај симбол се универзално користи у дизајну електронског круга, мада би могло бити малих В ariat јона на основу различитих стандарда.

Слика 4: Симбол напона ДЦ-а

С друге стране, наизменични напон представља велики капитал "В" са таласном линијом изнад ње.Ова таласна линија одражава периодичне промене струје од АЦ током времена.За разлику од ДЦ-а, смер и напон струје АЦ стално се мења, а таласна линија ефикасно преноси ову карактеристику.У електричној опреми и инструментима за тестирање, овај АЦ Симпон Симбол помаже инжењерима и техничарима брзо идентификовати и мерити АЦ напон.

Слика 5: Симбол напона напајања

Исправна идентификација и употреба система ДЦ и АЦ напона осигурава тачан дизајн круга и сигуран рад електричне опреме.Било да у дијаграмима круга или током пуштања опреме и одржавања опреме, стандардизовани симболи смањују неспоразуме и грешке, побољшање ефикасности и сигурности.

Како измерити ДЦ и АЦ напон са мултиметром

Мерење ДЦ напона

Приликом мерења ДЦ напона са мултиметром, кораци су једноставни.Хајде да проверимо батерију као пример.

• Припрема:Извадите батерију са уређаја и, ако мерите батерију аутомобила, окрените фарове две минуте, а затим искључите да стабилизујете батерију.

• Повежите сонде:Укључите црну сонду у ЦОМ утичницу и црвену сонду у утичницу означену са ДЦ напоном (као што је Вω или В-).

• Приступите терминалима за батерије:Поставите црну сонду на негативан (-) терминал и црвену сонду на позитивном (+) терминалу.

• Прочитајте вредност:Посматрајте и забележите напон приказан на мултиметрији.Ова вредност указује на ниво пуњења батерије.

• Искључивање:Прво уклоните црвену сонду, а затим Црна сонда.

Слика 6: Мерење напона ДЦ-а

Мерење наизменичног напона

Мерење наизменичног напона захтева мало другачији приступ.Ево како:

• Подесите свој мултиметар:Окрените бирање на позицију напона наизменичног напона (обично означене в или м³), а ако је напон непознат, поставите опсег до највишег подешавања напона.

• Повежите водиче:Укључите црно олово у Цом Јацк и Црвено воде у Вω прикључак.

• Додирните круг:Додирните Црни довод до једног дела круга и црвено доводе у другу.Имајте на уму да АЦ напон нема поларитет.

• Мере безбедности:Држите прсте од жичаних савета и избегавајте да се врхови додирују једни друге да спрече струјни удар.

• Прочитајте вредност:Придржавајте мерења на екрану, а када завршите, прво уклоните црвено вођство, а затим црним вођством.

Слика 7: Мерење наизменичног напона

ПРО ТИПС

За ДЦ напон, ако је читање негативно, замените сонде да бисте добили позитивно читање.Вредност ће остати иста.Будите опрезни када користите аналогни мултиметар;Окретање сонди могу оштетити уређај.Слиједећи ове поступке осигурава тачна мерења напона и сигуран рад електричне опреме.

Како израчунате ДЦ напајање и наизменичну струју?

Слика 8: Како израчунати ДЦ напајање и наизменичну струју

Израчунавање ДЦ снаге

Да бисте израчунали енергију у ДЦ кругу, можете користити ОХМ-ов закон.Ево како:

Одредити напон

Користите формулу В = и * Р.

Пример: Ако је струја (И) 0,5 А (или 500 мА) и отпорност (Р) је 100 Ω, а затим:

В = 0,5 А * 100 Ω = 50 В

Израчунати напајање

Користите формулу П = В * И.

Пример: Када в = 50 В и И = 0,5 А:

П = 50 В * 0,5 А = 25 В

Претвори јединице напона

За претворбу у киловолте (КВ): Поделите са 1.000.

Пример: 17.250 ВДЦ / 1.000 = 17.25 квдц

За претворбу у миливолтс (МВ): Помножите са 1.000.

Пример: 0.03215 ВДЦ * 1.000 = 32.15 ВДЦ

Израчунавање наизменичне струје

Израчуни наизменичне струје су сложеније због периодичне природе напона и струје.Ево детаљног водича:

Разумевање тренутних вредности

У стручном кругу, напону и струји се периодично разликују.Тренутна снага (п) је производ тренутног напона (В) и тренутне струје (И).

Просечна израчунавање снаге

Користи се просечна снага преко једног циклуса.Ово се израчунава помоћу РМС (роот ​​средња квадратна) вредности напона и струје.

Комплексна снага (а)

Изражен као с = в * и *.В и ја смо РМС вредности напона и струје, респективно.Ја сам сложени коњугат струје.

Компоненте напајања у АЦ круговима

Активна снага (п): снага која заправо ради.

П = | с |цос φ = | и | ^ 2 * р = | в | ^ 2 / | з | ^ 2 * р

Реактивна снага (К): Повер сачувана и ослобађа реактивни елементи.

К = | с |син φ = | и | ^ 2 * к = | в | ^ 2 / | з | ^ 2 * к

Привидне снаге: комбинација активне и реактивне моћи.

| С |= √ (П ^ 2 + К ^ 2)

Примјер

Израчунајте РМС напон и струју

Претпоставимо ВРМС = 120 В и ИРМС = 5 А у АЦ склопу.

Одредити привидну снагу

С = ВРМС * ИРМС = 120 В * 5 А = 600 ВА

Израчунати активну и реактивну моћ

Ако је угао фазе (φ) 30 °:

Активна снага: п = с цос φ = 600 ВА * цос (30 °) = 600 ВА * 0.866 = 519.6 В

Реактивна снага: К = С СИН Φ = 600 ВА * СИН (30 °) = 600 ВА * 0.5 = 300 ВАР

Сложивањем сваког корака и након ових детаљних упутстава можете тачно израчунати ДЦ и АЦ моћ, осигуравајући да се електрична мерења правилно и сигурно праве правилно и сигурно.

Како да појачате ДЦ напон?

У директном тренутном (ДЦ) системима напајања, високонапонски ДЦ-ДЦ претварачи попут појачања претварача често се користе за јачање напона.Конвертер за појачање је врста ДЦ-ДЦ претварача за напајање које чува и ослобађа енергију више пута затварањем и отварањем прекидача да би повећала улазни напон на виши ниво.Ова врста претварача се широко користи када је потребна стабилна и ефикасна конверзија напона на виши ниво.

Слика 9: Појачајте претварач

Рад појачаног претварача укључује два главна корака:

Затварање прекидача: Када је прекидач затворен, улазни напон се примењује на индуктор.То узрокује магнетно поље унутар индуктора да акумулира енергију.

Отварање прекидача: Када је прекидач отворен, енергија која се чува у индуктору ослобађа се на излаз, што резултира излазним напоном већим од улазног напона.

Претварач појачања обично укључује најмање два полуводичка прекидача (као што су диоде и транзистори) и елемент за складиштење енергије (као што је индуктор или кондензатор).Овај дизајн осигурава ефикасну конверзију енергије и подстицај напона.

Боост претварачи се могу користити сами или у каскади да би се додатно повећало излазни напон.Овај приступ задовољава специфичне потребе високог напона у апликацијама као што су индустријска опрема и електрична возила, чинећи појачани претварач кључне компоненте у ДЦ спони конверзији.Да би се смањили флуктуације и буке излазне напоне, филтри се користе у појачаним претварачима.Ови филтери се састоје од кондензатора или комбинације индуктива и кондензатора.Они глађују излазни напон и смање поремећаје из промена напона, обезбеђујући стабилност и побољшање укупног перформанси система.Када користите претварач за појачавање, будите свесни да све већи напон углавном смањује струју како би одржао сталну моћ, због закона очувања енергије.Разумевање Ово може помоћи у исправном дизајну и примени појачања претварача.

У наизменичним стручним (АЦ) системима напајања, трансформатори се користе да се појачавају или одступи напоном.Трансформатори раде тако што потичу напон у секундарном намотавању кроз промену магнетног поља који је створио струју АЦ-а.Међутим, пошто је ДЦ струја константна и не ствара променљиву магнетно поље, трансформатори не могу изазвати напон у ДЦ систему.Стога је у ДЦ систему напајања потребан појачани претварач да би се повећао напон, док се претварач Буцк користи за одлазак на напон.

Како смањити ДЦ напон?

У директним струјним (ДЦ) системима за напајање, смањење напона врши се различито него у наизменичним стручним (АЦ) системима, јер се трансформатори не могу користити за конверзију ДЦ напона.Уместо тога, се обично користе методе попут "отпорних на серијском смањењу напона и" кругови раздјелника напона ".Испод, детаљно детаљно детаљно користимо 12-волтну батерију као Извор напајања ДЦ и 6-Волт, 6-Ватт халогена лампа.

Коришћење отпорника који се смањује серијом

Слика 10: Дијаграм ожичења серије наводне отпорника напона

Отказ за смањење напона серија је једноставна и најчешће коришћена метода за смањење напона повезивањем отпорника одговарајуће вредности у серији са кругом.Овај отпорник је у серији са оптерећењем, дељењем дела напона тако да оптерећење добије тражени нижи напон.Ево посебних корака:

Одредите укупну струју: На основу снаге и напона оптерећења, израчунајте укупну струју.На пример, за 6В, 6В халогену лампу, тренутни И = П / В = 6В / 6В = 1а

Израчунајте отпор серије: Да би се смањило 12 В до 6 В, резистери серије серије мора да поднесе пад напона 6В.Према ОХМ-овом закону Р = В / И, потребна отпорност Р = 6В / 1А = 6Ω

Изаберите одговарајућу напајање отпорника: Моћ коју отпорни треба да издржи П = В × и = 6В × 1А = 6В, па одаберите отпорник са оценом снаге најмање 6 В.

Након повезивања овог 6Ω отпорника у серији са оптерећењем, струја у кругу је и даље 1А, али отпорник ће делити 6 В напона тако да оптерећење добије 6-волтни радни напон.Иако је ова метода једноставна, то није ефикасна, јер отпорни тер конзумира снагу.Погодан је за једноставне склопове са ниским захтевима снаге.

Склоп раздвајања напона

Спокој напона је флексибилнија метода за смањење напона, користећи два отпорника да формирају поделу напона и постигну жељену расподелу напона.

Изаберите вредности отпорника: Изаберите два отпорника са фиксним вредностима (Р1 и Р2) да бисте створили поделу напона.Да бисте смањили 12В до 6В, изаберите Р1 = Р2, тако да сваки отпорник дели пола напона.

Повежите круг: Повежите два отпорника у серији.Нанесите 12В понуду у целокупну серију и узмите напон од средњег чвора као излазни напон.На пример, ако су Р1 и Р2 оба 6Ω, средњи чвор ће имати 6В.

Спојите оптерећење: Причврстите оптерећење на средњи чвор спокоја и тла.Излаз циркуита за поделу напона је улазно напон оптерећења.

Слика 11: круг раздјелника напона

Ова метода омогућава флексибилном подешавању напона кроз дизајн круга разделе напона и погодна је за различите апликације.Осигурајте да се утицај оптерећења на отпорност на отпорност сматра да одржава стабилан излазни напон.

Како смањити потрошњу енергије клима уређаја?

Високи климатизациони рачуни могу бити забрињавајуће, али постоје ефикасни начини за смањење потрошње електричне енергије климатизације.Ови савети неће вам само уштедети новац на вашем рачуну за струју, али ће такође продужити живот вашег клима уређаја и побољшати његову ефикасност.Ево неких практичних сугестија.

Слика 12: Савјети за смањење потрошње електричне енергије климатизације

Искључите клима уређај када се не користите

Увек искључите клима уређај када вам то не треба.Овај једноставан корак може да уштеди пуно електричне енергије.Чак и у стању приправности, клима уређаји користе неку снагу, па га искључите потпуно помажу у избегавању непотребне потрошње енергије.

Држите клима уређај на идеалну температуру

Подесите клима уређај на удобан и енергетски ефикасан температурни опсег, као што је 78-82 ° Ц (26-28 ° Ц) у лето.Поставке ниже температуре повећавају оптерећење клима уређаја и потрошњу енергије.

Редовно одржавајте свој клима уређај

Редовно одржавање је кључно за осигуравање ефикасног рада вашег клима уређаја.Очистите филтере, проверите кондензатор и испаривач и допуните расхладно средство по потреби.Ови кораци могу побољшати перформансе вашег клима уређаја и смањити потрошњу електричне енергије.

Замените старе или неисправне јединице

Ако приметите да се потрошња енергије значајно повећала упркос редовном одржавању, можда је време да замените свој клима уређај.Новији модели често имају већи коефицијент енергетске ефикасности (ЕЕР), који значајно може смањити потрошњу енергије.

Продајте или надоградите свој стари клима уређај

Размислите о продаји или замени свог старог клима уређаја са новим енергетски ефикасним моделом.Савремени клима уређаји користе ефикаснију напредни технологију која може смањити рачуне за струју.

Користите помоћну опрему за хлађење

Вођење плафонског вентилатора поред клима уређаја може побољшати циркулацију ваздуха и брже хладити собу.То омогућава клима уређају да ради на краћем времену, на тај начин смањује потрошњу енергије.

Изаберите иот уређаје

Интернет ствари (иОТ) уређаји могу вам помоћи да интелигентно контролишете поставке прекидача и температуре вашег клима уређаја.Ови уређаји аутоматски укључују клима уређај у складу са вашим потребама, спречавајући енергетски отпад.Такође се могу на даљину контролирати путем апликација за паметне телефоне.

Затворите врата и прозори

Када је клима уређај укључен, врата и прозори треба да буду затворени да би спречили да се хладан ваздух не побјегне, држите температуру у затвореном простору, смањите оптерећење клима уређаја и смањите потрошњу електричне енергије.

Редовно очистите филтер за клима уређај

Чистоћа филтра за клима уређају има велики утицај на ефикасност клима уређаја.Редовно чишћење или замена филтера може осигурати добру вентилацију, смањити оптерећење компресора и смањити потрошњу електричне енергије.

Избегавајте директну сунчеву светлост

Проверите да ли је компресор клима уређаја постављен на хладно место.Директно сунчево светло може прегрејати компресор, смањити ефикасност компресора и повећати потрошњу енергије.Инсталирајте сунцобрану изнад спољне јединице или га поставите на хладно место.

Кроз ове методе можете ефикасно да смањите потрошњу електричне енергије клима уређаја, уштедите месечне рачуне за струју и повећате животну веку клима уређаја.Ове мере нису само уштеда енергије, већ и еколошки прихватљиве.

Предности и недостаци директне струје

Слика 13: Карактеристике директне струје

Предности директне струје

Директна струја (ДЦ) нуди значајне предности ефикасности.За разлику од наизменичног струје (АЦ), ДЦ системи избегавају губитке енергије због реактивне снаге, ефекта коже и паду напона и стога су углавном ефикаснији.Ова ефикасност је посебно корисна у апликацијама које захтевају ефикасан пренос енергије.ДЦ је стандард за складиштење батерије, идеално за обновљиве изворе енергије као што су соларна и снага ветра.Соларни панели и ветротурбине Генерирају ДЦ снагу, која се чува у батеријама, а затим претворена у АЦ користећи претвараче за стамбену или индустријску употребу.

ДЦ напајање на снагу омогућавају стабилно, константно напон или струју погодно за деликатне електронске уређаје.Ова стабилност минимизира флуктуације напона и електричну буку, чинећи ДЦ неопходним у високим енергичним захтјевним пољима као што су медицинска и комуникациона опрема.ДЦ Екцелс у контроли и регулацији.Омогућује прецизно прецизно подешавање нивоа напона и тренутних, што га чини погодним за апликације које захтевају прецизну контролу, попут електричних возила, електромотора и система индустријске аутоматизације.

ДЦ је такође сигурнији, са нижим ризиком од струјног удара од АЦ-а.Са одговарајућом изолацијом и уземљењем, ДЦ системи могу пружити већу сигурност у операцијама са ниским напоном и погодне су за домаћа и индустријска окружења.

Недостаци ДЦ-а

Међутим, ДЦ такође има своје недостатке.Пренос ДЦ-а на великим удаљеностима је неефикасно.Иако технологија високог напона (ХВДЦ) може ублажити овај проблем, АЦ може лако да прилагоди свој напон кроз трансформаторе, што га чини ефикаснијим на великим даљинама.Изградња ДЦ дистрибутивне инфраструктуре је скупа и сложена.ДЦ системи захтевају напајање електронски претварачи, претварачи и другу специјализовану опрему, повећавајући почетне трошкове улагања и одржавања.

ДЦ напајање је ограничено.За разлику од наизменичне струје, која је лако доступна од мрежне мреже, ДЦ струја захтева одређено подешавање, као што су батерије, соларне плоче или генератори.Ово ограничење је ограничило широко усвајање ДЦ-а у неким областима.Компатибилност са постојећом опремом је још једно питање.Већина електричне опреме и уређаја дизајнирана је за напајање наизменичне струје.Претварање ових уређаја на ДЦ напајање потребна је додатна опрема за претворбу или модификације, додајући сложеност и трошкове.

Одржавање ДЦ система је изазовније.Сложене електронске компоненте као што су претварачи и претварачи могу захтевати чешће одржавање и сложено решавање проблема.Ово може повећати трошкове рада и време улагања система.

Предности и недостаци наизменичне струје

Кључна карактеристика наизменичне струје (АЦ) је да је то временски напон или тренутна промена током времена, обично формирајући синусни талас.За разлику од директне струје (ДЦ), АЦ склопови немају фиксне позитивне и негативне стубове јер се смер струје стално мења.АЦ обично производе генератори путем електромагнетне индукције.Поред тога, напон напајања се може лако појачати користећи трансформаторе, олакшавање ефикасног преноса и дистрибуције на снагу.

Слика 14: Карактеристике наизменичне струје

Предности АЦ кругова

АЦ кругови имају неколико предности.Једна главна предност је употреба трансформатора, што поједностављује регулацију напона.Генератори могу да произведу високонапонски АЦ, а затим ће се појачати за пренос на даљину, што побољшава ефикасност и смањује губитке.Високонапонски напон минимизира губитке од преноса.

Још једна предност је да се АЦ може лако претворити у ДЦ користећи исправљач, омогућавајући АЦ за напајање различитих ДЦ оптерећења.АЦ може да се бави једнострукој и трофазни терет, што га чини погодним за индустријске и домаће апликације.Раширена употреба АЦ опреме има смањене трошкове, прављење АЦ опреме релативно јефтино, компактне и стилске, чиме промовишу глобално усвајање АЦ система.

Недостаци АЦ кругова

Упркос многим предностима АЦ-а, постоје неки недостаци.АЦ није погодан за кругове за пуњење батерије јер батерије захтевају константни ДЦ напон.Такође није погодна за електроплирање и електричну вучу јер ове индустрије захтевају стабилно струјно смјер и напон.

Важан проблем са АЦ-ом је ефекат коже, где струја АЦ тежи да тече на површини диригента, повећавајући ефикасну отпорност и смањење ефикасности тренутног преноса.У акликовима, вредности индуктива и кондензатора варирају са фреквенцијским, компликованим дизајном круга.АЦ опрема такође има тенденцију да има краћи живот радника због вибрација, буке и хармоничних ефеката.Поред тога, капи напона у АЦ склоповима су значајнији, што резултира лошим уредбом напона.Разматрања за дизајн мора да објашњава понашање у фреквенцији отпорника, индуктора и кондензатора, што додаје сложеност.

Апликације ДЦ-а

Слика 15: Примена директне струје

Електроника: Директна струја (ДЦ) користи се у многим електронским уређајима као што су рачунари, паметне телефоне, телевизије и радију.Интегрисани кругови и дигиталне компоненте у овим уређајима захтевају стабилно снабдевање ДЦ моћи да правилно функционишу.Овај константни напон и струја осигуравају поузданост и перформансе уређаја.Поред тога, многим кућанским апаратима, укључујући електричне вентилаторе, звучне системе и уређаје за кућне аутоматизације, ослањају се на ДЦ моћ да раде.

Постројења малих уређаја: Многи преносиви уређаји напајају се батеријама које пружају ДЦ моћ.Примери укључују лампице, даљинске команде и преносне музичке плејере.Батерије пружају стабилно снабдевање моћи, омогућавајући да се ови уређаји користе било где без потребе за електричном утичницом.Ова практичност осигурава да уређаји могу поуздано радити чак и без електричне утичнице.

Електрична возила: Електрична возила (ЕВС) ослањају се на снагу ДЦ.Батерије у ДЦ напајању ЕВС Сторе-а, која се затим претвара у погонску енергију електричном мотором.Систем на пуњењу на броду претвара наизменичну струју са станице за пуњење у ДЦ моћ да напуни батерију.Овај ефикасан и контролисани ДЦ систем напајања побољшава перформансе и распон ЕВС-а.

Обновљиве енергетске системе: ДЦ струја се користи у обновљивим енергетским системима.Солар фотонапонски (ПВ) панели и ветротурбине генерирају директну струју (ДЦ), који се претвара у наизменичну струју (АЦ) претварачима за интеграцију мреже или мрежне апликације.Ово побољшава ефикасност конверзије енергије и подржава развој чисте енергије.На пример, соларни системи у кући, ДЦ претварачи претвара да би се пружила поуздана домаћа моћ.

Телекомуникације: Телекомуникацијске мреже Користите ДЦ да бисте осигурали резервну снагу за критичну инфраструктуру.Целл куле, дата центри и опрема за комуникације често су повезани на ДЦ системе за одржавање моћи током прекида напајања.Батерије у овим системима чувају ДЦ моћ, пружајући стабилну снагу у хитним случајевима и обезбеђивањем континуираног мрежног рада.

Транспорт: ДЦ се обично користи у електричним возовима, трамвајима и системима метроа.ДЦ Вучни системи пружају ефикасно и контролисано убрзање путем ДЦ мотора, чинећи их идеалним за железнички превоз.Ова апликација побољшава енергетску ефикасност превоза уз смањење оперативних трошкова и утицаја на животну средину.

Електроплатирање: У индустријском електроплатирању, ДЦ се користи за депоновање металних премаза на подлогу.Контролом напона и струје, стопа таложења метала може се прецизно прилагодити тако да се добије висококвалитетни електроплитативни резултати.Технологија се широко користи у прерађивачкој индустрији, посебно у индустрији аутомобилске, електронике и декорације.

Заваривање: ДЦ се користи у заваривању да би се створила електрични пражњење између електроде заваривања и радника.Топлина из пражњења топи метал, стварајући фузију метала.Ова метода заваривања је уобичајена у индустрији грађевинарства, производње и поправка и пружа снажну и издржљиву везу.

Истраживање и тестирање: Лабораторије користе ДЦ напајање за истраживање, тестирање и калибрацију.Експериментална опрема захтева стабилан, тачан извор напајања и ДЦ може да испуни ове потребе.На пример, коришћење ДЦ-а за тестирање електронских компоненти осигурава тачност и поузданост експерименталних резултата.

Медицинске апликације: ДЦ се користи у медицинским уређајима попут пејсмејкера, дефибрилатора, алата за електрокаутирање и нека дијагностичка опрема.Ови уређаји се ослањају на ДЦ за прецизну и контролисану операцију, осигуравајући да пацијенти добију поуздан и сигуран третман.Коришћење ДЦ-а у медицинској опреми не може да побољшава само исходе третмана већ и повећава стабилност и живот опреме.

Разумевањем ових апликација корисници могу да разумеју свестраност и значај ДЦ-а у разним областима, обезбеђујући ефикасне и поуздане перформансе у сваком случају.

Апликације АЦ

Слика 16: Апликације АЦ

Превоз и индустријска производња електричне енергије: Измена струја (АЦ) је од суштинског значаја у савременим напајањима, посебно за превоз и индустријску производњу електричне енергије.Скоро сваки дом и посао ослања се на АЦ за своје свакодневне потребе за напајањем.Супротно томе, директна струја (ДЦ) има ограниченији спектар апликација јер се тежи да се загрева током преношења на великим удаљеностима, што повећава ризик од пожара и трошкова.Поред тога, ДЦ је за ДЦ претворити високи напон и ниску струју на ниску напону и високу струју, док АЦ лако то може учинити трансформатором.

Кућни апарати: Електрични мотори наизменичне струје, који претварају електричну енергију у механичку енергију.Кућни апарати као што су фрижидери, машине за суђе, смеће и пећи се све ослањају на АЦ за рад.Мотори у овим уређајима користе АЦ за обављање различитих механичких функција.АЦ је преферирани извор напајања за домаће уређаје због поузданости и практичности.

Уређаји на батерије: Иако је АЦ доминантан, ДЦ је погодан за уређаје који се напаја батерија.Ови уређаји се обично терете путем адаптера који претвара АЦ у ДЦ, као што је АЦ / ДЦ адаптер који се прикључује у зидну утичницу или УСБ везу.Примери укључују лампице, мобилне телефоне, савремене телевизоре (са АЦ / ДЦ адаптерима) и електрична возила.Иако ови уређаји раде на ДЦ моћи, њихов извор напајања је обично АЦ, а конверзија се рукује адаптером.

Дистрибутивни систем: АЦ има значајне предности у дистрибутивном систему.Кроз трансформаторе, АЦ се лако може претворити у различите напоне како би се задовољиле различите потребе за напајањем.Трансформатори отежавају постизање исте функције у ДЦ системима, па је АЦ флексибилнији и ефикаснији у дистрибуцији електричне енергије.Пренос високог напона може ефикасно смањити губитак снаге, који је посебно важан за пренос на даљину.Под претпоставком да је напон напајања 250 волти, струја је 4 ампере, отпорност на кабл је 1 охм, а снага преноса је 1000 вата, према формули \ (п = и ^ 2 \ пута р \), губитак снагеје 16 вата, што показује предност високонапонског преноса у смањењу губитака.

Слика 17: Систем за дистрибуцију електричне енергије

Разлика између АЦ и ДЦ напона

Електрична енергија долази у два главна облика: наизменична струја (АЦ) и директна струја (ДЦ).Обоје се широко користе у електричним уређајима, али они се увелике разликују у њиховим употребама, обрасцима сигнала и другим аспектима.Следећи детаљи главне разлике између АЦ и ДЦ-а.

Слика 18: АЦ напон у односу на ДЦ напон

Дефиниција и образац сигнала

АЦ напон покреће осцилирајући проток струје између две тачке, са правцем тренутне промјене промјене.Супротно томе, ДЦ напон ствара једносмерна струја између две тачке, са правцем тренутне преостале константе.АЦ напон и струја се временом разликују, обично формирају синусни талас, квадратни талас, трапезоидни талас или троугласти талас.ДЦ се може пулсирати или чисти, са сталним правом и амплитудом.

Фреквенција и ефикасност

АЦ фреквенција варира од региона, а 60 Хз је уобичајено у Северној Америци и 50 Хз у Европи и другим регионима.ДЦ нема учесталост, у ствари, његова фреквенција је нула.АЦ ефикасност се креће од 0 до 1, док је ефикасност ДЦ-а константна на 0. Због тога је АЦ потенцијално ефикаснији од ДЦ-а у неким апликацијама, посебно за пренос на даљину.

Тренутни смер и флуктуација

АЦ Тренутно стање смера стално се проузрокује њен напон и тренутне вредности да се током времена флуктуирају.ДЦ струјни правац остаје доследан, а напонски и тренутне вредности су стабилне.Ово чини АЦ погодне за динамичке оптерећења, док је ДЦ боље погодан за стабилне изворе напајања.

Извори и конверзија напајања

АЦ обично производе генератори и могу се лако претворити у различите напоне користећи трансформаторе, олакшавање ефикасног преноса снаге.ДЦ обично долази из батерија или батерија за складиштење.Претварање ДЦ-а на АЦ захтева претварач док претварање АЦ у ДЦ захтева исправљач.

Прилагодљивост и врсте оптерећења

АЦ се може носити са разним оптерећењима, укључујући капацитет, индуктивност и отпорност.ДЦ је првенствено погодан за отпорно оптерећење.Ова свестраност чини АЦ широко коришћене у индустрији домаћинстава и индустријске опреме, као што су машине за суђе, фрижидери и тостери.ДЦ је уобичајен у преносивим уређајима и електронику, као што су мобилни телефони, ЛЦД телевизори и електрична возила.

Сигурност и апликације

И АЦ и ДЦ су инхерентно опасни, али ДЦ је углавном опаснији због његовог константног тренутног смера и веће густине струје.АЦ се пре свега користи у индустријској и индустрији домаћинстава и индустријске опреме, док је ДЦ превладава у преносним уређајима и електроником на батерије.

Пренос и губици напајања

АЦ се може ефикасно пренијети преко високонапонских система директних струја (ХВДЦ), минимизирајући губитке на великим удаљеностима.Иако се ДЦ такође може пренијети преко ХВДЦ система, његова употреба у преносу снаге је мање уобичајена.ХВДЦ системи су веома напредни и посебно погодни за примене где се морају смањити губици напона.

Врсте и анализе померања

Анализа фреквенције АЦ се користи за израчунавање одговора напона малог сигнала круга.Функција ДЦ померања израчунава радну тачку одређеног напајања у односу на низ вредности напона, обично у унапред дефинисаним корацима.Функција ДЦ померања компатибилна је са било којим напајањем са променљивим ДЦ компонентима, има стопе померања у распону од 100 милисекунди на 10.000 секунди и могу да раде или рампом или трокутастим таласним обликом.

Слика 19: Разлике између АЦ и ДЦ-а

Како претворити АЦ напон у ДЦ напон

Претварање наизменичне струје (АЦ) у директно струјно (ДЦ) је од суштинског значаја за електронику за напајање.Овај процес користи различите технике и уређаје, по одређеним карактеристикама и апликацијама.Ево три уобичајене начине претварања АЦ напона на ДЦ напон: исправљачи, ротационе претвараче и напајање за укључивање мода (СМПС).

Слика 20: АЦ на дијаграм струје напајања ДЦ-а

Исправљачи

Исправљачи претворити АЦ у ДЦ у низу корака:

• Смањење напона: Високо-напонски АЦ је ефикаснији за пренос, али напон мора бити смањен за сигурну употребу.Трансформатор папуша користи омјер скретања између примарне и секундарне завојнице да би се смањио напон.Примарна завојница има више преокрета, претварање високог напона на нижи, употребљив напон.

• АЦ на ДЦ конверзију: Након смањења напона, користи се исправљач за претворбу АЦ у ДЦ.Испитан је исправљач са целим мостовима са четири диоде.Ови диоди се мењају између позитивних и негативних полу-циклуса АЦ-а за производњу пулсирајућих ДЦ-а.Двоје диоде се понашају током позитивног полукруга, а друга два понашања током негативног полукруга, постизање исправљања пуног таласа.

• Побољшани ДЦ таласни облик: Почетни исправљени ДЦ таласни облик има пулсације и флуктуације.Кондензатори су гладили таласни облик складиштењем енергије када се улазни напон повећа и пушта када га напонски капи, што резултира глатком ДЦ излазом.

• Стабилизовани ДЦ напон: Интегрисани круг регулације напона (ИЦ) стабилизује ДЦ напон на константну вредност.ИЦС као што је 7805 и 7809 регулишу излаз на 5В и 9В, односно пружајући стабилно напајање.

Ротациони претварач

Ротациони претварач је механички уређај који претвара наизменичну струју на ДЦ напајање помоћу кинетичке енергије и електромагнетне индукције.

• Структура и функција: Састоји се од ротирајуће арматуре и завојнице од узбуђења.Снага наизменичне струје је исправљена од стране комутатора интегрисана у ротор намотавање да би се добила снага ДЦ-а.

• Рад: Енергизирана завојница се окреће, узбуђује намотавање фиксног поља, стварајући стабилну ДЦ моћ.Такође се може користити као генератор наизменичног програма због наизменичног прстена.

Пребацивање напајања (СМПС)

Снабдевање напајање (СМПС) је високо ефикасан електронски склоп који претвара наизменичну снагу на ДЦ моћ.

• Исправљање и филтрирање: АЦ Повер се прво претвори у пулсирање ДЦ снаге исправљачем, а затим је заглађивало филтер.

• Претварање високофреквентне фреквенције: Снага глатких ДЦ-а обрађује се високофреквентним преклопним елементима (као што су МОСФЕТ) и претворени у струју средњостиња.Модулација ширине пулса (ПВМ) контролише излазни напон и струју.

• Трансформација и исправљање: Снага високофреквентне наизменичне структуре регулисана је трансформатор, а затим се претвори на ДЦ напајање исправљачем.

• Излазна филтрирање: Коначно, ДЦ Повер пролази кроз излазни филтер да бисте додатно углађени таласни облик и пружили стабилан ДЦ напајање.

СМП се обично користе у напајању рачунара, телевизорима и пуњачима батерије због њихове ефикасности и флексибилности.Слиједећи ове методе можете ефикасно да претварате АЦ напон на напон ДЦ-а, обезбеђујући поуздано напајање за различите електронске уређаје.

Закључак

ДЦ и АЦ Свака имају јединствене предности и сценарије апликације.ДЦ се широко користи у електронским уређајима, електричним возилима и обновљивим изворима енергије због његове стабилности и ефикасног преноса енергије;Док је АЦ чешћи у домаћинствима, индустријама и преносу снаге на даљину због своје лаког претворбе напона и ефикасан пренос.У погледу мерења и регулације, разумевање основних принципа и оперативних процедура ДЦ и АЦ-а могу осигурати сигуран и стабилан рад електроенергетског система.Кроз дубинску анализу овог члана, читаоци не могу само да савладају основно знање о ДЦ и АЦ, већ примењују и ову знање у пракси да побољшају свој технички ниво и ефикасност рада.Надам се да овај чланак може пружити драгоцену референцу и смернице за ентузијаше техничара и електротехнике.

Често постављана питања [ФАК]

1. Како тестирате АЦ вс ДЦ?

Да бисте тестирали да ли је струја АЦ или ДЦ, можете да користите мултиметар.Прво подесите мултиметар у режим напона.Ако нисте сигурни који тип извора напајања користите, препоручује се да прво тестирате у АЦ положају.Додирните црвене и црне тестне оловке на два краја извора напајања.Ако мултиметар приказује вредност напона, она је АЦ;Ако нема одговора, пребаците се на положај ДЦ и поново тестирајте.Ако у овом тренутку приказује вредност напона, то је ДЦ.Проверите да ли је мултиметарски распон прикладан при раду да бисте избегли оштећење метра.

2. Како претворити ДЦ у АЦ?

Уређај који се обично користи за претварање ДЦ у АЦ назива се претварачем.Претворилац прихвата ДЦ улаз и континуирано пребацује смер струје кроз интерни дизајн круга (обично користећи транзисторе или МОСФЕТ-ове као прекидачи) да би се генерисала АЦ.Одабир правог претварача зависи од излазног напона и фреквенције, као и врсту оптерећења које желите да возите.На пример, при избору претварача за соларни систем за дом, морате да будете сигурни да њен излазни напон и фреквенција одговарају кућним апаратима.

3. Како знати да ли је ДЦ или АЦ?

Поред употребе мултиметра, можете да предигнете и прелиминарно просуђивање типа и логотипа уређаја за оптерећење.Обично су улазне напомене и тип означени на кућним апаратима.Ако је означено "ДЦ", то значи да је ДЦ потребан.Поред тога, ако је извор напајања батерија или батерија, готово увек излази ДЦ.За непознате изворе напајања, најсигурнији и најефикаснији начин је да се користи мултиметар за потврду.

4. Да ли су батерије АЦ или ДЦ?

Излази батерије Директна струја (ДЦ).Батерије стварају електричну енергију кроз хемијске реакције, а резултат је стабилна једносмерна струја, која је погодна за преносне уређаје и електронске уређаје који захтевају стабилно и континуирано снабдевање снагом.

5. Да ли је АЦ струја брже од ДЦ-а?

Одговор на ово питање зависи од дефиниције "брзо".Ако се то односи на брзину тренутног протока, у ствари, брзина на којој се крећу електрони у проводник (електрон дрифт брзина) је врло спор, било да је то АЦ или ДЦ.Али ако се размотри ефикасност и брзина преноса електричне енергије, АЦ се лако може пренијети у високом напону кроз трансформатор, на тај начин смањујући губитак енергије и погодан је за пренос снаге на дуже релације.Из ове перспективе, АЦ се често сматра "бржим" у погледу преноса електричне енергије и погодније за велике мреже за напајање.ДЦ такође приказује предности у одређеним савременим апликацијама (као што су дата центри или кроз одређене врсте технологије далековода на даљину), посебно у погледу смањења губитака енергије.