İçerik
- AC ve DC Akım Nedir?
- AC Dönüştürücüye Basit Mekanik DC
- İnvertörler Mevcut Yönü Değiştirmek İçin Devre Bileşenleri Kullanıyor
- Bir Şey Daha: Transformatör
Gücün kesildiğini ve elinizde olan tek şeyin 12 V araç aküsü olduğunu varsayalım. Yiyeceklerin bozulmaması için buzdolabınıza güç sağlamak için kullanabilir misiniz? Maalesef cevap hayır, çünkü önemli bir şeyi kaçırıyorsunuz ve sadece fiş için bir prizden bahsetmiyorsunuz. DC gücünü, bataryadan buzdolabı kompresörünü çalıştırabilecek AC gücüne dönüştürecek bir cihaza ihtiyacınız var.
Bu DC AC dönüştürücü bir çevirici. AC akımını DC'ye dönüştürmek oldukça kolaydır - tek yapmanız gereken, akımı yalnızca bir yönde geçen bir diyot aracılığıyla beslemektir. DC'den AC'ye dönüştürme daha karmaşıktır, çünkü mevcut yönü ihtiyaç duyduğunuz frekansta tersine çeviren bir tür osilatöre ihtiyacınız vardır. Bunu mekanik olarak yapmanın bir yolu var ama çoğu invertör dirençlere, kapasitörlere, transistörlere ve diğer devre cihazlarına güveniyor.
Bir invertör bir şey daha gerektirir: gücü kullanacak olan cihazın kullanması için mevcut kaynağın voltajını değiştirmenin bir yolu. Başka bir deyişle, bir transformatör. Örneğin, 120 V'luk bir buzdolabınıza 12 V batarya ile güç veriyorsanız, eviricinin gerilimi 10 kat artıran bir yükseltici trafoya ihtiyacı vardır. Yalnızca AC akımı ile çalıştığından, transformatör akımı DC'den AC'ye değiştiren bileşenlerden sonra devreye girer.
AC ve DC Akım Nedir?
Çoğu insan elektrik akımına girişinde DC akımını öğrenir ve bunu görselleştirmenin en iyi yolu bir pil düşünmektir. Akü terminallerini iletken kabloyla bağlarsanız, elektronlar negatif terminalden pozitif terminale doğru akar, bunlar birbirini besleyen karıncalar gibi.
Devreye ışık gibi bir yük yerleştirirseniz, elektronlar yükün içinden akar ve pozitif terminale doğru ilerler. Bir ampul durumunda iş, filamenti parlayacak şekilde ısıtmaktır.
Tek bir yönde akmak yerine, AC akımı saniyede birçok kez yönü tersine çevirir ve bu da üretilme biçiminden kaynaklanır. Elektromanyetik indüksiyondan faydalanan, değişen bir manyetik alanın iletken bir telde elektrik akımı ürettiği bir fenomen olan bir AC jeneratörü, dönen bir rotor ve iletken bir tel bobini ile elektrik üretmektedir. Bir versiyonda, rotor kalıcı bir mıknatıstır ve döndükçe bobinde, rotorun her yarım dönüşünde yön değiştiren bir akım oluşturur.
AC akımı kablo içinde hareket etmez, DC akımı ile aynı şekilde. Bunu düşünmenin en iyi yolu teldeki elektronların yerlerinde titreşiyormuş gibi olmasıdır. Rotorun ilk yarı-dönüşü sırasında, elektronlar bir yöne hareket eder ve ikinci yarı-dönüşü sırasında diğer yöne hareket ederler.
Tek bir elektronun zamana karşı hareketini çizerseniz, sinüs dalgası olarak bilinen bir dalga formu oluşturur. Dalganın frekansı, jeneratör rotorunun dönme hızı ile yönetilir.
AC Dönüştürücüye Basit Mekanik DC
DC'yi AC akımına değiştirebilen bir cihazın, bir yönde ve diğer yönde giden akımı kapatması, ardından işlemi düzenli aralıklarla tersine çevirmesi gerekir. Bunu yapmanın bir yolu, bir çift terminal arasına dönen bir tekerlek yerleştirmek ve temas noktalarını, tekerlek her akü ile akü bağlantılarını değiştirecek şekilde ayarlamaktır. Tekerlek, başlangıç noktasında iken akım bir yönde ve tekerlek 180 derece döndüğünde zıt yönde akacaktır.
Bu tür bir ham kurulum her yöne doğru ya hep ya hiç akımı oluşturur ve devrede bir elektronun hareketini yakalarsanız, kare dalga olarak bilinen şeyi elde edersiniz. Bu ev için iyi bir güç çevirici olmazdı. Akım, bir ısıtma elemanının parlaması gibi basit görevleri yerine getirebilir, ancak hassas elektronik ekipman için işe yaramaz. Ayrıca, ortaya çıkan AC gücünü kullanışlı hale getirmek için tekerleğin dönüşünü kontrol etmek için doğru bir yol gerekir.
İnvertörler Mevcut Yönü Değiştirmek İçin Devre Bileşenleri Kullanıyor
Dönen tekerleklerden ziyade, ticari invertörler kapasitörler, dirençler ve transistörler gibi devre bileşenlerinden yararlanır. Genel bir DC - AC invertör şeması, dirençli seri halinde transistörlü paralel devreleri ve kapasitörlü ve güç transistörlü çapraz devreleri gösterir veya MOSFETs (Metal Oksit Yarı İletken Alan Etkili Transistörler). Başka bir tür bir Wien köprülü osilatörrezistörler ve kapasitörler ile inşa edilmiştir.
Yukarıda açıklanan inverterlerin her ikisi de saf sinüs dalgası (PSW) invertörs ve ürettikleri sinyal tüm elektronik cihazlar tarafından kullanılabilir. Eviniz için bir güç çevirici arıyorsanız, bir PSW invertöre ihtiyacınız vardır, çünkü ocak, kurutucu, çamaşır makinesi ve diğer cihazlarınızdaki elektronik bileşenlerle çalışacaktır.
AC dönüştürücü AC diğer tür bir bir modifiye sinüs dalgası (MSW) invertör. Transistörlere benzer diyotlar ve tristörler gibi daha ucuz bileşenler kullanır. Bir MSW invertöründen gelen sinyal, köşeleri hafif yuvarlatılmış kare bir dalga gibidir ve büyük cihazlara güç sağlarken, elektronik ekipman için uygun değildir. Bir otomobil için en iyi güç çevirici olacaktır, bu da aküyü elektrikli el aletleri ve araba tamir ekipmanı için uygun kılar.
Bir Şey Daha: Transformatör
Sinyali bir batarya veya güneş paneli gibi bir DC güç kaynağından AC'ye dönüştürseniz bile, voltaj 120 V'luk bir cihaza güç verecek kadar büyük olmayacaktır. Neyse ki, AC gerilimini yükseltmek kolaydır. İhtiyacın olan tek şey bir transformatöraynı zamanda elektromanyetik indüksiyon prensibi ile de çalışır.
Bir transformatörün çalışması basittir. İki iletken bobin yan yana - veya biri diğerinin içine - yerleştirilir ve birincil bobin adı verilen bir bobinden geçen akım diğerinde ikincil bobin olan bir akımı indükler. İki bobin içindeki akımların oranı ve bunların gerilimleri, bobinlerdeki sarım sayısındaki farklılık ile belirlenir.
İkincil bobinin birinciden daha fazla dönüşe sahip olması halinde, transformatör, gerilimi, ikincil bobindeki dönüş sayısına, primer bobindeki dönüşlerin sayısına bölünen bir miktarda artırır.
İstediğiniz herhangi bir voltajı sağlamak için bir invertör tasarlayabilirsiniz, ancak 12 V araç aküsünüzü eviniz için 120 V güç kaynağına dönüştürecek bir DC-AC dönüştürücü istiyorsanız, birincil ve ikincil arasındaki oranı yapmanız gerekir. 1 ila 10 arası. Ticari invertör transformatörlerinin yüzlerce turu vardır ve teller dirençli ısı üretir, bu nedenle invertörün kanatçıklara - ve muhtemelen bir fana - soğuk kalması gerekir. Dahası, bobinler bazen daha etkili indüksiyon yapmak için katı bir çekirdeğin etrafına sarılır ve bu sürücüyü çok ağırlaştırabilir.