Um sistema de fornecimento de energia regulado pode ser montado para converter eletricamente a corrente alternada de alta voltagem (AC) em uma corrente contínua fixa (CC) em uma série de etapas. Esse processo envolve primeiramente a conversão da tensão AC variável em uma tensão CC pulsada de direção única. A corrente pulsada é então suavizada e regulada para produzir uma saída CC fixa. Matematicamente, a conversão da tensão AC para a tensão CC equivalente requer apenas uma compreensão da relação entre os dois processos elétricos.
Conversão da tensão CA para CC eletricamente
Comece com um step-up ou transformador abaixador para aumentar ou diminuir a tensão CA de entrada, conforme necessário. O transformador consiste de duas bobinas paralelas conectadas pelo campo magnético criado em um núcleo de ferro. A regulação da tensão é determinada pelo número de voltas nas bobinas.
Adicione um retificador para converter a AC aumentada ou reduzida em uma voltagem DC. Um retificador de ponte usando quatro diodos converte a tensão CA alternada (negativa e positiva) em uma tensão CC de direção única como condutores alternativos de diodo.
Alise a saída CC pulsada com um capacitor de "reservatório" ou alisamento para que a voltagem DC varie apenas ligeiramente. Este capacitor, que carrega e descarrega na subida e descida dos picos de onda, produz uma saída DC "ondulada" modulada.
Elimina o "ripple" DC adicionando um regulador de tensão escolhido para ajustar a saída CC na tensão desejada. A voltagem DC de entrada deve ser alguns volts maior que a voltagem de saída fixa desejada para permitir flutuações causadas pela ondulação.
Convertendo a voltagem de CA para CC matematicamente
Calcule a voltagem de "pico" saída multiplicando o dado valor de tensão "rms" (raiz quadrada média) por 1,4, ou a raiz quadrada de dois. Por exemplo, uma tensão CA de 10 volts (rms) terá uma tensão de pico de 14 volts.
Converta essa tensão CA de pico na tensão CC equivalente dividindo o valor CA de pico por 1,4. Um pico de tensão CA de 14 volts produzirá uma tensão CC retificada de cerca de 10 volts.
Compare a tensão CC equivalente obtida com o valor rms original - a tensão CC é equivalente à tensão rms ou " valor efetivo, da CA com os picos suavizados. Em uma fonte de energia elétrica real, a saída da tensão CC irá variar devido a perdas e será menor do que o valor da tensão AC rms.
Dica
A voltagem é comumente reportada como um rms, ou " root mean square, "value e não o valor" peak ". A tensão eficaz é o valor "efetivo" da variação da tensão alternada. A tensão de pico é a medida da faixa de tensão, pois a corrente alterna de valores negativos para valores positivos. A tensão rms é de aproximadamente 71% da tensão de pico.
Em uma fonte de alimentação regulada, a tensão CC equivalente depende da quantidade de suavização pelos capacitores e da perda de tensão nos diodos e no transformador.
Aviso
Esteja ciente dos perigos inerentes envolvidos ao trabalhar com fontes de energia elétrica e siga o protocolo de segurança apropriado. Não fazer isso pode resultar em ferimentos ou morte.
