Isi
- Apakah Arus AC dan DC?
- Konverter DC ke AC Mekanis Sederhana
- Inverter Menggunakan Komponen Sirkuit untuk Mengubah Arah Saat Ini
- Satu Lagi Hal: Transformer
Misalkan daya padam, dan yang Anda miliki hanyalah aki mobil 12 V. Bisakah Anda menggunakannya untuk memberi daya pada kulkas Anda agar makanannya tidak rusak? Sayangnya jawabannya tidak, karena Anda melewatkan sesuatu yang penting, dan tidak hanya berbicara tentang wadah untuk colokan. Anda memerlukan perangkat yang akan mengubah daya DC dari baterai ke daya AC yang dapat mengoperasikan kompresor lemari es.
Konverter DC ke AC ini disebut inverter. Cukup mudah untuk mengubah arus AC ke DC - yang perlu Anda lakukan adalah memberi makan arus melalui dioda, yang hanya melewati arus dalam satu arah. Mengubah dari DC ke AC lebih rumit, karena Anda memerlukan semacam osilator yang membalikkan arah arus pada frekuensi yang Anda butuhkan. Ada cara untuk melakukan ini secara mekanis, tetapi kebanyakan inverter bergantung pada resistor, kapasitor, transistor, dan perangkat sirkuit lainnya.
Inverter membutuhkan satu hal lagi: cara untuk mengubah tegangan sumber arus untuk digunakan oleh perangkat yang akan menggunakan daya. Dengan kata lain, perlu a transformator. Sebagai contoh, jika Anda menyalakan kulkas 120 V Anda dengan baterai 12 V, inverter memerlukan transformator penambah yang meningkatkan tegangan hingga 10 kali lipat. Karena hanya bekerja dengan arus AC, transformator masuk ke sirkuit setelah komponen yang mengubah arus dari DC ke AC.
Apakah Arus AC dan DC?
Kebanyakan orang belajar tentang arus DC dalam perkenalannya dengan listrik, dan cara terbaik untuk memvisualisasikannya adalah dengan memikirkan baterai. Jika Anda menghubungkan terminal baterai dengan kabel penghantar, elektron mengalir dari terminal negatif ke terminal positif, seperti semut yang mengikuti satu sama lain saat mereka mencari makan.
Jika Anda menempatkan beban seperti cahaya di sirkuit, elektron mengalir melalui beban dan bekerja dalam perjalanan ke terminal positif. Dalam kasus bola lampu, pekerjaannya adalah memanaskan filamen agar bersinar.
Alih-alih mengalir dalam satu arah, arus AC membalikkan arah berkali-kali per detik, dan itu karena cara yang dihasilkan. Memanfaatkan induksi elektromagnetik, sebuah fenomena di mana medan magnet yang berubah menghasilkan arus listrik pada kabel penghantar, generator AC menghasilkan listrik dengan rotor pemintalan dan kumparan kabel penghantar. Dalam satu versi, rotor adalah magnet permanen, dan ketika berputar, ia menghasilkan arus dalam koil yang mengubah arah dengan setiap setengah putaran rotor.
Arus AC tidak bergerak melalui kabel dengan cara yang sama dengan arus DC. Cara terbaik untuk memikirkannya adalah seolah-olah elektron di kawat bergetar di tempatnya. Selama setengah putaran pertama rotor, elektron bergerak ke satu arah, dan selama putaran kedua putaran, mereka bergerak ke arah lain.
Jika Anda memplot pergerakan satu elektron terhadap waktu, itu akan menghasilkan bentuk gelombang yang dikenal sebagai gelombang sinus. Frekuensi gelombang diatur oleh kecepatan putaran rotor generator.
Konverter DC ke AC Mekanis Sederhana
Perangkat yang dapat mengubah arus DC ke AC harus dapat mematikan arus yang terjadi dalam satu arah dan sebaliknya, kemudian membalikkan proses secara berkala. Cara untuk melakukan ini adalah dengan menempatkan roda berputar di antara sepasang terminal dan mengatur kontak sehingga roda bergantian koneksi baterai dengan setiap putaran. Arus akan mengalir satu arah ketika roda berada di titik awal dan di arah yang berlawanan ketika roda berputar 180 derajat.
Pengaturan kasar seperti itu akan menghasilkan arus semua atau tidak sama sekali di setiap arah, dan jika Anda membuat grafik pergerakan elektron di sirkuit, Anda akan mendapatkan apa yang dikenal sebagai gelombang persegi. Ini tidak akan menjadi power inverter yang bagus untuk rumah. Arus mungkin dapat melakukan tugas-tugas sederhana, seperti membuat elemen pemanas menyala, tetapi itu tidak akan bekerja untuk peralatan elektronik yang sensitif. Selain itu, Anda perlu cara yang akurat untuk mengontrol rotasi roda untuk membuat daya AC yang dihasilkan berguna.
Inverter Menggunakan Komponen Sirkuit untuk Mengubah Arah Saat Ini
Daripada memutar roda, inverter komersial menggunakan komponen sirkuit seperti kapasitor, resistor dan transistor. Skema inverter DC ke AC yang umum menunjukkan rangkaian paralel dengan transistor secara seri dengan resistor dan sirkuit silang dengan kapasitor dan transistor daya, atau MOSFETs (Transistor Efek Medan Semikonduktor Oksida Logam). Tipe lain menggunakan a Wien jembatan osilator, yang dibangun dengan resistor dan kapasitor.
Kedua inverter yang dijelaskan di atas adalah inverter gelombang sinus murni (PSW)s, dan sinyal yang mereka hasilkan dapat digunakan oleh semua perangkat elektronik. Jika Anda sedang mencari power inverter untuk rumah, Anda memerlukan inverter PSW, karena itu akan bekerja dengan komponen elektronik di kompor, pengering, mesin cuci dan peralatan lainnya.
Jenis lain dari konverter DC ke AC adalah a modifikasi sine wave (MSW) inverter. Ini menggunakan komponen yang lebih murah, seperti dioda dan thyristor, yang mirip dengan transistor. Sinyal dari inverter MSW seperti gelombang persegi dengan sudut-sudutnya sedikit membulat, dan sementara itu dapat memberi daya pada peralatan besar, itu tidak cocok untuk peralatan elektronik. Ini akan menjadi power inverter terbaik untuk mobil, membuat baterai tersedia untuk alat-alat listrik dan peralatan perbaikan mobil.
Satu Lagi Hal: Transformer
Bahkan jika Anda mengubah sinyal dari sumber listrik DC, seperti baterai atau panel surya, ke AC, tegangan tidak akan cukup besar untuk menyalakan alat 120 V. Untungnya, mudah untuk meningkatkan tegangan AC. Yang Anda butuhkan adalah a transformator, yang juga beroperasi berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.
Pengoperasian transformator sederhana. Dua kumparan penghantar ditempatkan berdampingan - atau satu di dalam kumparan lainnya - dan arus yang melewati satu kumparan, disebut kumparan primer, menginduksi arus dalam kumparan yang lain, yang merupakan kumparan sekunder. Rasio arus dalam dua kumparan serta tegangannya diatur oleh perbedaan jumlah putaran dalam kumparan.
Jika kumparan sekunder memiliki lebih banyak belokan dari yang pertama, transformator akan meningkatkan tegangan dengan jumlah yang sama dengan jumlah putaran di kumparan sekunder dibagi dengan jumlah putaran di kumparan primer.
Anda dapat merancang inverter untuk memasok tegangan apa pun yang Anda inginkan, tetapi jika Anda menginginkan konverter DC ke AC yang akan mengubah baterai mobil 12 V Anda menjadi sumber tenaga 120 V untuk rumah Anda, Anda perlu membuat perbandingan antara primer dan sekunder. 1 hingga 10. Transformator inverter komersial memiliki ratusan putaran, dan kabel menghasilkan panas resistif, sehingga inverter memerlukan sirip - dan mungkin kipas - agar tetap dingin. Selain itu, kumparan kadang-kadang melilit inti padat untuk membuat induksi lebih efektif, dan itu bisa membuat inverter sangat berat.