Comment la tension est convertie en courant

Il est impossible de transformer le courant en tension ou la tension en courant, car ce sont des phénomènes fondamentalement différents. La tension est mesurée aux extrémités d'un conducteur ou d'une source EMF, tandis que le courant est une charge électrique se déplaçant à travers une section transversale d'un conducteur.

La tension ou le courant ne peuvent être convertis qu'en tension ou en courant d'une autre ampleur, dans ce cas, ils parlent de la conversion de l'énergie électrique (puissance).

Si la tension diminue pendant la conversion de l'énergie électrique, alors le courant augmente, et si la tension augmente, alors le courant diminue. La quantité d'énergie à l'entrée et à la sortie sera approximativement la même (moins, bien sûr, la perte dans le processus de conversion) conformément à la loi de conservation de l'énergie.

En effet, l'énergie électrique A est initialement l'énergie potentielle (énergie de position dans un champ électrique) d'une charge électrique, c'est-à-dire A = U * q. Et le courant I - n'est rien d'autre que le mouvement de la charge q dans le champ électrique au cours du temps t, c'est-à-dire I = q / t.

Par conséquent, dans le processus de conversion de l'énergie A1 = U1 * q1 à l'entrée - en énergie A2 = U2 * q2 à la sortie d'un certain dispositif de conversion - soit la différence de potentiel (U2

Ou la quantité de charge transférée par unité de temps diminue (q2

Pour effectuer une telle conversion d'énergie électrique, ils utilisent le phénomène d'induction électromagnétique, découvert par Michael Faraday à la fin de l'été 1831, et utilisé aujourd'hui dans les transformateurs et dans les convertisseurs de tension d'impulsion pour réduire ou augmenter la tension (respectivement, pour augmenter ou diminuer le courant). Ensuite, nous considérons le processus d'une telle transformation en termes généraux.

Lorsque le courant I change (augmente et diminue) dans une bobine conductrice d'inductance L - le champ magnétique B généré par ce courant et pénétrant dans la zone S limitée par cette bobine change - le flux magnétique Φ = B * S = L * I.

La vitesse à laquelle le courant I dans la bobine change - tout comme le flux magnétique Φ, imprégnant la zone S limitée par cette bobine. Le courant alternatif I dans la bobine est directement proportionnel à la tension U appliquée aux extrémités de la bobine. Ainsi, plus l'amplitude U est grande, plus l'amplitude du courant I dans la bobine est grande et plus l'amplitude du flux magnétique Φ de la bobine avec le courant est grande.

Michael Faraday a montré qu'un flux magnétique variant dans le temps est capable d'induire des CEM (tension) dans un circuit couvrant la région de ce flux magnétique variable, et la vitesse de changement du flux magnétique dF / dt affecte la magnitude de la CEM résultante: plus la vitesse de changement du flux magnétique est élevée, plus la valeur est élevée tension aux extrémités du circuit.

Par conséquent, si nous plaçons une autre bobine (secondaire) dans la plage du flux magnétique changeant, alors une EMF (tension aux extrémités) y sera induite, proportionnelle à la vitesse de changement du flux magnétique - plus le flux magnétique est grand et plus il change rapidement - plus l'induction dans le secondaire est grande bobine EMF. S'il y a plusieurs (N) tours secondaires et qu'ils sont connectés en série, alors la FEM induite s'y ajoutera.

Et si vous fermez le circuit secondaire, la charge (le courant) déplacée le long de celui-ci créera son propre flux magnétique, opposé au flux magnétique primaire en direction et de même amplitude.

Si les spires du circuit secondaire sont complètement similaires à la spire primaire en termes de propriétés magnétiques, de forme et d'inductance, alors dans ce cas, le courant provoqué par la FEM induite sera divisé également entre toutes les spires secondaires. Par conséquent, plus il y a de tours connectés en série, plus la tension est produite à la sortie et moins le courant sera produit lorsque le circuit est fermé à la charge.

Cela fonctionne sur ce principe transformateuraugmentation ou diminution de la tension alternative et, par conséquent, diminution ou augmentation du courant alternatif. S'il y a plus de tours primaires et moins de tours secondaires, alors il y aura plus de courant par tour de la bobine secondaire, mais la tension aux extrémités de la bobine secondaire sera moins au total (proportionnelle au rapport de tours dans les enroulements), c'est-à-dire que le courant de sortie augmentera par rapport à l'entrée et la tension va descendre.