Se um neófito já leu até aqui, pode ajudar a definir "SMPS" - essa é uma fonte de alimentação de modo comutado. Quase todos os computadores de mesa (99,99 ...%) contêm um, assim como uma fonte de alimentação ininterrupta de no-break.
[PS: Este é meu primeiro post no SE, devo admitir que me empolguei com a história e com os tópicos relacionados à periferia. Culpado como cobrado?]
No interior, o SMPS usa um retificador para converter a entrada CA para CC, que alimenta um inversor de alta frequência *. (Um inversor converte CC em CA.) O CA desse inversor alimenta um pequeno transformador que é notavelmente menor que um transformador de 60 Hz da mesma classificação, talvez 10% maior, se isso. O transformador fornece as tensões CC necessárias de vários enrolamentos secundários através de retificadores. Em certo sentido, não é muito diferente de uma correia de transmissão no motor de um carro que fornece velocidades diferentes para o alternador, ventilador e outros acessórios. * Pelo menos 25 kHz, provavelmente muitas vezes isso.
Uma nota de segurança: O CC que alimenta o inversor é aproximadamente de 300 V, e é suavizado por grandes capacitores que armazenam energia por milissegundos enquanto a tensão instantânea do AC de entrada não atinge seu pico ou está perto dele. Eles podem manter a carga depois de desconectar o cabo de alimentação, e são um risco de choque perigoso, possivelmente letal.
O inversor usa semicondutores, tradicionalmente transistores de potência, para ligar rapidamente o DC totalmente ou totalmente na alta frequência. Quando ligados, esses semicondutores são muito eficientes, perdendo apenas um pouco de energia como calor e, quando desligados, ainda melhor. As transições durante a troca são rápidas, mas precisam de uma boa engenharia. Essa é a parte "switch mode". (Sim, há um oscilador para fornecer o tempo para os comutadores.)
Os inversores que fazem parte das instalações de energia solar fornecem CA na frequência da região, 50 Hz em grande parte do mundo e parte do Japão, e 60 Hz na América do Norte, na outra parte do Japão, e na maioria das instalações (se não todas) na Central. e países da América do Sul.
Algum tempo atrás, havia uma sugestão de que a futura potência doméstica e de pequenos escritórios estaria em duas voltagens, 320 V (provavelmente DC, IIRC) e algo como 24 ou 32 V, se bem me lembro, também DC. A alta voltagem seria para dispositivos que precisam de muita energia.
Antes da Administração de Eletrificação Rural, 32 volts DC eram comuns, junto com pequenas turbinas eólicas. Experimente o Wincharger ™ para obter uma marca comercial.
As longas linhas de transmissão de energia CA de alta tensão apresentam perdas significativas, talvez devido à capacitância e à resistência. Linhas CC de alta tensão, no entanto, têm perdas muito menores. Embora a França tenha uma ligação HVDC pioneira com geradores e motores isolados em série, demorou um tempo, provavelmente décadas, para desenvolver inversores, em particular. A conversão confiável de um megavolt DC em centenas de megawatts em CA não é para amadores!
Fonte de alimentação e histórico relacionado
Este é realmente um nome impróprio. Eles são realmente conversores de energia . A energia é fornecida pelos geradores da rede elétrica, que são rotacionados por turbinas. No início da década de 1920, todos os receptores de rádio eram alimentados por baterias, baterias A (geralmente baterias de carro, todas de 6 V) e baterias B , não recarregáveis, 22½ V e múltiplos, até 135 V. mas durou metade da eternidade, aparentemente. Essas baterias de carro já eram do tipo seladas / reguladas por válvulas e o ácido sulfúrico diluído era desagradável para os pisos e tapetes da sala de estar. Recarregar era um incômodo. As baterias B compreendiam muitas células de zinco-carbono e 1,5 V, e seu custo não era trivial.
Naquela época, a energia da rede doméstica estava se tornando bastante comum, e havia uma necessidade real de operar rádios a partir da energia da casa. A princípio, os dispositivos para substituir as baterias fizeram o trabalho, e depois foram chamados de "fontes de alimentação", também "eliminadores de bateria". O termo chamou a atenção dos engenheiros de rádio e, a partir de então, permaneceu em uso para linha CA / rede elétrica para conversores CC.
Notas relacionadas:
Antes que 110 (120?) Volts se tornasse padrão para o serviço de energia elétrica nos Estados Unidos, a energia elétrica inicial variava de 50 a 500 V. * A primeira aplicação generalizada para motores elétricos eram ventiladores rotativos, normalmente de mesa. Correias de transmissão foram usadas por alguns. Os colecionadores de ventiladores antigos preservam a história inicial dos motores elétricos. * Um anúncio, reproduzido on-line, por um dos primeiros fabricantes de ventiladores, oferecia essa faixa de tensões.
A energia DC do utilitário não desapareceu rapidamente. A cidade de Nova York tinha 110 V DC fornecida a pelo menos um salão de hotel depois de 1960. (os elevadores de corrente contínua ainda podem existir até hoje.) A Audio Engineering Society realizou sua exposição anual da convenção no início dos anos 1960 no The New Yorker Hotel. Quando as exposições foram montadas, logo depois que os dispositivos foram conectados e ligados, eles pareciam mortos, mas os transformadores e motores neles superaqueciam; alguns podem ter sido muito danificados. A alimentação de corrente contínua a um dispositivo somente CA aparentemente não desarma os disjuntores ou funde os fusíveis.
Você adivinhou! As tomadas da parede não estavam marcadas como CC e tinham os slots emparelhados padrão que todos tínhamos antes do aterramento de segurança do terceiro fio.
Muitas décadas atrás, era comum o uso de testadores para verificar se a energia era CA ou CC. Entre esses testadores, havia papel de teste de polaridade, que havia sido tratado com um pouco de sal iônico. DC criou uma cor em apenas um fio. Os pequenos tipos de lâmpadas de neon com fios conectados eram e ainda são outro. Somente o eletrodo negativo brilha.
Junto com isso, os dispositivos foram anunciados como OK para uso em CA ou CC. Notáveis foram os barulhentos motores de alta velocidade em aspiradores de pó e furadeiras elétricas com fio, entre muitos outros. Esses motores têm "escovas" de carbono, comutadores e rotores enrolados com fio magnético. Basicamente, são motores DC com núcleos de campo laminado e um espaço de ar um pouco maior ao redor do rotor. Além disso, os rádios pré-Segunda Guerra Mundial, notadamente os onipresentes tubos de cinco tubos, operavam bem em corrente contínua - inverter o plugue de energia, se aparentemente estivessem "mortos" em corrente contínua.
Os primeiros motores de bondes, todos DC, usavam escovas de arame de cobre (liga?) Para entrar em contato com os comutadores. Eles simplesmente não funcionaram, então os blocos de carbono tomaram seu lugar. O nome original travou.
Aparentemente, muitos interruptores de luz eram rotativos. Ao girar o botão, você enrola uma mola e, depois de um quarto de volta, o mecanismo destrava os contatos repentinamente, para quebrar o arco. (Sem ímãs de ruptura?) Tente "Ark-Les" ™ para obter uma marca comercial. Talvez seja por isso que dizemos "ligar / desligar" uma luz, embora as luzes de mesa e de mesa com soquetes de interruptor às vezes tenham botões giratórios.
Os interruptores de parede mais antigos para luzes da sala, do tipo onipresente alavanca para cima / para baixo, fizeram um estalo distinto quando operados. Isso simplesmente deve ter sido quebrar arcos de corrente contínua. Meu apt. tem dois tipos
Massachusetts costumava exigir que os interruptores de luz do banheiro estivessem do lado de fora da porta da sala. (Meu apt. Faz, construído em 1957.) Aparentemente, as pessoas eram eletrocutadas, talvez porque as tampas removíveis dos interruptores rotativos nem sempre eram fielmente substituídas.
De fato, a história da proteção contra choques elétricos tem continuado melhorando. Um ventilador elétrico bem cedo tinha conexões expostas, e o que pareciam grandes elos fusíveis longos no topo, sem tampas.
Ainda hoje, interruptores com falha de arco para circuitos domésticos e de pequenos escritórios são raros (e bastante caros). Na indústria e nas concessionárias, onde é manuseada muita energia, o arco elétrico é um risco sério, sendo levado a sério.
Algum tempo atrás, me deparei com uma explicação para os orifícios nas pontas dos nossos plugues comuns de cabos de energia do Hemisfério Ocidental. As primeiras tomadas da parede não tinham molas de liga ferrosa, pouca dúvida por causa de eventual corrosão. As ligas de mola não ferrosas da época aparentemente podiam e perderam a paciência, e os plugues estavam caindo! As covinhas nos contatos de saída encaixavam nos orifícios, pelo menos lidando com as quedas, se não mantendo um bom contato.
Os aparelhos elétricos bem antigos tinham cabos de força que terminavam em roscas macho, iguais às de nossas lâmpadas.
Se essas diversões são más maneiras, peço desculpas!