Висока продуктивність змінного струму, на відміну від постійного, підтверджується протягом тривалого часу не тільки теоретичним способом, але і практичним. Однак іноді виникають деякі труднощі, коли є доступ до постійного струму, а змінний добути неможливо. Саме в таких ситуаціях виникає ідея про створення перетворювача напруги для будинку.

Типи електричного струму, їх відмінність

По суті, електричний струм - це спрямоване переміщення електрично заряджених частинок, спровоковане впливом електричного поля. В електролітах вони називаються іонами (аніони і катіони), в провідниках і напівпровідниках такими частинками є електрони.

Серед загального розуміння суті електрики виділяють окремий напрямок, який називається струм зміщення. Його хід визначається в процесі заряду ємності, інакше кажучи, в трансформації різниці потенціалів між обкладинками. Струм проходить крізь конденсатор, проте в цьому місці ніякого переміщення частинок не відбувається.

У природі існує 2 види струму:

• під час дії постійного струму відбувається коливання його величини, але при цьому він не видозмінює свого знака протягом тривалого часу;
• змінний струм може час від часу змінюватися за своєю величиною і за своїм знаку. У цьому виді струму слід виокремити два напівперіоду - негативний і позитивний. Все, що вище нульового рівня належить до позитивного напівперіоду, а нижче - до негативного.

Що таке перетворювач напруги, його призначення, функція

Перетворювачем електричної енергії називається електротехнічний прилад, який розрахований на перетворення величин електричного струму (частоти, напруга, кількість фаз, види сигналу). Для конструкції перетворювача широко застосовуються напівпровідникові прилади, так як вони гарантують високий коефіцієнт корисної дії.

Перетворювачі напруги з'явилися майже одночасно з генераторами електричного струму, так як відразу стало зрозуміло, що слід використовувати різні параметри напруг для певного типу пристрою.

За допомогою трансформатора відбувається перетворення змінного струму, тому існують підвищують і знижують перетворювачі. Цей процес виконується через проміжної конверсії постійної напруги в змінну.

Види перетворювача напруги

Перетворювачі напруги діляться на два основних види - це випрямлячі і інвертори. Відповідно перші змінний струм перетворюють в постійний, а другі - постійний струм в змінний.

У побуті перетворювачі використовуються практично повсюдно, починаючи від дроселів, запалюють ДРЛ, ДРІТ, ДНАТ і подібні до них лампи вуличного або тепличного освітлення.

Також пристрої зворотної дії застосовуються для того, щоб була можливість використовувати побутові прилади, які працюють від мережі змінного струму, при відсутності постійного його джерела (наприклад, автомобільний інвертор). Нижче ви зможете дізнатися про те, як зробити перетворювач напруги.

Характеристика видів перетворювача напруги:

1. Інвертор - це прилад для зміни постійного струму в змінний з подальшим підвищенням напруги або без нього. Як правило, інвертор представляє собою розподільник періодичного струму, який за зовнішнім виглядом наближений до синусоїді. При цьому на виході можна приймати струм з різними параметрами, але це тільки в теорії. Проте тип електрики на виході абсолютно не залежить від того, що на вході. За допомогою цього перетворювача можна отримати струм різної напруги і різної частоти, так як він автоматично встановлює рівень від нуля до максимуму.
   Потужність перетворювача напруги вимірюється в ватах або кіловатах. Для нього визначається вихідна потужність, коли він працює в звичайному режимі, і максимальна, яка більше в 2 рази, в пусковому режимі. Також дуже важливо, щоб цей пристрій мало захисну функцію від короткого замикання, перевантаження, перенапруги і перегріву. Як доповнення інвертор повинен мати вбудований екран, розетки і пристосування для підзарядки акумуляторів від мережі. Крім цього, подібний трансформатор, який виконує роль перетворювача, створює повну ізоляцію між вхідними та вихідними ланцюгами. Це сприяє підвищенню електричної безпеки, а значить скорочує наявність проблем під час планування систем.
   
2. Випрямляч - це напівпровідниковий прилад для зміни енергії змінного потоку електрики в постійний. Необхідність застосування випрямляча встає в тому випадку, коли для споживача постійного струму потрібно тимчасове живлення від ресурсу зі змінним струмом, наприклад, у побутовій мережі. Тоді його ставлять в якості провідника від змінного до постійного. Найчастіше цей вид перетворювача застосовується в зарядний пристрій для ноутбуків і телефонів, в блоках харчування для стаціонарного комп'ютера, на підстанціях для електричного транспорту, в приладі безперебійного живлення і т.д. Випрямляч, в різних варіантах пристрою, відокремлює або перевертає одну з хвиль змінного струму, створюючи потік однотипним. Схеми конструкції випрямляча напруги можна розділити на однофазні, трифазні.

Перетворювачі напруги своїми руками

При наявності правильних схем в домашніх умовах можна зібрати будь-який пристрій, в тому числі випрямляч і інвертор. В цьому випадку потрібно грамотно застосувати всі отримані знання і зробити перетворювач напруги своїми руками.

Створення простого перетворювача напруги своїми руками

Для підвищуючого перетворювача напруги вам знадобляться декілька доступних за ціною компонентів.

Рекомендації для створення інвертора:

1. Використовуйте звичайний мультивібратор як розподільника. На відміну від інших сучасних високоточних розподільників на основі мікросхем, мультивибратор знаходиться на кілька щаблів нижче, тобто слабкіше. Однак для застосування інвертора серед широких мас, він цілком підходить. Функціонування мультивибратора є стабільним, тому досить рідко трапляються неполадки при вхідній напрузі, а також при жорстких погодних умовах.
2. Купуйте вже зібраний трансформатор від UPS, обсяг сердечника якого дає можливість скинути близько 300 ват вхідної потужності.
3. Цей трансформатор складається з двох вихідних обмоток, кожна на 7 В, а також мережеву обмотку на 220 В. Провід первинної обробки повинен становити не більше 2,5 мм. Схема перетворювача напруги представлена \u200b\u200bнижче.

Єдиним недоліком цієї схеми є відсутність захисту на вході і виході електричного струму, тому при виникненні короткого замикання і перезавантаження, польові ключі можуть почати перегріватися, і тривати це буде до тих пір, поки вони не вийдуть з ладу.

Однак достоїнств в ній досить багато:

• неважкий ремонт;
• мінімальні фінансові витрати;
• невеликий розмір плати;
• функціонування навіть при поганій погоді;
• широке наявність використовуваних елементів;
• 50 Гц на виході.

Створення простого випрямляча напруги своїми руками

Схема абсолютно будь-якого понижуючого перетворювача напруги (випрямляч) складається з 3 головних компонентів:

1. випрямний елемент, який має тільки одну обмежену провідність. Вона служить для зміни напруги з змінного в імпульсний;
2. силовий трансформатор є приладом для підвищення і пониження напруги мережі, до якої він підключений, і електричної розв'язки мережі від апаратури;
3. пристрій для фільтрації імпульсного напруги.

Рекомендації для створення випрямляча:

1. Як правило, основою для всіх подібних приладів є трансформатор. Він буває переносним і стаціонарним (величезна споруда для стабілізації високої напруги, що подається з електростанції). В основі будь-якого трансформатора лежать дві котушки для створення індуктивної електромагнітної зв'язку. Якщо пояснювати цей процес простими словами, то струм дається спочатку на 1 з 2-х котушок, заряджаючи її, після цього виникає потрібне електромагнітне поле, передає заряд на 2 котушку, звідки електрику йде далі.
2. Для коригування напруги використовуйте пристрій, який називається реостат.
3. Налаштовувати його своїми руками незручно, тому краще поставити до нього невелику мікросхему, яка здатна стабілізувати напругу. На ній буде фіксуватися напрямок руху струму після того, як він вийде з трансформатора.
4. Придбайте 12-16 конденсаторів рівної місткості для виведення струму з трансформатора. Вони збирають струм в одному місці і видають його більш рівномірним.
5. Приєднайте конденсатори до реостата. Для отримання більш м'якого вирівнювання слід встановити кілька реостатов в паралелі.
6. Після об'єднання в один потік на етапі конденсаторів, розділіть ланцюг на кілька окремих гілок, які підключаються до реостата. Для цього використовуйте формулу R / кількість реостатов, згідно з якою кожен реостат має опір в певну кількість Ом.
7. Після цього ланцюг об'єднується заново в один потік і відводиться на діод, який підключений до звичайної домашньої розетки.
8. Всі задані дії належать до проводу з фазою, його потрібно просто під'єднати до розетки.

Цей спосіб збирання звичайного випрямляча є досить застарілим, тому для підвищення ефективності існує прилад з функцією захисного відключення (УЗО). У ньому струм також йде від трансформатора на УЗО, а нуль відповідно підключається до нього. У тому випадку, якщо відбудеться стрибок напруги, то УЗО автоматично від'єднає ланцюг, і побутова техніка не отримає ніяких пошкоджень. Після виправлення неполадок в мережі, трансформатор буде продовжувати працювати далі в звичайному режимі.

Якщо ви хочете зібрати понижуючий перетворювач напруги, то вам знадобиться звичайний трансформатор, друга котушка якого обмотана товщою мідним дротом. В іншому випадку трансформатор вийде з ладу відразу ж.

У випадках занадто високої напруги необхідно використовувати понижуючий трансформатор. Зібрати його можна за аналогією, за тим винятком, що обмотку на другій котушці слід зробити з більш товстого дроту, інакше все пристрій згорить. Існують також універсальні прилади знижуюче-підвищувального типу.

Саморобні перетворювачі напруги може зробити навіть школяр. Це прості пристрої недорогий, але якісної збірки. Однак не варто забувати про заходи безпеки в роботі з електрикою.