Perangkat AC dan DC

Mengapa peralatan rumah tangga seperti lampu, TV, dan kipas menggunakan daya AC langsung dari suplai, tetapi telepon dan laptop menggunakan adaptor untuk mengubah AC ke DC?

Ini sebagian besar disebabkan oleh tegangan saluran yang "tinggi" dibandingkan dengan apa yang dibutuhkan elektronik normal, dan apa yang aman.

Perangkat yang menggunakan daya signifikan, seperti lampu dan kipas, dibangun untuk menjalankan langsung dari tegangan kabel listrik. Biaya untuk melindungi pengguna dari tegangan yang lebih tinggi diimbangi dengan penggunaan daya yang lebih efisien dan tidak harus mengubahnya.

Perangkat dengan elektronik di dalamnya memerlukan tegangan rendah untuk menjalankan elektronik. Ini berarti catu daya tambahan , yang mengubah tegangan saluran tinggi ke tegangan rendah yang dibutuhkan oleh elektronik. Itu juga mengkonversi ke DC, karena elektronik membutuhkan DC untuk beroperasi.

Mengingat bahwa ada konverter ini antara voltase saluran dan internal perangkat yang sebenarnya, pabrikan punya pilihan tentang di mana meletakkannya. Dalam beberapa kasus, masuk akal untuk meletakkan konverter ini eksternal ke perangkat. Itu mengurangi kebutuhan untuk melindungi pengguna dari tegangan tinggi pada perangkat. Saya membahas lebih detail di sini .

Beberapa perangkat elektronik cukup besar sehingga masuk akal untuk memasukkan catu daya di dalamnya. Contoh TV Anda ada di kategori ini. Ini masih merupakan perangkat elektronik yang beroperasi secara internal pada tegangan rendah DC, tetapi cukup besar bahwa catu daya internal.

Anda harus mulai dari "mengapa tegangan jaringan listrik adalah 110VAC / 220VAC". Jadi AC karena cara ini mudah untuk mengubah tegangan dengan transformator atau untuk memindahkan motor (AC). Kedua alasan sudah ada jauh sebelum elektronik datang.

Untuk elektronik, seperti TV, laptop, apa pun, Anda akan selalu membutuhkan DC, dan jauh lebih rendah dari 160V / 315V (AC yang diperbaiki). Ini karena bagaimana semikonduktor bekerja - tidak seperti tabung vakum (yang saya tidak tahu, saya tidak begitu tua).

Jadi mengapa kadang-kadang kita memiliki catu daya di dalam perangkat dan kadang-kadang di luar? Itu karena pertimbangan aplikasi. Laptop - Anda tidak ingin memiliki catu daya di dalamnya saat Anda bepergian. Jadi Anda menggunakan sesuatu yang eksternal, yang bisa Anda tinggalkan di rumah.

Untuk TV tidak masalah, jadi biasanya lebih baik bagi pelanggan untuk memilikinya di dalam. Meskipun kadang-kadang untuk perangkat yang sangat ramping catu daya masih akan eksternal.

Saya merasa bahwa meskipun sebagian besar penjelasan yang diberikan di sini sebagian besar benar, mereka tidak benar-benar menjawab apa yang diminta OP. Yang lucu, karena saya pikir penjelasannya seharusnya hanya beberapa kalimat saja.

Alasan utama AC keluar dari outlet Anda, adalah karena sangat tidak efisien untuk mengangkut DC jarak jauh (dan terutama DC tegangan rendah). (Selain itu: listrik juga AC saat dihasilkan, untuk sebagian besar sumber setidaknya.) Ketika datang ke rumah Anda, itu hampir selalu dikonversi ke DC sebelum digunakan, karena hampir semua perangkat modern membutuhkan DC. Yang membutuhkan AC akan menghasilkan AC sendiri, dan tidak menggunakan AC yang disediakan dari outlet.

Hanya ada beberapa pengecualian. (Saya hanya bisa memikirkan 3 untuk saat ini, tetapi mungkin ada lebih banyak):

• motor: sebagian besar (besar) elektromotor berjalan pada AC, sehingga mereka dapat menggunakannya langsung dari outlet.

• lampu pijar: membutuhkan panas untuk membuat lampu menyala. Meskipun panas berasal dari AC atau DC tidak masalah, jadi tidak ada alasan untuk mengubahnya.

• elemen pemanas: sama seperti untuk lampu pijar

TV Anda bukan merupakan salah satu pengecualian, karena ia dikonversi ke DC secara internal, sama seperti laptop Anda dengan adaptor eksternal.

Alasan lain untuk memiliki konverter AC ke DC yang terpisah adalah Keselamatan . Perangkat seperti laptop dan ponsel biasanya dimaksudkan untuk ditangani oleh pengguna dengan kontak dekat dengan kulit. Kesalahan kecil dengan konverter AC ke DC internal bisa sangat berbahaya.

Solusi termudah adalah mengatur voltase saluran di luar dan jauh dari perangkat dengan isolasi yang tepat di adaptor. Perangkat hanya melihat DC tegangan rendah.

Rumah dilengkapi dengan AC karena transformator tiang biasa dan sepupu mereka yang lebih besar membutuhkan AC, dan sebagian besar perangkat listrik rumah awal tidak peduli apakah mereka mendapat AC atau DC. Dan untuk sejumlah alasan lain, lebih mudah untuk berurusan dengan AC dalam proses distribusi.

Hampir semua perangkat yang memproses audio atau video (termasuk radio dan TV tipe lama) menggunakan DC secara internal untuk sebagian besar operasinya. Tetapi mengubah dari AC ke DC dalam skala kecil tidak terlalu sulit.

Sebagian alasannya adalah historis. Konversi tegangan digunakan untuk melibatkan perangkat keras yang jauh lebih besar dan lebih mahal daripada sekarang, dan banyak gadget listrik yang membutuhkan tegangan lebih tinggi daripada yang mereka lakukan saat ini. White LED, yang merupakan desain lampu listrik serba guna pertama yang tidak memerlukan tegangan tinggi (baik untuk efisiensi atau membuatnya berfungsi sama sekali), hanya muncul di pasaran sekitar 2010. Linear "wall warts" masih merupakan hal biasa. pada tahun 2000, dan begitu pula TV katoda-ray-tabung. Radio dan TV yang menggunakan tabung vakum secara internal (mungkin bersama dengan transistor) masih lumrah di awal 1980-an.

Oleh karena itu, penggunaan listrik yang lebih lama, seperti lampu dan peralatan rumah tangga, cenderung telah dirancang untuk berjalan langsung pada tegangan saluran, baik karena ketersediaan tegangan saluran lebih bermanfaat bagi mereka, dan karena lebih murah untuk melakukannya dengan cara itu.

Perangkat rumah tangga apa pun yang Anda beli hari ini, yang masih beroperasi langsung pada voltase saluran, mungkin memiliki motor atau pemanas daya tinggi di dalamnya; itulah aplikasi yang lebih efisien menggunakan voltase saluran secara langsung. Bola lampu LED adalah kasus khusus: akan masuk akal untuk memberi makan mereka 12VDC atau lebih, tetapi karena rumah sudah memiliki semua kabel dan perangkat keras lampu diatur untuk penerangan tegangan listrik, mereka telah menggunakan konverter daya.

(Pertanyaan untuk galeri kacang: Tegangan apa yang digunakan secara internal di dalam perlengkapan audio kelas konsumen saat ini? Itu juga cenderung untuk mengambil input daya tegangan-line, tapi itu mungkin saja "kita bisa memasukkan konverter di dalam case "Skenario yang disebutkan dalam jawaban lain. Saya tidak tahu satu atau lain cara.)

Lampu fluoresen dan lampu pijar dapat langsung mematikan AC karena pada dasarnya sederhana (mereka dapat mematikan AC atau DC tanpa banyak modifikasi) dan dirancang untuk memungkinkan tegangan tinggi. Anda dapat mengambil video gerakan lambat dari mereka dan Anda akan melihat bahwa mereka benar-benar hidup dan mati sebagai berosilasi saat ini.

Motor seperti yang ada di kipas Anda juga dapat lari AC karena tidak banyak kesulitan untuk merancang motor yang dapat bekerja dengan cara ini.

Lampu LED dan TV sebenarnya dikonversi ke DC secara internal, menggunakan sirkuit yang mirip dengan batu bata daya untuk laptop Anda. Alasan utama elektronik portabel Anda memiliki konverter AC-DC yang terpisah adalah panas menjadi tidak nyaman pada sesuatu yang Anda pegang dan mudah dibawa, yang tidak bermasalah dengan TV dan lampu LED.

Seperti mengapa desainer memilih untuk menggunakan DC daripada AC, ada banyak alasan. Untuk aplikasi seperti ponsel dan laptop Anda yang perlu baterai habis; mereka perlu menambahkan inverter untuk mengkonversi dari DC ke AC yang akan menambah panas dan berat pada produk yang seharusnya portabel. Juga, pada dasarnya semua sirkuit digital mati DC dan akan sangat mahal jika bukan tidak mungkin untuk merancang telepon atau TV dari awal yang hanya menggunakan daya AC. Seperti semua pertanyaan desain, motivator utama adalah biaya: apakah lebih murah untuk merancang motor saya untuk menerima AC atau memasukkan transformator untuk dikonversi dari AC ke DC?

Alasan utamanya adalah panas. Perangkat kecil mengalami kesulitan membuang panas dari konversi AC ke DC. Dengan menempatkan konverter AC / DC di luar sasis perangkat kecil / peralatan memindahkan sumber panas dari komponen lain dan mengurangi biaya dengan tidak harus menghadapinya di dalam sasis.