Appareils AC et DC

Pourquoi les appareils électroménagers comme une lumière, un téléviseur et un ventilateur utilisent-ils directement l'alimentation secteur, mais un téléphone et un ordinateur portable utilisent un adaptateur pour convertir le courant alternatif en courant continu?

Cela est principalement dû à la tension de ligne étant "élevée" par rapport à ce dont l'électronique a besoin et à ce qui est sûr.

Les appareils qui consomment beaucoup d'énergie, comme les lumières et les ventilateurs, sont conçus pour fonctionner directement sur la tension d'alimentation. Le coût de la protection de l'utilisateur contre la tension plus élevée est compensé par une utilisation plus efficace de l'énergie et sans avoir à la convertir.

Les appareils contenant de l'électronique ont besoin d'une basse tension pour faire fonctionner l'électronique. Cela signifie une alimentation supplémentaire , qui convertit la haute tension secteur en la basse tension nécessaire à l'électronique. Il se convertit également en CC, car l'électronique a besoin de CC pour fonctionner.

Étant donné qu'il existe ce convertisseur entre la tension de ligne et les composants internes réels de l'appareil, les fabricants ont le choix de l'emplacement. Dans certains cas, il est judicieux de mettre ce convertisseur à l'extérieur de l'appareil. Cela réduit le besoin de protéger l'utilisateur de la haute tension sur l'appareil. Je vais plus en détail ici .

Certains appareils électroniques sont suffisamment grands pour qu'il soit judicieux de mettre l'alimentation à l'intérieur. Votre exemple TV se trouve dans cette catégorie. C'est toujours un appareil électronique qui fonctionne en interne sur un courant continu basse tension, mais il est suffisamment grand pour que l'alimentation soit interne.

Vous devez partir de "pourquoi la tension du réseau électrique est de 110VAC / 220VAC". C'est donc AC parce que de cette façon, il est facile de convertir la tension par des transformateurs ou de déplacer des moteurs (AC). Les deux raisons étaient là bien avant l'arrivée de l'électronique.

Pour l'électronique, comme la télévision, l'ordinateur portable, peu importe, vous aurez toujours besoin de courant continu, et nettement inférieur à 160V / 315V (CA rectifié). C'est parce que le fonctionnement des semi-conducteurs - contrairement aux tubes à vide (dont je n'ai aucune idée, je ne suis pas si vieux).

Alors pourquoi avons-nous parfois une alimentation électrique à l'intérieur d'un appareil et parfois à l'extérieur? C'est parce que des considérations d'application. Ordinateur portable - vous ne voulez pas avoir d'alimentation à l'intérieur lorsque vous êtes en déplacement. Vous utilisez donc quelque chose d'extérieur, que vous pouvez laisser à la maison.

Pour la télévision, cela n'a pas d'importance, il est donc préférable pour le client de l'avoir à l'intérieur. Bien que parfois, pour les appareils extrêmement minces, l'alimentation reste externe.

J'ai le sentiment que même si la plupart des explications données ici sont pour la plupart correctes, elles ne répondent pas vraiment à ce que le PO a demandé. Ce qui est drôle, car je pense que l'explication ne devrait comporter que quelques phrases.

La principale raison pour laquelle le CA sort de votre prise, c'est qu'il est très inefficace de transporter le courant continu sur de longues distances (et en particulier le courant continu à basse tension). (En plus de cela: l'électricité est également CA lorsqu'elle est générée, pour la plupart des sources au moins.) Quand elle arrive dans votre maison, elle est presque toujours convertie en CC avant utilisation, car presque tous les appareils modernes ont besoin de CC. Ceux qui ont besoin d'une sorte de courant alternatif généreront le leur et n'utiliseront pas le courant alternatif qui leur est fourni par la prise.

Il n'y a que quelques exceptions. (Je ne peux penser qu'à 3 pour le moment, mais il y en a probablement plus):

• moteurs: la plupart des (gros) moteurs électriques fonctionnent sur courant alternatif, de sorte qu'ils peuvent l'utiliser directement de la prise de courant.

• lampes à incandescence: elles nécessitent de la chaleur pour faire briller la lampe. Peu importe que la chaleur provienne du CA ou du CC, peu importe, il n'y a donc aucune raison de la convertir.

• éléments chauffants: les mêmes que pour les lampes à incandescence

Votre téléviseur ne fait pas partie des exceptions, car il se convertit en DC en interne, comme votre ordinateur portable avec un adaptateur externe.

La sécurité est une autre raison d'avoir un convertisseur CA / CC séparé . Les appareils tels que les ordinateurs portables et mobiles sont généralement destinés à être manipulés par l'utilisateur en contact étroit avec la peau. Un petit défaut avec un convertisseur AC / DC interne peut être très dangereux.

La solution la plus simple consiste à gérer la tension secteur à l'extérieur et loin de l'appareil avec une bonne isolation dans l'adaptateur. L'appareil ne voit que la basse tension CC.

La maison est alimentée en courant alternatif parce que les transformateurs de poteau ordinaires et leurs plus grands cousins ​​ont besoin du courant alternatif, et la plupart des premiers appareils électriques domestiques ne se souciaient pas du fait qu'ils aient du courant alternatif ou continu. Et pour un certain nombre d'autres raisons, il est plus facile de traiter avec AC dans le processus de distribution.

Presque tous les appareils qui traitent l'audio ou la vidéo (y compris les anciennes radios et téléviseurs à tube) utilisent DC en interne pour la plupart de leurs opérations. Mais la conversion du CA au CC à petite échelle n'est pas particulièrement difficile.

Une partie de la raison est historique. La conversion de tension impliquait auparavant un matériel beaucoup plus gros et plus cher qu'aujourd'hui, et de nombreux gadgets électriques nécessitaient auparavant une tension plus élevée qu'aujourd'hui. Les LED blanches, qui sont la première conception de lampe électrique à usage général qui ne nécessite pas de haute tension (que ce soit pour l'efficacité ou pour la faire fonctionner), ne sont arrivées sur le marché qu'en 2010. Les "verrues murales" linéaires étaient encore monnaie courante. en 2000, tout comme les téléviseurs à tube cathodique. Les radios et téléviseurs qui utilisaient des tubes à vide en interne (peut-être à côté de transistors) étaient encore monnaie courante au début des années 1980.

Par conséquent, les anciennes utilisations de l'électricité, telles que les lampes et les appareils électroménagers, ont généralement été conçues pour fonctionner directement sur la tension de ligne, à la fois parce que la disponibilité de la tension de ligne leur était plus utile et parce qu'il était moins cher de le faire de cette façon.

Tout appareil ménager que vous achetez aujourd'hui, qui fonctionne toujours directement sur la tension de ligne, a probablement un moteur ou un radiateur haute puissance à l'intérieur; ce sont les applications pour lesquelles il est encore plus efficace d'utiliser directement la tension de ligne. Les ampoules à LED sont un cas particulier: il serait logique de les alimenter en 12VDC, mais comme les maisons ont déjà tout le câblage et le matériel de lampe configurés pour l'éclairage de tension de ligne, ils ont à la place des convertisseurs de puissance intégrés.

(Question pour la galerie d'arachides: quelles tensions sont utilisées en interne à l'intérieur des équipements audio de consommation courante de génération actuelle? "scénario mentionné dans d'autres réponses. Je ne connais ni l'un ni l'autre.)

Les lampes fluorescentes et incandescentes peuvent fonctionner directement en courant alternatif, car elles sont électriquement simples (elles peuvent en fait fonctionner en courant alternatif ou continu sans beaucoup de modifications) et elles sont conçues pour permettre des tensions élevées. Vous pouvez prendre une vidéo au ralenti d'eux et vous verrez qu'ils s'allument et s'éteignent réellement lorsque le courant oscille.

Des moteurs comme celui de votre ventilateur peuvent également fonctionner en courant alternatif, car il n'est pas très difficile de concevoir un moteur qui peut fonctionner de cette façon.

Les lumières LED et les téléviseurs se convertissent en DC en interne, en utilisant des circuits similaires à la brique d'alimentation de votre ordinateur portable. Les principales raisons pour lesquelles vos appareils électroniques portables ont un convertisseur AC-DC séparé sont la chaleur inconfortable dans quelque chose que vous tenez et la portabilité, qui ne sont pas des problèmes avec le téléviseur et la lumière LED.

Quant aux raisons pour lesquelles les concepteurs choisissent d'utiliser DC au lieu de AC, il y a plusieurs raisons. Pour les applications telles que votre téléphone et votre ordinateur portable qui doivent s'épuiser; ils auraient besoin d'ajouter un onduleur pour convertir du courant continu en courant alternatif qui ajouterait de la chaleur et du poids au produit censé être portable. De plus, pratiquement tous les circuits numériques fonctionnent en courant continu et il serait incroyablement cher, voire impossible, de concevoir un téléphone ou un téléviseur à partir de zéro qui n'utilise que l'alimentation secteur. Comme pour toutes les questions de conception, un facteur de motivation principal est le coût: est-il moins cher de concevoir mon moteur pour accepter le courant alternatif ou de mettre un transformateur pour convertir le courant alternatif en courant continu?

La principale raison est la chaleur. Les petits appareils / appareils ont plus de difficulté à dissiper la chaleur de la conversion CA en CC. En plaçant le convertisseur AC / DC à l'extérieur du châssis, les petits appareils / appareils éloignent la source de chaleur des autres composants et réduisent les coûts en évitant de la gérer à l'intérieur du châssis.