AC에서 DC로 전력을 변환하는 데 필요한 수학과 AC 전원에서 DC 장치에 전원을 공급하는 방법을 알아보세요.
AC를 DC로 변환
교류(AC) 전력을 직류(DC) 전력으로 물리적으로 변환하려면 여러 단계와 정류기라는 장치가 필요합니다. 다행히도, 수학적 변환을 계산하는 것은 매우 간단합니다.
일반적으로 DC 전압은 AC RMS 전압으로 표현됩니다. RMS는 제곱 평균 제곱근을 의미하며, 집합에 있는 모든 값의 제곱의 평균(산술 평균)의 제곱근을 나타냅니다. 일반적인 사인파 AC 파형의 경우 전체 시간에 대한 RMS는 파동의 한 주기에 대한 RMS와 같습니다. 이는 각 주기의 파동이 동일하다고 가정하기 때문에 가능합니다.
표준 AC 파형의 RMS는 이 RMS 대 DC 공식에 표시된 대로 피크 전압을 2의 제곱근으로 나눈 것과 같습니다.
AC에서 DC로 변환하기 위한 RMS 방정식:
교류의 피크 전압을 알면 필요한 직류 전압도 빨리 알아낼 수 있습니다. 피크 전압을 2의 제곱근으로 나누면 RMS 전압을 얻을 수 있는데, 이는 필요한 DC 전압과 같습니다. 이는 실제 변환에서 발생하는 정확한 DC 전압이 아닌 피크 AC 전압을 기반으로 한 이론적인 DC 전압 등가를 결정한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 안타깝게도 오직 가설적인 전환만이 100% 효율성을 유지합니다.
이론을 실천에 옮기다
위 RMS 방정식을 사용하면 AC를 변환하여 DC 기기에 전원을 공급할 수 있습니다. 이론적인 예를 들자면 백열전구는 141V AC(피크 전압)와 100V DC에서 모두 똑같이 밝게 빛날 것입니다. 141V 피크의 RMS는 다음과 같이 표현되기 때문입니다.
이 방정식을 사용하면 기기의 DC 전력 요건을 아는 상태에서 역으로 필요한 입력 AC를 계산할 수도 있습니다. 이 정보를 이용하면 전력망의 AC 공급을 장치에 전력을 공급하는 적절한 전압으로 변환할 수 있습니다. 물론, 실제 적용에서는 변환의 비효율성으로 인한 손실을 고려해서 처리해야 한다는 점을 기억하세요. 이 방정식은 실제 응용 프로그램을 위한 좋은 시작점을 제공할 수 있습니다.
AC를 DC 전압으로 변환하는 것은 수학적으로 매우 간단하며, 배전망의 표준 AC 전력 공급 장치에서 DC 기기에 성공적으로 전원을 공급하기 위해 필요한 변환을 이해하는 데 필요한 기초에 해당합니다.