Kuten me kaikki tiedämme, Tietokoneet tarvitsevat sähköä toimiakseen; Sähkö on eräänlainen energia, jonka elektronien liike siirtää johtavan materiaalin (yleensä kuparin) läpi, joka sallii elektronien virtauksen sen sisällä, ja tältä osin meillä on kahden tyyppinen virta: suora (DC) ja vaihtovirta (AC) , jonka ero on siinä, kuinka elektronit liikkuvat materiaalissa. Miksi tietokoneiden täytyy muuntaa vaihtovirta tasavirraksi jotta voisit työskennellä?
Suurin osa sähköverkoista toimii nykyään vaihtovirralla, ja se on virtatyyppi, jota useimmat kodinkoneet ja yleisesti sähkölaitteet käyttävät, kun taas kennot tai paristot tarvitsevat tasavirtaa toimiakseen, aivan kuten tietokone. Miksi sitten tietokone vaatii virtalähteen virran muuntamiseksi? Ei Verkkovirralla toimivat tietokoneet ? Mikä on ero? Kaikki tämä ja paljon muuta on se, mitä aiomme selittää sinulle tässä artikkelissa.
Tasavirta ja vaihtovirta, mikä ero on?
Kuten olemme aiemmin maininneet, tärkein ero tasavirran ja vaihtovirran välillä on tapa, jolla elektronit liikkuvat johtavan materiaalin sisäosan läpi. Pohjimmiltaan tasavirrassa elektronit voivat liikkua vain yhteen suuntaan, kun taas vaihtovirrassa ne liikkuvat molempiin suuntiin.
- DC: sähkövirran virtaus voi toimia vain yhteen suuntaan lähettimestä vastaanottimeen tai napasta toiseen. Sitä kutsutaan yleensä lyhenteeksi DC, joka tarkoittaa tasavirtaa tai tasavirtaa.
- Vaihtovirta: sähkövirta tapahtuu molempiin suuntiin vaihtoehtoisella tavalla (tästä johtuen sen nimi), niin että se kulkee ensin yhteen suuntaan ja sitten takaisin toiseen suuntaan. Sitä kutsutaan vaihtovirraksi englanniksi, mikä tarkoittaa vaihtovirtaa tai tarkalleen vaihtovirtaa.
Tasavirta tai tasavirta
Jos verrataan, kuinka yleistä sähköä nykymaailmassa on, elämme sen olemassaolon kanssa luonnossa, voimme sanoa, että se on erittäin harvinainen ilmiö, koska sitä tuottavat vain jotkut eläimet ja luonnonilmiöt, kuten salamoita myrskyissä. Kuinka sitten olemme tulleet niin riippuvaisiksi sähköstä?
Tutkijat ymmärsivät tarpeen tuottaa keinotekoisesti elektronivirta energian saamiseksi; Päästäkseen sinne he alun perin havaitsivat, että magneettikenttä sai elektronit liikkumaan yhdestä napasta vastakkaiseen luonnollisella tavalla, joten mitä he tekivät, laitettiin metallikaapeli tai muu johtava materiaali napojen väliin varmistaakseen, että elektronit todellakin magneettikentän yksi napa hylkäsi ja toinen vetää puoleensa, mutta vain yhteen suuntaan.
Tämän ansiosta he kehittivät tasavirta-tekniikkaa, ja ensimmäiset tasavirta-akut ja -generaattorit syntyivät 19-luvulla keksijän Thomas Edisonin ansioksi.
Vaihtovirta tai vaihtovirta
Ei ollut kauan 19-luvulla, kunnes toinen tutkija, tässä tapauksessa Nikola Tesla, huomasi, että tasavirta oli melko rajallinen virran määrän ja etäisyyden suhteen, joten se oli Hänen tehtävänään. löytää vaihtoehto, keksimällä vaihtovirta ongelman ratkaisuksi.
Periaate on sama (elektroneja houkutellaan magneettikentän yhteen napaan ja hylätään toisesta), mutta staattisen magneettikentän käyttämisen sijaan Tesla käytti pyörivää siten, että kun napojen asentoa muutetaan, suunta myös elektronivirtauksen muutos. Elektronien virtauksen suunnanmuutosta kutsutaan taajuudeksi ja se ilmaistaan hertseinä (Hz) magneettikentän kierrosten tai jaksojen määrän määrittämiseksi sekunnissa. Tämä tarkoittaa, että jos kotisi vaihtovirta on 60 Hz, se tarkoittaa, että magneettimuutoksessa tapahtuu 60 polariteettimuutosta joka sekunti.
Jokaisessa syklissä elektronit vaihtavat suuntaa ja palaavat alkuperäiseen pisteeseen, toisin sanoen kullekin syklille on kaksi suunnanmuutosta. Siksi 60 Hz: n vaihtovirrassa elektronivirta muuttaa suuntaa 120 kertaa sekunnissa.
Mitä eroa on toisissa?
Vaihtovirta sallii esimerkiksi, että laite voidaan liittää pistorasiaan suunnasta riippumatta ja ottamatta huomioon, mikä on laitteen negatiivinen ja positiivinen napa, toisin kuin tasavirrassa, jossa se on tarpeen, on otettava huomioon navat, koska sillä on vain yksi tunne.
Kuten sanoimme aiemmin, yksi tasavirran haitoista oli juuri se, että virran määrä ja etäisyys, jonka se pystyi kuljettamaan sen ennen jännitteen (jännitteen) menettämistä, oli melko pieni, mutta se ratkaistiin vaihtovirralla, koska se kerrottiin useina kokonaislukuina sekä jännitys että etäisyys, johon se voitaisiin kuljettaa.
Paristot on suunniteltu tuottamaan tasavirtaa tietyllä maksimijännitetasolla, ja se rajoittaa jo sekä etäisyyttä että virran määrää, jonka ne voivat kuljettaa. Vaihtovirtaa voidaan kuitenkin tuottaa generaattorissa ja siksi muuntajaa voidaan käyttää jännitteen nostamiseen tai laskemiseen tarpeen mukaan, jolloin elektronit voidaan kuljettaa paljon suurempia etäisyyksiä.
AC / DC-virtamuuntajat
Virtamuuntajia käytetään kaikissa sähköpiireissä, joiden toiminta vaatii tietyn jännitteen. Esimerkiksi, kun puhumme voimalaitoksista, ne toimivat erittäin suurilla jännitteillä, jotta sähkö voi kulkea pitkiä matkoja, mutta sitten paikalliset muuntajat (ne, jotka palvelevat kotiimme) muuttavat tämän jännitteen saavuttaakseen meidät. tavallinen 230 V, joka meillä on pistorasioissa.
Virta voidaan muuntaa myös vaihtovirrasta tasasuuntaan ja päinvastoin käyttämällä jännitesovitinta tai invertteriä, joka tunnetaan myös nimellä AC / DC-muuntaja, ja se on olennainen komponentti, jota olet käyttänyt koko elämäsi, vaikka et tiedä sitä , koska jopa laturissasi on matkapuhelin, samoin kuin kannettavan laturi tai tietokoneen virtalähde, koska kuten aiemmin mainitsimme, nämä laitteet tarvitsevat tasavirtaa toimiakseen.
Laturi on siis kytketty talosi sähköverkkoon, ja kaikki sen pistokkeet tuottavat 230 V vaihtovirtaa, joten se on muunnettava tasavirraksi, jotta laite toimisi.
Miksi tietokone tarvitsee tasavirtaa toimiakseen
PC: ssä tasavirtaa käytetään väliaikaisen muistimuistin muodossa, kun digitaalinen tieto kulkee johtavien polkujen läpi yhdestä logiikkapiiristä toiseen. Tyypillisesti tämä muisti toimii kaksiarvoisena muistina, joka edustaa binääriä ja nollia päälle ja pois päältä (vaikka muut arvot, kuten base-3 tai tiheä monitasoinen tallennus porrastettuja jännitteitä käyttäen, ovat mahdollisia).
Tallennetun tiedon säilyttäminen edellyttää, että logiikkapiireihin syötetty jännite on vakio, jatkuva ja myös hyvin spesifisten arvojen kanssa, minkä vuoksi virtalähteissä on myös 12, 5 ja 3.3 voltin jännitemuuntajia. Vaihtovirta ei voi toimia logiikkapiirien ajamiseksi tällä tavoin, koska tallennetut tiedot menetetään, kun jatkuvasti vaihteleva jännite putoaa nollaan ja sitten kääntyy, ja pohjimmiltaan tämä on ainoa syy, miksi tietokone ei voi toimia tänään vaihtovirralla ja tarvitsee sen jatkuvaa.
