Hva er forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm

I dagens verden er elektrisitet viktigst ved siden av oksygenet i mennesket. Da elektrisiteten ble oppfunnet, har mange endringer skjedd gjennom årene. Den mørke planeten ble til en planet av lys. Faktisk gjorde det livet så enkelt under alle omstendigheter. Alle enheter, næringer, kontorer, hus, teknologi, datamaskiner kjører på strøm. Her vil energi være i to former, dvs. vekselstrøm (AC) og likestrøm (DC) . Når det gjelder disse strømningene og forskjellen mellom AC og DC vil bli diskutert i detalj, dens grunnleggende funksjon og bruken av den. Dens egenskaper er også diskutert i en tabellkolonne.

Forskjellen mellom AC og DC

Strømmen av strøm kan gjøres på to måter som vekselstrøm (vekselstrøm) og likestrøm (likestrøm). Elektrisitet kan defineres som strømmen av elektroner gjennom en leder som en ledning. Hovedforskjellen mellom AC og DC ligger hovedsakelig i retningen der elektronene leverer. I likestrøm vil strømmen av elektroner være i en enkelt retning og i vekselstrømmen vil strømmen av elektroner endre retninger som å gå fremover og deretter å gå bakover. Forskjellen mellom AC og DC inkluderer hovedsakelig følgende

Forskjellen mellom AC og DC

Vekselstrøm (AC)

Vekselstrøm er definert som ladestrømmen som endrer retning med jevne mellomrom. Resultatet oppnådd vil være, spenningsnivået reverserer også sammen med strømmen. I utgangspunktet brukes AC til å levere kraft til næringer, hus, kontorbygg osv.

Vekselstrømskilde

Generasjon av AC

AC produseres ved å bruke kalt en generator. Den er designet for å produsere vekselstrøm. Inne i et magnetfelt blir det spunnet en sløyfe av ledning, hvorfra indusert strøm vil strømme langs ledningen. Her kan ledningens rotasjon komme fra hvilket som helst antall midler, dvs. fra en dampturbin, strømmende vann, en vindturbin og så videre. Dette er fordi ledningen spinner og går inn i forskjellig magnetisk polaritet med jevne mellomrom, og strøm og spenning veksler i ledningen.

Generasjon av alternativ strøm

Fra dette kan den genererte strømmen ha mange bølgeformer som sinus, firkant og trekant. Men i de fleste tilfeller foretrekkes sinusbølgen fordi den er enkel å generere og beregninger kan gjøres med letthet. Resten av bølgen krever imidlertid en ekstra enhet for å konvertere dem til respektive bølgeformer, eller utstyrets form må endres, og beregningene blir for vanskelige. Beskrivelsen av Sinus-bølgeformen er diskutert nedenfor.

Beskrive en sinusbølge

Generelt kan vekselstrømsbølgeformen lett forstås ved hjelp av matematiske termer. For denne sinusbølgen er de tre tingene som kreves amplitude, fase og frekvens.

Ved å se på bare spenning kan en sinusbølge beskrives som den matematiske funksjonen nedenfor:

V (t) = V_PSin (2πft + Ø)

V (t): Det er en funksjon av tid en spenning. Dette betyr at når tiden endrer seg, endres også spenningen vår. I ovenstående ligning beskriver begrepet som er rett for likhetstegnet hvordan spenningen endres over tid.

VP: Det er amplituden. Dette angir hvor maksimal spenningen sinusbølgen kan nå i begge retninger, dvs. -VP volt, + VP volt, eller et sted i mellom.

Funksjonen til sin () sier at spenningen vil være i form av en periodisk sinusbølge og vil fungere som en jevn svingning ved 0V.

Her er 2π konstant. Den konverterer frekvensen fra sykluser i hertz til vinkelfrekvens i radianer per sekund.

Her beskriver f sinusbølgefrekvensen. Dette vil være i form av enheter per sekund eller hertz. Frekvensen forteller hvor mange ganger en bestemt bølgeform oppstår i løpet av ett sekund.

Her er t en avhengig variabel. Det måles i sekunder. Når tiden varierer, varierer også bølgeformen.

Φ beskriver fasen til sinusbølgen. Fasen er definert som hvordan bølgeformen forskyves i forhold til tid. Det måles i grader. Den periodiske naturen til sinusbølgen forskyves 360 °, den blir den samme bølgeformen når den forskyves med 0 °.

For formelen ovenfor legges sanntidsapplikasjonsverdiene til ved å ta USA som referanse

Root mean square (RMS) er et annet lite konsept som hjelper til med å beregne elektrisk kraft.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

Bruk av AC

• Hjem og kontoruttak brukes AC.
• Det er enkelt å generere og overføre vekselstrøm over lange avstander.
• Mindre energi går tapt i elektrisk kraftoverføring for høye spenninger (> 110kV).
• Høyere spenninger innebærer lavere strømmer, og for lavere strømmer genereres mindre varme i kraftledningen som åpenbart skyldes lav motstand.
• AC kan enkelt konverteres fra høyspenning til lavspenning og omvendt ved hjelp av transformatorer.
• Strømforsyning elektriske motorer .
• Det er også nyttig for mange store apparater som kjøleskap, oppvaskmaskiner, etc.
• Likestrøm

Likestrøm (DC) er bevegelsen til elektriske ladebærere, dvs. elektroner i enveis strømning. I DC vil strømens intensitet variere med tiden, men bevegelsesretningen forblir den samme hele tiden. Her blir DC referert til som en spenning hvis polaritet aldri reverserer.

DC-kilde

I en likestrømskrets kommer elektroner fra minus- eller minuspolen og beveger seg mot pluss- eller positivpolen. Noen av fysikerne definerer DC når den beveger seg fra pluss til minus.

DC-kilde

Generelt produseres den grunnleggende likestrømskilden av batterier, elektrokjemiske celler og solceller. Men AC er mest foretrukket over hele verden. I dette scenariet kan AC konverteres til DC. Dette vil skje i flere trinn. Opprinnelig ble den strømforsyningen består av en transformator, som senere konverteres til DC ved hjelp av en likeretter. Det forhindrer strømmen i å reversere, og et filter brukes til å eliminere strømpulsasjoner i utgangen fra likeretteren. Dette er fenomenet hvordan AC omdannes til DC

Eksempel på et oppladbart batteri

For at all elektronisk maskinvare og datamaskin skal fungere, trenger de likestrøm. Det meste av solid state-utstyr krever et spenningsområde mellom 1,5 og 13,5 volt. Nåværende krav varierer i samsvar med enhetene som brukes. For eksempel området fra praktisk talt null for et elektronisk armbåndsur til mer enn 100 ampere for en radioforsterker. Utstyr som bruker, en kraftig radio- eller kringkastingssender eller TV eller et CRT-display (katodestrålerør) eller vakuumrør krever fra omtrent 150 volt til flere tusen volt DC.

Eksempel på et oppladbart batteri

Hovedforskjellen mellom AC og DC diskuteres i følgende sammenligningstabell

Viktige forskjeller i vekselstrøm (AC) mot likestrøm (DC)

De viktigste forskjellene mellom AC og DC inkluderer følgende.

• Strømningsretningens retning vil endres ved normalt tidsintervall, så er denne typen strøm kjent som vekselstrøm eller vekselstrøm, mens likestrømmen er ensrettet, fordi den bare flyter i en enkelt retning.
• Strømmen av ladningsbærere i en vekselstrøm vil strømme ved å dreie en spole i magnetfeltet, ellers dreie et magnetfelt i en ubøyelig spole. I DC vil ladebærerne strømme ved å holde magnetismen stabil sammen med ledningen.
• Frekvensen på vekselstrømmen varierer fra 50 hertz til 60 hertz basert på landstandarden, mens DC-frekvensen alltid forblir null.
• PF (effektfaktor) til AC ligger mellom 0 til 1, mens DC-effektfaktoren alltid forblir en.
• Generering av vekselstrøm kan gjøres ved hjelp av en generator, mens vekselstrømmen kan genereres gjennom batteri, celler og generator.
• AC-belastningen er resistiv induktiv, ellers kapasitiv, mens DC-belastningen alltid er resistiv.
• Den grafiske representasjonen av en vekselstrøm kan gjøres gjennom forskjellige ujevne bølgeformer som periodisk, trekantet, sinus, firkant, sagtann, etc. mens likestrømmen er representert gjennom den rette linjen.
• Overføring av vekselstrøm kan gjøres over lang avstand gjennom noen tap, mens DC overfører med små tap over ekstremt lange avstander.
• Konverteringen av AC til DC kan gjøres ved hjelp av en likeretter, mens omformeren brukes til å konvertere fra DC til AC.
• Generering og overføring av AC kan gjøres ved hjelp av noen få stasjoner, mens DC bruker flere transformatorstasjoner.
• Applikasjonene til AC inkluderer fabrikker, husholdninger, industrier osv., Mens DC brukes i blitsbelysning, elektronisk utstyr, galvanisering, elektrolyse, hybridbiler og bytte av feltviklingen i rotoren.
• DC er veldig farlig sammenlignet med AC. I AC er strømmen av strømens størrelse høy og lav ved normalt tidsintervall, mens størrelsen i DC også vil være den samme. Når menneskekroppen blir sjokkert, vil vekselstrømmen komme inn og komme ut av menneskekroppen ved et normalt tidsintervall mens DC kontinuerlig vil trenge menneskekroppen.

Hva er fordelene med AC over DC?

De viktigste fordelene med AC sammenlignet med DC inkluderer følgende.

• Vekselstrøm er ikke dyr og genererer strømmen enkelt sammenlignet med likestrøm.
• Plassen lukket gjennom vekselstrøm er mer enn DC.
• I vekselstrøm er tapet av strøm mindre under overføring sammenlignet med likestrøm.

Hvorfor er vekselstrøm valgt over likspenning?

Hovedårsakene til å velge vekselstrøm over likspenning inkluderer hovedsakelig følgende.
Tap av energi under overføring av vekselstrøm er lavt sammenlignet med likspenning. Når transformatoren er på et stykke, er installasjonen veldig enkel. Fordelen med vekselstrøm er å trappe opp og trappe ned spenningen i henhold til nødvendigheten.

AC & DC Origins

Et magnetfelt nær en ledning kan forårsake strømmen av elektroner på en enkelt måte gjennom ledningen, da de frastøtes fra den negative delen av en magnet og tiltrekkes i retning av den positive delen. På denne måten ble strømmen fra et batteri etablert, dette ble anerkjent gjennom Thomas Edisons arbeid. AC-generatorer endret sakte DC-batterisystemet til Edison, ettersom AC er veldig sikret for å overføre kraft over lange avstander for å generere mer kraft.

Forskeren, nemlig Nikola Tesla, har brukt en roterende magnet i stedet for å påføre magnetismen gradvis gjennom ledningen. Når magneten ble bøyd i en enkelt retning, vil elektronene strømme i retning av det positive, men når retningen til magneten ble dreid, vil elektronene også bli dreid.

Bruk av AC og DC

AC brukes til å distribuere kraft, og det inkluderer mange fordeler. Dette kan enkelt konverteres til andre spenninger ved hjelp av en transformator fordi transformatorer ikke bruker DC.

Ved høy spenning vil det være mindre tap når kraften overføres. For eksempel har en 250V forsyning 1 Ω motstand og 4 ampere effekt. Fordi effekt, watt er lik volt x ampere, så kraften som bæres kan være 1000 watt mens tapet av strøm er I2 x R = 16 watt.

AC brukes ved overføring av HV-kraft.

Hvis en spenningslinje har en effekt på 4 ampere, men den har en 250 kV, har den en effekt på 4 ampere, men effekttapet er det samme, men hele overføringssystemet bærer 1 MW og 16 watt er et omtrent ubetydelig tap.

Likestrøm brukes i batterier, noen elektroniske og elektriske apparater og solcellepaneler.
Formler for vekselstrøm, spenning, motstand og kraft

Formlene for vekselstrøm, spenning, motstand og effekt er diskutert nedenfor.

AC-strøm

Formelen for 1-fase vekselstrømskretser er

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

Formelen for 3-fase vekselstrømskretser er

I = P / √3 * V * Cosθ

AC-spenning

For 1-fase vekselstrømskretser er vekselstrømmen

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

For 3-fasede vekselstrømskretser er vekselstrømmen

For stjerneforbindelse, VL = √3 EPH ellers VL = √3 VPH

For deltakobling, VL = VPH

AC-motstand

Ved induktiv belastning, Z = √ (R2 + XL2)

Ved kapasitiv belastning, Z = √ (R2 + XC2)

I begge tilfeller som kapasitiv og induktiv Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Vekselstrøm

For 1-fase vekselstrømskretser, P = V * I * Cosθ

Aktiv effekt for 3-fasede vekselstrømskretser

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Reaktiv kraft

Q = V I * Sinθ

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

Tilsynelatende effekt

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Kompleks kraft

S = V I

For induktiv belastning, S = P + jQ

For kapasitiv belastning, S = P - jQ

Formler for likestrøm, spenning, motstand og kraft

Formlene for likestrøm, spenning, motstand og effekt er diskutert nedenfor.

DC-strøm

Likestrømsligningen er I = V / R = P / V = ​​√P / R

DC-spenning

Likestrømsspenningen er

V = I * R = P / I = √ (P x R)

DC-motstand

DC-motstandsligningen er R = V / I = P / I2 = V2 / P

DC-strøm

Likestrømsligningen er P = IV = I2R = V2 / R

Fra ovenstående AC- og DC-ligninger, hvor

Fra ovenstående ligninger, hvor

‘I’ er nåværende tiltak i A (ampere)

‘V’ er spenningsmåling i V (volt)

‘P’ er kraftmål i watt (W)

‘R’ er motstandstiltak i Ohm (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (effektfaktor)

‘Z’ er impedans

‘IPh’ er fasestrøm

‘IL’ er linjestrøm

‘VPh’ er fasespenningen

‘VL’ er linjespenning

‘XL’ = 2πfL, er en induktiv reaktans, der ‘L’ er en induktans i Henry.

‘XC’ = 1 / 2πfC, er den kapasitive reaktansen, der ‘C’ er kapasitans i Farads.

Hvorfor bruker vi AC i hjemmet vårt?

Strømforsyningen som brukes i hjemmene våre er vekselstrøm fordi vi kan endre vekselstrøm veldig enkelt ved hjelp av transformatoren. Høyspenning opplever ekstremt lavt energitap i ledningen eller kanalene med lang overføring, og spenningen reduseres for å brukes sikkert hjemme ved hjelp av nedtrapp-transformatoren.

Tap av strøm i ledningen kan gis som L = I2R

Hvor

‘L’ er tap av kraft

‘Jeg’ er strømmen

‘R’ er motstanden.

Overføring av kraft kan gis gjennom forholdet som P = V * I

Hvor

‘P’ er kraften

‘V’ er spenningen

Når spenningen øker, vil strømmen være mindre. På denne måten kan vi overføre lik kraft ved å redusere tapet av kraft fordi høyspenning gir den beste ytelsen. Så på grunn av dette brukes AC i hjem i stedet for DC.

Overføring av høyspenning kan også gjøres gjennom likestrøm, men det er ikke lett å redusere spenningen for sikker bruk hjemme. For tiden brukes avanserte DC-omformere til å redusere DC-spenningen.

I denne artikkelen Hva er forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm er forklart i detalj. Jeg håper at hvert punkt forstås tydelig om vekselstrøm, likestrøm, bølgeformer, ligningen, forskjeller mellom vekselstrøm og likestrøm i tabellkolonner sammen med egenskapene. Fortsatt ikke i stand til å forstå noe av emnene i artiklene eller å implementere de nyeste elektriske prosjektene , ta gjerne et spørsmål i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørsmål til deg, hva er effektfaktoren til en vekselstrøm?

Fotokreditter:

• Sinus bølgeform songsofthecosmos
• RMS sinusbølgeform doktronisk
• Eksempel på et oppladbart batteri Washington