Kada dizajnirate aplikaciju i razmatrate koji se elektromehanički prekidač može koristiti za ispunjavanje ili premašivanje zahtjeva za maksimalnim opterećenjem, možda ćete se pitati o navedenim naponima i električnim vrijednostima za izmjeničnu i istosmjernu struju, ili se možda nađete u situaciji da morate pretvoriti AC u DC napon.
Kad su u pitanju prekidači - koji se koriste za spajanje i prekidanje električnih spojeva u strujnom krugu - nosivost struje između AC i DC krugova uvijek se razlikuje, a to ćete vidjeti predstavljeno u AC i DC nazivnim vrijednostima prekidača. Evo primjera E-Switch prekidača serije RB3 , s nazivnim vrijednostima kontakata otisnutim na samom prekidaču, kao i odgovarajućim odjeljkom iz njegovog podatkovnog lista.
Prije nego se pozabavimo time kako pretvoriti AC u DC, pokrijmo osnove.
DC naspram AC: istosmjerna struja naspram izmjenične struje
Što je istosmjerna struja? Istosmjerna struja znači da imate stalan protok struje. Sve baterije koriste istosmjernu struju — kada su priključene na strujni krug, daju vam konstantan napon na mjestu izvora tako da je struja konstantna.
Što je izmjenična struja? To je kada se struja kreće naprijed-natrag. Sve zidne utičnice koriste izmjeničnu struju. U Sjedinjenim Državama, ova radnja naprijed-nazad u zidnoj utičnici događa se 60 puta u sekundi (60 Hertza ili 60 Hz).
Ukratko, AC varira u veličini i smjeru dok DC održava stabilan protok. Iz toga slijedi da ćete prvo morati utvrditi koristi li se vaš prekidač u AC ili DC krugu. Kada se strujni krugovi izmjenične struje prekinu, luk se brzo gasi. Međutim, kada se DC strujni krug prekine, luk traje puno dulje prije nego što se ugasi. To može dovesti do pregrijavanja i preranog kvara prekidača.
Drugi ključni faktor je određivanje preključujete li otporno ili induktivno opterećenje . Struja raste trenutno kada se uključi otporno opterećenje i doseže svoju ustaljenu vrijednost bez daljnjeg porasta. S druge strane, induktivno opterećenje vuče veliku količinu struje kada se uključi prije nego što dostigne ustaljenu vrijednost. To uzrokuje pojavu prekomjernog napona, što znači da ćete morati osigurati da nazivne vrijednosti prekidača zadovoljavaju ili premašuju zahtjeve kruga.
Većina prekidača u elektronici je u redu za AC ili DC, sve dok ostanete na ili ispod specifikacija, budući da brzo "škljocaju", ali ćete naići na probleme s višim naponom i amperažom. Na primjer, prekidači namijenjeni za ožičenje u kućanstvu neće dobro odgovarati za aplikacije komutacije istosmjerne struje velike struje poput automobilske ili solarne kućne baterije.
Sada pogledajmo kako pretvoriti AC u DC napon. Imajte na umu da prve dvije metode u nastavku nikada neće dati precizan odgovor za vašu konverziju, ali će vam dati opću ideju.
#1. Kako pretvoriti izmjenični u istosmjerni napon (formula)
Nazivna vrijednost istosmjernog napona (VDC) prekidača uvijek je niža od nazivne vrijednosti izmjeničnog napona (VAC) pri istoj nazivnoj struji (Amperi). Na primjer: Prekidač ocijenjen za 20 ampera pri 125VAC ili (10 ampera pri 250VAC), obično bi imao nazivnu struju manju od 1 ampera pri 125VDC.
Ako pokušavate saznati istosmjerni napon izmjeničnog napajanja, upotrijebite formulu VAC/√(2) — podijelite izmjenični napon s kvadratnim korijenom iz 2 da biste pronašli istosmjerni napon. Budući da AC napajanje šalje napon u izmjeničnim valovima, istosmjerni napon bit će niži nakon što ga pretvorite. Napišite formulu VAC/√(2) i VAC zamijenite izmjeničnim naponom. Koristite kalkulator za rješavanje jednadžbe ako želite najprecizniji odgovor. Na primjer, ako izvor izmjenične struje ima 120 V, tada bi vaša formula bila 120/√(2) = 84.85 V u istosmjernom signalu. Ako imate žarulju sa žarnom niti na 141 VAC, tada formula pokazuje da će svijetliti jednako jako na 100 VDC: 141/√(2) = 100.
Jednadžba nam također omogućuje da radimo unatrag od poznavanja zahtjeva istosmjerne struje do izračuna potrebne izmjenične struje. Imajte na umu da će stvarni istosmjerni izlaz biti manji od konačnog izračuna. Istosmjerni napon koji ste izračunali jednostavno je "teoretski napon" — struje imaju pad napona kada su spojene na uređaj tako da neće imati puni iznos koji ste izračunali. Samo hipotetske pretvorbe održavaju 100 posto učinkovitosti.
#2. Kako pretvoriti izmjenični u istosmjerni napon (faktori)
| Naponska ocjena | Otporno opterećenje Pomnožiti sa: |
Induktivno opterećenje Pomnožiti sa: |
| 125VAC | 1 | 0.66 |
| 250VAC | 0.66 | 0.33 |
| 12VDC | 1.25 | 1 |
| 30VDC | 1 | 0.5 |
| 48VDC | 0.33 | 0.25 |
| 125VDC | 0.05 | 0.03 |
Primjer: Ako imate prekidač ocijenjen za 6A pri 125 VAC i želite provjeriti za upotrebu pri 48 VDC: 6A x 0.33 = 2A pri 48 VDC.
Opet, ovo je matematičko ponovno ocjenjivanje, a ne testirani podaci. Prekidač treba testirati u aplikaciji u kojoj se namjerava koristiti.
Kako pretvarate izmjenični u istosmjerni napon? VIDEO OBJAŠNJENJE
#3. Kako pretvoriti izmjenični u istosmjerni napon (fizički)
Slijedeći nekoliko koraka i koristeći ispravljač, možete pretvoriti izmjeničnu struju u istosmjernu. Najjednostavniji i najučinkovitiji način pretvaranja izmjenične struje u istosmjernu je kroz komponentu strujnog kruga koja se naziva ispravljač. Ispravljači su obično izrađeni od dioda, koje omogućuju protok struje samo u jednom smjeru.
Najprije ćete morati odabrati odgovarajući ispravljač — poluvalni ispravljač radi za aplikacije niske izlazne snage, ali punovalni ispravljač je učinkovitiji i prikladniji za aplikacije velike snage. Zatim ćete morati pogledati dijagram strujnog kruga kako biste spojili ulazne priključke ispravljača na izvor izmjenične struje i izlazne priključke na opterećenje koje zahtijeva istosmjerno napajanje.
Zatim možete spojiti ispravljač na izvor izmjenične struje i opterećenje na izlaz ispravljača prije mjerenja izlaznog napona pomoću multimetra. Napon bi trebao odgovarati željenom istosmjernom izlaznom naponu prema specifikacijama ispravljača.
Saznajte više: Napon, struja i otpor: Koja je razlika?
