Saat merancang aplikasi dan mempertimbangkan sakelar elektromekanis mana yang dapat digunakan untuk memenuhi atau melampaui persyaratan beban maksimum, Anda mungkin bertanya-tanya tentang voltase dan peringkat listrik yang tercantum untuk arus bolak-balik dan searah, atau mungkin Anda perlu mengubah AC ke DC tegangan.
Jika berbicara tentang sakelar - yang digunakan untuk membuat dan memutus sambungan listrik dalam suatu rangkaian - kapasitas hantar arus antara rangkaian AC dan DC selalu berbeda, dan Anda akan melihatnya terwakili dalam peringkat AC dan DC sakelar. Berikut ini contoh E-Switch Sakelar rocker Seri RB3 dengan bagian yang sesuai dari lembar datanya.
Sebelum membahas cara mengubah AC ke DC, mari kita bahas dasar-dasarnya.
DC vs AC: Arus Searah versus Arus Bolak-balik
Apa itu arus searah? Arus searah berarti Anda memiliki aliran arus konstan. Semua baterai menggunakan arus searah — ketika dihubungkan ke sirkuit, ini memberi Anda tegangan konstan di lokasi sumber sehingga arusnya konstan.
Apa itu arus bolak-balik? Inilah saat arus bergerak maju mundur. Semua stopkontak di dinding menggunakan arus bolak-balik. Di Amerika Serikat, aksi bolak-balik di stopkontak ini terjadi 60 kali per detik (60 Hertz atau 60 Hz).
Singkatnya, AC bervariasi dalam besaran dan arah sementara DC mempertahankan aliran tetap. Oleh karena itu, pertama-tama Anda harus menentukan apakah sakelar Anda digunakan di sirkuit AC atau DC. Ketika sirkuit AC putus, busur listrik dengan cepat padam. Namun, ketika rangkaian DC putus, busur akan ditarik lebih lama sebelum akhirnya padam. Hal ini dapat menyebabkan panas berlebih dan kegagalan sakelar prematur.
Faktor kunci lainnya adalah menentukan apakah Anda termasuk mengalihkan beban resistif atau induktif. Arus naik seketika ketika beban resistif dihidupkan dan mencapai nilai kondisi tunaknya tanpa naik lebih tinggi lagi. Sebaliknya, beban induktif menarik sejumlah besar arus ketika dihidupkan sebelum mencapai nilai kondisi tunak. Hal ini menyebabkan munculnya tegangan berlebih, artinya Anda harus memastikan bahwa peringkat sakelar memenuhi atau melampaui persyaratan rangkaian.
Kebanyakan saklar dalam elektronik baik-baik saja untuk AC atau DC, selama Anda tetap pada atau di bawah spesifikasi, karena mereka cepat “putus”, tetapi Anda akan mengalami masalah dengan tegangan dan arus listrik yang lebih tinggi. Misalnya, sakelar yang dimaksudkan untuk perkabelan rumah tangga tidak akan cocok untuk aplikasi peralihan DC arus tinggi seperti baterai mobil atau rumah tenaga surya.
Sekarang mari kita lihat cara mengubah tegangan AC ke DC. Ingatlah bahwa dua metode pertama di bawah ini tidak akan pernah memberikan jawaban pasti untuk konversi Anda, namun akan memberi Anda gambaran umum.
#1. Cara Mengubah Tegangan AC ke DC (Rumus)
Nilai Tegangan DC (VDC) suatu saklar selalu lebih rendah daripada nilai Tegangan AC (VAC) pada nilai arus (Amps) yang sama. Misalnya: Sakelar dengan nilai 20 amp pada 125VAC atau (10 amp pada 250VAC), biasanya memiliki nilai arus kurang dari 1 Amp pada 125VDC.
Jika Anda mencoba mencari tegangan DC pada catu daya AC, gunakan rumus VAC/√(2) — bagi tegangan AC dengan akar kuadrat dari 2 untuk mencari tegangan DC. Karena catu daya AC mengirimkan tegangan dalam gelombang bolak-balik, tegangan DC akan lebih rendah setelah Anda mengubahnya. Tuliskan rumus VAC/√(2) dan ganti VAC dengan tegangan AC. Gunakan kalkulator untuk menyelesaikan persamaan Anda jika Anda menginginkan jawaban yang paling tepat. Misalnya, jika sumber listrik AC memiliki tegangan 120 V, maka rumus Anda adalah 120/√(2) = 84.85 V pada sinyal DC. Jika Anda memiliki bohlam pijar dengan tegangan 141 VAC, rumus menunjukkan bahwa bohlam tersebut akan bersinar sama terangnya pada tegangan 100 VDC: 141/√(2) = 100.
Persamaan ini juga memungkinkan kita untuk bekerja mundur dari mengetahui kebutuhan DC hingga menghitung AC yang diperlukan. Perlu diingat bahwa output DC aktual akan lebih kecil dari perhitungan akhir. Tegangan DC yang Anda hitung hanyalah "tegangan teoritis" — arus memiliki penurunan tegangan saat terhubung ke perangkat sehingga tidak akan memiliki jumlah penuh yang telah Anda hitung. Hanya konversi hipotetis yang mempertahankan efisiensi 100 persen.
#2. Cara Mengubah Tegangan AC ke DC (Faktor)
| Peringkat Tegangan | Beban Resistif Kalikan dengan: |
Beban Induktif Kalikan dengan: |
| 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 |
Contoh: Jika Anda mempunyai saklar berkekuatan 6A pada 125 VAC dan ingin memeriksa penggunaannya pada 48 VDC: 6A x 0.33 = 2A pada 48 VDC.
Sekali lagi, ini adalah data yang dihitung ulang secara matematis dan bukan data yang diuji. Sakelar harus diuji dalam aplikasi yang dimaksudkan untuk digunakan.
Bagaimana cara mengubah tegangan AC menjadi DC? PENJELASAN DALAM BENTUK VIDEO
#3. Cara Mengubah Tegangan AC ke DC (Secara Fisik)
Dengan mengikuti beberapa langkah dan menggunakan penyearah, Anda dapat mengubah daya AC menjadi daya DC. Cara paling sederhana dan efektif untuk mengubah Arus Bolak-balik menjadi Arus Searah adalah melalui komponen rangkaian yang disebut penyearah. Penyearah biasanya dibuat dari dioda, yang memungkinkan arus mengalir hanya dalam satu arah.
Pertama, Anda harus memilih penyearah yang sesuai — penyearah setengah gelombang berfungsi untuk aplikasi keluaran rendah, namun penyearah gelombang penuh lebih efisien dan cocok untuk aplikasi daya tinggi. Anda kemudian perlu melihat diagram sirkuit untuk menghubungkan terminal masukan penyearah ke sumber daya AC dan terminal keluaran ke beban yang memerlukan daya DC.
Anda kemudian dapat menghubungkan penyearah ke sumber listrik AC dan beban ke keluaran penyearah sebelum mengukur tegangan keluaran menggunakan multimeter. Tegangan harus sesuai dengan tegangan keluaran DC yang diinginkan seperti yang ditentukan oleh penyearah.
Pelajari lebih lanjut: Tegangan, Arus, dan Hambatan: Apa Perbedaannya?
