dispositivos de CA y CC

Esto se debe principalmente a que el voltaje de la línea es "alto" en comparación con lo que necesita la electrónica normal y lo que es seguro.

Los dispositivos que usan una potencia significativa, como las luces y los ventiladores, están diseñados para funcionar directamente con el voltaje de la línea de alimentación. El costo de proteger al usuario del voltaje más alto se compensa con un uso más eficiente de la energía y no tener que convertirla.

Los dispositivos con componentes electrónicos necesitan bajo voltaje para ejecutar los componentes electrónicos. Esto significa una fuente de alimentación extra, que convierte el alto voltaje de línea al bajo voltaje que necesitan los componentes electrónicos. También se convierte a CC, porque la electrónica necesita CC para funcionar.

Dado que existe este convertidor entre el voltaje de línea y las partes internas reales del dispositivo, los fabricantes pueden elegir dónde colocarlo. En algunos casos, tiene sentido poner este convertidor externo al dispositivo. Eso alivia la necesidad de proteger al usuario del alto voltaje en el dispositivo. Entro en más detalles aquí .

Algunos dispositivos electrónicos son lo suficientemente grandes como para que tenga sentido colocar la fuente de alimentación dentro. Su ejemplo de televisión está en esta categoría. Sigue siendo un dispositivo electrónico que funciona internamente con CC de bajo voltaje, pero es lo suficientemente grande como para que la fuente de alimentación sea interna.

Debe comenzar desde "por qué el voltaje de la red eléctrica es 110VAC / 220VAC". Entonces es AC porque de esta manera es fácil convertir el voltaje mediante transformadores o mover motores (AC). Ambas razones existieron mucho antes de que apareciera la electrónica.

Para electrónica, como TV, computadora portátil, lo que sea, siempre necesitará CC, y mucho más bajo que 160 V / 315 V (CA rectificada). Esto se debe a cómo funcionan los semiconductores, a diferencia de los tubos de vacío (de los que no tengo idea, no soy tan viejo).

Entonces, ¿por qué tenemos alguna fuente de alimentación dentro de un dispositivo y otras fuera? Es porque las consideraciones de la aplicación. Computadora portátil: no quiere tener una fuente de alimentación adentro cuando esté en movimiento. Así que usas algo externo, que puedes dejar en casa.

Para la televisión no importa, por lo que normalmente es mejor que el cliente la tenga adentro. Aunque a veces para dispositivos extremadamente delgados, la fuente de alimentación seguirá siendo externa.

Tengo la sensación de que, aunque la mayoría de las explicaciones que se dan aquí son en su mayoría correctas, en realidad no responden a lo que el OP pidió. Lo cual es gracioso, porque creo que la explicación debería ser solo de unas pocas oraciones.

La razón principal por la que la CA sale de su toma de corriente es porque es muy ineficiente transportar CC a largas distancias (y especialmente a CC de baja tensión). (Además de eso: la electricidad también es CA cuando se genera, al menos para la mayoría de las fuentes). Cuando llega a su hogar, casi siempre se convierte a DC antes de usarlo, porque casi todos los dispositivos modernos necesitan DC. Los que necesiten algún tipo de CA generarán su propia energía y no utilizarán la CA que se le suministra desde el tomacorriente.

Sólo hay unas pocas excepciones. (Puedo pensar en solo 3 por el momento, pero probablemente haya más):

• motores: la mayoría de los elektromotors (grandes) funcionan con CA, por lo que pueden usarlos directamente desde el tomacorriente.

• lámparas incandescentes: requieren calor para que la lámpara brille. Ya sea que el calor provenga de CA o CC no importa, no hay razón para convertirlo.

• elementos calefactores: igual que para las lámparas incandescentes

Su TV es no una de las excepciones, ya que se convierte a DC internamente, igual que su computadora portátil con un adaptador externo.

Otra razón para tener un convertidor de CA a CC separado es Seguridad . Los dispositivos como las computadoras portátiles y los dispositivos móviles están destinados a ser manejados por el usuario con contacto cercano con la piel. Un pequeño fallo con un convertidor interno de CA a CC puede ser muy peligroso.

La solución más fácil es tener el manejo del voltaje de línea fuera y lejos del dispositivo con el aislamiento adecuado en el adaptador. El dispositivo solo ve la baja tensión DC.

El hogar se suministra con CA porque a los transformadores de polos normales y sus primos más grandes les requiere CA, y a la mayoría de los dispositivos eléctricos domésticos no les importó si obtuvieron CA o CC. Y por otras razones, es más fácil tratar con AC en el proceso de distribución.

Casi todos los dispositivos que procesan audio o video (incluidas las radios y televisores antiguos de tipo tubo) utilizan DC internamente para la mayoría de sus operaciones. Pero la conversión de CA a CC a pequeña escala no es particularmente difícil.

Parte de la razón es histórica. La conversión de voltaje solía implicar un hardware mucho más grande y más caro que en la actualidad, y muchos dispositivos eléctricos solían requerir un voltaje más alto que el que tienen actualmente. Los LED blancos, que son el primer diseño de lámpara eléctrica de propósito general que no necesita un alto voltaje (ya sea para eficiencia o para hacer que funcione), solo llegaron al mercado alrededor de 2010. Linear Las "verrugas en las paredes" todavía eran comunes en 2000, al igual que los televisores de tubo de rayos catódicos. Las radios y televisores que usaban tubos de vacío internamente (quizás junto con los transistores) todavía eran comunes a principios de los años ochenta.

Por lo tanto, los usos más antiguos de la electricidad, como lámparas y electrodomésticos, tienden a haber sido diseñados para funcionar directamente con el voltaje de la línea, tanto porque la disponibilidad del voltaje de la línea era más útil para ellos como porque era más barato hacerlo. de esa manera.

Cualquier dispositivo doméstico que compre hoy, que aún funcione directamente con el voltaje de la línea, probablemente tenga un motor o calentador de alta potencia dentro; esas son las aplicaciones para las cuales es aún más eficiente usar el voltaje de línea directamente. Las bombillas LED son un caso especial: sería lógico alimentarlas a 12 VCC o menos, pero como las casas ya tienen todo el cableado y el hardware de la lámpara configurados para la iluminación de voltaje de línea, en su lugar tienen convertidores de potencia integrados.

(Pregunta para la galería de cacahuetes: ¿Qué voltajes se usan internamente dentro del equipo de audio de grado de consumo de la generación actual? También tienden a tomar una entrada de alimentación de voltaje de línea, pero eso podría ser simplemente el "podemos ajustar el convertidor dentro del caso "escenario mencionado en otras respuestas. No sé de una manera u otra.)

Las luces fluorescentes e incandescentes pueden funcionar directamente de la CA básicamente porque son eléctricamente simples (en realidad pueden funcionar con CA o CC sin mucha modificación) y están diseñadas para permitir altos voltajes. Puedes tomar un video en cámara lenta de ellos y verás que realmente se encienden y apagan a medida que oscila la corriente.

Los motores como el de tu fan también pueden funcionar con CA porque no es un problema diseñar un motor que pueda funcionar así manera.

Las luces LED y los televisores en realidad se convierten a CC internamente, utilizando circuitos similares al bloque de energía para su computadora portátil. Las principales razones por las que sus dispositivos electrónicos portátiles tienen un convertidor de CA / CC separado es que el calor es incómodo en algo que está sosteniendo y es portátil, lo que no es un problema con el televisor y la luz LED.

En cuanto a por qué los diseñadores eligen usar DC en lugar de AC, hay muchas razones. Para aplicaciones como su teléfono y computadora portátil que necesitan funcionar con baterías; necesitarían agregar un inversor para convertir de CC a CA que agregaría calor y peso al producto que se supone que es portátil. Además, prácticamente todos los circuitos digitales funcionan con CC y sería increíblemente costoso, si no imposible, diseñar un teléfono o televisor desde cero que solo use alimentación de CA. Al igual que con todas las preguntas de diseño, un motivador principal es el costo: ¿es más barato diseñar mi motor para aceptar CA o poner un transformador para convertir de CA a CC?

La razón principal es el calor. Los dispositivos / aparatos pequeños tienen más dificultades para disipar el calor de la conversión de CA a CC. Al colocar el convertidor de CA / CC fuera del chasis, los dispositivos / aparatos pequeños alejan la fuente de calor de los otros componentes y reducen los costos al no tener que lidiar con ellos dentro del chasis.