Inzicht in het verschil tussen een gelijkrichter en een transformator: essentiële componenten in vermogensconversie

In de wereld van elektrotechniek is het begrijpen van het verschil tussen een gelijkrichter en een transformator cruciaal, vooral voor iedereen die te maken heeft met elektrische circuits of energiesystemen. Hoewel ze op het eerste gezicht op het eerste gezicht op elkaar lijken, omdat beide omgaan met elektrische energie, zijn hun doelen, functies en operationele principes verschillend. In dit artikel zullen we beide apparaten diepgaand onderzoeken en hun verschillen, werkprincipes en toepassingen benadrukken.

Wat is een transformator?
Een transformator is een statisch elektrisch apparaat dat wordt gebruikt om elektrische energie tussen twee of meer circuits over te dragen door elektromagnetische inductie. Het is ontworpen om (step-up) te verhogen of te verlagen (step-down) spanningsniveaus te verlagen met behoud van de frequentie van het AC-signaal (wisselstroom). Transformers werken voornamelijk met wisselstroom (AC) en ze zijn gebaseerd op het principe van elektromagnetische inductie.

Hoe werkt een transformator?
Een transformator bestaat uit drie hoofdcomponenten:

Primaire spoel - De spoel die de ingangsspanning ontvangt (AC).

Secundaire spoel - De spoel die de uitgangsspanning (AC) levert.

Kern - het magnetische materiaal dat het pad vormt voor de flux gecreëerd door de stroom in de primaire spoel en induceert een stroom in de secundaire spoel.

Het werkende principe achter een transformator is eenvoudig: wanneer de wisselstroom door de primaire spoel stroomt, creëert het een magnetisch veld dat fluctueert. Dit magnetische veld induceert een stroom in de secundaire spoel door elektromagnetische inductie. De spanningsverhouding tussen de primaire en secundaire spoelen wordt bepaald door de bochtenverhouding - dat wil zeggen de verhouding van het aantal wendingen van draad in de primaire spoel tot het aantal beurten in de secundaire spoel. Deze verhouding bepaalt rechtstreeks of de spanning wordt opgetreden of afgestapt.

Toepassingen van transformatoren:

Power Distribution Networks: Step-Up- en Step-Down-spanningen.

Elektrische isolatie: isolatietransformatoren voorkomen dat hoge spanningen gevoelige apparatuur bereiken.

Spanningsregeling in elektronische circuits.

Beperkingen:

Transformers werken alleen met AC -kracht. Ze kunnen niet functioneren met directe stroom (DC).

Ze zijn relatief omvangrijk en vereisen zorgvuldig ontwerp om grote hoeveelheden stroom aan te kunnen.

Wat is een gelijkrichter?
Een gelijkrichter is een elektrisch apparaat dat wordt gebruikt om een wisselstroom (AC) te converteren om de stroom (DC) te sturen. Dit proces staat bekend als rectificatie. Gelijkrichters worden meestal gebruikt in voedingen voor elektronica, batterijen en DC -motoren. In tegenstelling tot transformatoren, die alleen spanningsniveaus veranderen zonder de richting van de stroom te wijzigen, veranderen gelijkrichters de golfvorm van de ingangsstroom van AC naar DC.

Hoe werkt een gelijkrichter?
Gelijkrichters worden meestal gebouwd met behulp van halfgeleiderapparaten zoals diodes, waardoor de stroom in slechts één richting kan stromen. Wanneer AC-spanning op een gelijkrichter wordt toegepast, leiden de diodes stroom tijdens de positieve halfcyclus en blokstroom tijdens de negatieve halfcyclus, waardoor alleen een unidirectionele stroom (DC) kan passeren.

Er zijn twee hoofdtypen gelijkrichters:

Halfgolfrichter-gebruikt een enkele diode en laat de stroom doorgaan gedurende slechts de helft van de AC-golfvorm (positief of negatief). Deze methode is inefficiënt omdat deze resulteert in veel verspilde energie en een pulserende DC -output.

Full-wave gelijkrichter-maakt gebruik van twee of vier diodes (afhankelijk van de configuratie) om de stroom te laten stromen tijdens zowel de positieve als de negatieve halve cycli van de AC-golfvorm. Deze methode is efficiënter en biedt soepeler DC -uitgang.

Na het rectificatieproces is de uitgang een pulserend DC -signaal, dat verder kan worden afgevlakt met behulp van filters (condensatoren, inductoren) om een gestage DC -uitgang te produceren.

Toepassingen van gelijkrichters:

Voedingen voor elektronische apparaten, computers en televisies.

DC Motor Drives.

Batterij opladen.

Elektroplateren.

Beperkingen:

Gelijkrichters werken alleen met AC -ingang.

De uitgang is DC, maar kan nog steeds pulserend zijn tenzij verder gefilterd.