Com es converteix la tensió en corrent

És impossible convertir el corrent en tensió o tensió en corrent, ja que es tracta de fenòmens fonamentalment diferents. El voltatge es mesura als extrems d’un conductor o d’una font EMF, mentre que el corrent és una càrrega elèctrica que es mou a través d’una secció transversal d’un conductor.

El voltatge o el corrent només es poden convertir en tensió o corrent d’una magnitud diferent, en aquest cas parlen de la conversió d’energia elèctrica (potència).

Si la tensió disminueix durant la conversió d’energia elèctrica, el corrent augmenta i si la tensió augmenta, el corrent disminueix. La quantitat d’energia a l’entrada i la sortida serà aproximadament la mateixa (menys, per descomptat, la pèrdua en el procés de conversió) d’acord amb la llei de conservació de l’energia.

Això es deu al fet que l’energia elèctrica A és l’energia potencial (energia de posició en un camp elèctric) d’una càrrega elèctrica, és a dir, A = U * q. I el corrent I - no és més que el moviment de la càrrega q al camp elèctric al llarg del temps t, és a dir, I = q / t.

Per tant, en el procés de conversió d’energia A1 = U1 * q1 a l’entrada - en energia A2 = U2 * q2 a la sortida d’un determinat dispositiu convertidor - o bé es redueix la diferència de potencial (U2

O la quantitat de càrrega transferida per unitat de temps disminueix (q2

Per dur a terme aquesta conversió d’energia elèctrica, s’utilitza el fenomen d’inducció electromagnètica, descobert per Michael Faraday a finals d’estiu de 1831, i que s’utilitza avui en dia en transformadors i en convertidors de tensió de pols per reduir o augmentar la tensió (respectivament, per augmentar o disminuir el corrent). A continuació, considerem el procés de tal transformació en termes generals.

Quan el corrent I canvia (augmenta i disminueix) en una bobina conductor amb inductància L - també canvia el camp magnètic B generat per aquest corrent i que penetra a l’àrea S limitada per aquesta bobina (el flux magnètic Φ = B * S = L * Jo

La rapidesa amb què canvia el corrent I a la bobina, també el flux magnètic perme, permeant l’àrea S limitada per aquesta bobina. El corrent altern I de la bobina és directament proporcional al voltatge U aplicat als extrems de la bobina. Així, com més gran sigui l’amplitud U, més gran és l’amplitud del corrent I a la bobina i major serà l’amplitud del flux magnètic Φ de la bobina amb el corrent.

Michael Faraday va demostrar que un flux magnètic variable en el temps és capaç d’induir EMF (tensió) en un circuit que cobreix la regió d’aquest flux magnètic variable, i la taxa de canvi del flux magnètic dF / dt afecta la magnitud de l’EMF resultant: com més alta sigui la taxa de canvi del flux magnètic, més alta és la tensió als extrems del circuit.

En conseqüència, si situem una altra bobina (secundària) en el rang del flux magnètic canviant, aleshores s’induirà una EMF (tensió als extrems), proporcional a la velocitat de canvi del flux magnètic - com més gran sigui el flux magnètic i més ràpid es canviï - major serà la inducció en el secundari. bobina EMF. Si hi ha diversos (N) torns secundaris i es connecten en sèrie, l'EMF induït se suma als mateixos.

I si tanqueu el circuit secundari, la càrrega (corrent) moguda al llarg del mateix crearà el seu propi flux magnètic, oposat al flux magnètic primari en direcció i igual en magnitud.

Si els girs del circuit secundari són completament semblants al gir primari en propietats magnètiques, forma i inductància, en aquest cas el corrent causat per l’EMF induït es dividirà a parts iguals entre tots els girs secundaris. Per tant, com més voltes estiguin connectades en sèrie, més tensió es produeix a la sortida i menys corrent es produirà quan el circuit estigui tancat a la càrrega.

Funciona amb aquest principi transformadoraugment o disminució de la tensió alterna i, en conseqüència, disminució o augment del corrent altern. Si hi ha més voltes primàries i menys secundàries, llavors hi haurà més corrent per gir de la bobina secundària, però la tensió als extrems de la bobina secundària serà menor en total (proporcional a la relació de voltes en els bobinats), és a dir, el corrent de sortida augmentarà en comparació amb l’entrada i el voltatge. baixarà.