交流电转直流电的电压计算方法?

已知一个变压器输出为交流24V/1000W,经全桥整流后再经过一个47000uf电解电容,分别求空载(10W)和满载(1000W)直流电压值,最好提供计算公式。谢谢!

整流管通常为硅管,压降按0.7V计算,24V交流电整流后,减去两倍的整流二极管压降,直流侧的峰值电压为24*1.414-2*0.7≈32.5V。

由于整流后有电容滤波,空载时,输出直流电压就是32.5V。

主要考虑负载时的输出电压,显然,负载时输出电压与滤波电容和负载有关,也与交流电的频率有关。

并且,负载时,一方面整流器给电容充电,另一方面,负载从电容吸收电流。输出电压是波动的电压,波动电压的峰值还是32.5V,记为Umax,谷值与交流电频率f、滤波电容C、负载电阻R有关。记为Umin。

输出电压类似三角波叠加直流分量,其平均电压可以按照Uavg=(Umax+Umin)/2计算。
Uavg=Umax(1-1/4fRC)

1000W负载的电阻约为32.5*32.5/1000≈1Ω

f=50Hz,R=1Ω,C=47000uF=0.047F

代入,Uavg=32.5*(1-1/(4*50*1*0.047))≈29V。

扩展资料;

特征参数

工作频率

变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。

额定功率

在规定的频率和电压下,变压器能长期工作而不超过规定温升的输出功率。

额定电压

指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。

电压比

指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。

空载电流

变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。

空载损耗

指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。

效率

指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。

绝缘电阻

表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

直流电与交流电区别

交流电是用交流发电机发出的,在发电过程中,多对磁极是按一定的角度均匀分布在一个圆周上,使得发电过程中,各个线圈就切割磁力线,由于具有多对磁极,每对磁极产生的磁力线被切割产生的电压、电流都是按弦规律变化的,所以能够不断的产生稳定的电流。

国内交流电的频率一般是50赫兹,即每秒变化50次.有些国家交流电的频率是60赫兹,即每秒变化60次.当然也有其它频率.如电子线路中有方波的、三角形的等,但这些波形的交流电不是导体切割磁力线产生的,而是电容充放电、开关晶体管工作时产生的。

直流电的方向则不随时间而变化。通常又分为脉动直流电和稳恒电流。脉动直流电中有交流成分,如彩电中的电源电路中大约300伏左右的电压就是脉动直流电成分可通过电容去除。稳恒电流则是比较理想的,大小和方向都有不变。

参考资料来源;百度百科-变压器

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第1个回答  2012-11-13
没有精准的计算公式,涉及的参量太多,经验公式(曲线)更管用,请查看东南大学《非线性电子线路》的附录。
空载和满载电压当然大不相同,空载时电压容易算出来,用变压器的空载电压乘以1.4倍,再减掉两个整流管压降。
第2个回答  2012-11-13
桥式整流后得到的电压只有原来的0.9倍 24×0.9=? 滤波后的电压为原直流的1.2倍 24×0.9×1.2,这就是实际电压,也可以认为是空载电压,至于满载,个人认为变压器容量足够的时候没有电压降,如果确认变压器输出为交流24V/1000W而不是1000VA,那就可以认为容量是足够的,如果是1000VA,那这变压器的有功功率就只有约800W,800W电源带1000W负载,电压降绝对有,但本人能力有限,计算不出来究竟有多大电压降。追问

交流变压器设计的时候一般是按照24V/1000W满载功率设计的,也就是说负载为1000W的时候,交流输出电压为24V。而空载的时候输出肯定要高很多,输出功率越大,电压的差值也越大,所以我觉得空载和满载的时候输出的电压肯定是不一样的。

第3个回答  推荐于2017-09-17
整流管通常为硅管,压降按0.7V计算,24V交流电整流后,减去两倍的整流二极管压降,直流侧的峰值电压为24*1.414-2*0.7≈32.5V。
由于整流后有电容滤波,空载时,输出直流电压就是32.5V。
主要考虑负载时的输出电压,显然,负载时输出电压与滤波电容和负载有关,也与交流电的频率有关。
并且,负载时,一方面整流器给电容充电,另一方面,负载从电容吸收电流。输出电压是波动的电压,波动电压的峰值还是32.5V,记为Umax,谷值与交流电频率f、滤波电容C、负载电阻R有关。记为Umin。
输出电压类似三角波叠加直流分量,其平均电压可以按照Uavg=(Umax+Umin)/2计算。
Uavg=Umax(1-1/4fRC)
1000W负载的电阻约为32.5*32.5/1000≈1Ω
f=50Hz,R=1Ω,C=47000uF=0.047F
代入,
Uavg=32.5*(1-1/(4*50*1*0.047))≈29V。追问

十分感谢您抽出宝贵的时间解答。可是还有一个地方---直流峰值电压实测的还是有些出入。实测全桥整流后电压为29.56V差不多是1.29倍的关系。虽然很多变压器厂也是推荐的1.414这个值,为什么实际值和理论值会相差很大?谢谢!

追答

以上计算反映的是交流与直流电压的关系,计算结果只在交流输入是24V时才是正确的。
实际测量的话,还与变压器的内阻抗有关,变压器带载后,内阻抗上会有压降,实际输出交流电压可能已经不足24V。
另外,电网也会波动,因此,你需要测量变压器的实际输出。

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