Ce sunt invertoarele și de ce ai nevoie de ele

Una dintre testamentele Tesla (și partenerul său de afaceri George Westinghouse, șeful Westinghouse Electric Company) este că majoritatea instrumentelor pe care le avem în casele noastre, sunt special concepute pentru funcționarea în curent alternativ. Dispozitivele care au nevoie de curent continuu, dar consumă energie electrică de la o priză electrică, au nevoie de echipamente suplimentare numite redresoare, și de obicei, componente electronice numite diode, pentru a converti AC în CC.

Invertorul face opusul și este destul de ușor să-i înțelegem esența. Să presupunem că ai mâinile fulgerătoare și că sunt suficient de inteligente pentru a întoarce o baterie de 50-60 de ori pe secundă. Astfel, vei deveni un fel de invertor mecanic, alimentând bateria cu curent continuu în curent alternativ la o frecvență de 50-60 Hz.

Desigur, invertoarele pe care le cumperi din magazinele electrice nu funcționează așa, deși unele dintre ele sunt într-adevăr mecanice: folosesc întrerupătoare electromagnetice care se mișcă rapid în direcția curentă. Adesea astfel de invertoare produc așa-numita putere dreptunghiulară: curentul fie curge într-o direcție, fie invers, fie comut imediat între două stări.

Astfel de schimbări bruște de direcție sunt periculoase pentru unele tipuri de echipamente electrice. Cu o sursă normală de curent alternativ, se deplasează treptat dintr-o parte în alta sub forma unei unde sinusoidale.

Invertoare fotovoltaice pot fi utilizate pentru a genera acest tip de curent alternativ, care se schimbă ușor de la o intrare de curent continuu. Folosesc componente electronice numite inductoare și condensatoare pentru a crește și reduce curentul de ieșire. Invertoarele pot fi, de asemenea, utilizate cu transformatoare pentru a schimba complet tensiunea de intrare DC specifică, la o altă variabilă de tensiune de ieșire (mai mare sau mai mică), dar puterea de ieșire trebuie să fie întotdeauna mai mică față de puterea de intrare.

Din legea conservării energiei, rezultă că invertorul și transformatorul nu pot furniza mai multă energie decât consumă, iar o parte din energie trebuie pierdută prin căldură, deoarece electricitatea trece prin diferite componente electrice și electronice. În practică, eficiența invertorului depășește adesea 90%, deși fizica de bază ne arată că o parte din energie – oricare ar fi aceasta – se pierde întotdeauna undeva.