درک تفاوت بین یکسو کننده و یک ترانسفورماتور: اجزای اساسی در تبدیل قدرت

در دنیای مهندسی برق ، درک تفاوت بین یکسو کننده و یک ترانسفورماتور بسیار مهم است ، به خصوص برای هر کسی که با مدارهای الکتریکی یا سیستم های برق برخورد کند. اگرچه ممکن است در نگاه اول مشابه به نظر برسند زیرا هر دو با انرژی الکتریکی سروکار دارند ، اهداف ، کارکردها و اصول عملیاتی آنها متمایز است. در این مقاله ، هر دو دستگاه را به صورت عمیق بررسی خواهیم کرد ، تفاوت های آنها ، اصول کار و برنامه های کاربردی را برجسته می کنیم.

ترانسفورماتور چیست؟
ترانسفورماتور یک دستگاه الکتریکی استاتیک است که برای انتقال انرژی الکتریکی بین دو یا چند مدار از طریق القاء الکترومغناطیسی استفاده می شود. این طراحی برای افزایش (قدم به قدم) یا کاهش (مرحله به پایین) ولتاژ در حالی که فرکانس سیگنال AC (جریان متناوب) را افزایش می دهد ، افزایش می یابد. ترانسفورماتورها در درجه اول با جریان متناوب (AC) کار می کنند و بر اساس اصل القاء الکترومغناطیسی است.

ترانسفورماتور چگونه کار می کند؟
یک ترانسفورماتور از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده است:

سیم پیچ اولیه - سیم پیچ که ولتاژ ورودی (AC) را دریافت می کند.

سیم پیچ ثانویه - سیم پیچ که ولتاژ خروجی (AC) را ارائه می دهد.

هسته - ماده مغناطیسی که مسیر شار ایجاد شده توسط جریان را در سیم پیچ اصلی تشکیل می دهد و جریان را در سیم پیچ ثانویه القا می کند.

اصل کار در پشت یک ترانسفورماتور ساده است: وقتی جریان متناوب از طریق سیم پیچ اصلی جریان می یابد ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که نوسان دارد. این میدان مغناطیسی از طریق القاء الکترومغناطیسی جریان را در سیم پیچ ثانویه القا می کند. نسبت ولتاژ بین کویل های اولیه و ثانویه با توجه به نسبت چرخش مشخص می شود - یعنی نسبت تعداد چرخش سیم در سیم پیچ اولیه به تعداد چرخش در سیم پیچ ثانویه. این نسبت به طور مستقیم مشخص می کند که آیا ولتاژ پله بالا رفته یا از آن کنار گذاشته شده است.

برنامه های ترانسفورماتور:

شبکه های توزیع برق: ولتاژهای گام به گام و گام به پایین.

جداسازی الکتریکی: ترانسفورماتورهای جداسازی از رسیدن ولتاژهای بالا به تجهیزات حساس جلوگیری می کنند.

تنظیم ولتاژ در مدارهای الکترونیکی.

محدودیت ها:

ترانسفورماتورها فقط با قدرت AC کار می کنند. آنها نمی توانند با جریان مستقیم (DC) کار کنند.

آنها نسبتاً حجیم هستند و برای اداره مقادیر زیادی از قدرت نیاز به طراحی دقیق دارند.

یکسو کننده چیست؟
یکسو کننده یک دستگاه الکتریکی است که برای تبدیل جریان متناوب (AC) به مستقیم جریان (DC) استفاده می شود. این فرایند به عنوان اصلاح شناخته می شود. یکسو کننده ها به طور معمول در منبع تغذیه الکترونیک ، باتری و موتورهای DC استفاده می شوند. بر خلاف ترانسفورماتورها ، که فقط سطح ولتاژ را بدون تغییر جهت جریان تغییر می دهند ، یکسو کننده ها در واقع شکل موج جریان ورودی را از AC به DC تغییر می دهند.

یکسو کننده چگونه کار می کند؟
یکسو کننده ها به طور معمول با استفاده از دستگاه های نیمه هادی مانند دیودها ساخته می شوند که اجازه می دهند جریان فقط در یک جهت جریان یابد. هنگامی که ولتاژ AC به یکسو کننده اعمال می شود ، دیودها جریان را در طول نیم چرخه مثبت انجام می دهند و جریان را در طول نیم چرخه منفی مسدود می کنند ، بنابراین فقط اجازه می دهد جریان یک طرفه (DC) از آن عبور کند.

دو نوع اصلی یکسو کننده وجود دارد:

یکسو کننده نیمه موج-از یک دیود منفرد استفاده می کند و اجازه می دهد تا در طی تنها نیمی از شکل موج AC (مثبت یا منفی) جریان داشته باشد. این روش ناکارآمد است زیرا منجر به انرژی هدر رفته و خروجی DC پالس می شود.

یکسو کننده کامل موج-از دو یا چهار دیود (بسته به پیکربندی) استفاده می کند تا جریان در طی هر دو چرخه مثبت و منفی از شکل موج AC جریان یابد. این روش کارآمدتر است و خروجی DC نرم تر را فراهم می کند.

پس از فرآیند اصلاح ، خروجی یک سیگنال DC پالس کننده است که می توان با استفاده از فیلترها (خازن ها ، سلف ها) برای تولید یک خروجی DC ثابت بیشتر صاف کرد.

برنامه های یکسو کننده:

منبع تغذیه دستگاه های الکترونیکی ، رایانه ها و تلویزیون.

درایوهای موتور DC.

شارژ باتری.

برقی

محدودیت ها:

یکسو کننده ها فقط با ورودی AC کار می کنند.

خروجی DC است اما ممکن است هنوز هم پالس کننده باشد مگر اینکه بیشتر فیلتر شود. $ $