Высокая продуктивность переменного тока, в отличие от постоянного, подтверждается на протяжении длительного времени не только теоретическим способом, но и практическим. Однако иногда возникают некоторые трудности, когда есть доступ к постоянному току, а переменный добыть невозможно. Именно в таких ситуациях возникает идея о создании преобразователя напряжения для дома.

Типы электрического тока, их отличие

По сути, электрический ток – это направленное перемещение электрически заряженных частичек, спровоцированное влиянием электрического поля. В электролитах они называются ионами (анионы и катионы), в проводниках и полупроводниках такими частичками являются электроны.

Среди общего понимания сути электричества выделяют отдельное направление, которое называется ток смещения. Его ход определяется в процессе заряда емкости, иначе говоря, в трансформации разницы потенциалов между обкладками. Ток проходит сквозь конденсатор, однако в этом месте никакого перемещения частиц не происходит.

В природе существует 2 вида тока:

• во время действия постоянного тока происходит колебание его величины, но при этом он не видоизменяет своего знака на протяжении длительного времени;
• переменный ток может время от времени изменяться по своей величине и по своему знаку. В этом виде тока следует вычленить два полупериода – отрицательный и положительный. Все, что выше нулевого уровня принадлежит к положительному полупериоду, а ниже – к отрицательному.

Что такое преобразователь напряжения, его назначение, функция

Преобразователем электрической энергии называется электротехнический прибор, который рассчитан на преобразование величин электрического тока (частоты, напряжение, количество фаз, виды сигнала). Для конструкции преобразователя широко применяются полупроводниковые приборы, так как они гарантируют высокий коэффициент полезного действия.

Преобразователи напряжения появились почти одновременно с генераторами электрического тока, так как сразу стало понятно, что следует использовать разные параметры напряжений для определенного типа устройства.

С помощью трансформатора происходит преобразование переменного тока, поэтому существуют повышающие и понижающие преобразователи. Этот процесс выполняется по причине промежуточной конверсии постоянного напряжения в переменное.

Виды преобразователя напряжения

Преобразователи напряжения делятся на два основных вида – это выпрямители и инверторы. Соответственно первые переменный ток преобразуют в постоянный, а вторые – постоянный ток в переменный.

В быту преобразователи используются практически повсеместно, начиная от дросселей, зажигающих ДРЛ, ДРИТ, ДНАТ и подобные им лампы уличного или тепличного освещения.

Также устройства обратного действия применяются для того, чтобы была возможность использовать бытовые приборы, которые работают от сети переменного тока, при отсутствии постоянного его источника (например, автомобильный инвертор). Ниже вы сможете узнать о том, как сделать преобразователь напряжения.

Характеристика видов преобразователя напряжения:

1. Инвертор – это прибор для изменения постоянного тока в переменный с последующим повышением напряжения или без него. Как правило, инвертор представляет собой распределитель периодического тока, который по внешнему виду приближен к синусоиде. При этом на выходе можно принимать ток с разными параметрами, но это только в теории. Тем не менее тип электричества на выходе совершенно не зависит от того, что на входе. С помощью этого преобразователя можно получить ток разного напряжения и разной частоты, так как он автоматически устанавливает уровень от нуля до максимума.
   Мощность преобразователя напряжения измеряется в ваттах или киловаттах. Для него определяется исходная мощность, когда он работает в обычном режиме, и максимальная, которая больше в 2 раза, в пусковом режиме. Также очень важно, чтобы это устройство имело защитную функцию от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения и перегрева. В качестве дополнения инвертор должен иметь встроенный экран, розетки и приспособления для подзарядки аккумуляторов от сети. Помимо этого, подобный трансформатор, который выполняет роль преобразователя, создает полную изоляцию между входящими и выходящими цепями. Это содействует повышению электрической безопасности, а значит сокращает наличие проблем во время планирования систем.
   
2. Выпрямитель – это полупроводниковый прибор для изменения энергии переменного потока электричества в постоянный. Необходимость применения выпрямителя встает в том случае, когда для потребителя постоянного тока нужно временное питание от ресурса с переменным током, например, в бытовой сети. Тогда его ставят в качестве проводника от переменного к постоянному. Чаще всего этот вид преобразователя применяется в зарядных устройствах для ноутбуков и телефонов, в блоках питания для стационарного компьютера, на подстанциях для электрического транспорта, в приборе бесперебойного питания и т.д. Выпрямитель, в разных вариантах устройства, отделяет или переворачивает одну из волн переменного тока, создавая поток однотипным. Схемы конструкции выпрямителя напряжения можно разделить на однофазные, трёхфазные.

Преобразователи напряжения своими руками

При наличии правильных схем в домашних условиях можно собрать любое устройство, в том числе выпрямитель и инвертор. В этом случае нужно грамотно применить все полученные знания и сделать преобразователь напряжения своими руками.

Создание простого преобразователя напряжения своими руками

Для повышающего преобразователя напряжения вам понадобятся несколько доступных по цене компонентов.

Рекомендации для создания инвертора:

1. Используйте обычный мультивибратор в качестве распределителя. В отличие от других современных высокоточных распределителей на основе микросхем, мультивибратор находится на несколько ступеней ниже, т.е. слабее. Однако для применения инвертора среди широких масс, он вполне подходит. Функционирование мультивибратора является стабильным, поэтому довольно редко случаются неполадки при входном напряжении, а также при жестких погодных условиях.
2. Приобретайте уже собранный трансформатор от UPS, объем сердечника которого дает возможность сбросить около 300 ватт входной мощности.
3. Этот трансформатор состоит из двух исходных обмоток, каждая на 7 В, а также сетевую обмотку на 220 В. Провод первичной обработки должен составлять не больше 2,5 мм. Схема преобразователя напряжения представлена ниже.

Единственным недостатком этой схемы является отсутствие защиты на входе и выходе электрического тока, поэтому при возникновении короткого замыкания и перезагрузки, полевые ключи могут начать перегреваться, и длиться это будет до тех пор, пока они не выйдут из строя.

Однако достоинств в ней достаточно много:

• нетрудный ремонт;
• минимальные финансовые затраты;
• небольшой размер платы;
• функционирование даже при плохой погоде;
• широкое наличие используемых элементов;
• 50 Гц на выходе.

Создание простого выпрямителя напряжения своими руками

Схема абсолютно любого понижающего преобразователя напряжения (выпрямитель) состоит из 3 главных компонентов:

1. выпрямительный элемент, который имеет только одну ограниченную проводимость. Она служит для изменения напряжения из переменного в импульсный;
2. силовой трансформатор является прибором для повышения и понижения напряжения сети, к которой он подключен, и электрической развязки сети от аппаратуры;
3. устройство для фильтрации импульсного напряжения.

Рекомендации для создания выпрямителя:

1. Как правило, основой для всех подобных приборов является трансформатор. Он бывает переносным и стационарным (огромная постройка для стабилизации высокого напряжения, которое подается с электростанции). В основе любого трансформатора лежат две катушки для создания индуктивной электромагнитной связи. Если объяснять этот процесс простыми словами, то ток дается сначала на 1 из 2-х катушек, заряжая ее, после этого возникает нужное электромагнитное поле, передающее заряд на 2 катушку, откуда электричество идет дальше.
2. Для корректировки напряжения используйте устройство, которое называется реостат.
3. Настраивать его своими руками несподручно, поэтому лучше поставить к нему небольшую микросхему, которая способна стабилизировать напряжение. На ней будет фиксироваться направление движения тока после того, как он выйдет из трансформатора.
4. Приобретите 12-16 конденсаторов равной вместимости для выведения тока из трансформатора. Они собирают ток в одном месте и выдают его более равномерным.
5. Присоедините конденсаторы к реостату. Для получения более мягкого выравнивания следует установить несколько реостатов в параллели.
6. После объединения в один поток на этапе конденсаторов, разделите цепь на несколько отдельных веток, которые подключаются к реостату. Для этого используйте формулу R/количество реостатов, согласно которой каждый реостат имеет сопротивление в определенное количество Ом.
7. После этого цепь объединяется заново в один поток и отводится на диод, который подключен к обычной домашней розетке.
8. Все заданные действия принадлежат к проводу с фазой, его нужно просто подсоединить к розетке.

Этот способ сборки обычного выпрямителя является достаточно устарелым, поэтому для повышения эффективности существует прибор с функцией защитного отключения (УЗО). В нем ток также идет от трансформатора на УЗО, а ноль соответственно подключается к нему. В том случае, если произойдет скачок напряжения, то УЗО автоматически отсоединит цепь, и бытовая техника не получит никаких повреждений. После исправления неполадок в сети, трансформатор будет продолжать работать дальше в обычном режиме.

Если вы хотите собрать понижающий преобразователь напряжения, то вам понадобится обычный трансформатор, вторая катушка которого обмотана более толстой медной проволокой. В противном случае трансформатор выйдет из строя сразу же.

В случаях слишком высокого напряжения необходимо использовать понижающий трансформатор. Собрать его можно по аналогии, за тем исключением, что обмотку на второй катушке следует сделать из более толстой проволоки, иначе все устройство сгорит. Существуют также универсальные приборы понижающе-повышающего типа.

Самодельные преобразователи напряжения может сделать даже школьник. Это простые устройства недорогой, но качественной сборки. Однако не стоит забывать о мерах безопасности в работе с электричеством.