Apprenez les principes mathématiques de la conversion du courant alternatif en courant continu et comment alimenter des appareils à courant continu à partir d'une source de courant alternatif.
Conversion du courant alternatif en courant continu
La conversion physique du courant alternatif (CA) en courant continu (CC) implique plusieurs étapes et un dispositif appelé redresseur. Heureusement, le calcul de la conversion mathématique est assez simple.
En général, nous exprimons la tension continue en tension efficace (RMS) CA. RMS signifie racine carrée moyenne et fait référence à la racine carrée de la moyenne (moyenne arithmétique) des carrés de toutes les valeurs de l’ensemble. Dans le cas de formes d’onde AC sinusoïdales typiques, la valeur efficace sur toute la durée est égale à la valeur efficace d’une période de l’onde. C’est possible puisque nous supposons que l’onde est identique à chaque période.
La valeur efficace d’une forme d’onde CA standard est égale à la tension de crête divisée par la racine carrée de deux, comme le montre cette formule de la valeur efficace en courant continu :
Équation de RMS pour la conversion du CA en CC :
Si nous connaissons la tension de crête d’un courant alternatif, nous pouvons rapidement déterminer la tension continue nécessaire. Divisez la tension de crête par la racine carrée de deux pour obtenir la tension RMS, qui est équivalente à la tension continue requise. Il est important de noter que cela détermine l’équivalent théorique de la tension continue en fonction de la tension alternative de crête, et non de la tension continue exacte qui résultera d’une conversion réelle. Malheureusement, seules les conversions hypothétiques maintiennent une efficacité de 100 %.
Mettre la théorie en pratique
Nous pouvons utiliser l’équation RMS ci-dessus pour déterminer et permettre la conversion du courant alternatif pour alimenter des appareils à courant continu. À titre d’exemple théorique, une ampoule à incandescence brillera de la même manière sur 141 V CA (tension de crête) et 100 V CC, puisque nous exprimons la RMS de 141 V de crête comme :
Cette équation nous permet également de travailler à rebours à partir de l’appareil, en connaissant sa consommation d’alimentation en courant continu, pour calculer le courant alternatif d’entrée nécessaire. Avec ces informations, nous pouvons convertir l’alimentation CA du réseau électrique en la tension appropriée pour alimenter l’appareil. N’oubliez pas, bien sûr, que dans une application réelle, vous devrez tenir compte des pertes dues à l’inefficacité de la conversion. Cette équation peut fournir un bon point de départ pour des applications pratiques.
La conversion de la tension AC en DC est assez simple sur le plan mathématique et fournit une base pour comprendre les conversions nécessaires pour alimenter avec succès des appareils DC à partir d’une alimentation AC standard du réseau de distribution d’énergie.