تولید الکتریسیته با جریان مستقیم و متناوت
در برخی ازانواع upsها یک مبدل بزرگ برق متناوب به مستقیم وجود دارد وinverterهمواره نیروی لازم برای راه اندازی وسیله را تامین میکند وخود inverter انرژی لازمراازمنبع اولیه و ازطریق مبدل برق متناوب به مستقیم یا از باتری تامین میکند .Ups ها در انواع گوناگون و اندازه های متفاوت وجود دارند.
اندازه قدرت یک ups راقبلاازهرچیز، اندازه باتریهای آن تعیین میکند.هر چه که باتریهای یک ups بزرگتر باشندتجهیز شما زمان بیشتری قبل از خاموش شدن کار خواهدکرد .Ups های بزرگترنه تنها تجهیز شما را برای زمان بیشتری روشن نگاه خواهند داشت بلکه میتوانند میزان کلی بیشتری ازانرژی برق را تامین کنند .
Ups های مختلف دارای ویژگی های اضافی گوناگونی مانند سیگنال هشدار،نرمافزارکنترل کامپیوتر وهمچنین مداربندی پیشرفته جهت منبع برق متناوب میباشند .Ups های جدیدترهمچنین دارای یک ویژگی مخصوص جهت خاموش کردنکامپیوترشما درحالتیکه هردومنبع برق قطع شود ( برای جلوگیری ازایرادات احتمالیناشی ازقطع ناگهانی برق برای سیستم کامپیوتر) میباشند.
جریان مستقیم ومتناوب
الکتریسیته به دوطریق تولید میشود که هرکدام ازآنها درموقعیتهای مختلف و برایاهداف گوناگون استفاده میشوند. این دونوع الکتریسیته همانطورکه دربخش معکوسسازی وبرگرداندن ولتاژ مورد بحث قرارمیگیرد میتوانند به یکدیگر تبدیل شوند .
اولین وساده ترین نوع جریان الکتریسیته جریان مستقیم نامیده میشود که به اختصارآنرا DC مینامیم. یک الکتریسیته ساکن که توسط باتری تولید میشود. ولتاژی ایجادمیگردد واحتمالاً ذخیره میشود تا زمانی که مداربرقرار شود. دراین هنگام جریان بهطورمستقیم ودر یک جهت تحت یک ولتاژ ثابت ومعین جاری میشود.( جریانی بسیارسادهولی به اندازه کافی مطلوب برای نیازهای ما) وقتی که شما از یک چراغ قوه ، رادیویجیبی ، واک من ویا هروسیله قابل حمل ونقلی که با باتری کارمیکند استفاده میکنید،جریان مستقیم را بکارگرفته اید. اکثرمدارهای جریان مستقیم ولتاژ پایینی دارند مثلاًولتاژباتری اتومبیل شما تقریباً 12 ولت است که معمولاً بیشترین ولتاژجریان مستقیمیاست که اکثرمردم استفاده میکنند.
یک جریان 12 ولت مستقیم ایده آل.مقدارولتاژمثبت درنظرگرفته میشودزیراپتانسیل آن نسبت به زمین (که صفردرنظرگرفته میشود) سنجیده میشود.این دیاگرام بامقیاسی مشابه با دیاگرام جریان متناوب که درزیرمی آید ترسیمشده است.
جریان متناوب
نوع دیگر الکتریسیته جریان متناوب یا AC نامیده میشود. این الکتریسیته ای است کهشما ازدیوارخانه تان (شهر) دریافت میکنید وبرای غالب وسایل خانگی ازآن استفادهمیکنید. توضیح دادن این جریان به سادگی جریان مستقیم نیست. الکتریسیته با یکولتاژثابت تولید نمیشود بلکه تحت یک موج سینوسی باگذشت زمان ازصفرشروع شدهوبه یک مقدارماکزیمم میرسد وسپس به کمترین مقدار نزول میکند و این پروسه تکرارمیشود. نمونه ای ازولتاژیک جریان متناوب درطول زمان در تصویر پایین نمایش دادهشده است .
معمولاً مدارهای جریان مستقیم فقط با ولتاژ بیان میشوند ولی مدارهای جریان متناوبنیاز به جزییات بیشتری دارند. اول اینکه اگر ولتاژازیک مقدارمثبت به یک مقدارمنفی برسد وبرگردد، درباره ولتاژ چه میگوییم؟ آیا میگوییم که ولتاژ صفراست چون میانگینآن صفر است؟
بااین بیان بنظرمیرسد که هیچگونه انرژی منتقل نمیشود ولی یک موجراتصور کنید که ازروی سطح دریا بلند میشود به نقطه اوج میرسد وفرود می آید. آیامیتوان گفت که فرازوفرود این موج یکدیگرراخنثی میکنند؟ البته خیر. زیرا بوضوح موجوجود دارد ودارای انرژی میباشد. همین تعبیردرمورد الکتریسیته متناوب صادق است .
RMS
راهی که برای اندازه گیری انرژی یک موج AC دردنیای علم امروزوجود دارد بنام ” ریشه میانگین مربعات” RMS خوانده میشود. به بیان ساده تر RMS عبارت ازعددی استکه معرف همان مقدارانرژی است که یک موج DC با همان ولتاژ تولید میکرد وماهیتاًمقدارمتوسط یک موج متناوب میباشد. هرکجا که مشخصه ای از یک موج متناوب دیدید.
به شما اندازه RMS داده میشود مگراینکه خلاف آن به شما گفته شود. بنابراینبطورمثال درایران اکثرخانه ها ازبرق 220 ولت متناوب استفاده میکنند که معادل انرژییک جریان 220 ولت مستقیم میباشد. دیگر نقاط دنیا ازولتاژهای مختلفی (بین 100 تا240 ولت متناوب) استفاده میکنند والبته تجهیزات سنگین ازولتاژهای بالاتر استفادهمینمایند .
دیگرمشخصه کلیدی جریان متناوب ، فرکانس است که برحسب تعداد سیکل درثانیهCPS ویا به عبارت متداولتر”هرتز” HZ بیان میشود. این عدد بیان میکند که درطولیک ثانیه ، چندبارولتاژازمثبت به منفی وبرعکس تغییرمیکند تا سیکل خود را کامل کند.
درایران استاندارد فرکانس 50 هرتزاست ومعنای آن اینست که دریک ثانیه 50بارمقدارولتاژازمثبت به منفی تغییرمیکند ومجدداً باز میگردد. دردیگرنقاط دنیا ایناستاندارد 50 یا 60 هرتزاست.
دقت کنید که هرسیکل معرف 20 میلی ثانیه است (1/50 ثانیه ) منحنی بطورواقعیاز310 – ولت شروع میشود و تا310+ ولت با یک خط افقی سبزنشان داده شدهاست. RMS ادامه می یابد تا بتواند میانگین220 ولت را بدهد .
برای درک مفهوم RMS به مناطق آبی رنگ توجه کنید که بیانگرمجموع انرژی حاصلهدریک سیکل میباشد. مناطق سبزرنگ معرف محدوده بین خط RMS و خط صفر براییک سیکل میباشد ومعرف انرژی معادل برای یک سیگنال 220 ولت مستقیم است.تعریف RMS چیزی است که مناطق سبزو آبی رنگ را با هم مساوی میکند. (ایندیاگرام با مقیاس مساوی نمودارجریان مستقیم که دربالا آمده ، ترسیم شده است
