Mikä on ero vaihtovirran ja tasavirran välillä

Nykymaailmassa sähkö on tärkeintä ihmisen hapen lisäksi. Kun sähkö keksittiin, vuosien mittaan on tapahtunut monia muutoksia. Pimeä planeetta muuttui valojen planeetaksi. Itse asiassa se teki elämästä niin yksinkertaisen kaikissa olosuhteissa. Kaikki laitteet, teollisuus, toimistot, talot, tekniikka ja tietokoneet toimivat sähköllä. Täällä energiaa on kahdessa muodossa, ts. vaihtovirta (AC) ja tasavirta (DC) . Näiden virtojen sekä vaihtovirran ja tasavirran välistä eroa käsitellään yksityiskohtaisesti, sen perustoiminnosta ja käytöstä. Sen ominaisuuksia käsitellään myös taulukkosarakkeessa.

Ero vaihtovirran ja tasavirran välillä

Sähkön virtaus voidaan tehdä kahdella tavalla, kuten AC (vaihtovirta) ja DC (tasavirta). Sähkö voidaan määritellä elektronien virtaukseksi johtimessa, kuten johtimessa. Suurin ero vaihtovirran ja tasavirran välillä on lähinnä elektronien syöttösuuntaan. Tasavirrassa elektronien virtaus on yhdessä suunnassa ja vaihtovirrassa elektronien virtaus muuttaa suuntaansa kuten eteenpäin ja sitten taaksepäin. AC: n ja DC: n välinen ero sisältää pääasiassa seuraavat

Ero vaihtovirran ja tasavirran välillä

Vaihtovirta (AC)

Vaihtovirta määritellään varaukseksi, joka vaihtaa suuntaa säännöllisesti. Saatu tulos on, myös jännitetaso muuttuu virran mukana. Pohjimmiltaan vaihtovirtaa käytetään virran toimittamiseen teollisuudelle, taloille, toimistorakennuksille jne.

Vaihtovirran lähde

AC: n muodostuminen

AC tuotetaan käyttämällä kutsuttua vaihtovirtageneraattoria. Se on suunniteltu tuottamaan vaihtovirtaa. Magneettikentän sisällä kehrätään lankasilmukka, josta indusoitu virta virtaa lankaa pitkin. Tällöin langan pyöriminen voi tulla mistä tahansa välineestä, ts. Höyryturbiinista, virtaavasta vedestä, tuuliturbiinista ja niin edelleen. Tämä johtuu siitä, että lanka pyörii ja siirtyy ajoittain eri magneettiseen napaisuuteen, virta ja jännite vuorottelevat langassa.

Vaihtoehtoisen virran muodostaminen

Tästä syntyvä virta voi olla monta aaltomuotoa, kuten sini, neliö ja kolmio. Mutta useimmissa tapauksissa siniaalto on edullinen, koska se on helppo tuottaa ja laskelmat voidaan tehdä helposti. Loput aallot edellyttävät kuitenkin lisälaitetta niiden muuntamiseksi vastaaviksi aaltomuodoiksi tai laitteen muotoa on muutettava, ja laskelmat ovat liian vaikeita. Sinus-aaltomuodon kuvausta käsitellään jäljempänä.

Siniaallon kuvaaminen

Yleensä AC-aaltomuoto voidaan ymmärtää helposti matemaattisten termien avulla. Tälle siniaallolle vaaditaan kolme asiaa: amplitudi, vaihe ja taajuus.

Tarkastelemalla vain jännitettä siniaalto voidaan kuvata kuten alla oleva matemaattinen toiminto:

V (t) = V_PSynti (2πft + Ø)

V (t): Se on ajan jännitteen funktio. Tämä tarkoittaa, että ajan muuttuessa myös jännite muuttuu. Yllä olevassa yhtälössä yhtälön oikealla puolella oleva termi kuvaa kuinka jännite muuttuu ajan myötä.

VP: Se on amplitudi. Tämä kertoo kuinka suuren jännitteen siniaalto voisi saavuttaa kumpaankin suuntaan, ts. -VP volttia, + VP volttia tai jonnekin niiden välissä.

Sinin () funktio kertoo, että jännite on jaksollisen siniaallon muodossa ja toimii tasaisena värähtelynä 0 V: n jännitteellä.

Tässä 2π on vakio. Se muuntaa taajuuden sykleistä hertseinä kulmataajuudeksi radiaaneina sekunnissa.

Tässä f kuvaa siniaaltotaajuutta. Tämä tapahtuu yksikköinä sekunnissa tai hertsiä. Taajuus kertoo kuinka monta kertaa tietty aaltomuoto tapahtuu sekunnissa.

Tässä t on riippuva muuttuja. Se mitataan sekunteina. Kun aika vaihtelee, myös aaltomuoto vaihtelee.

Φ kuvaa siniaallon vaihetta. Vaihe määritellään kuinka aaltomuoto siirtyy ajan suhteen. Se mitataan asteina. Siniaallon jaksollinen luonne siirtyy 360 °, siitä tulee sama aaltomuoto, kun sitä siirretään 0 °.

Edellä olevaa kaavaa varten reaaliaikaiset sovellusarvot lisätään ottamalla Yhdysvallat vertailukohtana

Keskimääräinen neliö (RMS) on toinen pieni käsite, joka auttaa laskemaan sähkötehoa.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

AC-sovellukset

• Koti- ja toimipisteitä käytetään vaihtovirralla.
• Vaihtovirran tuottaminen ja lähettäminen pitkiä matkoja varten on helppoa.
• Vähemmän energiaa menetetään sähköinen voimansiirto korkeille jännitteille (> 110 kV).
• Suuremmat jännitteet merkitsevät pienempiä virtoja, ja pienemmillä virroilla sähkölinjassa syntyy vähemmän lämpöä, mikä johtuu selvästi pienestä vastuksesta.
• Vaihtovirta voidaan muuntaa helposti suurjännitteestä matalajännitteeksi ja päinvastoin muuntajien avulla.
• Vaihtovirta sähkömoottorit .
• Se on hyödyllinen myös monille suurille laitteille, kuten jääkaapille, astianpesukoneelle jne.
• Tasavirta

Tasavirta (DC) on sähkövarauksen kantajien eli elektronien liike yksisuuntaisessa virtauksessa. Tasavirrassa virran voimakkuus vaihtelee ajan myötä, mutta liikkeen suunta pysyy samana koko ajan. DC: tä kutsutaan tässä jännitteeksi, jonka napaisuus ei koskaan muutu.

DC-lähde

DC-piirissä elektronit nousevat miinus- tai miinusnapasta ja liikkuvat kohti plus- tai positiivista napaa. Jotkut fyysikot määrittelevät DC: n kulkiessaan plussta miinukseen.

DC-lähde

Yleensä tasavirran peruslähde tuotetaan paristoilla, sähkökemiallisilla ja aurinkosähkökennoilla. Mutta AC on suosituin kaikkialla maailmassa. Tässä tilanteessa vaihtovirta voidaan muuntaa tasavirraksi. Tämä tapahtuu useissa vaiheissa. Aluksi virtalähde koostuu muuntaja, joka myöhemmin muuttui tasavirraksi tasasuuntaajan avulla. Se estää virran virtauksen kääntymisen ja suodatinta käytetään tasasuuntaajan ulostulossa olevien virtapulssien eliminoimiseksi. Se on ilmiö siitä, kuinka vaihtovirta muuttuu tasavirraksi

Esimerkki ladattavasta akusta

Kaikkien elektronisten ja tietokonelaitteistojen toimintaan tarvitaan kuitenkin tasavirtaa. Suurin osa puolijohdelaitteista vaatii jännitealueen 1,5 - 13,5 volttia. Nykyiset vaatimukset vaihtelevat käytettyjen laitteiden mukaan. Esimerkiksi alue elektronisen rannekellon käytännössä nollasta yli 100 ampeeriin radioviestintävahvistimelle. Laitteet, suuritehoinen radio- tai lähetinlähetin tai televisio tai CRT (katodisädeputki) -näyttö tai tyhjiöputket, tarvitsevat noin 150 voltista useisiin tuhansiin voltteihin.

Esimerkki ladattavasta akusta

Tärkein ero vaihtovirran ja tasavirran välillä on esitetty seuraavassa vertailutaulukossa

Vaihtovirran (AC) ja tasavirran (DC) keskeiset erot

Tärkeimmät erot AC: n ja DC: n välillä ovat seuraavat.

• Virran suunta muuttuu normaalilla aikavälillä, jolloin tällainen virta tunnetaan vaihtovirraksi tai vaihtovirraksi, kun taas tasavirta on yksisuuntainen, koska se virtaa vain yhteen suuntaan.
• Varauskantajien virta vaihtovirrassa virtaa kiertämällä kelaa magneettikentässä, muuten pyörimällä magneettikenttää liikkumattomassa kelassa. Tasavirrassa latauskantajat virtaavat pitämällä magneettisuuden vakaana langan mukana.
• Vaihtovirran taajuus vaihtelee maastandardin mukaan 50 - 60 hertsiin, kun taas tasavirtataajuus pysyy aina nolla.
• AC: n PF (tehokerroin) on välillä 0-1, kun taas DC-tehokerroin pysyy aina yhtenä.
• AC: n tuottaminen voidaan tehdä vaihtovirtageneraattorilla, kun taas DC voidaan tuottaa akun, kennojen ja generaattorin kautta.
• AC-kuorma on resistiivinen induktiivinen muuten kapasitiivinen, kun taas DC-kuormitus on resistiivinen aina luonnossa.
• AC: n graafinen esitys voidaan tehdä eri epätasaisilla aaltomuodoilla, kuten jaksollisella, kolmiomaisella, sinisellä, neliöllä, sahahammalla jne., Kun taas DC on esitetty suoran viivan kautta.
• Vaihtovirran lähetys voidaan tehdä suurella etäisyydellä joidenkin häviöiden kautta, kun taas tasavirta lähettää pienillä häviöillä erittäin pitkillä matkoilla.
• Vaihtovirta muunnetaan tasavirraksi käyttämällä tasasuuntaajaa, kun taas invertteriä käytetään muuntamaan tasavirrasta vaihtovirtaan.
• AC: n tuottaminen ja lähettäminen voidaan tehdä muutamalla sähköasemalla, kun taas DC käyttää enemmän sähköasemia.
• AC-sovelluksiin kuuluvat tehtaat, kotitaloudet, teollisuus jne., Kun taas tasavirtaa käytetään salamavalossa, elektroniikkalaitteissa, galvanoinnissa, elektrolyysissä, hybridiajoneuvoissa ja roottorin kenttäkäämityksen kytkemisessä.
• DC on erittäin vaarallinen verrattuna vaihtovirtaan. Vaihtovirrassa virran suuruusvirta on korkea ja matala normaalilla aikavälillä, kun taas tasavirrassa suuruus on sama. Kun ihmiskeho järkyttyy, AC tulee sisään ja poistuu ihmiskehosta normaalilla aikavälillä, kun taas DC häiritsee jatkuvasti ihmiskehoa.

Mitkä ovat AC: n edut tasavirtaan nähden?

AC: n tärkeimmät edut DC: hen verrattuna ovat seuraavat.

• Vaihtovirta ei ole kallista ja tuottaa virtaa helposti tasavirtaan verrattuna.
• Vaihtovirralla suljettu tila on enemmän kuin tasavirta.
• Vaihtovirrassa tehohäviö on pienempi lähetyksen aikana kuin DC.

Miksi vaihtojännite valitaan tasajännitteen yli?

Tärkeimmät syyt vaihtojännitteen valitsemiseen tasajännitteen yli ovat pääasiassa seuraavat.
Energian menetys vaihtovirtaa välitettäessä on pieni verrattuna tasajännitteeseen. Aina kun muuntaja on tietyllä etäisyydellä, asennus on hyvin yksinkertaista. AC-jännitteen etuna on jännitteen lisääminen ja laskeminen tarpeen mukaan.

AC- ja DC-alkuperät

Johdon lähellä oleva magneettikenttä voi aiheuttaa elektronien virtauksen yhdellä tavalla langan läpi, koska ne hylkäävät magneetin negatiivisesta osasta ja houkuttelevat positiivisen osan suuntaan. Tällä tavoin luotiin akun virta, joka tunnistettiin Thomas Edisonin teoksella. Vaihtovirtageneraattorit vaihtivat hitaasti Edisonin DC-akkujärjestelmää, koska vaihtovirtageneraattori on hyvin suojattu lähettämään tehoa pitkiä matkoja tuottamaan enemmän virtaa.

Tutkija nimittäin Nikola Tesla on käyttänyt pyörivää magneettia sen sijaan, että levittäisi magneettia langan läpi asteittain. Kun magneetti on kallistunut yhteen suuntaan, elektronit virtaavat positiivisen suuntaan, mutta aina kun magneetin suunta käännetään, elektronit myös kääntyvät.

AC- ja DC-sovellukset

Vaihtovirtaa käytetään sähkönjakelussa, ja siihen sisältyy monia etuja. Tämä voidaan muuntaa helposti muiksi jännitteiksi muuntajan avulla, koska muuntajat eivät käytä tasavirtaa.

Korkealla jännitteellä, aina kun teho lähetetään, menetyksiä on vähemmän. Esimerkiksi 250 V: n virtalähteellä on 1 Ω vastus ja 4 ampeerin teho. Koska teho, wattia on yhtä suuri kuin volttia x ampeeria, kuljetettava teho voi olla 1000 wattia, kun taas tehohäviö on I2 x R = 16 wattia.

Vaihtovirtaa käytetään HV-tehon siirtoon.

Jos jännitelinjalla on 4 ampeerin teho, mutta sillä on 250 kV, se kuljettaa 4 ampeeria, mutta tehohäviö on sama, mutta koko siirtojärjestelmän kantavuus 1 MW ja 16 wattia on suunnilleen merkityksetön menetys.

Tasavirtaa käytetään akuissa, joissakin elektronisissa ja sähköisissä laitteissa sekä aurinkopaneeleissa.
Kaavat vaihtovirralle, jännitteelle, vastukselle ja teholle

Vaihtovirran, jännitteen, vastuksen ja tehon kaavoja käsitellään jäljempänä.

AC-virta

1-vaiheisten vaihtovirtapiirien kaava on

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

3-vaiheisten vaihtovirtapiirien kaava on

I = P / √3 * V * Cosθ

AC-jännite

1-vaiheisissa vaihtovirtapiireissä vaihtojännite on

V = P / (I x Cos2) = I / Z

Kolmivaiheisissa vaihtovirtapiireissä vaihtojännite on

Tähtikytkentää varten VL = √3 EPH, muuten VL = √3 VPH

Delta-yhteyttä varten VL = VPH

AC-vastus

Induktiivisen kuormituksen tapauksessa Z = √ (R2 + XL2)

Kapasitiivisen kuormituksen tapauksessa Z = √ (R2 + XC2)

Molemmissa tapauksissa, kuten kapasitiivinen ja induktiivinen Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Vaihtovirta

1-vaiheisissa vaihtovirtapiireissä P = V * I * Cosθ

Aktiivinen teho kolmivaiheisille vaihtovirtapiireille

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Loisteho

Q = V I * Sinθ

VAR = √ (VA2 - P2) & kVAR = √ (kVA2 - kW2)

Näennäinen voima

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Monimutkainen teho

S = V I

Induktiiviselle kuormitukselle S = P + jQ

Kapasitiiviselle kuormitukselle S = P - jQ

Kaavat tasavirralle, jännitteelle, vastukselle ja teholle

DC-virran, jännitteen, vastuksen ja tehon kaavoja käsitellään jäljempänä.

DC-virta

Tasavirran yhtälö on I = V / R = P / V = ​​√P / R

DC-jännite

Tasajännitteen yhtälö on

V = I * R = P / I = √ (P x R)

DC-vastus

DC-vastusyhtälö on R = V / I = P / I2 = V2 / P

Tasavirta

DC-tehoyhtälö on P = IV = I2R = V2 / R

Edellä olevista AC- ja DC-yhtälöistä, missä

Edellä olevista yhtälöistä, missä

’I’ on nykyiset mitat A: ssa (ampeeria)

’V’ on jännitemittaus V: na (volttia)

’P’ on tehonmitta watteina (W)

’R’ on vastusmittauksia ohmoina (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (tehokerroin)

'Z' on impedanssi

’IPh’ on vaihevirta

’IL’ on linjavirta

”VPh” on vaihejännite

’VL’ on verkkojännite

’XL’ = 2πfL, on induktiivinen reaktanssi, jossa ’L’ on induktanssi Henryssä.

’XC’ = 1 / 2πfC, on kapasitiivinen reaktanssi, jossa ’C’ on kapasitanssi Faradsin sisällä.

Miksi käytämme AC: tä kodeissamme?

Kotimme nykyinen virtalähde on vaihtovirta, koska koska voimme muuttaa vaihtovirtaa hyvin yksinkertaisesti muuntajan avulla. Korkea jännite kokee erittäin pienen energiahäviön pitkällä siirtolinjalla tai -kanavilla, ja jännitettä pienennetään turvallisen hyödyntämiseksi kotona alamuuntajan avulla.

Tehohäviö langassa voidaan antaa muodossa L = I2R

Missä

”L” on voiman menetys

'Minä' on nykyinen

’R’ on vastus.

Tehonsiirto voidaan antaa samanlaisen suhteen kautta P = V * I

Missä

”P” on voima

’V’ on jännite

Kun jännite kasvaa, virta on pienempi. Näin voimme lähettää yhtä tehoa vähentämällä tehohäviötä, koska korkea jännite tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn. Joten tästä syystä vaihtovirtaa käytetään kodeissa tasavirran sijasta.

Suurjännitteen siirto voidaan suorittaa myös tasavirran kautta, mutta jännitettä ei ole helppo laskea turvallisesti kodin käyttöön. Tällä hetkellä DC-muuntimia käytetään DC-jännitteen pienentämiseen.

Tässä artikkelissa Mikä on ero vaihtovirran ja tasavirran välillä on selitetty yksityiskohtaisesti. Toivon, että jokainen piste ymmärretään selvästi vaihtovirrasta, tasavirrasta, aaltomuodoista, yhtälöstä, AC: n ja DC: n eroista taulukkosarakkeissa sekä niiden ominaisuuksista. Edelleenkään pysty ymmärtämään mitään artikkeleiden aiheista tai viimeisimpien sähköhankkeiden toteuttamiseksi , voit esittää kysymyksen alla olevaan kommenttikenttään. Tässä on kysymys sinulle, mikä on vaihtovirran tehokerroin?

Valokuvahyvitykset:

• Siniaalto kappaleita thecosmos
• RMS-siniaalto doktroninen
• Esimerkki ladattavasta akusta Washington