Làm thế nào điện áp được chuyển đổi thành hiện tại

Không thể biến dòng điện thành điện áp hoặc điện áp thành dòng điện, vì đây là những hiện tượng khác nhau cơ bản. Điện áp được đo ở hai đầu của một dây dẫn hoặc nguồn EMF, trong khi dòng điện là một điện tích di chuyển qua một mặt cắt ngang của một dây dẫn.

Điện áp hoặc dòng điện chỉ có thể được chuyển đổi thành điện áp hoặc dòng điện có cường độ khác nhau, trong trường hợp này họ nói về việc chuyển đổi năng lượng điện (năng lượng).

Nếu điện áp giảm trong quá trình chuyển đổi năng lượng điện, thì dòng điện tăng và nếu điện áp tăng thì dòng điện sẽ giảm. Lượng năng lượng ở đầu vào và đầu ra sẽ xấp xỉ như nhau (tất nhiên là trừ đi sự mất mát trong quá trình chuyển đổi) theo quy luật bảo toàn năng lượng.

Điều này là do năng lượng điện A ban đầu là năng lượng tiềm năng (năng lượng định vị trong điện trường) của một điện tích, nghĩa là, A = U * q. Và I hiện tại - không gì khác hơn là chuyển động của điện tích q trong điện trường theo thời gian t, nghĩa là, tôi = q / t.

Do đó, trong quá trình chuyển đổi năng lượng A1 = U1 * q1 ở đầu vào - thành năng lượng A2 = U2 * q2 ở đầu ra của một thiết bị chuyển đổi nhất định - hoặc chênh lệch tiềm năng (U2

Hoặc lượng điện tích được truyền trên mỗi đơn vị thời gian giảm (q2

Để thực hiện việc chuyển đổi năng lượng điện như vậy, họ sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ, được phát hiện bởi Michael Faraday vào cuối mùa hè năm 1831 và ngày nay được sử dụng trong các máy biến áp và trong các bộ biến đổi điện áp xung để giảm hoặc tăng điện áp (tương ứng, để tăng hoặc giảm dòng điện). Tiếp theo, chúng tôi xem xét quá trình chuyển đổi như vậy trong điều khoản chung.

Khi dòng I thay đổi (tăng và giảm) trong cuộn dây dẫn có độ tự cảm L - từ trường B được tạo bởi dòng điện này và thâm nhập vào vùng S bị giới hạn bởi cuộn dây này thay đổi - từ thông = B * S = L * Tôi

Dòng I trong cuộn dây thay đổi nhanh như thế nào - từ thông Φ cũng vậy, thấm vào vùng S bị giới hạn bởi cuộn dây này. Dòng điện xoay chiều I trong cuộn dây tỷ lệ thuận với điện áp U đặt vào hai đầu của cuộn dây. Do đó, biên độ U càng lớn thì biên độ của dòng I trong cuộn dây càng lớn và biên độ của từ thông Φ của cuộn dây với dòng điện càng lớn.

Michael Faraday đã chỉ ra rằng một từ thông biến đổi theo thời gian có khả năng tạo ra EMF (điện áp) trong một mạch bao phủ khu vực của từ thông biến đổi này và tốc độ thay đổi của từ thông dF / dt ảnh hưởng đến cường độ của từ EMF: tốc độ thay đổi của từ trường càng cao. điện áp ở hai đầu mạch.

Do đó, nếu chúng ta đặt một cuộn dây khác (thứ cấp) trong phạm vi từ thông thay đổi, thì EMF (điện áp ở hai đầu) sẽ được tạo ra trong nó, tỷ lệ với tốc độ thay đổi của từ thông - từ thông càng lớn và nó càng thay đổi nhanh hơn - cảm ứng trong thứ cấp càng lớn cuộn dây EMF. Nếu có một số (N) lượt thứ cấp và chúng được kết nối thành chuỗi, thì EMF cảm ứng sẽ cộng lại trong chúng.

Và nếu bạn đóng mạch thứ cấp, thì điện tích (dòng điện) di chuyển dọc theo nó sẽ tạo ra từ thông riêng của nó, ngược lại với từ thông chính theo hướng và có độ lớn bằng nó.

Nếu các vòng của mạch thứ cấp hoàn toàn giống với lượt chính trong các tính chất từ, hình dạng và độ tự cảm, thì trong trường hợp này, dòng điện gây ra bởi EMF cảm ứng sẽ được chia đều cho tất cả các vòng thứ cấp. Do đó, càng nhiều lượt kết nối nối tiếp, điện áp được tạo ra ở đầu ra càng nhiều và dòng điện sẽ càng ít khi mạch được đóng vào tải.

Nó hoạt động trên nguyên tắc này máy biến áptăng hoặc giảm điện áp xoay chiều và theo đó, giảm hoặc tăng dòng điện xoay chiều. Nếu có nhiều vòng sơ cấp hơn và ít vòng thứ cấp hơn, thì sẽ có nhiều dòng trên mỗi vòng của cuộn thứ cấp, nhưng điện áp ở hai đầu của cuộn thứ cấp sẽ ít hơn (tỷ lệ với tỷ lệ của các vòng trong cuộn dây), nghĩa là, dòng điện đầu ra sẽ tăng so với đầu vào và điện áp sẽ đi xuống