Sekä vaihtovirta että tasavirta kuvaavat virtapiirin kahta tyyppiä. Tasavirrassa sähkövaraus tai virta virtaa yhteen suuntaan. Vaihtovirrassa sähkövaraus vaihtaa suuntaa säännöllisesti. AC-piirien jännite muuttuu myös joskus päinvastaiseksi, koska virta muuttaa suuntaa. Suurin osa digitaalisesta elektroniikasta jonka rakennat käyttämällä DC: tä. Joitakin vaihtovirta-käsitteitä on kuitenkin helppo ymmärtää. Suurin osa taloista on kytketty verkkovirtaan, joten jos ideasi liittää Tardis-melodialaatikkoprojektisi pistorasiaan, sinun on muuntaa AC DC: ksi . Vaihtovirralla on myös joitain hyödyllisiä ominaisuuksia, kuten se, että pystymme muuntamaan jännitetasot yhdellä komponentilla, kuten muuntajana, minkä vuoksi meidän on alun perin valittava AC-välineet sähkön siirtämiseksi pitkiä matkoja.

Mikä on vaihtovirta (AC)

Vaihtovirralla tarkoitetaan varauksen virtausta, joka muuttaa suuntaa säännöllisesti. Tämän seurauksena myös jännitetaso muuttuu virran mukana. AC: tä käytetään virran toimittamiseen taloihin, rakennuksiin, toimistoihin jne.

AC: n muodostaminen

AC voidaan tuottaa käyttämällä laitetta kutsutaan vaihtovirtageneraattoriksi. Tämä laite on erityistyyppi sähkögeneraattori suunniteltu tuottamaan vaihtovirtaa.

AC: n muodostaminen

“miten ohmimittari mittaa vastusta? ”

Lankasilmukkaa pyöritetään magneettikentän sisällä, joka indusoi virran viiraa pitkin. Langan pyöriminen tulee erilaisista resursseista, kuten höyryturbiini, tuuliturbiini, virtaava vesi ja niin edelleen. Koska lanka kääntyy ja siirtyy ajoittain eri magneettiseen napaisuuteen, jännite ja virta vaihtelevat langalla. Tässä on pieni animaatio, joka osoittaa tämän periaatteen:

AC: n tuottamiseksi vesiputkisarjassa yhdistämme männän mekaaniset ominaisuudet, joka siirtää vettä putkissa edestakaisin ('vaihtovirta').

Aaltomuodot

Vaihtovirta voi tulla useina aaltomuotoina, kunhan virta ja jännite vaihtelevat. Jos kytket oskilloskoopin virtapiiriin ja piirrämme sen jännitteen, voimme pitkään nähdä useita erilaisia aaltomuotoja. Siniaalto on yleisin AC-tyyppi. Useimmissa kodeissa ja toimistoissa vaihtovirralla on värähtelevä jännite, joka tuottaa siniaallon.

Siniaalto

Muita AC-muotoja ovat neliö- ja kolmioaallot. Neliöaaltoja käytetään usein digitaalisessa ja kytkentäelektroniikassa, ja ne myös testaavat niiden toimintaa.

Kanttiaalto

Kolmion aallot ovat hyödyllisiä testattaessa lineaarista elektroniikkaa, kuten vahvistimia.

Kolmion aalto

Siniaallon kuvaaminen

Meidän on usein kuvattava AC-aaltomuoto matemaattisesti. Tässä esimerkissä käytämme yhteistä siniaalloa. Siniaallolla on kolme osaa: taajuus, amplitudi ja vaihe.

Kun tarkastelemme vain jännitettä, voimme kuvata siniaallon matemaattisen yhtälön:

V (t) = Vp sin (2πft + Ø)

V (t) on jännitteemme ajan funktiona, mikä tarkoittaa, että jännite muuttuu ajan muuttuessa.

VP on amplitudi. Tämä kuvaa suurinta jännitettä, jonka siniaalto voi saavuttaa kumpaankin suuntaan, tarkoittaa, että jännite voi olla + VP volttia, -VP volttia.

Sin () -toiminto osoittaa, että jännite on jaksollisen siniaallon muodossa, joka on tasainen värähtely noin 0 V: n ympäri.

2π on vakio, joka muuntaa taajuuden jaksoista tai hertseinä kulmataajuudeksi (radiaaneina sekunnissa).

f osoittaa siniaallon taajuuden. Tämä annetaan hertsien tai yksiköiden sekunnissa muodossa.

t on riippuva muuttujamme: aika (sekunteina mitattuna). Ajan muuttuessa aaltomuodomme vaihtelee.

φ kuvaa siniaallon vaihetta. Vaihe on mitta, kuinka aaltomuoto on siirtynyt ajan suhteen. Se annetaan usein lukuna välillä 0-360 ja mitattuna asteina. Siniaallon jaksollisen luonteen vuoksi, jos aaltomuotoa siirretään 360 °, siitä tulee jälleen sama aaltomuoto, ikään kuin sitä olisi siirretty 0 °. Yksinkertaisuuden vuoksi oletamme, että vaihe on 0 ° koko tämän opetusohjelman ajan.

Voimme kääntyä luotettavan myyntipisteen puoleen saadaksemme hyvän esimerkin siitä, kuinka AC-aaltomuoto toimii. Yhdysvalloissa kodeihimme syötetty teho on vaihtovirta noin 170 V: n nollasta huippuun (amplitudi) ja 60 Hz (taajuus). Voimme kytkeä nämä luvut kaavamme saadaksesi yhtälön

V (t) = 170 syntiä (2π60t)

Voimme käyttää kätevää graafista laskinta tämän yhtälön piirtämiseen. Jos graafista laskinta ei ole saatavilla, voimme käyttää ilmaista online-piirtäjäohjelmaa, kuten Desmos.

graafinen laskin

Sovellukset

Koti- ja toimistopistorasioita käytetään melkein aina vaihtovirrassa. Tämä johtuu siitä, että vaihtovirran tuottaminen ja kuljettaminen pitkiä matkoja ja suhteellisen helppoa. Suurilla jännitteillä, kuten yli 110 kV, menetetään vähemmän energiaa sähkönsiirrossa. Suuremmat jännitteet tarkoittavat alhaisempia virtoja ja alemmat virrat tarkoittavat vähemmän sähköjohdossa syntyvää lämpöä vastuksen takia. AC voidaan muuntaa suurista jännitteistä helposti muuntajilla.

AC pystyy myös sähkömoottoreiden käyttö . Moottorit ja generaattorit ovat täsmälleen sama laite, mutta moottorit muuntavat sähköenergiaa mekaaniseksi energiaksi. Tästä on hyötyä monille suurille laitteille, kuten jääkaapille, astianpesukoneille ja niin edelleen, jotka toimivat vaihtovirralla.

Mikä on tasavirta (DC)

Tasavirta tarkoittaa sähkövaroituksen yksisuuntaista virtausta. Sitä tuotetaan sellaisista lähteistä kuin paristot, virtalähteet, aurinkokennot, lämpöparit tai dynamot. Tasavirta voi virrata johtimessa, kuten johtimessa, mutta se voi myös virrata eristeiden, puolijohteiden tai alipaineen läpi kuten elektroni- tai ionisäteissä.

DC: n muodostaminen

DC voidaan tuottaa monin tavoin

”Kommutaattoriksi” kutsutulla laitteella valmistettu AC-generaattori voi tuottaa tasavirtaa
”Tasasuuntaaja” -nimisen laitteen AC-DC-muunnos
Akut tuottavat tasavirtaa, joka syntyy akun sisällä olevasta kemiallisesta reaktiosta

Käyttämällä jälleen veden analogiaa, DC on samanlainen kuin vesisäiliö, jonka päässä on letku.

DC: n muodostaminen

Säiliö voi työntää vettä vain yhteen suuntaan: ulos letkusta. Samoin kuin tasavirtaa tuottava akku, kun säiliö on tyhjä, vesi ei enää virtaa putkien läpi.

Kuvailee DC: tä

DC määritellään virran yksisuuntaiseksi virtaukseksi ja virta kulkee vain yhteen suuntaan. Jännite ja virta voivat vaihdella pitkään, joten virtaussuunta ei muutu. Asioiden yksinkertaistamiseksi oletamme, että jännite on vakio. Esimerkiksi A-paristo tarjoaa 1,5 V: n virran, joka voidaan kuvata matemaattisessa yhtälössä seuraavasti:

V (t) = 1,5 V

Jos piirrämme tämän ajan mittaan, näemme vakion jännitteen

DC-käyrä

Yllä oleva kaavio tarkoittaa, että voimme luottaa useimpiin tasavirtalähteisiin vakiojännitteen aikaansaamiseksi ajan myötä. Itse asiassa akku tyhjenee hitaasti, mikä tarkoittaa, että jännite laskee akkua käytettäessä. Useimmissa tapauksissa voimme olettaa, että jännite on vakio.

Sovellukset

Kaikki elektroniikkaprojektit ja SparkFunissa myytävät osat toimivat DC: llä. Tasavirta riippuu kaikesta, mikä loppuu akusta, liitetään seinään verkkolaitteella tai virtalähteeseen USB-kaapelilla. Esimerkkejä DC-elektroniikasta ovat:

“flip flop digitaalisessa elektroniikassa ”

Kännykät
Taskulamput
LilyPad-pohjainen D&D Dice Gauntlet
Taulutelevisiot (AC siirtyy televisioon, joka muunnetaan tasavirraksi)
Hybridi- ja sähköajoneuvot

Näin ollen kyse on vaihtovirrasta, tasavirrasta ja sen sovelluksista. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen tästä käsitteestä. Lisäksi epäilyksiä tästä käsitteestä tai mistään sähköiset ja elektroniset projektit , anna arvokkaat ehdotuksesi kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on ero vaihtovirran ja tasavirran välillä ?

Valokuvahyvitykset: