Formel zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom: Wie man Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt

Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom

Die physische Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umfasst mehrere Schritte und ein Gerät namens Gleichrichter. Glücklicherweise ist die mathematische Umrechnung recht einfach.

Im Allgemeinen geben wir Gleichspannung (DC) als Wechselspannung (AC RMS) an. RMS steht für "Root Mean Square" (Quadratischer Mittelwert) und bezieht sich auf die Quadratwurzel des Durchschnitts (arithmetisches Mittel) der Quadrate aller Werte im Satz. Im Fall typischer sinusförmiger Wechselstrom-Wellenformen ist der RMS-Wert über die gesamte Zeit gleich dem RMS-Wert einer Periode der Welle. Dies ist möglich, da wir davon ausgehen, dass die Welle in jeder Periode identisch ist.

Der Effektivwert (RMS) für eine standardmäßige Wechselstrom-Wellenform ist gleich der Spitzenspannung geteilt durch die Quadratwurzel aus zwei, wie in dieser Effektivwert-zu-Gleichstrom-Formel gezeigt:

Wenn wir die Spitzenspannung einer Wechselspannung kennen, können wir schnell die notwendige Gleichspannung berechnen. Teilen Sie die Spitzenspannung durch die Quadratwurzel aus zwei, um die Effektivspannung (RMS-Spannung) zu erhalten, welche der erforderlichen Gleichspannung entspricht. Es ist wichtig zu beachten, dass dies die theoretisch äquivalente Gleichspannung auf Basis der Spitzen-Wechselspannung bestimmt und nicht die exakte Gleichspannung, die aus einer tatsächlichen Umwandlung resultiert. Leider weisen nur hypothetische Umwandlungen eine Effizienz von 100 Prozent auf.

Theorie in die Praxis umsetzen

Wir können die obige RMS-Gleichung verwenden, um die Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) zu ermöglichen. Als theoretisches Beispiel leuchtet eine Glühbirne genauso hell bei 141 V Wechselstrom (Spitzenspannung) und 100 V Gleichstrom, da wir den RMS-Wert von 141 V Spitzenspannung wie folgt ausdrücken:

Diese Gleichung ermöglicht es uns auch, vom Gerät aus rückwärts zu rechnen, indem wir dessen Gleichstrombedarf kennen, um den notwendigen Eingangswechselstrom zu berechnen. Mit diesen Informationen können wir die Wechselstromversorgung aus dem Stromnetz in die geeignete Spannung umwandeln, um das Gerät mit Energie zu versorgen. Denken Sie dabei natürlich daran, dass in einer realen Anwendung Verluste durch Ineffizienz bei der Umwandlung berücksichtigt werden müssen. Diese Gleichung kann einen guten Ausgangspunkt für praktische Anwendungen bieten.

Die Umwandlung von Wechselspannung (AC) in Gleichspannung (DC) ist mathematisch recht einfach und bildet die Grundlage für das Verständnis der erforderlichen Umwandlungen, um Gleichstromgeräte erfolgreich mit einer standardmäßigen Wechselstromversorgung aus dem Stromnetz zu betreiben.