برای تبدیل جریان متناوب به مستقیم باید از یکسوکننده های دیودی و پل و خازن ها برای فیلتر استفاده کرد.
در دنیای الکترونیک و برق، دو نوع جریان اصلی وجود دارد: جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC). هر یک از این انواع جریان، ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در این مقاله به بررسی این دو نوع جریان، نحوه تبدیل جریان متناوب به مستقیم و دستگاه های مورد استفاده در این فرآیند خواهیم پرداخت.
آنچه خواهید خواند
جریان متناوب چیست؟
جریان متناوب (AC) نوعی از جریان الکتریکی است که جهت و اندازه آن به طور دوره ای تغییر می‌کند. این نوع جریان معمولا در شبکه های توزیع برق استفاده می شود و دلیل اصلی آن قابلیت انتقال به فواصل طولانی با حداقل تلفات انرژی است. در جریان متناوب، ولتاژ و جریان معمولا به صورت سینوسی تغییر می کنند.
فرکانس AC معمولا در بسیاری از کشورها 50 یا 60 هرتز است. جریان متناوب به دلیل قابلیت هایش در تأمین انرژی برای دستگاه های خانگی و صنعتی بسیار رایج می باشد. از جمله مزایای جریان متناوب می توان به امکان تغییر ولتاژ با استفاده از ترانسفورماتورها و کاهش تلفات انرژی در انتقال اشاره کرد. به همین دلیل، بیشتر سیستم های برق رسانی دنیا از جریان متناوب بهره می برند.
جریان مستقیم چیست؟
جریان مستقیم (DC) نوع دیگری از جریان الکتریکی است که در آن جریان در یک جهت ثابت حرکت می کند. در این نوع جریان، ولتاژ و شدت جریان به طور مداوم ثابت هستند. باتری ها و منابع تغذیه DC معمولا از این نوع جریان استفاده می کنند.
جریان مستقیم در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی مانند گوشی های هوشمند، لپ تاپ ها و دستگاه های دیجیتال دیگر کاربرد دارد. یکی از مزایای جریان مستقیم این است که به سادگی می توان آن را ذخیره کرد و در مدارات الکترونیکی استفاده نمود. همچنین، جریان مستقیم به دلیل ثابت بودن ولتاژ و جریان، برای دستگاه هایی که به ولتاژ ثابت نیاز دارند، مناسب تر است.
به همین دلیل، در بسیاری از کاربردهای الکترونیکی، نیاز به تبدیل جریان متناوب به مستقیم احساس می شود.
چگونه جریان AC را به DC تبدیل کنیم؟
تبدیل جریان متناوب به مستقیم یک فرآیند مهم در الکترونیک است و برای این کار از دستگاه هایی به نام مبدل های AC بهDC یا یکسوکننده ها استفاده می شود. این دستگاه ها می توانند به سادگی جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کنند. مراحل تبدیل جریان متناوب به مستقیم به صورت زیر می باشد:
- یکسو کردن (Rectification): این مرحله شامل حذف یکی از نیم سیکل های جریان متناوب است. برای این کار می توان از دیودها استفاده کرد که تنها اجازه عبور جریان در یک جهت را می دهند. یکسوکننده ها می توانند به صورت نیمه موج یا تمام موج عمل کنند. در یکسوکننده نیمه موج، تنها یک نیم سیکل عبور می نماید، در حالی که در یکسوکننده تمام موج، هر دو نیم سیکل عبور می کنند.
- فیلتر کردن (Filtering): پس از یکسو کردن، جریان به دست آمده هنوز دارای نوساناتی است. برای صاف کردن این نوسانات و تبدیل آن به یک جریان مستقیم پایدار، از فیلترها استفاده می شود. معمولا از خازن ها برای این منظور استفاده می گردد که نوسانات را کاهش می دهند و جریان را صاف می کنند.
- تنظیم ولتاژ (Voltage Regulation): در نهایت، برای اطمینان از این که ولتاژ خروجی در محدوده مشخصی باقی بماند، از مدارات تنظیم ولتاژ استفاده می شود. این مرحله به ثبات و عملکرد بهتر دستگاه های الکترونیکی کمک می‌کند.
تبدیل جریان متناوب به مستقیم با استفاده از این مراحل، به ما این امکان را می دهد که از منابع AC برای تأمین انرژی دستگاه های DC استفاده کنیم.
دستگاه تبدیل جریان برق متناوب به مستقیم در جدول
در زیر جدولی از دستگاه های مختلف که برای این منظور استفاده می شوند، ارائه شده است:
تبدیل جریان متناوب به مستقیم یک فرآیند کلیدی در دنیای الکترونیک است که به ما اجازه می دهد از منابع AC برای تأمین انرژی دستگاه های DC استفاده کنیم. با آگاهی از ویژگی های جریان متناوب و مستقیم و همچنین روش ها و دستگاه های مورد استفاده برای تبدیل این دو نوع جریان، می توانیم در طراحی و استفاده از مدارهای الکترونیکی به طور مؤثرتری عمل کنیم.