การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างวงจรเรียงกระแสและหม้อแปลง: ส่วนประกอบสำคัญในการแปลงพลังงาน

ในโลกของวิศวกรรมไฟฟ้าการทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างวงจรเรียงกระแสและหม้อแปลงเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับทุกคนที่เกี่ยวข้องกับวงจรไฟฟ้าหรือระบบพลังงาน แม้ว่าพวกเขาอาจดูคล้ายกันในครั้งแรกเพราะทั้งคู่จัดการกับพลังงานไฟฟ้าวัตถุประสงค์ฟังก์ชั่นและหลักการปฏิบัติงานของพวกเขานั้นแตกต่างกัน ในบทความนี้เราจะสำรวจอุปกรณ์ทั้งสองในเชิงลึกโดยเน้นความแตกต่างหลักการทำงานและแอปพลิเคชัน

หม้อแปลงคืออะไร?
หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบคงที่ที่ใช้ในการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าระหว่างสองวงจรหรือมากกว่าผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า มันถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า (ขั้นตอนขึ้น) หรือลดลง (ขั้นตอนลง) ในขณะที่รักษาความถี่ของสัญญาณ AC (กระแสสลับ) หม้อแปลงทำงานเป็นหลักกับกระแสสลับ (AC) และพวกเขาจะขึ้นอยู่กับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

หม้อแปลงทำงานอย่างไร?
หม้อแปลงประกอบด้วยสามองค์ประกอบหลัก:

ขดลวดหลัก - ขดลวดที่ได้รับแรงดันไฟฟ้าอินพุต (AC)

คอยล์ทุติยภูมิ - ขดลวดที่ให้แรงดันเอาต์พุต (AC)

Core - วัสดุแม่เหล็กที่เป็นเส้นทางสำหรับฟลักซ์ที่สร้างขึ้นโดยกระแสในขดลวดหลักและทำให้เกิดกระแสในขดลวดทุติยภูมิ

หลักการทำงานที่อยู่เบื้องหลังหม้อแปลงเป็นเรื่องง่าย: เมื่อสลับกระแสกระแสผ่านขดลวดหลักมันจะสร้างสนามแม่เหล็กที่ผันผวน สนามแม่เหล็กนี้ทำให้เกิดกระแสในขดลวดทุติยภูมิผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าระหว่างขดลวดหลักและทุติยภูมิจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนการเลี้ยว - นั่นคืออัตราส่วนของจำนวนการหมุนของลวดในขดลวดหลักต่อจำนวนรอบในคอยล์รอง อัตราส่วนนี้จะกำหนดโดยตรงว่าแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นหรือก้าวลงหรือไม่

แอปพลิเคชันของหม้อแปลง:

เครือข่ายการกระจายพลังงาน: แรงดันไฟฟ้าขั้นตอนและขั้นตอนลง

การแยกด้วยไฟฟ้า: หม้อแปลงแยกป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูงจากการเข้าถึงอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ข้อ จำกัด :

Transformers ทำงานกับพลัง AC เท่านั้น พวกเขาไม่สามารถทำงานกับกระแสตรง (DC)

พวกเขาค่อนข้างใหญ่และต้องการการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อรองรับพลังงานจำนวนมาก

ตัวเรียงกระแสคืออะไร?
วงจรเรียงกระแสเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในการแปลงกระแสสลับ (AC) เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง (DC) กระบวนการนี้เรียกว่าการแก้ไข โดยทั่วไปแล้ววงจรเรียงกระแสจะใช้ในแหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบตเตอรี่และมอเตอร์ DC ซึ่งแตกต่างจากหม้อแปลงซึ่งจะเปลี่ยนระดับแรงดันไฟฟ้าโดยไม่ต้องเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าวงจรเรียงกระแสจะเปลี่ยนรูปคลื่นของกระแสอินพุตจาก AC เป็น DC

วงจรเรียงกระแสทำงานอย่างไร?
โดยทั่วไปแล้ววงจรเรียงกระแสจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เช่นไดโอดซึ่งช่วยให้กระแสไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น เมื่อแรงดันไฟฟ้า AC ถูกนำไปใช้กับวงจรเรียงกระแสไดโอดจะดำเนินการกระแสไฟฟ้าในช่วงครึ่งวงจรบวกและบล็อกกระแสไฟฟ้าในช่วงครึ่งวงจรลบดังนั้นจึงอนุญาตให้กระแสทิศทางเดียว (DC) ผ่าน

มีวงจรเรียงกระแสหลักสองประเภท:

Half-Wave rectifier-ใช้ไดโอดเดี่ยวและอนุญาตให้กระแสผ่านในช่วงครึ่งเดียวของรูปคลื่น AC (บวกหรือลบ) วิธีนี้ไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากส่งผลให้พลังงานสูญเปล่าจำนวนมากและเอาท์พุท DC ที่เร้าใจ

วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น-ใช้ไดโอดสองหรือสี่ตัว (ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า) เพื่อให้กระแสไหลในระหว่างทั้งครึ่งวงกลมบวกและลบของรูปคลื่น AC วิธีนี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและให้เอาต์พุต DC ที่ราบรื่นขึ้น

หลังจากกระบวนการแก้ไขแล้วเอาต์พุตเป็นสัญญาณ DC ที่เต้นแรงซึ่งสามารถปรับให้เรียบได้โดยใช้ตัวกรอง (ตัวเก็บประจุตัวเหนี่ยวนำ) เพื่อสร้างเอาต์พุต DC คงที่

แอปพลิเคชันของวงจรเรียงกระแส:

แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คอมพิวเตอร์และโทรทัศน์

ไดรฟ์มอเตอร์ DC

การชาร์จแบตเตอรี่

การชุบด้วยไฟฟ้า

ข้อ จำกัด :

วงจรเรียงกระแสทำงานกับอินพุต AC เท่านั้น

ผลลัพธ์คือ DC แต่อาจยังคงเป็นจังหวะเว้นแต่จะกรองเพิ่มเติม