Как из переменного тока сделать постоянный

Для питания некоторых видов оборудования необходим постоянный ток. Если воспользоваться обычной розеткой на 220 В, то можно сжечь прибор. Выходом в такой ситуации является использование специального устройства, которое производит нужное преобразование.

Что такое выпрямление тока

Когда на вход любого устройства поступает переменное напряжение, его график имеет синусоидальную форму. При этом оно будет периодически изменяться от отрицательного значения к положительному и обратно.

Когда говорят о выпрямлении, подразумевается, что в результате ток или напряжение будут иметь постоянное значение. Существуют разные способы как из переменного тока в сети сделать постоянный. Например, если применить диод, то на выходе сохраняются только положительные полупериоды, а отрицательные превращаются в ноль. Выпрямитель с одним диодом называется однополупериодным.

График напряжения при использовании диода не будет прямой линией, но может рассматриваться как результат выпрямления переменного тока. Если используется диодный мост, то преобразование переменного тока в постоянный происходит более качественно.

График напряжения после выпрямления с помощью диодного моста будет представлять собой только положительные полупериоды. Такое напряжение называют пульсирующим. Применение диодного моста для преобразования переменного тока позволяет избежать потери части сигнала.

Но как видно из графика, хотя выпрямление и произошло, форма выходного сигнала всё ещё далека от прямой линии. Чтобы это исправить, на выходе из диодного моста устанавливают конденсатор.

Он действует следующим образом. Когда напряжение растёт, его обкладки заряжаются. Далее, как видно на графике, оно начинает вновь уменьшаться до нуля. В это время конденсатор разряжается. В следующем полупериоде ситуация повторяется.

Применение конденсатора приводит к тому, что амплитуда напряжения уменьшается, и такой сигнал уже можно считать выпрямленным. Он уже подходит для питания оборудования, работающего на постоянном токе.

На графике результат выпрямления показан синей линией. Видно, что он значительно более близок к прямой линии по сравнению с предыдущими вариантами.

Схема выпрямителя включает в себя еще и трансформатор. Его необходимость связана с тем, что требуется получить не просто постоянное напряжение, а только то, которое имеет строго определённые характеристики. Чаще всего оно должно иметь 12 В или 24 В.

Действие трансформатора основано на принципе электромагнитной индукции. В трансформаторе используются две обмотки и сердечник. Переменное напряжение подаётся на первичную обмотку. При этом оно формирует быстро изменяющееся магнитное поле, которое через сердечник передаётся на вторичную обмотку. Благодаря действию электромагнитной индукции на ней создаётся напряжение, величина которого определяется количеством витков в обмотке. Таким образом получают переменное напряжение нужной величины, которое затем проходит через диод и конденсатор и поступает на выходные клеммы.

Для чего необходимо постоянное напряжение в быту

В квартирах и частных домах обычно пользуются переменным напряжением 220 В частотой 50 Гц. Несмотря на это, в быту часто применяют оборудование, для работы которого требуется постоянный ток. Поэтому для получения напряжения 12 Вольт или 24 понадобится купить преобразователь переменного сетевого напряжения в постоянное. Необходимость в таком устройстве может возникнуть:

• При использовании электрической дрели, шуруповерта, электропилы и прочих электроинструментов.
• Выпрямитель понадобится в тех случаях, когда необходимо подзарядить смартфоны, ноутбуки, планшеты или другое электронное оборудование.
• Некоторые электроприборы, например, принтеры подключаются к розетке через адаптер, который преобразует сетевое переменное напряжение в постоянное.
• Постоянное напряжение может использоваться в стационарных насосах для полива огорода, используемых в частных хозяйствах.
• Для работы разной аудио и видео техники обычно требуется конвертировать переменное напряжение в постоянное.
• Если в квартире или в частном доме устанавливается система наблюдения, то следует купить и выпрямитель, который преобразует переменный ток в постоянный.
• От источников постоянного напряжения работают некоторые виды медицинского оборудования.
• В местах, где имеется повышенная влажность, выгодно применять слаботочные сети, предоставляющие для питания постоянное напряжение.
• Постоянное напряжение требуется также для работы светодиодного освещения или галогеновых ламп.

Следует также сказать, что зачастую постоянное напряжение обеспечивается не за счёт преобразования переменного сетевого напряжения, а при помощи аккумуляторов и батарей. При этом нужно учитывать, что покупку аккумуляторов приходится совершать регулярно, поскольку они постепенно изнашиваются и рано или поздно приходят в негодность. Если же использовать розетки, подключая к ним электроприборы через выпрямитель, то будет обеспечено надёжное и долговечное питание везде, где есть доступ к электросети.

Купить преобразователи переменного тока в постоянный можно на сайте АлиЭкспресс по ссылке: https://aliclick.shop/r/c/1r43k0wp1qmyep52?sub=2.

Как сделать выпрямитель самостоятельно

Если самостоятельно создать устройство, которое преобразовывает переменное напряжение, можно не только выйти из положения в сложной ситуации, но и лучше понять принцип его действия. Для работы необходимо приготовить следующее:

• Прибор, с помощью которого можно измерять напряжение. Для этого, например, можно использовать вольтметр или мультиметр.
• Изолирующую ленту, киперную ленту.
• Медную проволоку.
• Паяльник.
• Трансформатор. Покупайте тот, первичная обмотка которого рассчитана на 220 В.

Подготовив всё необходимое, можно приступать к работе:

1. Сначала нужно подключить трансформатор к сети и измерить напряжение на вторичной обмотке. Если, например, требуется после выпрямления получить 12 Вольт, то придётся убрать часть витков.
2. Затем следует припаять диодный мост и конденсатор в соответствии с принципиальной схемой выпрямителя.

Нужно учитывать, что по сравнению с переменным напряжением на вторичной обмотке результат на выходных клеммах увеличится в 1.41 раз. То есть, для получения 12 В необходимо, чтобы переменное было равно 8.51 В (12/1.41 = 8.51).

Здесь рассказано, как сделать простейший выпрямитель, но на практике также применяются и другие варианты. Например, выпрямитель с удвоением напряжения. Принцип его работы основывается на поочередной зарядке-разрядке конденсаторов входным напряжением с полуволнами разной полярности. В результате получают напряжение вдвое выше входного.

Удвоитель используется, когда возникает необходимость увеличить в 2 раза напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора. Этот вариант является более выгодным по сравнению с перематыванием обмотки.

Видео по теме