Kā spriegums tiek pārveidots par strāvu

Nav iespējams strāvu pārveidot par spriegumu vai spriegumu par strāvu, jo tās ir principiāli atšķirīgas parādības. Spriegumu mēra vadītāja vai EML avota galos, savukārt strāva ir elektriskais lādiņš, kas pārvietojas caur diriģenta šķērsgriezumu.

Spriegumu vai strāvu var pārveidot tikai par dažāda lieluma spriegumu vai strāvu, šajā gadījumā viņi runā par elektriskās enerģijas (jaudas) pārveidošanu.

Ja elektriskās enerģijas pārveidošanas laikā spriegums samazinās, tad strāva palielinās, un, ja spriegums palielinās, tad strāva samazinās. Saskaņā ar enerģijas saglabāšanas likumu enerģijas daudzums ieejā un izejā būs aptuveni vienāds (atskaitot, protams, zaudējumus pārveidošanas procesā).

Tas notiek tāpēc, ka elektriskā enerģija A sākotnēji ir elektriskā lādiņa potenciālā enerģija (pozīcijas enerģija elektriskajā laukā), tas ir, A = U * q. Un strāva I - nav nekas cits kā lādiņa q kustība elektriskajā laukā laika gaitā t, tas ir, I = q / t.

Tāpēc enerģijas pārveidošanas procesā A1 = U1 * q1 pie ieejas - enerģijā A2 = U2 * q2 pie noteiktas pārveidojošās ierīces izejas - vai nu tiek samazināta potenciālā starpība (U2

Vai arī vienā laika vienībā pārsūtītā uzlādes summa samazinās (q2

Lai veiktu šādu elektroenerģijas pārveidošanu, viņi izmanto elektromagnētiskās indukcijas fenomenu, ko 1831. gada vasaras beigās atklāja Maikls Faraday un šodien izmanto transformatoros un impulsa sprieguma pārveidotājos, lai samazinātu vai palielinātu spriegumu (attiecīgi, lai palielinātu vai samazinātu strāvu). Tālāk mēs apsveram šādas pārveidošanas procesu vispārīgā nozīmē.

Kad strāva I mainās (palielinās un samazinās) vadošajā spolē ar induktivitāti L - mainās magnētiskais lauks B, ko rada šī strāva un iekļūst apgabalā S, kuru ierobežo šī spole - magnētiskā plūsma Φ = B * S = L * I.

Cik ātri mainās strāva I spolē - tāpat mainās magnētiskā plūsma Φ, iekļūstot apgabalā S, kuru ierobežo šī spole. Maiņstrāva I spolē ir tieši proporcionāla spriegumam U, ko piemēro spoles galiem. Tādējādi, jo lielāka amplitūda U, jo lielāka ir spoles I strāvas amplitūda un jo lielāka ir spoles magnētiskās plūsmas Φ amplitūda ar strāvu.

Maikls Faradejs parādīja, ka laika ziņā mainīgā magnētiskā plūsma spēj izraisīt EML (spriegumu) ķēdē, kas aptver šīs mainīgās magnētiskās plūsmas apgabalu, un magnētiskās plūsmas maiņas ātrums dF / dt ietekmē iegūtās EML lielumu: jo lielāks ir magnētiskās plūsmas maiņas ātrums, jo lielāks ir spriegums ķēdes galos.

Tātad, ja mainīgās magnētiskās plūsmas diapazonā ievietojam citu spirāli (sekundāro), tad tajā tiek ierosināta EML (spriegums galos) proporcionāli magnētiskās plūsmas maiņas ātrumam - jo lielāka ir magnētiskā plūsma un jo ātrāk tā mainās - jo lielāka indukcija sekundārajā. spole EMF. Ja ir vairāki (N) sekundārie pagriezieni un tie ir savienoti virknē, tad inducētais EML saskaitās tajos.

Un, ja sekundārā ķēde ir slēgta, tad gar to pārvietotā lādiņa (strāva) radīs savu magnētisko plūsmu, kas ir pretēja primārajai magnētiskajai plūsmai virzienā un ir vienāda ar to.

Ja sekundārās ķēdes pagriezieni ir pilnīgi līdzīgi primārajiem pagriezieniem magnētisko īpašību, formas un induktivitātes ziņā, tad šajā gadījumā indukcijas EML radītā strāva tiks vienādi sadalīta starp visiem sekundārajiem pagriezieniem. Tāpēc jo vairāk pagriezienu ir savienoti virknē - jo vairāk izejas tiek iegūts spriegums, un mazāka strāva tiks izvadīta, kad ķēde ir slēgta slodzei.

Tas darbojas pēc šī principa transformatorspalielinot vai samazinot maiņstrāvu un attiecīgi samazinot vai palielinot maiņstrāvu. Ja ir vairāk primāro pagriezienu un mazāk sekundāro, tad sekundārajā spoles pagriezienā būs lielāka strāva, bet spriegums sekundārā spoles galos kopumā būs mazāks (proporcionāls apgriezienu attiecībai tinumos), tas ir, izejas strāva palielināsies, salīdzinot ar ieeju, un spriegums iet uz leju.