Kaip įtampa paverčiama srove

Neįmanoma paversti srovės įtampa ar įtampa į srovę, nes tai yra iš esmės skirtingi reiškiniai. Įtampa matuojama laidininko ar EMF šaltinio galuose, o srovė yra elektrinis krūvis, judantis per laidininko skerspjūvį.

Įtampa ar srovė gali būti paversta tik skirtingo dydžio įtampa ar srove, šiuo atveju jie kalba apie elektros energijos (galios) konvertavimą.

Jei elektros energijos konvertavimo metu įtampa mažėja, tada srovė kyla, o jei įtampa kyla, tada srovė mažėja. Pagal energijos taupymo įstatymą įvesties ir išvesties energijos kiekis bus maždaug vienodas (atėmus, žinoma, nuostolius konversijos procese).

Taip yra todėl, kad elektrinė energija A iš pradžių yra elektrinio krūvio potenciali energija (padėties energija elektriniame lauke), ty A = U * q. Ir srovė I - tai ne kas kita, kaip krūvio q judėjimas elektriniame lauke per t, ty I = q / t.

Todėl, kai energija A1 = U1 * q1 keičiama įvesties metu - į energiją A2 = U2 * q2 tam tikro konvertuojančio prietaiso išvestyje - sumažėja potencialų skirtumas (U2

Arba per vienetą perduoto krūvio suma sumažėja (q2

Norėdami atlikti tokį elektros energijos konvertavimą, jie naudoja elektromagnetinės indukcijos fenomeną, kurį 1831 m. Vasaros pabaigoje atrado Michaelas Faradėjus ir kuris šiandien naudojamas transformatoriuose ir impulsų įtampos keitikliuose, siekiant sumažinti ar padidinti įtampą (atitinkamai padidinti arba sumažinti srovę). Toliau mes apsvarstysime tokios transformacijos procesą bendrai.

Kai srovė I keičiasi (didėja ir mažėja) laidžiojoje ritėje, kurios induktyvumas yra L - pasikeičia šios srovės sukuriamas magnetinis laukas B, prasiskverbiantis į šios ritės ribojamą plotą S - magnetinis srautas Φ = B * S = L * Aš

Kaip greitai keičiasi srovė I ritėje - keičiasi ir magnetinis srautas Φ, prasiskverbiantis į šios ritės ribojamą plotą S. Kintamoji srovė I ritėje yra tiesiogiai proporcinga įtampai U, veikiančiai ritės galus. Taigi, kuo didesnė U amplitudė, tuo didesnė ritės I srovės amplitudė ir tuo didesnė ritės magnetinio srauto Φ su srove amplitudė.

Michaelas Faradėjus parodė, kad kintantis laiko magnetinis srautas yra pajėgus sukelti EML (įtampą) grandinėje, apimančioje šio kintančio magnetinio srauto sritį, o magnetinio srauto kitimo greitis dF / dt turi įtakos susidarančio EML dydžiui: kuo didesnis magnetinio srauto kitimo greitis, tuo didesnis. įtampa grandinės galuose.

Taigi, jei į kintančio magnetinio srauto diapazoną įdėkime kitą ritę (antrinę), tada joje bus indukuota EML (įtampa galuose), proporcinga magnetinio srauto kitimo greičiui - kuo didesnis magnetinis srautas ir kuo greičiau jis kinta - tuo didesnė indukcija antrinėje. ritė EMF. Jei yra keli (N) antriniai posūkiai ir jie yra sujungti nuosekliai, tada sukeltas EML sudės juos.

Ir jei jūs uždarysite antrinę grandinę, tada krūvis (srovė), perkeltas išilgai jo, sukurs savo magnetinį srautą, priešingą pirminiam magnetiniam srautui kryptimi ir lygus jo dydžiui.

Jei antrinės grandinės posūkiai yra visiškai panašūs į pirminį posūkį pagal magnetines savybes, formą ir induktyvumą, tada tokiu atveju indukuoto EMF sukelta srovė bus paskirstyta vienodai visiems antriniams posūkiams. Todėl, kuo daugiau posūkių bus sujungta nuosekliai, tuo daugiau įtampos bus išvestyje ir tuo mažiau srovės bus išvedama, kai grandinė bus uždaryta į apkrovą.

Jis veikia šiuo principu transformatoriusdidėja arba mažėja kintama įtampa ir atitinkamai mažėja arba didėja kintama srovė. Jei yra daugiau pirminių posūkių ir mažiau antrinių, tada bus daugiau srovės viename antrinės ritės posūkyje, tačiau įtampa antrinės ritės galuose iš viso bus mažesnė (proporcinga apsisukimų apvijų santykiui), tai yra, išėjimo srovė padidės, palyginti su įvestimi, ir įtampa. kris žemyn.