Ток это поток заряда, а напряжение – это потенциальная энергия, которая может вызвать поток.
Преобразование тока в напряжение или напряжения в ток невозможно, поскольку это различные физические явления. Ток является потоком заряда, а напряжение – это потенциальная энергия, которая может вызвать поток.
Напряжение можно измерить на концах проводника или источника электрической энергии (ЭДС). Ток представляет собой движущийся через поперечное сечение проводника электрический заряд.
Электрики могут преобразовать напряжение или ток из одной величины в другую. Таким образом, они преобразуют электрическую энергию (мощность).
На иллюстрации выше видно, как изменяется напряжение и ток в зависимости от друг друга.
Если при преобразовании электрической энергии напряжение понижается, то ток соответственно возрастает, а при повышении напряжения ток понижается. Изображение иллюстрирует этот процесс.
По закону сохранения энергии, количество энергии, вводимой и выводимой из системы, будет почти одинаковым, за исключением минимальных потерь в процессе преобразования.
Электрическая энергия A базируется на потенциальной энергии (энергии положения в электрическом поле), которая представляет собой произведение энергии U и заряда q. То есть А = U*q.
А ток I – это ничто иное, как перемещение заряда q в электрическом поле за определенное время t, то есть I = q/t.
Поэтому в процессе преобразования энергии A1 = U1*q1 на входе в энергию A2 = U2*q2 на выходе требуется преобразующее устройство. Если понизить разность потенциалов (U2 < U1) между двумя точками поля, где перемещается заряд, на выходе будет большее количество перемещаемого за единицу времени заряда q2 чем q1 на входе, при сохранении (минус потери) электрической энергии.
Если же количество перемещаемого за единицу времени заряда уменьшается (q2 < q1), то разность потенциалов U2 на выходе будет выше, чем U1 на входе. При таких параметрах заряд в меньшем количестве пройдет через электрический цепь.
Для конвертации электрической энергии используется явление электромагнитной индукции, открытое Майклом Фарадеем в 1831 году. Сегодня это явление используется в трансформаторах и импульсных преобразователях напряжения для увеличения или уменьшения напряжения (относительно тока).
Оценивая процесс преобразования в общих чертах, мы можем убедиться в том, что преобразование имеет свои преимущества. Преобразование является полезным для решения наиболее сложных задач, которые могут возникнуть в электрических системах. Несмотря на то, что процесс преобразования может быть достаточно сложным, он предоставляет мощные и надежные средства для достижения желаемых результатов.
Оценивая процесс преобразования как электрик, мы можем прийти к выводу, что он имеет свои преимущества. Преобразование является полезным для решения наиболее сложных задач, возникающих в электрических системах. Хотя процесс преобразования может быть сложным, он предоставляет мощные и надежные средства для достижения желаемых результатов.
Это и есть принцип действия трансформатора — процесс преобразования энергии.
При изменении попеременного тока I в проводящем витке, имеющем индуктивность L, магнитное поле B, порождаемое данным током, пронизывает ограниченную данным витком площадь S и изменяется магнитный поток Ф = B*S = L*I. Вот и вся история с трансформатором – он осуществляет процесс преобразования энергии.
Скорость изменения тока I в витке отражается в скорости изменения магнитного потока Ф, проходящего через площадь S, заключенную в данном витке.
Ток постоянный может использоваться для применения постоянного напряжения для приведения потребителя в действие.
Прямая пропорциональность между переменным током I в витке и напряжением U, направленным к концам витка, позволяет использовать постоянный ток для применения постоянного напряжения для активации потребителя.
Таким образом, чем больше амплитуда U, тем больше амплитуда тока I в витке и тем больше амплитуда магнитного потока Ф в витке с током.
Открытие Майкла Фарадея подтвердило, что переменный магнитный поток может вызвать появление ЭДС в области, где происходит изменение магнитного потока. Скорость изменения магнитного потока dФ/dt напрямую влияет на величину получаемого на концах контура напряжения: чем быстрее происходит изменение магнитного потока, тем выше будет получаемое напряжение.
При введении другой обмотки (вторичной) в поле изменяющегося магнитного потока будет наведено ЭДС. Чем больше магнитный поток и чем быстрее он меняется, тем больше индуцируемое напряжение на концах вторичной обмотки.
При наличии нескольких вторичных витков (N), соединенных последовательно, индуцируемые в них ЭДС будут суммироваться.
Замкнув вторичную цепь, вызываемый заряд по ней будет вызывать собственный магнитный поток, направленный в противоположную сторону и равный по величине первичному магнитному потоку.
Если витки вторичной цепи идентичны витку первичной по магнитным свойствам, форме и индуктивности, то в этом случае индуцируемая ЭДС распределит ток по всем вторичным виткам равномерно.
Чем больше витков последовательно соединено, тем больше напряжение на выходе и тем меньше тока при замкнутой на нагрузку цепи.
Трансформатор позволяет изменять переменное напряжение и ток, повышая или понижая их значение. Это достигается за счёт изменения коэффициента трансформации.
Если количество витков в первичной обмотке превышает количество витков во вторичной, то на один виток вторичной обмотки приходится больше тока, что приводит к снижению общего напряжения на концах вторичной обмотки в соответствии с соотношением витков, то есть при увеличении тока на выходе напряжение будет снижаться.
Электрическое напряжение – это потенциальная энергия, которая может быть преобразована в электрический ток. Это преобразование происходит в приборах, известных как электрические преобразователи. Основные типы электрических преобразователей включают диоды, транзисторы и микросхемы. Они преобразуют напряжение в ток путем пропускания, отрицания или ограничения потока электричества, проходящего через них.
Чтобы создать электрический ток, напряжение должно преобразовываться в электрическую энергию. Электрические преобразователи играют важную роль в этом процессе, преобразуя напряжение в ток. Это позволяет электрической энергии использоваться для привлечения и преобразования в форму, которую можно использовать для активации электрических устройств.