Dc переменный или постоянный: AC, DC — что это такое?

Что значит AC и DC в электрике ?

Сегодня, я расскажу о такой важной маркировке, которая вам рано или поздно обязательно встретится в электрике — это AC и DC. Постараюсь сделать это максимально простым, понятным любому человеку языком.

Мы рассмотрим, что означает каждая из этих аббревиатур, где и когда встречается и, самое главное, о чем говорит и что будет, если их перепутать.

Обязательно пишите свои вопросы в комментариях, оставляйте отзывы, чтобы я смог подкорректировать что-то, чтоб было понятнее всем и тема была полностью раскрыта.

AC [~]– это ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК, от английского «Alternating Сurrent»;

 DC [-] – это ПОСТОЯННЫЙ ТОК, от английского «Direct current»;

 Теперь вы понимаете, что электрооборудование не просто так маркируется AC или DC, т.к. оно зачастую рассчитано на работу в определенных параметрах электрического тока, и если их перепутать, то прибор, в лучшем случае, просто выйдет из строя.

Несколько слов о том, что такое постоянный и переменный ток и чем они отличаются и где встречаются.

Что означает маркировка AC и где применяется

AC — Переменный ток – это электрический ток, который периодически меняет направление в электрической цепи и изменяется по величине. Также обозначается значком «~»

Количество изменений направления движения переменного тока за секунду называется частотой и измеряется в герцах (Гц). В нашей стране эта частота равна 50 Гц. (направление движения тока изменяется 50 раз в секунду).

Основная причина использования переменного ток — это возможность передавать его на большие расстояния с минимальными потерями.

Именно переменный электрический ток в стандартных электрических розетках 220В вашей квартиры. 

Видя, на электроприборе, например трансформаторе, блоке питания или светильнике, надпись ~AC у клемм, вы должны знать, что сюда подключается переменный ток.

В быту, в сетях переменного тока, чаще используется однофазная система и проводники, как и клеммы оборудования, маркируются как:

L – Фаза

N – Ноль

PE – Заземление, земля.

Больше информации об этом, читайте в нашей статье – «Что значит маркировка L, N и PE в электрике?»

Что означает маркировка DC и где применяется

DC – Постоянный ток – это электрический ток, который не изменяет направление в электрической цепи и не изменяется по величине.  Также обозначается значком [—]

Как видите постоянный ток, это полная противоположность переменному. Он не меняет свое направление и величину, из-за этого больше подходит для работы электрооборудования. 

Постоянный ток применяется в питании большинства бытовых приборов, в батарейках и аккумуляторах, в электромобилях, в зарядке телефонов и ноутбуков, практически везде.

И да, вы правильно понимаете, в розетках у вас переменный ток, из-за удобства его передачи на практически любые расстояния, но в ваших бытовых приборах, с помощью адаптеров, драйверов или блоков питания, он трансформируется в постоянный.

Видя на электрооборудовании, например трансформаторе, блоке питания или светильнике, надпись ~DC у клемм, вы должны знать, что сюда подключается постоянный ток.

Обычно он различается лишь по напряжению, 3В, 6В, 12В, 24В и т.д., в зависимости от оборудования.

А так как постоянный ток протекает в одном направлении, от точки с большим потенциалом, к точке с меньшим, то они и называются соответственно:

«+» — Плюс — Положительный полюс, точка с большим потенциалом, Красный цвет;

«—» — Минус — Отрицательный полюс, точка с меньшим потенциалом Синий или Черный цвет;

Иногда, вы можете встретить маркировку AC/DC, например на электронном трансформаторе или блоке питания для светодиодной ленты.

Это, чаще всего, означает, что устройство преобразует переменный в постоянный ток. На его входы подается переменный ток бытовой сети 220В 50 Гц — AC, а на выходе вы получаете постоянный ток DC — 12В или 24В, которым питается светодиодная лента. 

Теперь, зная, что такое AC и DC, вы сможете увереннее различать электрооборудование, подбирать и правильно выполнять подключения.

Если же у вас остались вопросы, комментарии или дополнения, обязательно пишите их в комментариях к статье, постараюсь отвечать оперативно.

Переменный ток (AC) против постоянного тока (DC): что нужно знать

Электричество делится на два типа тока: чередующиеся и прямые. Переменный ток чередует свою полярность много раз в секунду, а постоянный ток остается постоянным и неизменным.

Электричество, которое поступает из вашей стены, является переменным током, а электричество от батареи — постоянным током. Но это не просто устройства с батарейным питанием, которые используют постоянный ток: почти все электронные устройства преобразуют AC из вашей стены в постоянный ток с помощью устройства, называемого выпрямителем.

Постоянство постоянного тока имеет важное значение для запуска таких устройств, как компьютеры, которые требуют постоянного состояния для сравнения цифровых и нулей, которые заставляют систему работать.

Что такое электричество, во всяком случае?

Электричество — это поток электронов через проводящий материал, такой как металлическая проволока. Электроны сталкиваются друг с другом в длинной цепи, что приводит к общему движению электронов по проводам. Это движение электронов через проводник создает электричество, а также магнитное поле. Эта электрическая энергия питает все в вашей жизни с помощью вилки или переключателя «on».

Электричество имеет три основных компонента, которые говорят нам, насколько мощный ток. Этими тремя атрибутами являются напряжение, ток и сопротивление. Напряжение говорит нам, насколько мощный электрический поток, ток говорит нам, как быстро течет электричество, а сопротивление говорит нам, как трудно для электронов течь вдоль нашего проводника. Это обобщенное определение недостаточно точно для учебника, но оно достаточно полно для целей этой статьи.

Разница между AC и DC

Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC) имеют напряжение, ток и сопротивление. Это то, как течет поток, который делает разницу.

Переменный ток быстро течет вперед и назад, изменяя полярность между 50 и 60 раз в секунду. Это сразу же сталкивается с интуитивным пониманием: если электроны вступают, а затем снова возвращаются, как они могут что-либо использовать?

Однако не накопление электронов создает энергию. Электроны не имеют назначения, которые им нужно достичь, прежде чем будет создана сила. Это движение самих электронов, которые создают электрическую энергию. Так же, как вода, протекающая через трубу, создает силу независимо от направления, электроны, текущие через провод, создают электричество.

DC, с другой стороны, не чередуется вообще. В идеальных условиях это постоянный ток без изменения напряжения с течением времени. В то время как DC, преобразованный из переменного тока с выпрямителем, часто является приближением к этой устойчивой линии, он определенно не переворачивается, как AC. Если мы визуализируем DC как поток воды, он создает постоянную скорость движения только в одном направлении.

Что такое AC и DC?

Благодаря различной природе AC и DC имеют разные применения.

Большинство электрических двигателей в мире работают от переменного тока. В этих двигателях быстрое переключение тока тока используется для быстрого переключения полярности магнита вперед и назад. Это быстрое изменение полярности заставляет проволоку внутри магнитов вращаться, создавая вращающуюся силу, которая питает двигатель.

AC также используется для передачи энергии. Напряжение AC сравнительно легко изменяется, что делает его лучшим выбором для передачи на большие расстояния, чем постоянный ток. AC можно посылать при огромных напряжениях через провода, что приводит к очень небольшим потерям на пути к клиенту.

По прибытии напряжение резко снижается с примерно 765 000 вольт до более управляемых 110-220 вольт и отправляется в ваш дом. Прямой ток не может обеспечить таких резких трансформаций напряжения без значительных потерь мощности.

Прямой ток обычно используется для питания более мелких и более деликатных устройств. Вся бытовая электроника, от вашего планшета до ПК, работает от постоянного тока, как и все, что питается от батареи.

Эти устройства не только выигрывают от DC: они просто не могут функционировать на AC. Устройствам, работающим на 1s и 0s (например, компьютерах), требуется твердотельный уровень напряжения, чтобы отличать высокий сигнал, представляющий один, и низкий сигнал, который представляет собой нуль. При постоянном перевернутом токе AC электронные устройства не имеют устойчивого состояния для сравнения. Без стабильного тока эти устройства не смогут работать. Поскольку переменный ток постоянно меняется, он просто не может обеспечить стабильный уровень сравнения для электроники.

Мощность переменного и постоянного тока широко используется в устройствах разных типов: от холодильников до компьютеров. Некоторые устройства могут использовать оба устройства, используя AC для питания двигателя и постоянного тока для питания сенсорного экрана. Один не лучше, чем другой, но просто другой.

Источник питания постоянного тока — постоянный ток и напряжение

Краткий ответ, нет.

Проблема с этим вопросом заключается в том, что не существует такого понятия, как постоянное напряжение ИЛИ постоянный ток. Они существуют только в идеальном мире схем, в реальном мире таких вещей не существует. Это хорошие приближения, но это все, чем они являются, и эти приближения ломаются и становятся бесполезными после определенного момента. Эти ограничения существуют даже при разговоре об идеальных схемах, давайте углубимся и посмотрим, что я имею в виду.

Как мы знаем из простого закона Ома, мы имеем:

$$V = I \cdot R$$

Итак, мы знаем, что если V и I являются постоянными значениями, то R должно быть постоянным значением.

$$R = \frac{V}{I}$$

Итак, для того, чтобы были источники C.V и C.C, источник питания должен каким-то образом контролировать не только напряжение и ток, но и сопротивление, чтобы обеспечить уравнение остается выполненным. Рассмотрим следующую схему.

^{смоделируйте эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab}

Вы можете подумать, что приведенная выше схема будет делать то, о чем вы просите, путем творческой настройки Ri. В конце концов, если вам нужно постоянное напряжение 10 В и постоянный ток 1 А, вы можете подумать, что можете просто установить источник напряжения V на 10 В, тогда, пока RL меньше 10 Ом, вы можете отрегулировать Ri так, чтобы RL и Ri складывались до 10 Ом, что гарантирует, что у вас будет постоянный ток 1А, верно? Неправильно, потому что напряжение блоков питания будет измеряться в точке CC, а не CV. Таким образом, в то время как CV может оставаться на постоянном напряжении в этом сценарии, тот факт, что Ri будет больше 0, будет означать, что на нем будет некоторое падение напряжения, и поэтому CC будет меньше 10 В. Например, если бы RL было 5 Ом и Ri 5 Ом мы увидим только 5 В на выходе, даже если внутренний источник напряжения составляет 10 В. На самом деле все, что вы действительно сделали при этом, — это действительно неэффективный источник постоянного тока.

Причина, по которой я представляю это так, заключается в том, что это недалеко от того, как работают источники питания CC и CV в реальном мире. Отличие в том, что в реальном источнике питания Ri не является переменным резистором и даже не преднамеренным. Все источники питания имеют небольшое непреднамеренное, но невозможно избежать внутреннее сопротивление, которое затем подключается к источнику переменного напряжения. При работе в режиме CC он по-прежнему является источником напряжения, а не источником тока, но он просто умный и регулирует напряжение вниз или вверх, пока не будет достигнут ожидаемый ток. Однако подвох, и почему это не настоящий CC или CV, заключается в этом непреднамеренном значении Ri, которое заставляет его работать только как CC или CV в определенном диапазоне значений.

Вот краткий обзор модели регулируемого источника питания в реальном мире.

^{смоделируйте эту схему}

Обратите внимание, что мы также добавили Rd, это представляет любой внутренний разряд в нашем источнике напряжения, в конце концов, изоляторы не идеальны. В то время как Ri обычно является очень маленьким значением и всегда больше 0 в реальном мире, точно так же Rd является очень большим значением, но конечным в реальном мире.

В этом случае источник переменного напряжения V внутри будет либо просто установлен на желаемое напряжение при постоянном напряжении, и в этом случае Ri обычно настолько мал, а Rd настолько велик, что не вызывает беспокойства, или устанавливается в режим постоянного тока, и в этом случае напряжение автоматически регулируется до тех пор, пока не будет достигнут желаемый ток для любой заданной нагрузки, меняясь при изменении нагрузки. Но подумайте, почему это не настоящий CC или CV…

Во-первых, в режиме CV Ri будет давать небольшое падение напряжения, что означает, что его истинное напряжение всегда несколько меньше заданного напряжения. Этим можно пренебречь только тогда, когда RL значительно больше, чем Ri, хотя, когда RL имеет такое же или меньшее значение, как Ri, фактическое напряжение будет намного меньше установленного напряжения. Если RL и Ri фактически равны, то выходное напряжение будет равно половине установленного напряжения. Если вы замкнете выход проводом с сопротивлением 0, то выходное напряжение упадет до 0 (все напряжение будет на Ri), немного для постоянного напряжения, да? Конечно, вы могли бы увеличить источник напряжения, чтобы компенсировать Ri, но, поскольку Ri теперь является доминирующим сопротивлением в цепи, это не так далеко. В конце концов, если RL равно 0 Ом, то независимо от того, насколько высоко вы можете получить V, оно не урежет его.

По этой причине, когда мы говорим об идеальных моделях схем, не имеет смысла вообще закорачивать источник постоянного напряжения.

Те же проблемы возникают при использовании в режиме CC. То есть по мере того, как RL становится все выше и выше, напряжение должно расти, чтобы поддерживать тот же ток. Слишком высокое, и источник напряжения больше не выдерживает. Rd в режиме CC играет тот же ограничивающий фактор, что и Ri в режиме CV. То есть, когда RL приближается к аналогичному или большему значению, поскольку Rd, большая часть вашего тока будет проходить через Rd, и ваш источник напряжения не сможет преодолеть его и по-прежнему обеспечивать постоянный ток.

Как и выше, если источник CV не имеет смысла при наличии короткого замыкания, источник CC не имеет смысла при работе с разомкнутой цепью (вот почему Ri и Rd существуют в реальном мире, они имеют смысл в реальном мире).

Короче говоря, невозможно не только получить CC и CV одновременно, но и вообще невозможно построить CV или источник питания CC. Лучшее, что вы можете сделать, это иметь источник переменного напряжения, который настраивается для аппроксимации одного или другого, и это приближение будет содержать какое-либо значимое значение только в пределах окна значений.

PS: Аккумулятор (простое приближение CV, которое у нас есть) ничем не отличается. Ри, о котором я упоминал, объясняет, почему, если вы попытаетесь получить слишком большой ток от батареи, ее обычно постоянное напряжение начнет падать. Даже батарея на самом деле не является устройством CV и имеет эти ограничения.

источник питания — добавление постоянного напряжения постоянного тока к переменному входу постоянного тока

спросил 4 года 5 месяцев назад

Изменено 4 года, 5 месяцев назад

Просмотрено 643 раза

\$\начало группы\$

Я разрабатываю печатную плату, и мне нужна шина напряжения примерно на 3 вольта выше основного входа (3-30 В). Эта шина предназначена для питания некоторых КМОП-устройств, поэтому ей не нужно будет подавать большой ток.

В настоящее время я планирую использовать 2 батарейки типа АА последовательно с входом, но эти батареи огромны по сравнению с печатной платой, поэтому я хочу избавиться от них. Я искал несколько решений, но ни одно из них не соответствует моим требованиям:

• Насосы заряда, вероятно, не будут работать из-за большого изменения напряжения на входе.
Повышающие преобразователи
• выдают стабильное напряжение, но мне нужно дополнение к входу.
• Я рассматривал изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный, но они обычно работают от 5 В или выше или слишком дороги.

Есть идеи?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Мне не обязательно нужно более высокое напряжение. Мне нужно стабильное 5v с входа. Я не хочу использовать повышающий преобразователь, так как он займет слишком много места.

• блок питания
• преобразователь постоянного тока
• маломощный
• выбор компонентов

\$\конечная группа\$

12

\$\начало группы\$

Звучит как хорошее приложение для зарядного насоса. Все, что вам нужно, это где-то прямоугольная волна примерно 4 В. Например, он может быть между землей и +4 В.

Прямоугольная волна поступает непосредственно в конденсатор, поэтому на нем может быть произвольное смещение постоянного тока. Пока это смещение мало меняется в течение отдельных циклов насоса, его можно считать «постоянным» для этой цели.

Вот базовая схема:

Vout будет амплитудой прямоугольной волны минус два падения на диоде Шоттки. Например, это будет около 4,3 В разомкнутой цепи с прямоугольным сигналом 5 В на входе.

C1 допускает любое произвольное напряжение смещения между прямоугольной волной и Vout. Конечно, C1 должен быть рассчитан на напряжение. C2 должен обрабатывать только Vout.

В качестве эталона можно использовать любую сторону Vout. Если Vout- подключен к вашей шине 30 В, то Vout+ будет немного выше. Если Vout+ подключен к вашей шине 30 В, то Vout- будет немного ниже.

Допустимый ток этого зарядного насоса пропорционален частоте насоса. Удобным местом для получения прямоугольной волны может быть тактовый выход микроконтроллера, который и так там уже есть. Вы также можете создать прямоугольную волну из триггерного инвертора Шмитта с RC-фильтром нижних частот, возвращающим его выход на вход.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

3-30В — это большой входной диапазон.

Предполагая, что вы не настроены на нестандартные магниты, вы можете сделать это с помощью двух или трех устройств — повышающе-понижающего регулятора (например, LM5118) до 5 В, затем изолированного 5 В: 5 В постоянного тока или стабилизатора LDO + повышающего регулятора. + ДК-ДК. (Или используйте зарядный насос вместо DC-DC, если у вас есть 5 В, но изолированные преобразователи постоянного тока 5 В: 5 В дешевы).

Первый был бы намного эффективнее, но существенно дороже.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Затвор 74HC будет работать от 3 В (или даже ниже) до 5 В, поэтому вы можете просто использовать 5 В LDO, чтобы ограничить входное напряжение 3–30 В до 3–5 В, и запитать им ваш затвор 74HC. Поскольку статический ток питания очень мал, вы сможете найти LDO с очень малым падением напряжения. Если ворота не поставляют что-то, что потребляет ток.

Если все, что вам нужно, это вентиль ИЛИ-НЕ, вот тот, который будет работать с вашим входным напряжением 3-30 В.

(источник)

Это будет не так быстро, как ворота 74HC, но это может быть то, что вам нужно. Он тоже маленький и дешевый.

Логика также может быть реализована с выходными компараторами с открытым коллектором, такими как LM339. Выходы можно комбинировать.

Обратите внимание, что выходное напряжение совпадает с напряжением питания, поэтому, если вы хотите ограничить его, просто добавьте стабилитрон.