За одинаковые интервалы времени проходит одинаковое количество заряженных частиц. А вот в переменном токе количество этих частиц за одинаковые интервалы времени всегда разное.

А вот теперь можно преступать непосредственно к преобразованию переменного тока в постоянный, в этом нам поможет устройство под названием «диодный мост». Диодный мост или мостовая - одно из самых распространённых устройств для выпрямления переменного тока .
Изначально она была разработана с применением радиоламп, но считалась сложным и дорогим , вместо неё применялась более примитивная схема со сдвоенной вторичной обмоткой в питающем выпрямитель трансформаторе. Сейчас, когда полупроводники очень дёшевы, в большинстве случаев применяется именно мостовая схема. Но данной схемы не гарантирует 100% выпрямления тока , поэтому в схему можно фильтром на конденсаторе, а также, возможно, дросселем и стабилизатором напряжения. Теперь, на выходе схемы, как результат мы получаем постоянный ток

Обратите внимание

Работа с электричеством всегда опасна! Крайне не желательно использование Не заизолированных проводников, окислившихся контактов и источников питания находящихся в аварийном состоянии!

Чтобы получить постоянный ток , достаточно взять обычный элемент питания. такого источника ток а, как правило, стандартное – 1,5 Вольта. Соединив последовательно несколько таких элементов, можно получить батарею с напряжением, пропорциональным количеству таких элементов. Для получения постоянного ток а можно также воспользоваться зарядным устройством от мобильного телефона (5 В) или автомобильным аккумулятором (12В). Однако, если необходимо получить нестандартное напряжение, например, 42 В, то придется соорудить самодельный выпрямитель с простейшим фильтром питания.

Вам понадобится

  • Понижающий трансформатор 220 в./42в.
  • Сетевой шнур с вилкой
  • Диодный мост PB-6
  • Электролитический конденсатор 2000 мкФ×60в
  • Паяльник, канифоль, припой, соединительные провода.

Инструкция

Соберите выпрямитель по изображенной на рисунке схеме:

Чтобы правильно собрать и использовать устройство, необходимы минимальные знания о происходящих в приборе процессах. Поэтому, внимательно ознакомьтесь со и принципами работы выпрямителя.Схема действия диодного , объясняющая его работы: Во время положительного полупериода (мелкий штрих пунктир) ток движется по правому верхнему моста к положительному выводу, через нагрузку поступает на левое нижнее и возвращается в сеть. Во время отрицательного полупериода (крупный штрих пунктир) ток по другой паре диодов выпрямительного моста. Здесь Тр. – трансформатор, понижает напряжение с 220 до 42 Вольт, гальванически разделяет высокое и низкое напряжение. Д – диодный мост, выпрямляет напряжение, поступившее с трансформатора. Цифрой 1 обозначена первичная (сетевая) обмотка трансформатора, цифрой 2 – вторичная (выходная) обмотка трансформатора.

Подсоедините к первичной обмотке трансформатора сетевой шнур с вилкой. Двумя проводами соедините два вывода вторичной обмотки трансформатора с двумя входными выводами . Вывод диодного моста с маркировкой «минус» припаяйте к отрицательному выводу конденсатора.

Отрицательный вывод конденсатора обозначен на его корпусе полосой со знаком «минус». К этому же выводу припаяйте провод синего цвета. Это будет отрицательный выход выпрямителя. Вывод диодного моста со знаком «плюс» припаяйте ко второму выводу конденсатора вместе с проводом красного цвета. Это будет положительный вывод выпрямителя. Перед включением тщательно проверьте правильность монтажа – ошибки здесь не допустимы.

Видео по теме

Полезный совет

Конденсатор играет роль фильтра питания, сглаживая пульсации, оставшиеся после выпрямления диодным мостом переменного тока.

Для зарядки аккумулятора накала применяется зарядное устройство, которое можно приобрести в торговой сети или же сделать своими руками, потратив при этом минимум средств, да и времени.

Вам понадобится

  • Полулитровая стеклянная банка, алюминиевая и свинцовая пластина, резиновая трубка, крышка с отверстием посередине.

Инструкция

Возьмите стакан или полулитровую стеклянную , алюминиевую и свинцовую пластины размером 40х100 мм и резиновую трубку диаметром 2 см. Отрежьте от резиновой трубки кольцо длиной 2 см, натяните его на алюминиевую пластину, на уровень . Это необходимо, так как при работе выпрямителя электролит сильно разъедает алюминий у самой поверхности раствора. Резина предохраняет его от коррозии и тем самым дает возможность выпрямителю работать значительно дольше.

Используйте в качестве электролита раствор двууглекислого натра (питьевая сода). Возьмите соду из расчета 5-7 гр. на 100 мл воды. В данном выпрямителе положительным полюсом будет алюминий, отрицательным - . При прибора в обычную городскую сеть переменного тока свинцовой пластиной, выпрямитель пойдет ток. Но пойдет он только в одном направлении. На алюминиевой пластине в это время постоянно будет положительный полюс .Если в сеть алюминиевую пластину, то на свинцовой пластине постоянно будет отрицательный полюс напряжения. Получится однополупериодный выпрямитель , потому что через него проходит электрический ток только одного полупериода. В первом случае, например, через прибор будет проходить ток только положительного направления.

Для полного использования напряжения применяют двухполупериодные выпрямители. Их нужно составить из двух или четырех элементов, в зависимости от требуемой для зарядки силы тока. А подключаются они в обе фазы электросети.При включении прибора в сеть переменного тока примените . Регулировку напряжения, которое подается , можно произвести при помощи реостата, который позволит "гасить" лишнее напряжение в цепи и соответственно создаст нормальные условия для зарядки .

Видео по теме

Обратите внимание

Для зарядки аккумуляторов накала целесообразно использовать выпрямитель из 4 элементов, так как для снятия силы тока в один ампер требуется выпрямитель с площадью алюминиевой пластины в 100 кв. см.

Полезный совет

Сила зарядного тока аккумуляторов должна составлять 0,1% от его емкости.

Источники:

  • Выпрямитель для зарядки аккумулятора в 2019

Если вы решили самостоятельно изготовить трансформатор, то вам необходимо знать некоторые вещи об этом устройстве, в том числе и как рассчитать ток в трансформаторе , о чем и пойдет речь ниже.

Инструкция

Видео по теме

Диодный мост – одно из самых распространенных в электронике устройств, предназначенных для выпрямления переменного напряжения. В результате преобразования на выходе диодного мост а получается пульсирующее напряжение вдвое большей частоты, чем на входе. Без такой схемы не обходится практически ни один блок питания современных электротехнических устройств.

Инструкция

Выберите тип диодного мост а. Он может быть выполнен из отдельных диодов или же в виде монолитной диодной . Такая обладает преимуществом, поскольку проста при монтировании на плате, однако в случае выхода диода из строя его невозможно будет заменить другим. Придется менять всю схему.

При отсутствии готового диодного мост а соберите его из четырех диодов. Подойдут диоды, рассчитанные на силу тока 1 А и 1000 В. Рассчитайте необходимую мощность мост а посредством умножения предельного тока на предельное напряжение, с двукратным запасом .

Пример расчета: имеется диодный мост на 1000 В и 4 А. Мощность нагрузки составит 1000х4=4000 Вт. С учетом удвоенного «запаса прочности»: 4000/2=2000 Вт (2 кВт). Аналогично считается мощность и для других моделей выпрямительных мост ов. При составлении диодного мост а учитывайте, что через каждый из диодов будет протекать около 70% общего тока, иными словами, если в нагрузке ток 4 А, то в отдельном диоде мост а он составит 3 А.

Для охлаждения сборки мост а (допустим, вы монтируете мост для сварочного полуавтомата), используйте площадью около 800 кв. см. Подготовьте поверхность радиатора: просверлите отверстия, нарежьте

Выбор сечения провода для постоянного тока. Падение напряжения (пояснения в статье)

Говорят, что в своё время между Эдисоном и Тесла проходило соперничество – какой ток выбрать для передачи на большие расстояния – переменный или постоянный? Эдисон был за то, чтобы для передачи электричества использовать постоянный ток. Тесла утверждал, что переменный ток легче передавать и преобразовывать.

Впоследствии, как известно, победил Тесла. Сейчас повсеместно используется переменный ток, в России с частотой 50 Гц. Такой ток дешевле передавать на большие расстояния. Хотя, есть и линии электропередач постоянного тока специального применения.

А если использовать высокие напряжения (например, 110 или 10 кВ), то выходит значительная экономия на проводах, по сравнению с низким напряжением. Об этом я рассказываю в статье про то, .

Забегая вперед, скажу, что расчет сечения провода для постоянного тока строится на двух критериях:

  1. Падение напряжения (потери)
  2. Нагрев провода

Первый пункт для постоянного тока наиболее важен, а второй лишь вытекает из первого.

Теперь обстоятельно, по порядку, для тех, кто хочет ПОНИМАТЬ.

Падение напряжения на проводе

Статья будет конкретная, с теоретическими выкладками и формулами. Кому не интересно, что откуда и почему, советую перейти сразу к Таблице 2 – Выбор сечения провода в зависимости от тока и падения напряжения.

2. Синий цвет – когда применение слишком толстого провода экономически и технически нецелесообразно и дорого. За порог взял падение менее 1 В на длине 100 м.

Как пользоваться таблицей выбора сечения?

Пользоваться таблицей 2 очень просто. Например, нужно запитать некое устройство током 10А и постоянным напряжением 12В. Длина линии – 5 м. На выходе блока питания можем установить напряжение 12,5 В, следовательно, максимальное падение – 0,5В.

В наличии – провод сечением 1,5 квадрата. Что видим из таблицы? На 5 метрах при токе 10 А потеряем 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Вроде бы подходит, учитывая, что большинство потребителей терпит отклонение +-10%.

Но. ПрОвода ведь у нас фактически два, плюс и минус, эти два провода образуют кабель, на котором и падает напряжение питания нагрузки. И так как общая длина – 10 метров, то падение будет на самом деле 0,58+0,58=1,16 В.

Иначе говоря, при таком раскладе на выходе БП 12,5 Вольт, а на входе устройства – 11,34. Этот пример актуален для .

И это – не учитывая переходное сопротивление контактов и неидеальность провода (“проба” меди не та, примеси, и т.п.)

Поэтому такой кусок кабеля скорее всего не подойдет, нужен провод сечением 2,5 квадрата. Он даст падение 0,7 В на линии 10 м, что приемлемо.

А если другого провода нет? Есть два пути, чтобы снизить потерю напряжения в проводах.

1. Надо размещать источник питания 12,5 В как можно ближе к нагрузке. Если брать пример выше, 5 метров нас устроит. Так всегда и делают, чтобы сэкономить на проводе.

2. Повышать выходное напряжение источника питания. Это черевато тем, что с уменьшением тока нагрузки напряжение на нагрузке может подняться до недопустимых пределов.

Например, в частном секторе на выходе трансформатора (подстанции) устанавливают 250-260 Вольт, в домах около подстанции лампочки горят как свечи. В смысле, недолго. А жители на окраине района жалуются, что напряжение нестабильное, и опускается до 150-160 Вольт. Потеря 100 Вольт! Умножив на ток, можно вычислить мощность, которая отапливает улицу, и кто за это платит? Мы, графа в квитанции “потери”.

Вывод по выбору сечения провода для постоянного напряжения:

Чем короче и толще провод, по которому течет постоянный ток, тем меньше падение напряжения на нём, тем лучше . То есть, потеря напряжения в проводах минимальна.

Если смотреть на таблицу 2, нужно выбирать значения сверху-справа, не переходя в “синюю” зону.

Для переменного тока ситуация та же, но вопрос не стоит столь остро – там мощность передается за счет повышения напряжения и понижения тока. См. формулу (1).

В заключение – таблица, в которой падение постоянного напряжения задано пределом 2% , а напряжение питания равно 12 В. Искомый параметр – максимальная длина провода.

Внимание! Имеется ввиду двухпроводная линия, например кабель, содержащий 2 провода. То есть, тот случай, когда через кабель длиной 1 м ток делает путь 2 м, туда-сюда. Я привёл этот вариант, т.к. он чаще всего встречается на практике. Для одного провода, чтобы узнать падение на нём напряжения, надо число внутри таблицы умножить на 2. Спасибо внимательным читателям!

Таблица 3. Максимальная длина провода для падения постоянного напряжения 2%.

S,мм² 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 75 100
1 7 10,91 17,65 28,57 42,86 70,6 109,1 176,5 244,9 – – –
2 3,53 5,45 8,82 14,29 21,4 35,3 54,5 88,2 122,4 171,4 – –
4 1,76 2,73 4,41 7,14 10,7 17,6 27,3 44,1 61,2 85,7 130,4 –
6 1,18 1,82 2,94 4,76 7,1 11,7 18,2 29,4 40,8 57,1 87 117,6
8 0,88 1,36 2,2 3,57 5,4 8,8 13,6 22 30,6 42,9 65,25 88,2
10 0,71 1 1,76 2,86 4,3 7,1 10,9 17,7 24,5 34,3 52,2 70,6
15 – 0,73 1,18 1,9 2,9 4,7 7,3 11,8 16,3 22,9 34,8 47,1
20 – – 0,88 1,43 2,1 3,5 5,5 8,8 12,2 17,1 26,1 35,3
25 – – – 1,14 1,7 2,8 4,4 7,1 9,8 13,7 20,9 28,2
30 – – – – 1,4 2,4 3,6 5,9 8,2 11,4 17,4 23,5
40 – – – – – 1,8 2,7 4,4 6,1 8,5 13 17,6
50 – – – – – – 2,2 3,5 4,9 6,9 10,4 14,1
100 – – – – – – – 1,7 2,4 3,4 5,2 7,1
150 – – – – – – – – – 2,3 3,5 4,7
200 – – – – – – – – – – 2,6 3,5

Наша полторашка по этой таблице может иметь длину только 1 метр. Падать на ней будет 2%, или 0,24В. Проверяем по формуле (4) – всё сходится.

Если напряжение выше (например, 24 В постоянного тока), то и длина может быть соответственно больше (в 2 раза).

Всё вышесказанное относится не только к постоянному, но и вообще к низкому напряжению. И при выборе площади сечения в таких случаях следует руководствоваться не только нагревом провода, но и падением напряжения на нём. Например, при .

Прошу прокомментировать статью, у кого как теория совпадает с практикой?

В бытовой сети 220 Волт частотой 50 Гц- это переменный ток. Для подключения бытовых приборов.
24 Волта постоянного тока, можно получить от камазовских аккумаляторов, или через понижающий трансформатор на выходе которого установлен выпрямитель (диодный мост) таким током можно производить зарядку аккумуляторов, питать радиоэлектронику. Подключать пприборы постоянного тока. А вот вскипитить чайник не получится.

24 В, постоянного тока - это стандарт напряжения, применяется в автомобильной промышленности и некоторой аппаратуре...
Ранее всего такой стандарт был равен 6-и вольтам - отсюда и напряжение накала, электронных ламп - 6.3 вольта (изначально - постоянного тока) ...Затем перешли на 12 вольт, ибо вес стартара и проводов стали сильно большими, по этой же причине, на большегрузных автомобилях стали применять стандарт в 24 вольта, ибо непомерный ток стартера вызывал неизбежный рост веса и сечение провода! .Напряжение бортовой сети авиации- это те-же 24 вольта, пересчитанные на реальные 28 вольт генератора, а не аккумулятора...(на самом деле, в автомобиле не 24 вольта, а тоже 28 - если заведён двигатель) ...
Переменное напряжение - это отдельная тема - сдесь есть огромные преимущества, в плане передачи энергии, на расстояние - трансформаторы очень просты по конструкции, так же как и элекродвигатели, в остальном постоянный ток не уступает переменному...(Кстати - 220вольт, в розетке - это условное значение. т. н. ДЕЙСТВУЮЩЕЕ - ЭКВИВАЛЕНТ ПОСТОЯННОМУ НАПРЯЖЕНИЮ, В ПЛАНЕ НАГРЕВА ОБЫЧНОЙ СПИРАЛИ, НА САМОМ ДЕЛЕ В РОЗЕТКЕ - 311 ВОЛЬТ, СИНОСОИДЫ 50 ГЦ)

Это напряжение. Конечно, это не то же самое, что 220 вольт!
Например, от 24 вольт можно запустить стартер межконтинентального автобуса мощностью в 20 лошадиных сил. А от 220 вольт может гореть неоновая лампочка подсветки в выключателе, мощностью в 1 ватт. Как ты думаешь - что лучше?

Видишь ли, напряжение - это еще не мощность. Еще нужна сила тока, а она зависит не только от напряжения, но и от сопротивления. То есть, от прибора, который ты запитаешь. Приборы эти ты можешь приобрести в автомагазине - большинство больших машин типа дальнобойных грузовиков и автобусов, используют в бортовой сети 24 вольта, соответственно для них можно купить разнообразные лампочки, вентиляторы и т. п. Или можешь сам спроектировать устройство для такого напряжения питания, это нетрудно совершенно. А мощность может получиться какая угодно, смотря как спроектируешь. Ты можешь и от 24 вольт получить мощность достаточную, чтобы на ней разъезжать по городу с мешком картошки. А можешь и от 220 вольт использовать мощность, достаточную только чтобы убить муху.

Электрический ток- это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц: электронов в металлах, в электролитах - ионов, а в газах - электронов и ионов. Электрический ток может быть как постоянным, так и переменным.

Определение постоянного электрического тока, его источники

Постоянный ток (DC, по-английски Direct Current) - это электрический ток, у которого свойства и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Постоянный ток используется в автомобилях и в домах, в многочисленных электронных приборах: ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. д. Перемеренный электрический ток из розетки преобразуется в постоянный при помощи блока питания или трансформатора напряжения с выпрямителем.

Любой электроинструмент, устройство или прибор, работающие от батареек так же являются потребителями постоянного тока, потому что батарея или аккумулятор- это исключительно источники постоянного тока, который при необходимости преобразуется в переменный с использованием специальных преобразователей (инверторов).

Принцип работы переменного тока

Переменный ток (AC по-английски Alternating Current)- это электрический ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах условно обозначается отрезком синусоиды « ~ ».
Иногда после синусоиды могут указываться характеристики переменного тока - частота, напряжение, число фаз.

Переменный ток может быть как одно- , так и трёхфазным, для которого мгновенные значения тока и напряжения меняются по гармоническому закону.

Основные характеристики переменного тока - действующее значение напряжения и частота.

Обратите внимание , как на левом графике для однофазного тока меняется направление и величина напряжения с переходом в ноль за период времени Т, а на втором графике для трехфазного тока существует смещение трех синусоид на одну третью периода. На правом графике 1 фаза обозначена буквой «а», а вторая буквой «б». Хорошо известно, что в домашней розетке 220 Вольт. Но мало кто знает, что это действующие значение переменного напряжения, но амплитудное или максимальное значение будет больше на корень из двух, т.е будет равно 311 Вольт.

Таким образом, если у постоянного тока величина напряжения и направление не изменяются в течении времени, то у переменного тока- напряжение постоянно меняется по величине и направлению (график ниже нуля это обратное направление).

И так мы подошли к понятию частота — это отношение числа полных циклов (периодов) к единице времени периодически меняющегося электрического тока. Измеряется в Герцах. У нас и в Европе частота равна 50 Герцам, в США- 60 Гц.

Что означает частота 50 Герц? Она означает, что у нас переменный ток меняет свое направление на противоположное и обратно (отрезок Т- на графике) 50 раз за секунду!

Источниками переменного тока являются все розетки в доме и все то, что подключено напрямую проводами или кабелями к электрощиту. У многих возникает вопрос: а почему в розетке не постоянный ток? Ответ прост. В сетях переменного тока легко и с минимальными потерями преобразовывается величина напряжения до необходимого уровня при помощи трансформатора в любых объемах. Напряжение необходимо увеличивать для возможности передачи электроэнергии на большие расстояния с наименьшими потерями в промышленных масштабах.
С электростанции , где стоят мощные электрогенераторы, выходит напряжение величиной 330 000-220 000 , далее возле нашего дома на трансформаторной подстанции оно преобразуется с величины 10 000 Вольт в трехфазное напряжение 380 Вольт, которое и приходит в многоквартирный дом, а к нам в квартиру приходит однофазное напряжение, т. к. между напряжение равняется 220 В, а между разноименными фазами в электрощите 380 Вольт.

И еще одним из важных достоинств переменного напряжения является то, что асинхронные электродвигатели переменного тока конструктивно проще и работают значительно надежнее, чем двигатели постоянного тока.

Как переменный ток сделать постоянным

Для потребителей, работающих на постоянном токе- переменный преобразуется при помощи выпрямителей.

Преобразователь постоянного тока в переменный

Если с преобразованием переменного тока в постоянный не возникает сложностей, то со обратным преобразованием все гораздо сложнее. В домашних условиях для этого используется инвертор - это генератор периодического напряжения из постоянного, по форме приближённого к синусоиде.