วิธีแปลงแรงดันเป็นกระแส

มันเป็นไปไม่ได้ที่จะเปลี่ยนกระแสเป็นแรงดันหรือแรงดันเป็นกระแสเนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์ที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน แรงดันถูกวัดที่ปลายตัวนำหรือแหล่งกำเนิด EMF ในขณะที่กระแสไฟฟ้ามีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านส่วนตัดของตัวนำ

แรงดันหรือกระแสสามารถแปลงเป็นแรงดันหรือกระแสที่มีขนาดต่างกันเท่านั้นในกรณีนี้พวกเขาพูดถึงการแปลงพลังงานไฟฟ้า (พลังงาน)

หากแรงดันไฟฟ้าลดลงในระหว่างการแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าก็จะสูงขึ้นและหากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นกระแสไฟฟ้าก็จะลดลง ปริมาณพลังงานที่อินพุตและเอาต์พุตจะประมาณเท่ากัน (ลบแน่นอนการสูญเสียในกระบวนการแปลง) ตามกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์พลังงาน

เนื่องจากพลังงานไฟฟ้า A เริ่มแรกคือพลังงานศักย์ (ตำแหน่งพลังงานในสนามไฟฟ้า) ของประจุไฟฟ้านั่นคือ A = U * q และปัจจุบัน I - ไม่มีอะไรมากไปกว่าการเคลื่อนที่ของประจุ q ในสนามไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไป t นั่นคือ I = q / t

ดังนั้นในกระบวนการแปลงพลังงาน A1 = U1 * q1 ที่อินพุต - เป็นพลังงาน A2 = U2 * q2 ที่เอาท์พุทของอุปกรณ์การแปลงบางอย่าง - ความแตกต่างที่เป็นไปได้ (U2

หรือจำนวนของประจุที่ถ่ายโอนต่อหน่วยเวลาลดลง (q2

เพื่อดำเนินการแปลงพลังงานไฟฟ้าพวกเขาใช้ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าค้นพบโดย Michael Faraday ในปลายฤดูร้อนปี 1831 และใช้ในปัจจุบันในหม้อแปลงและตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าพัลส์เพื่อลดหรือเพิ่มแรงดัน (ตามลำดับเพื่อเพิ่มหรือลดกระแส) ต่อไปเราจะพิจารณากระบวนการของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในแง่ทั่วไป

เมื่อกระแส I เปลี่ยน (เพิ่มและลดลง) ในขดลวดตัวนำที่มีตัวเหนี่ยวนำ L - สนามแม่เหล็ก B ที่เกิดจากกระแสนี้และแทรกซึมพื้นที่ S ที่ถูก จำกัด โดยขดลวดนี้จะเปลี่ยน - ฟลักซ์แม่เหล็กΦ = B * S = L * I.

กระแส I ในขดลวดเปลี่ยนแปลงเร็วแค่ไหน - ฟลักซ์แม่เหล็ก perm ทำให้พื้นที่ S ถูก จำกัด โดยขดลวดนี้ กระแสไฟฟ้าสลับ I ในขดลวดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้า U ที่ใช้กับปลายขดลวด ดังนั้นแอมพลิจูดที่มีขนาดใหญ่กว่ายิ่งแอมพลิจูดของกระแส I ในขดลวดมากขึ้นและแอมพลิจูดของฟลักซ์แม่เหล็กΦของขดลวดยิ่งมากขึ้นด้วยกระแส

Michael Faraday แสดงให้เห็นว่าฟลักซ์แม่เหล็กที่แปรผันตามเวลามีความสามารถในการเหนี่ยวนำ EMF (แรงดันไฟฟ้า) ในวงจรที่ครอบคลุมพื้นที่ของฟลักซ์แม่เหล็กที่แปรผันนี้และอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก dF / dt ส่งผลต่อขนาดของ EMF ที่สูงขึ้น แรงดันที่ปลายของวงจร

ดังนั้นถ้าเราวางขดลวดอื่น (ทุติยภูมิ) ในช่วงของฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงแล้วแรงเคลื่อนไฟฟ้า EMF (ที่ปลาย) จะถูกเหนี่ยวนำให้อยู่ในนั้นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก - ยิ่งฟลักซ์แม่เหล็กยิ่งเร็วขึ้น ขดลวด EMF หากมีการหมุนรอบที่สอง (N) ครั้งและเชื่อมต่อกันเป็นชุด EMF ที่เหนี่ยวนำจะถูกเพิ่มเข้ามา

และถ้าวงจรทุติยภูมิถูกปิดประจุ (กระแส) ที่เคลื่อนที่ไปตามนั้นจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กของตัวเองตรงข้ามกับฟลักซ์แม่เหล็กปฐมภูมิในทิศทางและขนาดที่เท่ากัน

หากการหมุนของวงจรทุติยภูมิคล้ายกับการหมุนรอบแรกในคุณสมบัติแม่เหล็กรูปร่างและการเหนี่ยวนำดังนั้นในกรณีนี้กระแสที่เกิดจาก EMF ที่เหนี่ยวนำจะถูกแบ่งเท่า ๆ กันในเทิร์นที่สองทั้งหมด ดังนั้นยิ่งมีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมมากขึ้นก็จะมีแรงดันเพิ่มขึ้นที่เอาต์พุตและกระแสไฟฟ้าที่น้อยลงก็จะถูกส่งออกเมื่อปิดวงจรโหลด

มันทำงานบนหลักการนี้ หม้อแปลงไฟฟ้าการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและดังนั้นการลดหรือเพิ่มกระแสสลับ หากมีการหมุนรอบแรกและรอบที่สองน้อยกว่าจะมีกระแสต่อการหมุนของขดลวดทุติยภูมิมากขึ้น แต่แรงดันที่ปลายของขดลวดทุติยภูมิจะน้อยกว่าทั้งหมด (สัดส่วนกับอัตราส่วนรอบของขดลวดในขดลวด) นั่นคือกระแสเอาท์พุทจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับอินพุต จะลงไป