Desafortunadamente, los cortes de energía en nuestros hogares se están convirtiendo en una tradición. ¿Tendrá realmente el niño que hacer los deberes a la luz de las velas? O simplemente una película interesante en la televisión, me gustaría verla completa.
Todo esto se puede solucionar si tienes una batería de coche. Puede ensamblarle un dispositivo llamado convertidor CC-CA (o, en terminología occidental, convertidor CC-CA). Las figuras 1 y 2 muestran dos circuitos principales de dichos convertidores.
Diagrama esquemático
El circuito de la Fig. 1 utiliza cuatro potentes transistores VT1...VT4 que funcionan en modo de conmutación. En medio ciclo de una tensión de 50 Hz, los transistores VT1 y VT4 están abiertos.
La corriente de la batería GB1 fluye a través del transistor VT1, el devanado primario del transformador T1 (de izquierda a derecha en el diagrama) y el transistor VT4.
Arroz. 1. Diagrama esquemático de un convertidor de 12 V CC a 220 V CA.
En el segundo semiciclo, los transistores VT2 y VT3 están abiertos, la corriente de la batería GB1 pasa por el transistor VT3, el devanado primario del transformador TV1 (de derecha a izquierda según el diagrama) y el transistor VT2.
Como resultado, la corriente en el devanado del transformador TV1 es variable y en el devanado secundario el voltaje aumenta a 220 6. Cuando se utiliza una batería de 12 voltios, el coeficiente K = 220/12 = 18,3.
Se puede construir un generador de impulsos con una frecuencia de 50 Hz sobre transistores, chips lógicos y cualquier otro elemento base.
La Figura 1 muestra un generador de impulsos basado en el temporizador integrado KR1006VI1 (chip DA1). Desde la salida DA1, los pulsos con una frecuencia de 50 Hz pasan a través de dos inversores utilizando los transistores VT7, VT8.
Desde el primero de ellos, los pulsos llegan a través del amplificador de corriente VT5 al par VT2, VT3, desde el segundo, a través del amplificador de corriente VT6 al par VT1, VT4. Si, como VT1...VT4, utiliza transistores con un alto coeficiente de transferencia de corriente ("superbeta"), por ejemplo, tipo KT827B o potentes transistores de efecto de campo, por ejemplo, KP912A, entonces los amplificadores de corriente VT5, VT6 no pueden ser instalado.
El circuito de la Fig. 2 utiliza solo dos potentes transistores VT1 y VT2, pero el devanado primario del transformador tiene el doble de vueltas y un punto medio.
Arroz. 2. Diagrama de la parte de salida de un convertidor de voltaje por impulsos que utiliza dos potentes transistores.
El generador de impulsos en este circuito es el mismo; las bases de los transistores VT1 y VT2 están conectadas a los puntos A y B del circuito generador de impulsos en la Fig. 1.
Arroz. 3. Diagrama del indicador de descarga de la batería.
Detalles y configuración
El tiempo de funcionamiento del convertidor está determinado por la capacidad de la batería y la potencia de carga. Si permitimos que la batería se descargue en un 80% (las baterías de plomo permiten dicha descarga), entonces la expresión para el tiempo de funcionamiento del convertidor toma la forma:
T(h) = (0,7WU)/P
donde W es la capacidad de la batería, Ah; U - voltaje nominal de la batería, V; P - potencia de carga, W. Esta expresión también tiene en cuenta la eficiencia del convertidor, que es 0,85...0,9.
Entonces, por ejemplo, cuando se utiliza una batería de automóvil con una capacidad de 55 Ah con una tensión nominal de 12 V y una carga en una bombilla incandescente con una potencia de 40 W, el tiempo de funcionamiento será de 10...12 horas, y con una carga en un receptor de televisión de 150 W, 2,5-3 horas.
Presentemos los datos del transformador T1 para dos casos: para una carga máxima de 40 W y para una carga máxima de 150 W.
En la tabla: S - área de la sección transversal del circuito magnético; W1, W2: número de vueltas de los devanados primario y secundario; D1, D2: diámetros de los cables de los devanados primario y secundario.
Puede utilizar un transformador de potencia ya preparado, no toque el devanado de la red, sino que dé cuerda al devanado primario. En este caso, después de enrollar, debe encender el devanado de red y asegurarse de que el voltaje en el devanado primario sea de 12 V.
Si utiliza VT1...VT4 como transistores potentes en el circuito de la Fig. 1 o VT1, VT2 en el circuito de la Fig. 2 KT819A, entonces debe recordar lo siguiente.
La corriente de funcionamiento máxima de estos transistores es de 15 A, por lo que si cuenta con una potencia del convertidor de más de 150 W, entonces debe instalar transistores con una corriente máxima de más de 15 A (por ejemplo, KT879A) o conectar dos transistores. en paralelo.
Con una corriente de funcionamiento máxima de 15 A, la disipación de potencia en cada transistor será de aproximadamente 5 W, mientras que sin disipador la disipación de potencia máxima es de 3 W. Por lo tanto, en estos transistores es necesario instalar pequeños radiadores en forma de placa de metal con un área de 15-20 cm.
El voltaje de salida del convertidor tiene la forma de pulsos multipolares con una amplitud de 220 V. Este voltaje es muy adecuado para alimentar varios equipos de radio, sin mencionar las bombillas.
Sin embargo, los motores eléctricos monofásicos con un voltaje de este tipo no funcionan bien. Por lo tanto, no debe incluir una aspiradora o una grabadora en dicho convertidor.
Se puede encontrar una salida a la situación enrollando un devanado adicional en el transformador T1 y cargándolo en el condensador Cp (que se muestra con una línea de puntos en la Fig. 2).
Este condensador se elige de tal tamaño que forme un circuito sintonizado a una frecuencia de 50 Hz. Con una potencia del convertidor de 150 W, la capacitancia de dicho condensador se puede calcular mediante la fórmula C = 0,25 / U2, donde U es el voltaje generado en el devanado adicional, por ejemplo, con U = 100 V, C = 25 μF .
En este caso, el condensador debe funcionar con tensión alterna (se pueden utilizar condensadores de papel metálico K42U o similares) y tener una tensión de funcionamiento de al menos 2U.
Un circuito de este tipo absorbe parte de la potencia del convertidor. Esta parte de la potencia depende del factor de calidad del condensador. Por lo tanto, para los condensadores de metal-papel, la tangente de pérdida dieléctrica es 0,02...0,05, por lo que la eficiencia del convertidor disminuye aproximadamente un 2...5%.
Para evitar fallos en la batería, no está de más equipar el convertidor con un indicador de descarga. En la Fig. 3 se muestra un diagrama simple de dicho dispositivo de señalización.
El transistor VT1 es un elemento umbral. Mientras el voltaje de la batería es normal, el transistor VT1 está abierto y el voltaje en su colector está por debajo del voltaje umbral del chip DD1.1, por lo que el generador de señales de audiofrecuencia en este chip no funciona.
Cuando el voltaje de la batería cae a un valor crítico, el transistor VT1 se apaga (el punto de apagado lo establece la resistencia variable R2), el generador en el chip DD1 comienza a funcionar y el elemento acústico HA1 comienza a "chirriar". En lugar de un elemento piezoeléctrico, se puede utilizar un altavoz dinámico de baja potencia.
Después de utilizar el convertidor, se debe cargar la batería. Para el cargador se puede utilizar el mismo transformador T1, pero el número de vueltas en el devanado primario no es suficiente, ya que está diseñado para 12 V, pero se necesitan al menos 17 V.
Por lo tanto, al fabricar un transformador, se debe proporcionar un devanado adicional para el cargador. Naturalmente, al cargar la batería, el circuito convertidor debe estar apagado.
V. D. Panchenko, Kiev, Ucrania.
El voltaje de 12 Voltios se utiliza para alimentar una gran cantidad de aparatos eléctricos: receptores y radios, amplificadores, portátiles, destornilladores, tiras de LED, etc. A menudo funcionan con baterías o fuentes de alimentación, pero cuando una u otra falla, el usuario se enfrenta a la pregunta: "¿Cómo conseguir 12 voltios de CA"? Hablaremos de esto más a fondo, brindando una descripción general de los métodos más racionales.
Obtenemos 12 voltios de 220.
La tarea más común es obtener 12 voltios de una fuente de alimentación doméstica de 220 V. Esto se puede hacer de varias maneras:
- Reducir el voltaje sin transformador.
- Utilice un transformador de red de 50 Hz.
- Utilice una fuente de alimentación conmutada, posiblemente combinada con un convertidor lineal o de impulsos.
Reducción de tensión sin transformador
Puedes convertir el voltaje de 220 Voltios a 12 sin transformador de 3 maneras:
- Reduzca el voltaje usando un capacitor de balastro. El método universal se utiliza para alimentar dispositivos electrónicos de bajo consumo, como lámparas LED, y para cargar baterías pequeñas, como linternas. La desventaja es el bajo coseno Phi del circuito y la baja confiabilidad, pero esto no impide que se use ampliamente en aparatos eléctricos baratos.
- Reduzca el voltaje (limite la corriente) usando una resistencia. El método no es muy bueno, pero tiene derecho a existir; es adecuado para alimentar una carga muy débil, por ejemplo un LED. Su principal desventaja es la liberación de una gran cantidad de potencia activa en forma de calor a través de la resistencia.
- Utilice un autotransformador o inductor con lógica de devanado similar.
Condensador de enfriamiento
Antes de comenzar a considerar este esquema, primero vale la pena mencionar las condiciones que debes cumplir:
- La fuente de alimentación no es universal, por lo que está diseñada y utilizada únicamente para funcionar con un dispositivo conocido.
- Todos los elementos externos de la fuente de alimentación, como los reguladores, si utiliza componentes adicionales para el circuito, deben estar aislados y se deben colocar tapas de plástico en las perillas metálicas del potenciómetro. No toque la placa de alimentación ni los cables de salida a menos que haya una carga conectada a ellos o que haya un diodo Zener o un regulador de voltaje CC bajo instalado en el circuito.
Sin embargo, es poco probable que tal esquema lo mate, pero puede recibir una descarga eléctrica.
El diagrama se muestra en la siguiente figura:
R1 - necesario para descargar el condensador de extinción, C1 - el elemento principal, el condensador de extinción, R2 - limita las corrientes cuando se enciende el circuito, VD1 - puente de diodos, VD2 - diodo Zener para el voltaje requerido, para 12 voltios lo siguiente son adecuados: D814D, KS207V, 1N4742A. También se puede utilizar un convertidor lineal.
O una versión mejorada del primer esquema:
La clasificación del condensador de extinción se calcula mediante la fórmula:
C(uF) = 3200*I(carga)/√(Uentrada²-Usalida²)
C(uF) = 3200*I(carga)/√Uentrada
Pero también puedes usar calculadoras, están disponibles en línea o como un programa para PC, por ejemplo, como opción de Vadim Goncharuk, puedes buscar en Internet.
Los condensadores deberían ser así: película:
O estos:
No tiene sentido considerar los métodos restantes enumerados, porque Reducir el voltaje de 220 a 12 voltios usando una resistencia no es efectivo debido a la gran generación de calor (las dimensiones y la potencia de la resistencia serán apropiadas), y no es práctico enrollar el inductor con un grifo desde una determinada vuelta para obtener 12 voltios. debido a los costos de mano de obra y las dimensiones.
Fuente de alimentación en transformador de red.
Un circuito clásico y confiable, ideal para alimentar amplificadores de audio, como parlantes y radios. Siempre que se instale un condensador de filtro normal, que proporcionará el nivel de ondulación requerido.
Además, puedes instalar un estabilizador de 12 voltios, como KREN o L7812 o cualquier otro para el voltaje deseado. Sin él, el voltaje de salida cambiará según los picos de voltaje en la red y será igual a:
Usal=Uin*Ktr
Ktr – coeficiente de transformación.
Vale la pena señalar aquí que el voltaje de salida después del puente de diodos debe ser 2-3 voltios mayor que el voltaje de salida de la fuente de alimentación: 12 V, pero no más de 30 V, esto está limitado por las características técnicas del estabilizador y el La eficiencia depende de la diferencia de voltaje entre la entrada y la salida.
El transformador debe producir 12-15 VCA. Vale la pena señalar que el voltaje rectificado y suavizado será 1,41 veces el voltaje de entrada. Estará cerca del valor de amplitud de la sinusoide de entrada.
También me gustaría agregar un circuito de fuente de alimentación ajustable en LM317. Con él, puede obtener cualquier voltaje desde 1,1 V hasta el voltaje rectificado del transformador.
12 voltios desde 24 voltios u otro voltaje CC superior
Para reducir el voltaje de CC de 24 voltios a 12 voltios, puede utilizar un estabilizador lineal o de conmutación. Tal necesidad puede surgir si necesita alimentar una carga de 12 V desde la red de a bordo de un autobús o camión con un voltaje de 24 V. Además, recibirá un voltaje estabilizado en la red del vehículo, que cambia con frecuencia. Incluso en coches y motos con red de a bordo de 12 V, alcanza los 14,7 V con el motor en marcha. Por tanto, este circuito también se puede utilizar para alimentar tiras de LED y LED en vehículos.
El circuito con estabilizador lineal se mencionó en el párrafo anterior.
Puede conectarle una carga con una corriente de hasta 1-1,5 A. Para amplificar la corriente, puede usar un transistor de paso, pero el voltaje de salida puede disminuir ligeramente, en 0,5 V.
Los estabilizadores LDO se pueden utilizar de manera similar; son los mismos estabilizadores de voltaje lineal, pero con una baja caída de voltaje, como el AMS-1117-12v.
O análogos de pulsos como AMSR-7812Z, AMSR1-7812-NZ.
Los diagramas de conexión son similares a L7812 y KRENK. Estas opciones también son adecuadas para reducir el voltaje de la fuente de alimentación de la computadora portátil.
Es más eficaz utilizar convertidores reductores de tensión pulsados, por ejemplo, basados en el IC LM2596. La placa está marcada con almohadillas de contacto de entrada (entrada +) y (-salida de salida), respectivamente. A la venta puedes encontrar una versión con voltaje de salida fijo y con voltaje ajustable, ya que en la foto de arriba en el lado derecho ves un potenciómetro multivuelta azul.
12 Voltios desde 5 Voltios u otro voltaje reducido
Puede obtener 12 V a partir de 5 V, por ejemplo, desde un puerto USB o un cargador de teléfono móvil, y también puede usarlo con las ahora populares baterías de litio con un voltaje de 3,7-4,2 V.
Si hablamos de fuentes de alimentación, puedes interferir con el circuito interno y editar la fuente de voltaje de referencia, pero para ello es necesario tener algunos conocimientos en electrónica. Pero puede simplificarlo y obtener 12 V utilizando un convertidor elevador, por ejemplo basado en el IC XL6009. Hay a la venta opciones con salida fija de 12V o regulables con regulación en el rango de 3,2 a 30V. Corriente de salida – 3A.
Se vende en un tablero terminado y tiene marcas con el propósito de los pines: entrada y salida. Otra opción es utilizar MT3608 LM2977, aumenta a 24 V y puede soportar una corriente de salida de hasta 2 A. También en la foto se ven claramente las firmas de las almohadillas de contacto.
Cómo obtener 12V con medios improvisados
La forma más sencilla de obtener un voltaje de 12 V es conectar 8 baterías AA de 1,5 V en serie.
O utilice una batería de 12 V lista para usar marcada como 23AE o 27A, del tipo que se usa en los controles remotos. En su interior hay una selección de pequeñas “tabletas” que ves en la foto.
Analizamos un conjunto de opciones para obtener 12 V en casa. Cada uno de ellos tiene sus pros y sus contras, distintos grados de eficiencia, confiabilidad y eficiencia. Qué opción es mejor utilizar, debe elegirla usted mismo en función de sus capacidades y necesidades.
También vale la pena señalar que no consideramos ninguna de las opciones. También puedes obtener 12 voltios de una fuente de alimentación de computadora ATX. Para iniciarlo sin una PC, debes cortocircuitar el cable verde con cualquiera de los negros. 12 voltios están en el cable amarillo. Normalmente, la potencia de una línea de 12 V es de varios cientos de vatios y la corriente es de decenas de amperios.
Ahora ya sabes cómo obtener 12 voltios a partir de 220 u otros valores disponibles. Finalmente, recomendamos ver este útil vídeo.
Para probar el funcionamiento de unidades individuales de electrodomésticos, un técnico doméstico puede necesitar 12 voltios de corriente continua y alterna. Analizaremos ambos casos en detalle, pero primero debemos considerar otra cantidad de electricidad: la potencia, que caracteriza la capacidad del dispositivo para realizar un trabajo de manera confiable.
Si la potencia de la fuente no es suficiente, no completará la tarea. Por ejemplo, la fuente de alimentación de una computadora y la batería de un automóvil producen 12 voltios. Las corrientes de carga de la computadora rara vez superan los 20 amperios y la corriente de arranque de la batería de un automóvil es más de 200 A.La batería de un automóvil tiene una gran reserva de energía para tareas informáticas, pero una fuente de alimentación de PC con el mismo voltaje de 12 voltios no es en absoluto adecuada para hacer girar el motor de arranque, simplemente se quemará.
Métodos para obtener voltaje constante.
De celdas galvánicas (baterías)
La industria produce baterías redondas de varios tamaños (según la potencia) con un voltaje de 1,5 voltios. Si toma 8 piezas, cuando se conecten en serie, producirán 12 voltios.
Los terminales de las baterías deben conectarse alternativamente entre el “más” de la anterior y el “menos” de la siguiente. Entre el primer y el último terminal habrá una tensión de 12 voltios, y se pueden medir valores intermedios, por ejemplo 3, 6 o 9 voltios, en dos, cuatro o seis baterías.
Las capacidades de los elementos no deben diferir, de lo contrario la potencia del circuito se verá reducida por una batería debilitada. Para este tipo de dispositivos, es aconsejable utilizar todos los elementos del mismo tipo de serie con una fecha de fabricación común. La corriente de carga de las 8 baterías montadas en serie corresponde al valor indicado para un elemento.
Si es necesario conectar dicha batería a una carga que duplica el valor nominal de la fuente, entonces deberá crear otro diseño similar y conectar ambas baterías en paralelo, conectando sus terminales unipolares entre sí: "+" a "+" , y para "-".
De baterías de pequeño tamaño
Las baterías de níquel-cadmio están disponibles con un voltaje de 1,2 voltios. Para obtener 12 voltios de ellos, necesitarás conectar 10 elementos en serie, como en el circuito comentado anteriormente.
Utilizando el mismo principio, se ensambla una batería a partir de baterías de níquel-hidruro metálico.
La batería recargable se utiliza para una vida útil más larga que las celdas galvánicas convencionales: la batería se puede recargar y recargar tantas veces como sea necesario.
De fuentes de alimentación de CA
Muchos electrodomésticos tienen componentes electrónicos incorporados que funcionan con voltaje rectificado resultante de una conversión de 220 voltios. Las fuentes de alimentación de un ordenador o portátil sólo producen 12 voltios de tensión rectificada y .
Basta con conectarse a los terminales correspondientes del conector de salida y alimentar la fuente de alimentación para obtener 12 voltios de ella.
De manera similar, puede utilizar fuentes de alimentación de radios antiguas, grabadoras y televisores obsoletos.
Además, puede montar de forma independiente una fuente de alimentación de CC eligiendo un circuito adecuado para ella. Los más habituales son los que convierten 220 voltios en tensión secundaria, que se rectifica mediante un puente de diodos, se alisa mediante un condensador y se regula mediante un transistor mediante una resistencia de recorte.
Puedes encontrar muchos esquemas similares. Es conveniente incluir en ellos dispositivos estabilizadores.
Métodos para obtener voltaje alterno.
A través de transformador
El método más accesible es el uso de un transformador reductor, que ya se muestra en el diagrama anterior. La industria lleva mucho tiempo produciendo este tipo de dispositivos para diversos fines.
Sin embargo, para un artesano hogareño no es nada difícil fabricar un transformador para sus necesidades a partir de estructuras antiguas.
Para conectar el transformador a la red 220, se debe suministrar energía al devanado primario a través de protección, puede arreglárselas con un fusible probado, aunque un disyuntor es más adecuado para estos fines.
Todo el circuito de carga secundario debe ensamblarse y probarse con anticipación. La reserva de energía del transformador de aproximadamente el 30% permitirá que funcione durante mucho tiempo sin sobrecalentar el aislamiento.
Otros metodos
Es técnicamente posible obtener 12 voltios de corriente alterna de un generador accionado por un motor o convirtiendo corriente continua en un inversor. Sin embargo, estos métodos son más adecuados para instalaciones industriales y tienen un diseño complejo. Por tanto, prácticamente no se utilizan en la vida cotidiana.
El uso de diversos aparatos eléctricos y dispositivos alimentados por electricidad en la vida cotidiana requiere que tengamos conocimientos mínimos en el campo de la ingeniería eléctrica. Este es el conocimiento que nos mantiene vivos. Respuestas a preguntas sobre cómo producir corriente alterna a partir de corriente continua, qué voltaje debe haber en un apartamento y qué debe saber la gente moderna para evitar la derrota y la muerte a causa de él.
Métodos para generar electricidad.
Hoy es imposible imaginar tu vida sin electricidad. Cada día, toda la población de nuestro planeta utiliza millones de vatios de electricidad para garantizar una vida normal. Pero una vez más, al encender el hervidor eléctrico, una persona no piensa en el camino que tuvo que recorrer la electricidad para poder prepararse una taza de café aromático por la mañana.
Hay varias formas de generar electricidad:
- de energía térmica;
- de la energía del agua;
- de la energía atómica (nuclear);
- de la energía eólica;
- de energía solar, etc.
Para comprender la naturaleza de la aparición de energía eléctrica, consideremos varios ejemplos.
Electricidad a partir de energía eólica.
La corriente eléctrica es la forma más sencilla de obtenerla: la energía de las fuerzas naturales.
En este ejemplo, de la energía eólica. La gente aprendió a utilizar el fenómeno natural del viento que sopla con diferentes fuerzas hace mucho tiempo. El viento se controla mediante un sencillo molino equipado con un motor y conectado a un generador. El generador produce energía eléctrica.
El exceso de corriente resultante del uso constante de un molino de viento se puede almacenar en baterías. La corriente continua generada y respetuosa con el medio ambiente no se utiliza en la vida cotidiana ni en la producción.
Recibido y convertido en corriente alterna, se utiliza para uso doméstico. El exceso de electricidad acumulado se almacena en baterías. En ausencia de viento, las reservas de electricidad almacenadas en baterías se convierten y se abastecen para satisfacer las necesidades humanas.
Electricidad del agua
Lamentablemente, este tipo de energía natural, que permite obtener electricidad, no está disponible en todas partes. Miremos lugares donde hay mucha agua.
La central hidroeléctrica más sencilla, construida de madera según el principio de un molino, cuyo tamaño es de aproximadamente 1,5 metros, es capaz de suministrar electricidad a granjas privadas, que también se utiliza para calefacción. Esta central hidroeléctrica sin represa fue construida por un inventor ruso, originario de Altai, Nikolai Lenev. Creó una central hidroeléctrica que podían transportar dos hombres adultos. Todas las demás acciones son similares a recibir electricidad de un molino de viento.
La electricidad también la generan grandes centrales eléctricas y centrales hidroeléctricas. Para la producción industrial de electricidad se utilizan enormes calderas que producen vapor. La temperatura del vapor alcanza los 800 grados y la presión en la tubería aumenta a 200 atmósferas. Este vapor sobrecalentado con alta temperatura y enorme presión ingresa a la turbina, que comienza a girar y generar corriente.
Lo mismo ocurre en las centrales hidroeléctricas. Sólo que aquí la rotación se produce debido a la alta velocidad y al volumen de agua que cae desde una gran altura.
Designación de corriente y su uso en la vida cotidiana.
La corriente continua se denomina CC. En inglés se escribe Corriente Directa. En el proceso de trabajo, no cambia sus propiedades ni dirección con el tiempo. La frecuencia CC es cero. Se indica en los dibujos y equipos mediante una línea horizontal corta y recta o dos líneas paralelas, una de las cuales es de puntos.
La corriente continua se utiliza en los acumuladores y baterías que conocemos y se utiliza en una gran cantidad de diferentes tipos de dispositivos, como por ejemplo:
- máquinas sumadoras;
- Juguetes de los niños;
- Audífonos;
- otros mecanismos.
Todo el mundo utiliza un teléfono móvil todos los días. Se carga a través de una fuente de alimentación, un convertidor compacto CC/CA enchufado a una toma de corriente doméstica.
Los aparatos eléctricos consumen corriente alterna monofásica. Los aparatos eléctricos solo funcionarán si hay un transformador conectado y muchos fabricantes instalan un convertidor CC/CA directamente en la unidad. Esto simplifica enormemente el funcionamiento de los equipos eléctricos.
¿Cómo hacer corriente alterna a partir de corriente continua?
Se dijo anteriormente que todas las baterías, baterías de linternas y controles remotos de televisores tienen corriente continua. Para convertir la corriente, existe un dispositivo moderno llamado inversor que puede convertir fácilmente la corriente continua en corriente alterna; Veamos cómo se aplica esto en la vida cotidiana.
Sucede que mientras está en un automóvil una persona necesita imprimir urgentemente un documento en una fotocopiadora. Hay una fotocopiadora, la máquina funciona y, al enchufar un adaptador inversor al encendedor, puede conectarle la fotocopiadora e imprimir documentos. El circuito convertidor es bastante complejo, especialmente para las personas que tienen una comprensión vaga de cómo funciona la electricidad. Por lo tanto, por razones de seguridad, es mejor no intentar construir un inversor usted mismo.
Corriente alterna y sus propiedades.
Cuando fluye, la corriente alterna cambia de dirección y magnitud 50 veces en un segundo. El cambio en el movimiento actual es su frecuencia. La frecuencia se indica en hercios.
Nuestra frecuencia actual es de 50 hercios. En muchos países, como por ejemplo en EE.UU., la frecuencia es de 60 hercios. También existe corriente alterna trifásica y monofásica.
Para las necesidades domésticas, la electricidad es de 220 voltios. Este es el valor real de la corriente alterna. Pero la amplitud actual del valor máximo será mayor en la raíz de dos. Lo que finalmente dará 311 voltios. Es decir, el voltaje real de la red doméstica es de 311 voltios. Para cambiar la corriente continua a corriente alterna se utilizan transformadores, que utilizan varios circuitos convertidores.
Transmisión de corriente a través de líneas de alta tensión.
Todas las redes eléctricas externas transportan corriente alterna de varios voltajes a través de sus cables. Puede oscilar entre 330.000 voltios y 380 voltios. La transmisión se realiza únicamente mediante corriente alterna. Este método de transporte es el más sencillo y económico. Desde hace mucho tiempo se sabe cómo convertir la corriente alterna en corriente continua. Colocando el transformador en el lugar correcto obtenemos la tensión y corriente requeridas.
Circuitos convertidores
No existe el esquema más simple para resolver la cuestión de cómo generar corriente alterna de 220 V a partir de corriente continua. Un puente de diodos puede hacer esto. El circuito convertidor CC/CA contiene cuatro potentes diodos. Un puente ensamblado a partir de ellos crea un movimiento actual en una dirección. El puente corta los límites superiores de las variables sinusoide. Los diodos están montados en serie.
El segundo circuito del convertidor de CA es la salida de un puente ensamblado a partir de diodos, un condensador o un filtro que suavizará y corregirá las caídas entre los picos de las sinusoides.
Excelente convierte inversor de CC a CA. Su esquema es complejo. Las piezas utilizadas no son baratas. Por eso el precio de un inversor es bastante elevado.
¿Qué corriente eléctrica es más peligrosa: la directa o la alterna?
En la vida cotidiana nos encontramos constantemente con aparatos eléctricos conectados a enchufes en el trabajo y en casa. La corriente que circula desde el cuadro eléctrico hasta la toma de corriente es alterna monofásica. Se producen incidentes de electrocución. Las precauciones de seguridad y el conocimiento sobre descargas eléctricas son esenciales.
¿Cuál es la diferencia fundamental entre ser energizado por corriente alterna y corriente continua? Hay estadísticas que indican que la corriente continua alterna monofásica es cinco veces más peligrosa que la corriente alterna continua. La descarga eléctrica, independientemente de su tipo, es en sí misma un hecho negativo.
Consecuencias de una descarga eléctrica
El descuido en el manejo de aparatos eléctricos puede, por decirlo suavemente, afectar negativamente a la salud humana. Por lo tanto, no debes experimentar con la electricidad a menos que tengas habilidades especiales.
El efecto de la corriente en una persona depende de varios factores:
- resistencia del cuerpo de la víctima;
- el estrés bajo el cual cayó la persona.
- de la intensidad actual en el momento en que una persona entra en contacto con la electricidad.
Teniendo en cuenta todo lo anterior, podemos decir que la acción de la corriente alterna es mucho más peligrosa que la corriente continua. Hay datos experimentales que confirman el hecho de que para obtener el mismo resultado en caso de lesión, la intensidad de la corriente continua debe ser de cuatro a cinco veces mayor que la de la corriente alterna.
La propia naturaleza de la corriente alterna afecta negativamente al funcionamiento del corazón. Cuando se produce una descarga eléctrica, se produce una contracción involuntaria de los ventrículos del corazón. Esto puede hacer que se detenga. El contacto con las venas expuestas es especialmente peligroso para las personas que tienen un estimulador cardíaco.
La corriente continua no tiene frecuencia. Pero el alto voltaje y la corriente también pueden ser fatales. Es más fácil escapar del contacto con la corriente eléctrica continua que del contacto con la corriente alterna.
Esta breve descripción de la naturaleza de la corriente eléctrica y su transformación debería ser útil para las personas que están lejos de la electricidad. Un conocimiento mínimo en el campo del origen y funcionamiento de la electricidad le ayudará a comprender la esencia del funcionamiento de los electrodomésticos comunes, tan necesarios para una vida cómoda y tranquila.
Primero aclaremos qué entendemos por “voltaje constante”. Como nos dice Wikipedia, el voltaje constante (también conocido como corriente continua) es una corriente cuyos parámetros, propiedades y dirección no cambian con el tiempo. La corriente continua fluye en una sola dirección y su frecuencia es cero.
Analizamos el oscilograma de CC en el artículo Osciloscopio. Conceptos básicos de funcionamiento:
Como recordarás, horizontalmente en el gráfico tenemos tiempo(eje X), y verticalmente Voltaje(eje Y).
Para convertir una tensión alterna monofásica de un valor en una tensión alterna monofásica de un valor menor (posiblemente mayor), utilizamos un transformador monofásico simple. Y para transformar en voltaje pulsante constante, conectamos el puente de diodos después del transformador. La salida recibió un voltaje pulsante constante. Pero con tanta tensión, como dicen, no se puede cambiar el clima.
Pero, ¿cómo podemos salir del voltaje constante pulsante?
¿Obtener el voltaje constante más real?
Para hacer esto, solo necesitamos un componente de radio: condensador. Y así es como se debe conectar al puente de diodos:
Este circuito utiliza una propiedad importante de un condensador: carga y descarga. Un condensador de pequeña capacidad se carga y descarga rápidamente. Por lo tanto, para obtener una línea casi recta en el oscilograma, debemos insertar un condensador de capacidad decente.
Dependencia de la ondulación de la capacitancia del condensador.
Echemos un vistazo práctico a por qué necesitamos instalar un condensador grande. En la foto de abajo tenemos tres condensadores de diferentes capacidades:
Veamos el primero. Medimos su valor usando nuestro medidor LC. Su capacidad es de 25,5 nanoFaradios o 0,025 microFaradios.
Lo conectamos al puente de diodos según el diagrama de arriba.
Y nos aferramos al osciloscopio:
Miremos el oscilograma:
Como puedes ver, las pulsaciones aún permanecen.
Bueno, tomemos un condensador de mayor capacidad.
Obtenemos 0,226 microfaradios.
Lo conectamos al puente de diodos de la misma manera que el primer condensador y tomamos lecturas de él.
Y aquí está el oscilograma real.
No... casi, pero todavía no es lo mismo. Las pulsaciones todavía son visibles.
Tomemos nuestro tercer condensador. Su capacidad es de 330 microfaradios. Ni siquiera mi medidor LC puede medirlo, ya que mi límite es de 200 microfaradios.
Lo conectamos al puente de diodos y le sacamos un oscilograma.
Y aquí está ella en realidad
Aquí tienes. ¡Es un asunto completamente diferente!
Entonces, saquemos algunas conclusiones:
– cuanto mayor sea la capacitancia del condensador a la salida del circuito, mejor. ¡Pero no abuses de la capacidad! Ya que en este caso nuestro dispositivo será muy grande, porque los condensadores de grandes capacidades suelen ser muy grandes. Y la corriente de carga inicial será enorme, lo que puede provocar una sobrecarga del circuito de alimentación.
– cuanto menor sea la carga de resistencia en la salida de dicha fuente de alimentación, mayor será la amplitud de ondulación. Esto se combate con la ayuda de estabilizadores de tensión integrados, que producen una tensión constante y pura.
Cómo elegir elementos de radio para un rectificador.
Volvamos a nuestra pregunta al principio del artículo. ¿Cómo puede seguir obteniendo una corriente continua de 12 voltios en la salida para sus necesidades? Primero necesitas seleccionar un transformador para que en la salida produzca... ¿12 voltios? ¡Pero no acertaste! Del devanado secundario del transformador lo recibiremos.
Dónde
U D – voltaje efectivo, V
U máx – tensión máxima, V
Por tanto, para obtener 12 Voltios de tensión continua, la salida del transformador debe ser 12/1,41 = 8,5 Voltios de tensión alterna. Eso sí que es orden. Para obtener tal voltaje en el transformador, debemos reducir o agregar devanados del transformador. Fórmula. Luego seleccionamos diodos. Seleccionamos diodos en función de la corriente máxima en el circuito. Buscamos diodos adecuados utilizando hojas de datos (descripciones técnicas de elementos de radio). Insertamos un condensador con una capacidad decente. Lo seleccionamos en función del hecho de que el voltaje constante que contiene no excede el escrito en su marca. ¡La fuente de voltaje constante más simple está lista para usar!
Por cierto, obtuve una fuente de voltaje constante de 17 voltios, ya que el transformador tiene 12 voltios en la salida (multiplica 12 por 1,41).
Y por último, para que sea más fácil de recordar:
