אחת ההתקדמות המדעית החשובה ביותר במאה ה-19 הייתה הקמת החשמל. הודות לכך, לאדם יש הזדמנות לבצע כל עבודה לאחר השקיעה, דבר שהיה בלתי אפשרי בעבר. כיום ישנם שני סוגים של זרם - ישיר וחילופין, אך מומחים תמיד התעניינו באפשרות להמיר אחד לאחר, מה שהוביל להופעתו של מהפך. מה זה ואיך זה עובד ניתן למצוא בספרות הרלוונטית.
תוֹכֶן
- היסטוריה של מוצא
- סוגי חשמל
- מידע כללי על המכשיר
- עקרון הפעולה
- סיווג מכשירים
- ריתוך ממירים
- זנים פופולריים
היסטוריה של מוצא
בסוף שנות ה-80 של המאה ה-19, תומס אדיסון קיבל זרם ישיר במעבדתו והחליט לחלוק את התגלית הזו עם כולם. המדען טען שמקור כזה הוא הרבה יותר טוב מאשר זרם חילופין להפעלת מכשירים.
המקור הנוכחי המשתנה התגלה כמה שנים קודם לכן על ידי המדען מסרביה ניקולה טסלה והפיץ את הרעיון באופן פעיל בין כל מעריציו. אדיסון הפך למתחרה שלו וניסה לשכנע אנשים שזרם חילופין מסוכן לאנשים ואינו יעיל להפעלת מכשירי חשמל.
למרות כל הטיעונים, לניקולה טסלה היו הרבה מעריצים, הטכניקה שלו הייתה בשימוש פעיל, ובאותה תקופה אדיסון הפסיד בתחרות. למרות שעדיין יש צורך בזרם חילופין כיום, זרם ישר נחשב לאופציה הטובה ביותר להנעת מכשירי חשמל.
ראוי לציין כי מכשירים רבים המיועדים לעבוד עם זרם חילופין פולטים זרם קבוע. זה מוביל לעובדה שכאשר מפעילים מכשיר כזה, אדם יזדקק למכשיר נוסף להמרת זרם ישר לזרם חילופין, כלומר מהפך.
סוגי חשמל
רוב המורים המספקים מידע על חשמל לתלמידים מדברים בעיקר על זרם ישר (DC). זהו זרם של אלקטרונים שעוקבים זה אחר זה במרחק מסוים. האנלוגיה הפופולרית ביותר של מורים מנוסים היא השוואת הנחל לנמלים ההולכות בעמוד הנושאות עלים יבשים רגילים.
השקפה זו כללית למדי, אך הרעיון המרכזי נכון. המעגל דומה ללולאה חשמלית מוצקההפעלת פנס רגיל. עם זאת, במכשירי חשמל ביתיים גדולים, החשמל עובד אחרת. שקעים צמודי קיר מספקים למכשירים מקור מתח של זרם חילופין (AC). בו מתחלף חשמל במהירות גבוהה של 50-60 פעמים בשנייה, כלומר, התדירות של מיתוג כזה היא 50-60 הרץ.
לאדם רגיל שאין לו ידע בתחום האלקטרוניקה לא לגמרי ברור איך זרם כזה מזין מכשירים, אם הוא משנה כל הזמן את כיוון התנועה שלו. עם זאת, התשובה לשאלה זו פשוטה. לדוגמה, אתה יכול לקחת מנורת קיר קונבנציונלית המופעלת על ידי מקור AC. כאשר מחברים אותו לשקע, האלקטרונים מתחילים לנוע באופן אקטיבי, משנים מקומות ומשנים את כיוון התנועה. כל התהליך מתרחש מהר מאוד, ולכן נוצר חום בחוטים.
החום הזה הוא שיעבור לתוך המנורה, ויוביל לזוהר שלה. זרם חילופין יעיל באותה מידה בהפעלת גופים כמו זרם ישר, אך האלקטרונים בו נעים במקומם.
מידע כללי על המכשיר
התגלית הגדולה ביותר של ניקולה טסלה כיום משמשת את האנושות בכל מקום. רוב המתקנים בכל בית מתוכננים לפעול על מתח DC, אך מתח AC מגיע משקעים. זו הסיבה שכמעט תמיד יש צורך במכשיר מיוחד או מיישר כדי להמיר AC ל-DC.
המהפך, לעומת זאת, מבצע את הפונקציה ההפוכה בדיוק. אתה יכול לראות איך זה עובד באמצעות פנס רגיל כדוגמה. המכשיר קטן ומופעל באמצעות סוללה מובנית, שהופך למקור זרם קבוע. אם תסיר אותו מהמתקן, תהפוך אותו עם העמוד השני ותתקין אותו מחדש, לא יהיה הבדל ניכר בתפעול או באיכות התאורה. עם זאת, החשמל יזרום אחרת.
ניתן להשוות תהליך זה לממיר מכני, כאשר ידי אדם מסובבות את הסוללה במהירות של 50-60 פעמים בשנייה. כמובן, מכשירים שניתן לרכוש בחנויות מתמחות עובדים קצת אחרת. מתגים מגנטיים משמשים לשינוי מתמיד של כיוון התנועה של האלקטרונים. עם זאת, עיצוב כזה מיועד רק למכשירים מסוג מכני.
ממירים אלקטרוניים משנים כיוון בצורה חלקה, לא כולל נפילות מתח פתאומיות. הסוג השני נחשב לאופציה עדיפה, שכן עליות מתח קבועות משפיעות לרעה על תפקודם של מכשירי חשמל מסוימים. העיצוב של ממירים כאלה מצויד במשרנים וקבלים מיוחדים. חלקים אלו מרככים את זרימת האנרגיה בכניסה וביציאה, ובכך יוצרים אספקת חשמל חלקה למכשירי חשמל.
במקרים מסוימים משתמשים בממירים לשנאים על מנת להמיר מקור AC לתדר גבוה יותר או נמוך יותר, בהתאם לצרכים של צרכן מסוים. יש לציין שהספק המוצא תמיד קטן מהספק המבוא. זה הכרחי לתפקוד תקין של המכשירים. כל שנאי או מהפך אינם יכולים לייצר יותר אנרגיה ממה שהוא צורך, מכיוון שחלק ממנה הולך לאיבוד.
עקרון הפעולה
המהפך פועל לפי עיקרון פשוט, שאפשר להבין אותו אם נותנים דוגמה ספציפית. סוללה קונבנציונלית פועלת באופן פרימיטיבי ומייצרת זרימה קבועה של זרם שאינה משנה את כיוונה. אם נוסף מתג למבנה זה, שביציאה ישנה את כיוון התנועה של אלקטרונים, אז יסופק AC למכשיר. כדי שזה יהיה נכון, המתג חייב לפעול כראוי ולפעול לפחות 50 פעמים תוך שנייה. ישנם כ-3000 שינויים בזרימת האלקטרונים בדקה.
מהפך מכני פועל בצורה מעט שונה ובאמצעות מגנטים מיוחדים גם משנה במהירות את כיוון הזרם. עקרון תפקודו דומה לפעמון דלת. כאשר הכפתור נלחץ, אדם פועל על קפיץ, שנותן אות לשינוי הכוח והזרימה של החשמל. כשמשחררים הכל חוזר למקומו המקורי. המכשיר מצויד גם בבקר מיוחד המבצע פונקציות אחרות:
- ויסות מתח במכשיר;
- סנכרון של תדר המיתוג;
- מתן הגנה מפני עומס יתר ותקלות.
הודות לכך, אפילו הדגם המכני של המכשיר מאפשר למכשירי חשמל גדולים לעבוד בצורה חלקה.
סיווג מכשירים
ישנם דגמים רבים של ממירים. הם יכולים להיות מסיביים ומצוידים בסוללות מיוחדות. זמינים דגמים ניידים קטנים בגודלם ומשמשים למטרות שונות. המכשירים מחולקים גם לפי הספק שהם צורכים ומייצרים. פרמטר זה נחשב לעיקרי בעת הבחירה, במיוחד אם נדרש אינדיקטור גבוה, למשל, בייצור.
יש לציין שגם הממירים החזקים ביותר אינם מיועדים לפעולה ארוכת טווח בביצועים מקסימליים. בהתאם לעקרון הפעולה, המכשירים מחולקים לגורמים הבאים:
- מכורים שעובדים רק ברשת;
- אוטונומי, מצויד בסוללה;
- ממירי מתח וזרם.
דגמים עצמאיים משמשים בדרך כלל לתפעול לטווח קצר ואינם תלויים במקור הכוח. מכשירים בודדים תוכננו במיוחד לחיבור קבוע לרשת. לפעמים מכשירים מצוידים בפאנלים סולאריים.
לכל אחת מהאפשרויות יש יתרונות משלה. לדוגמה, מכשירים עצמאיים מתאימים לכל מכשיר ויכולים לסייע במצב קשה. אנרגיה סולארית חוסכת באנרגיה, והמכורים לא צריכים טעינה או תנאים אחרים כדי לתפקד. בלילה, הסוללה הסולארית אינה מתאימה ולא תוכל לשרת את הבעלים, ולכן מודלים כאלה נבחרים לעתים רחוקות.
ישנם גם מכשירים אוניברסליים שיכולים לפעול ברשת ובאופן לא מקוון, אך לא בו זמנית. החיסרון של מכשירים כאלה יהיה בגודלם הגדול, שכן על מנת להבטיח תפקוד בשני מצבים, יש צורך לצייד את היחידה בחלקים נוספים.
המכשירים, שהותקנו לפני 1970, השתמשו בשסתומי קשת כספית מיוחדים בעבודתם. דגמים מודרניים הם בדרך כלל סולידיים ונחשבים ליעילים ובטוחים יותר.
ריתוך ממירים
בנפרד, כדאי להדגיש ממירים מיוחדים שיכולים להגדיל משמעותית את היעילות. עבודה של מכונת הריתוך ולחבר במהירות שני חלקי מתכת ללא מאמץ וליצור מבנה אָמִין. לממירים אלו יתרונות רבים:
-
הם מאופיינים בעוצמה וביצועים גבוהים. - אמינות ועמידות של תפרים מרותכים.
- היכולת לבחור דגם קומפקטי ולהעביר אותו למקום בו יעבוד האדם.
- יעילות גבוהה של כמעט 90%. נתון זה גבוה בהרבה מזה של שנאים רגילים.
- צריכה מתונה של אנרגיה חשמלית ויעילות.
- במהלך פעולת מכונת הריתוך, ניתז מתכת מופרד בכמות קטנה יותר, מה שחוסך לא רק בחשמל.
- היכולת לווסת את אספקת הזרם, מה שהופך אותו לחלק.
- רתך יכול לבצע עבודות מתכת גם אם אין לו ניסיון רב בתחום זה.
הרבגוניות של המכשיר מאפשרת שימוש בתחומים שונים, והיכולת לבחור את הדגם הטוב ביותר מבחינת יחס מחיר ואיכות נחשבת לאחד היתרונות החשובים.
זנים פופולריים
לפני בחירת מכשיר מתאים, מומלץ להכיר את זניו ומטרתו. ישנם דגמים המשמשים רק לריתוך, ויש מכשירים לחיתוך מתכת. ראוי גם לציין כי מכשירים לשימוש מקצועי מיוצרים בגדלים גדולים.
לשימוש ביתי, כדאי לבחור בממירים לא מקצועיים או חצי מקצועיים. האחרונים משלבים פונקציות נוספות. בעת הבחירה, שקול את מתח הכניסה. המחוון הסטנדרטי הוא 220 וולט, אך ישנם דגמים המיועדים לפעול ממקור במתח של 380 וולט.
קלות ההצתה של המכשיר יכולה לנוע בין 40-90 V. ככל שמדד זה גבוה יותר, כך קל יותר למומחה לעבוד. אם אדם מתכוון להשתמש במכשיר במתח מרבי במשך זמן רב, מומלץ לשים לב למספרים שצוין על ידי היצרן בדרכון הטכני. נתון טוב הוא 70% או יותר.
אם הבעלים יודע שהוא יעבוד עם מתכת דקה, רצוי לשים לב לגבול התחתון של הזרם היוצא. נתון זה לא יעלה על 10 A. אחרת, יש סיכון שהמתחיל יהרוס את החומר. לעתים רחוקות יש לאנשי מקצוע בעיות כאלה, ולכן הם יכולים להשתמש בכל מכשיר.
לדגמים רבים יש תכונות נוספות. לדוגמה, התחלה חמה מגבירה את הלחץ לתקופה קצרה, מה שמקל על העבודה. למי שחדש במהפך, ישנו מצב נגד הידבקות. זה מונע מהאלקטרודה להיות מרותך לקצה, מה שקורה לעתים קרובות אם לאדם אין הרבה ניסיון בעניין זה. Arc Forcing היא פונקציה נוספת המונעת הידבקות של האלקטרודה במקרה של ירידה גדולה של מתכת מותכת נפרדת ממנה.
הנוכחות של מצבים כאלה מקלה מאוד על העבודה למתחילים ומקצוענים, מבטלת מצבים לא נעימים וחרום.
אינוורטר הוא מכשיר אוניברסלי המאפשר להפוך את עבודתם של מכשירים ביתיים, תעשייתיים ואחרים לחלקה ויעילה יותר. בעת בחירה ושימוש במכשיר, עליך לפעול לפי ההמלצות שיקלו על התהליך.
