Come Convertire Tensione AC in DC

Un sistema di alimentazione regolato può essere assemblato per convertire elettricamente l'alta tensione alternata (AC) in una corrente continua (DC) fissa in una serie di passaggi. Questo processo implica prima la conversione della tensione AC variabile in una tensione DC pulsante a direzione singola. La corrente pulsata viene poi lisciata e regolata per produrre un'uscita DC fissa. Matematicamente, la conversione della tensione AC nell'equivalente DC richiede solo la comprensione della relazione tra i due processi elettrici.

Cosa serve

• Trasformatore
• Raddrizzatore a ponte diodi
• Condensatore elettrolitico
• Regolatore di tensione
• Calcolatrice, matita, carta

Istruzioni

Conversione Elettrica AC→DC

1. Trasformatore step-up/step-down per aumentare o diminuire la tensione AC in entrata secondo necessità. Il trasformatore consiste di due bobine parallele collegate dal campo magnetico creato in un nucleo di ferro. La regolazione della tensione è determinata dal numero di spire nelle bobine.
2. Aggiungere un raddrizzatore per convertire la AC aumentata/ridotta in tensione DC. Un raddrizzatore a ponte con quattro diodi converte la tensione AC alternata (negativa e positiva) in tensione DC a direzione singola mentre coppie di diodi alterni conducono.
3. Lisciare l'uscita DC pulsata con un condensatore "di riserva" o di livellamento in modo che la tensione DC vari solo leggermente. Questo condensatore, che si carica e scarica alla salita e discesa dei picchi d'onda, produce un'uscita DC modulata, "ondulata" (rippled).
4. Eliminare il "ripple" DC aggiungendo un regolatore di tensione scelto per fissare l'uscita DC alla tensione desiderata. La tensione DC d'ingresso deve essere di qualche volt superiore alla tensione d'uscita fissa desiderata per permettere fluttuazioni causate dal ripple.

Conversione Matematica AC→DC

5. Calcolare la tensione "di picco" moltiplicando il valore "rms" (root mean square) dato per 1,4 (radice quadrata di 2). Esempio: AC 10V rms → picco 14V.
6. Convertire questa tensione di picco AC in tensione DC equivalente dividendo il valore di picco AC per 1,4. Un picco AC di 14V produce una tensione DC raddrizzata di circa 10V.
7. Confrontare la tensione DC equivalente ottenuta con il valore rms originale — la tensione DC è equivalente alla tensione rms, o valore "efficace", dell'AC con i picchi lisciati. In una sorgente elettrica reale, la tensione DC d'uscita varierà per le perdite e sarà inferiore al valore rms AC.