Come viene convertita la tensione in corrente

È impossibile trasformare la corrente in tensione o la tensione in corrente, poiché si tratta di fenomeni fondamentalmente diversi. La tensione viene misurata alle estremità di un conduttore o di una sorgente EMF, mentre la corrente è una carica elettrica che si muove attraverso una sezione trasversale di un conduttore.

La tensione o la corrente possono essere convertite in tensione o corrente di diversa intensità, in questo caso parlano della conversione di energia elettrica (potenza).

Se la tensione diminuisce durante la conversione di energia elettrica, allora la corrente aumenta e se la tensione aumenta, allora la corrente diminuisce. La quantità di energia in ingresso e in uscita sarà approssimativamente la stessa (meno, ovviamente, la perdita nel processo di conversione) in conformità con la legge di conservazione dell'energia.

Questo perché l'energia elettrica A è inizialmente l'energia potenziale (energia di posizione in un campo elettrico) di una carica elettrica, cioè A = U * q. E l'attuale I - non è altro che il movimento della carica q nel campo elettrico nel tempo t, cioè I = q / t.

Pertanto, nel processo di conversione dell'energia A1 = U1 * q1 all'ingresso - in energia A2 = U2 * q2 all'uscita di un certo dispositivo di conversione - viene ridotta la differenza potenziale (U2

Oppure la quantità di carica trasferita per unità di tempo diminuisce (q2

Per realizzare una tale conversione di energia elettrica, usano il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, scoperto da Michael Faraday alla fine dell'estate 1831, e usato oggi nei trasformatori e nei convertitori di tensione di impulso per ridurre o aumentare la tensione (rispettivamente, per aumentare o diminuire la corrente). Successivamente, consideriamo il processo di tale trasformazione in termini generali.

Quando la corrente I cambia (aumenta e diminuisce) in una bobina conduttiva con induttanza L - il campo magnetico B generato da questa corrente e che penetra nell'area S limitata da questa bobina cambia - il flusso magnetico Φ = B * S = L * I.

Con che velocità cambia la corrente I nella bobina - così fa il flusso magnetico Φ, permeando l'area S limitata da questa bobina. La corrente alternata I nella bobina è direttamente proporzionale alla tensione U applicata alle estremità della bobina. Pertanto, maggiore è l'ampiezza U, maggiore è l'ampiezza della corrente I nella bobina e maggiore è l'ampiezza del flusso magnetico Φ della bobina con la corrente.

Michael Faraday ha dimostrato che un flusso magnetico variabile nel tempo è in grado di indurre EMF (tensione) in un circuito che copre la regione di questo flusso magnetico variabile e che la velocità di variazione del flusso magnetico dF / dt influenza l'entità dell'EMF risultante: maggiore è la velocità di variazione del flusso magnetico tensione alle estremità del circuito.

Di conseguenza, se posizioniamo un'altra bobina (secondaria) nell'intervallo del flusso magnetico mutevole, allora verrà indotto un EMF (tensione alle estremità), proporzionale alla velocità di variazione del flusso magnetico - maggiore è il flusso magnetico e più veloce cambia - maggiore è l'induzione nel secondario bobina EMF. Se ci sono più (N) turni secondari e sono collegati in serie, allora l'EMF indotto si sommerà in essi.

E se il circuito secondario è chiuso, la carica (corrente) spostata lungo esso creerà il proprio flusso magnetico, opposto al flusso magnetico primario in direzione e uguale in grandezza ad esso.

Se le spire del circuito secondario sono completamente simili alla spira primaria in proprietà magnetiche, forma e induttanza, allora in questo caso la corrente causata dall'EMF indotta verrà divisa equamente tra tutte le spire secondarie. Pertanto, più giri sono collegati in serie: maggiore è la tensione ottenuta in uscita e minore sarà la corrente in uscita quando il circuito è chiuso al carico.

Funziona su questo principio trasformatoreaumento o diminuzione della tensione alternata e, di conseguenza, riduzione o aumento della corrente alternata. Se ci sono più giri primari e meno secondari, allora ci sarà più corrente per giro della bobina secondaria, ma la tensione alle estremità della bobina secondaria sarà meno totale (proporzionale al rapporto di giri negli avvolgimenti), cioè la corrente di uscita aumenterà rispetto all'ingresso e la tensione scenderà.