Was ist der Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom und wie können Sie sie umwandeln?
Verwirrt über Wechsel- und Gleichstrom?
In diesem Artikel werden die wichtigsten Unterschiede zwischen Gleich- und Wechselstrom erläutert. Außerdem erfahren Sie, wie Sie mit einer kleinen, kostengünstigen Brückengleichrichterschaltung die Wechselstromversorgung in Ihrem Haus auf Gleichstrom umwandeln. Durch die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom können Sie die Gleichstromkreise in Ihren DIY-Projekten mit Strom versorgen.
Was ist Wechselstrom?
Wechselstrom (AC) ist die Art von elektrischem Strom, der seine Stärke und Richtung viele Male pro Sekunde ändert. Der Elektronenfluss im Wechselstrom ändert sich in regelmäßigen Abständen. Unsere Häuser verfügen über eine Wechselstromversorgung, da Wechselspannung im Gegensatz zu Gleichstrom weite Strecken ohne großen Leistungsverlust zurücklegt.
Was ist Gleichstrom?
Beim Gleichstrom fließen Elektronen in eine Richtung. Es ist ein stetiger Strom, der seine Richtung mit der Zeit nicht ändert.
Was sind die Hauptunterschiede zwischen AC und DC?
Es gibt zwei Hauptunterschiede:
1. Bei Gleichstrom ist der Stromfluss konstant, während sich bei Wechselstrom der Stromfluss ständig ändert.
2. Bei AC fällt die Spannung nicht über weite Strecken ab wie bei DC.
Wie wandelt man Wechselstrom in Gleichstrom um?
Je nachdem, was Sie mit dem Ausgang machen möchten, gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten, AC in DC umzuwandeln.
Die erste Methode besteht darin, AC in DC mathematisch umzuwandeln, wobei der AC-Wert der Quelle bekannt ist. Wenn Sie den Wert nur für Berechnungen verwenden möchten, können Sie ihn umrechnen.
Wenn Sie jedoch vorhaben, AC in DC für ein beliebiges Gerät physisch umzuwandeln, können Sie dies durch einen kleinen Stromkreis tun.
Lassen Sie uns hier beide Wege besprechen:
1. Mathematische Umrechnung
Um AC in DC umzuwandeln, müssen Sie nur den AC-Wert Ihrer Quelle kennen. Mit einem Multimeter können Sie es messen.
- Schließen Sie die Multimeterstecker an und stellen Sie Ihr Multimeter in den Spannungsmessmodus, indem Sie den Knopf auf V~ drehen.
- Verbinden Sie das andere Ende der Sonden mit den positiven und negativen Anschlüssen der Stromquelle und zeichnen Sie die Anzeigewerte auf.
Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom
Hier ist die mathematische Formel für die Umwandlung von AC in DC:
V DC = V AC /√(2)
Für einfache Rechnungen runden Sie √(2) auf 1.4 ab. Sie müssen also keinen Taschenrechner verwenden, um zu dividieren.
Nehmen wir an, der gemessene Wert war 120V. Addieren Sie den gerade gemessenen V AC- Wert in die Formel und berechnen Sie ihn.
V DC = (120/1,4)
V DC = 85,71 Volt
Sie können diesen Wert verwenden, um verschiedene Parameter basierend auf der Gleichspannung zu berechnen. Kommen wir nun zum Aufbau der physikalischen Schaltung.
2. Herstellen des physischen Kreislaufs
Sie benötigen die folgende Ausrüstung, um die physische Schaltung aufzubauen:
- Abwärtstransformator
- Vier Dioden
- Perfboard
- Drähte
- Kondensator
- Multimeter
Schauen wir uns die Funktionen jeder Komponente in der Schaltung an.
- Abwärtstransformator: Dieser wird verwendet, um die Hochspannungs-Niederstromleistung in Niederspannungs-Hochstromleistung umzuwandeln. Wenn Sie Wechselstrom in Gleichstrom mit einem höheren Betrag als die Quelle umwandeln möchten, können Sie einen Aufwärtstransformator verwenden.
- Dioden: Lässt Strom in eine Richtung fließen, wenn sie in Durchlassrichtung vorgespannt ist, und blockiert den Fluss in eine andere Richtung. In dieser Schaltung wird ein Brückengleichrichter mit vier Dioden aufgebaut.
- Perfboard: Eine elektronische Platine, die für das Prototyping von Schaltungen verwendet wird.
- Drähte: Komponenten werden verbunden und später mit Drähten verbunden.
- Kondensator: Eine elektronische Ladungsspeicherkomponente, die den Stromfluss durch den Stromkreis glättet.
- Multimeter: Ein elektronisches Gerät zum Messen von Strom, Spannung, Widerstand und anderen Parametern im Stromkreis. In diesem Beispiel wird es verwendet, um Gleichspannung zu messen.
Andere Komponenten sind direkt im Primärkreis angeschlossen, aber in einem Brückengleichrichter müssen Sie Dioden in Rautenform anschließen.
So bauen Sie einen Brückengleichrichter:
1. Schließen Sie zwei Dioden in L-Form an. Stellen Sie sicher, dass ihre negativen Enden verbunden sind.
2. Schließen Sie die verbleibenden beiden Dioden auf die gleiche Weise an. Schließen Sie sich dieses Mal ihren positiven Enden an.
3. Verbinden Sie die beiden Diodensätze in Rautenform, wie unten gezeigt.
Stellen Sie sicher, dass die Dioden richtig angeschlossen sind und Ihr Brückengleichrichter bereit ist.
Den letzten Rundgang machen:
Sehen wir uns an, wie Sie diese Komponenten in einer Schaltung verwenden, um einen Gleichstromausgang von einem Wechselstromnetzteil zu erhalten.
1. Befestigen Sie den Abwärtstransformator mit Hilfe von Muttern und Schrauben fest am Perfboard.
2. Schließen Sie den Brückengleichrichter an den Stromkreis an.
3. Die schwarzen und weißen Drähte des Transformators sollten an die Wechselstromversorgung angeschlossen werden. Schließen Sie die anderen beiden Transformatorkabel an den Brückengleichrichter an, wie unten gezeigt.
4. Wickeln Sie die Drähte an diesen beiden Punkten, an denen der Transformator mit dem Gleichrichter verbunden ist. Löten Sie die Anschlüsse danach.
5. Schließen Sie das positive Ende des Kondensators an die linke Ecke des Gleichrichters und das negative Ende an die rechte Seite an, wie durch die Punkte 3 und 4 im Schaltplan gekennzeichnet. Die Schaltung kann ohne Kondensator betrieben werden, aber Sie sollten einen verwenden, um Stromänderungen zu blockieren.
6. Schließen Sie den Transformator an die Wechselstromquelle an und schalten Sie die Wechselstromversorgung ein.
7. Stellen Sie das Multimeter in den Spannungsmessmodus. Verbinden Sie auf der positiven und negativen Seite des Kondensator-/Brückengleichrichters die beiden Stecker. Es zeigt eine Ablesung der DC-Leistung an, die aus AC-Leistung umgewandelt wurde.
Vorsichtsmaßnahmen:
1. Achten Sie beim Löten der Endpunkte darauf, die Lötstellen nicht zu berühren, um sich nicht zu verbrennen.
2. Schalten Sie die AC-Versorgung erst nach Abschluss des Stromkreises ein.
Häufig gestellte Fragen:
1. Sind AC- und DC-Kabel gleich?
Die Struktur von DC-Draht ist mit zwei Polen ziemlich einfach; negativ und positiv. AC-Kabel bestehen jedoch aus dreiphasigen vier oder fünf Drähten mit komplexen Strukturen. Außerdem kann das AC-Kabel mehr kosten als das DC-Kabel.
2. Können Gleichstromgeräte mit Wechselstrom betrieben werden?
Nein, um Fehlfunktionen Ihres Gerätes zu vermeiden, speisen Sie immer den richtigen Eingang.
Wandeln Sie AC in DC für Ihre DIY-Projekte um
Die kostengünstige Brückengleichrichterschaltung ist eine gute Möglichkeit, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Die direkte Wechselstromversorgung in Ihrem Haus kann verwendet werden, um die DIY-DC-Kreise mit Strom zu versorgen. Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen während der Montage sicher sind, und schalten Sie den Stromkreis ein, wenn Sie zufrieden sind. Vergessen Sie nicht, die notwendigen Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, wenn Sie die Schaltung herstellen.