Både vekselstrøm og likestrøm beskriver de to typene strømstrøm i en krets. I likestrøm flyter den elektriske ladningen eller strømmen i en retning. I vekselstrøm endrer den elektriske ladningen retning med jevne mellomrom. Spenningen i vekselstrømskretser reverserer også noen ganger fordi strømmen endrer retning. Det meste av digital elektronikk som du bygger ved å bruke DC. Imidlertid er det lett å forstå noen AC-konsepter. De fleste hus er koblet til AC, så hvis ideen din om å koble Tardis melodiboks-prosjektet til et stikkontakt, må du konverter AC til DC . AC har også noen nyttige egenskaper, for eksempel å kunne konvertere spenningsnivåene med en enkelt komponent som en transformator, og derfor må vi først velge AC-midler for å overføre strøm over lange avstander.

Hva er vekselstrøm (AC)

Vekselstrøm betyr strømmen av ladning som endrer retning med jevne mellomrom. Som et resultat snur spenningsnivået også sammen med strømmen. AC brukes til å levere strøm til hus, bygninger, kontor osv.

Genererer AC

AC kan produseres ved å bruke en enhet som kalles en generator. Denne enheten er en spesiell type elektrisk generator designet for å produsere vekselstrøm.

Genererer AC

“Beskriv kort hvordan et wi-fi-nettverk fungerer. ”

En trådløkke roteres inne i et magnetfelt, som induserer en strøm langs ledningen. Rotasjon av ledningen kommer fra forskjellige ressurser som en dampturbin, en vindturbin, rennende vann og så videre. Fordi ledningen snur og kommer inn i en annen magnetisk polaritet med jevne mellomrom, veksler spenningen og strømmen på ledningen. Her er en liten animasjon som viser dette prinsippet:

For å generere vekselstrøm i et sett med vannrør, kobler vi sammen de mekaniske egenskapene til et stempel som beveger vann i rørene frem og tilbake (vår 'vekselstrøm').

Bølgeformer

AC kan komme i en rekke bølgeformer, så lenge strømmen og spenningen veksler. Hvis vi kobler et oscilloskop til en krets med vekselstrøm og plotter dens spenning, kan vi over lang tid se en rekke forskjellige bølgeformer. Sinusbølgen er den vanligste typen vekselstrøm. AC i de fleste hjem og kontorer har en oscillerende spenning som gir en sinusbølge.

Sinusbølge

Andre former for vekselstrøm inkluderer firkantbølgen og trekantsbølgen. Firkantbølger brukes ofte i digital elektronikk og koblingselektronikk, og tester også deres funksjon.

Square Wave

Trekantbølger er nyttige for testing av lineær elektronikk som forsterkere.

Triangle Wave

Beskrive en sinusbølge

Vi trenger ofte å beskrive en AC-bølgeform i matematiske termer. For dette eksemplet vil vi bruke den vanlige sinusbølgen. Det er tre deler av en sinusbølge: frekvens, amplitude og fase.

Ser vi på bare spenning, kan vi beskrive en matematisk ligning av sinusbølge:

V (t) = Vp sin (2πft + Ø)

V (t) er vår spenning som en funksjon av tiden, noe som betyr at spenningen vår endres når tiden endres.

VP er amplituden. Dette beskriver den maksimale spenningen som sinusbølgen kan nå i begge retninger, betyr at spenningen vår kan være + VP volt, -VP volt.

Sin () -funksjonen indikerer at spenningen vår vil være i form av en periodisk sinusbølge, som er en jevn svingning rundt 0V.

2π er en konstant som konverterer frekvensen fra sykluser eller i hertz til vinkelfrekvens (radianer per sekund).

f angir frekvensen av sinusbølgen. Dette er gitt i form av hertz eller enheter per sekund.

t er vår avhengige variabel: tid (målt i sekunder). Etter hvert som tiden varierer, varierer bølgeformen vår.

φ beskriver fasen til sinusbølgen. Fase er et mål på hvor forskjøvet bølgeformen er med hensyn til tid. Det er ofte gitt som et tall mellom 0 og 360 og målt i grader. På grunn av sinusbølgens periodiske natur, hvis bølgeformen forskyves 360 °, blir den samme bølgeformen igjen, som om den ble forskjøvet med 0 °. For enkelhets skyld antar vi at fasen er 0 ° for resten av denne opplæringen.

Vi kan vende oss til vårt pålitelige utløp for å få et godt eksempel på hvordan en AC-bølgeform fungerer. I USA er strømmen til hjemmene våre vekselstrøm med omtrent 170V null-til-topp (amplitude) og 60Hz (frekvens). Vi kan koble disse tallene til formelen vår for å få ligningen

V (t) = 170 sin (2π60t)

Vi kan bruke vår praktiske grafkalkulator til å tegne graf for denne ligningen. Hvis det ikke er noen grafkalkulator tilgjengelig, kan vi bruke et gratis grafisk program på nettet som Desmos.

grafkalkulator

applikasjoner

Hjem og kontoruttak brukes nesten alltid i AC. Dette er fordi det er relativt enkelt å generere og transportere AC over lange avstander. Ved høye spenninger som over 110kV går mindre energi tapt i kraftoverføring. Høyere spenninger betyr lavere strøm, og lavere strøm betyr mindre varme generert i kraftledningen på grunn av motstand. AC kan enkelt konverteres fra høye spenninger ved hjelp av transformatorer.

AC er også i stand til driver elektriske motorer . Motorer og generatorer er nøyaktig samme enhet, men motorer konverterer elektrisk energi inn i mekanisk energi. Dette er nyttig for mange store apparater som kjøleskap, oppvaskmaskiner og så videre, som kjører på AC.

Hva er likestrøm (DC)

Likestrøm betyr ensrettet strøm av elektrisk ladning. Den produseres fra kilder som batterier, strømforsyninger, solceller, termoelementer eller dynamoer. Likestrøm kan strømme i en leder som en ledning, men kan også strømme gjennom isolatorer, halvledere eller vakuum som i elektron- eller ionestråler.

Genererer DC

DC kan genereres på en rekke måter

En vekselstrømsgenerator som er tilberedt med en enhet kalt 'kommutator' kan produsere likestrøm
En AC til DC-konvertering av en enhet kalt en 'likeretter'
Batterier gir likestrøm, som genereres fra en kjemisk reaksjon inne i batteriet

Ved å bruke vannanalogien vår igjen, ligner DC en tank med vann med en slange på enden.

Genererer DC

Tanken kan bare skyve vann en vei: ut av slangen. I likhet med vårt DC-produserende batteri, strømmer det ikke lenger vann gjennom rørene når tanken er tom.

Beskriver DC

DC er definert som den 'ensrettet' strømmen, og strømmen strømmer bare en retning. Spenning og strøm kan variere over lang tid, så strømningsretningen endres ikke. For å forenkle ting, vil vi anta at spenningen er en konstant. Et batteri gir for eksempel 1,5V, som kan beskrives i matematisk ligning som:

V (t) = 1,5V

Hvis vi plotter dette over tid, ser vi en konstant spenning

Tomt av DC

Ovenstående graf betyr at vi kan stole på at de fleste likestrømskilder gir en konstant spenning over tid. Egentlig vil et batteri sakte ut, noe som betyr at spenningen vil falle når batteriet brukes. For de fleste formål kan vi anta at spenningen er konstant.

applikasjoner

Alle elektronikkprosjekter og deler til salgs på SparkFun kjøres på DC. Alt som går tom for et batteri, plugges inn i veggen med en strømadapter, eller bruker en USB-kabel for å stole på likestrøm. Eksempler på DC-elektronikk inkluderer:

“hva er multiplexing og demultiplexing ”

Mobil
Lommelykter
Den LilyPad-baserte D&D Dice Gauntlet
Flatskjerm-TV (AC går inn i TV-en, som konverteres til DC)
Hybrid og elektriske kjøretøy

Dermed handler alt om hva som er en vekselstrøm, likestrøm og dens applikasjoner. Vi håper at du har fått en bedre forståelse av dette konseptet. Videre, enhver tvil angående dette konseptet eller noe elektriske og elektroniske prosjekter , vennligst gi dine verdifulle forslag ved å kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørsmål til deg, hva er forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm ?

Fotokreditter: