Jaký je rozdíl mezi AC a DC proudy

V dnešním světě je elektřina nejdůležitější vedle kyslíku v člověku. Když byla vynalezena elektřina, došlo v průběhu let k mnoha změnám. Temná planeta se změnila na planetu světel. Ve skutečnosti to život tak zjednodušilo za všech okolností. Všechna zařízení, průmyslová odvětví, kanceláře, domy, technologie, počítače pracují na elektřinu. Zde bude energie ve dvou formách, tj. střídavý proud (AC) a stejnosměrný proud (DC) . O těchto proudech a rozdílu mezi AC a DC bude podrobně pojednáno, jeho základní funkce a použití. Jeho vlastnosti jsou také popsány v tabulkovém sloupci.

Rozdíl mezi AC a DC

Tok elektřiny lze provést dvěma způsoby, jako je střídavý proud (střídavý proud) a stejnosměrný proud (stejnosměrný proud). Elektřina může být definována jako tok elektronů vodičem, jako je vodič. Hlavní rozdíly mezi AC a DC spočívají hlavně ve směru, kde se dodávají elektrony. Ve stejnosměrném proudu bude tok elektronů v jednom směru a ve střídavém proudu bude tok elektronů měnit své směry jako dopředu a potom dozadu. Rozdíl mezi AC a DC zahrnuje zejména následující

Rozdíl mezi AC a DC

Střídavý proud (AC)

Střídavý proud je definován jako tok náboje, který pravidelně mění směr. Výsledkem bude, že úroveň napětí se také obrátí spolu s proudem. V zásadě se střídavý proud používá k dodávání energie do průmyslových odvětví, domů, kancelářských budov atd.

Zdroj střídavého proudu

Generování střídavého proudu

AC se vyrábí pomocí tzv. Alternátoru. Je navržen tak, aby produkoval střídavý proud. Uvnitř magnetického pole se točí smyčka drátu, ze které bude po drátu protékat indukovaný proud. Zde může rotace drátu pocházet z jakéhokoli důvodu, tj. Z parní turbíny, tekoucí vody, větrné turbíny atd. Důvodem je to, že se vodič pravidelně točí a vstupuje do různé magnetické polarity, střídavě se v něm střídá proud a napětí.

Generování alternativního proudu

Z toho může mít generovaný proud mnoho křivek, jako je sinus, čtverec a trojúhelník. Ve většině případů se ale dává přednost sinusové vlně, protože je snadné ji generovat a výpočty lze provádět snadno. Zbytek vlny však vyžaduje další zařízení, které je převádí na příslušné tvary vln, nebo je třeba změnit tvar zařízení a výpočty budou příliš obtížné. Popis sinusového průběhu je popsán níže.

Popis sinusové vlny

Obecně lze křivku střídavého proudu snadno pochopit pomocí matematických výrazů. U této sinusové vlny jsou požadovány tři věci: amplituda, fáze a frekvence.

Při pohledu na pouhé napětí lze sinusovou vlnu popsat jako níže uvedená matematická funkce:

V (t) = V_PSin (2πft + Ø)

V (t): Je to funkce času a napětí. To znamená, že se časem mění i naše napětí. Ve výše uvedené rovnici výraz, který je pravý od znaménka rovnosti, popisuje, jak se napětí mění v čase.

VP: Je to amplituda. Toto udává, jak maximální napětí může sinusová vlna dosáhnout v obou směrech, tj. -VP volty, + VP volty, nebo někde mezi nimi.

Funkce sin () uvádí, že napětí bude ve formě periodické sinusové vlny a bude fungovat jako plynulá oscilace při 0V.

Zde 2π je konstantní. Převádí frekvenci z cyklů v hertzích na úhlovou frekvenci v radiánech za sekundu.

Zde f popisuje frekvenci sinusových vln. Bude to ve formě jednotek za sekundu nebo hertzů. Frekvence udává, kolikrát se konkrétní křivka vyskytne během jedné sekundy.

Zde t je závislá proměnná. Měří se během několika sekund. Když se čas mění, mění se také tvar vlny.

Φ popisuje fázi sinusové vlny. Fáze je definována jako způsob, jakým je křivka posunuta s ohledem na čas. Měří se ve stupních. Periodická povaha sinusové vlny se posune o 360 ° a při posunutí o 0 ° se stane stejným průběhem.

U výše uvedeného vzorce se hodnoty aplikace v reálném čase přidají tak, že se jako reference použije Spojené státy

Root mean square (RMS) je další malý koncept, který pomáhá při výpočtu elektrické energie.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

Aplikace AC

• Domácí a kancelářské zásuvky se používají AC.
• Generování a přenos střídavého proudu na dlouhé vzdálenosti je snadné.
• Méně energie se ztrácí přenos elektrické energie pro vysoké napětí (> 110 kV).
• Vyšší napětí znamená nižší proudy a pro nižší proudy se v elektrickém vedení generuje méně tepla, což je zjevně způsobeno nízkým odporem.
• AC lze snadno transformovat z vysokého napětí na nízké napětí a naopak pomocí transformátorů.
• Napájení střídavým proudem elektromotory .
• Je také užitečný pro mnoho velkých spotřebičů, jako jsou ledničky, myčky nádobí atd.
• Stejnosměrný proud

Stejnosměrný proud (DC) je pohyb nosičů elektrického náboje, tj. Elektronů v jednosměrném toku. V DC se intenzita proudu bude měnit spolu s časem, ale směr pohybu zůstává po celou dobu stejný. Zde se DC označuje jako napětí, jehož polarita se nikdy nezmění.

DC zdroj

Ve stejnosměrném obvodu vycházejí elektrony z minusového nebo záporného pólu a pohybují se směrem k plusovému nebo kladnému pólu. Někteří fyzici definují DC, když cestuje z plusu do mínusu.

DC zdroj

Obecně platí, že základní zdroj stejnosměrného proudu produkují baterie, elektrochemické a fotovoltaické články. Ale AC je nejpreferovanější na celém světě. V tomto scénáři lze AC převést na DC. To se stane v několika krocích. Zpočátku napájecí zdroj se skládá z transformátor, který se později přeměnil na DC pomocí usměrňovače. Zabraňuje zpětnému toku proudu a filtr se používá k eliminaci proudových pulzací na výstupu usměrňovače. Jedná se o fenomén, jak se AC přeměňuje na DC

Příklad dobíjecí baterie

Aby však veškerý elektronický a počítačový hardware fungoval, potřebuje DC. Většina polovodičových zařízení vyžaduje rozsah napětí mezi 1,5 a 13,5 volty. Aktuální požadavky se liší podle použitých zařízení. Například rozsah od prakticky nulové hodnoty pro elektronické náramkové hodinky až po více než 100 ampérů pro výkonový zesilovač rádiové komunikace. Zařízení používající vysoce výkonný rádiový nebo vysílací vysílač nebo televizi nebo CRT (katodová trubice) nebo vakuové trubice vyžaduje přibližně 150 voltů až několik tisíc voltů stejnosměrného proudu.

Příklad dobíjecí baterie

Hlavní rozdíl mezi AC a DC je diskutován v následující srovnávací tabulce

Klíčové rozdíly střídavého proudu (AC) Vs stejnosměrný proud (DC)

Mezi hlavní rozdíly mezi AC a DC patří následující.

• Směr toku proudu se změní v normálním časovém intervalu, pak je tento druh proudu známý jako střídavý nebo střídavý proud, zatímco stejnosměrný proud je jednosměrný, protože proudí pouze v jednom směru.
• Tok nosičů náboje v AC bude proudit otáčením cívky v magnetickém poli, jinak otáčením magnetického pole v nepohyblivé cívce. Ve stejnosměrném proudu budou nosiče náboje proudit udržováním stabilního magnetismu spolu s drátem.
• Frekvence střídavého proudu se pohybuje od 50 hertzů do 60 hertzů podle národní normy, zatímco stejnosměrná frekvence vždy zůstává nulová.
• PF (účiník) střídavého proudu leží mezi 0 až 1, zatímco stejnosměrný účiník zůstává vždy jeden.
• Generování střídavého proudu lze provádět pomocí alternátoru, zatímco stejnosměrný proud lze generovat prostřednictvím baterie, článků a generátoru.
• Střídavé zatížení je odporové indukční, jinak kapacitní, zatímco stejnosměrné zatížení je odporové vždy v přírodě.
• Grafické znázornění střídavého proudu lze provést v různých nerovnoměrných tvarech vln, jako jsou periodické, trojúhelníkové, sinusové, čtvercové, pilovité zuby atd., Zatímco stejnosměrný proud je znázorněn přímkou.
• Přenos střídavého proudu lze provádět na velkou vzdálenost prostřednictvím některých ztrát, zatímco stejnosměrný proud přenáší s malými ztrátami na extrémně velké vzdálenosti.
• Převod střídavého proudu na stejnosměrný lze provést pomocí usměrňovače, zatímco střídač se používá pro převod ze stejnosměrného na střídavý proud.
• Generování a přenos střídavého proudu lze provádět pomocí několika rozvoden, zatímco DC používá více rozvoden.
• Mezi aplikace střídavého proudu patří továrny, domácnosti, průmyslová odvětví atd., Zatímco stejnosměrný proud se používá při bleskovém osvětlení, elektronických zařízeních, galvanickém pokovování, elektrolýze, hybridních vozidlech a přepínání vinutí pole v rotoru.
• DC je ve srovnání s AC velmi nebezpečný. Ve střídavém proudu je tok velikosti proudu v normálním časovém intervalu vysoký a nízký, zatímco ve stejnosměrném proudu bude velikost stejná. Jakmile je lidské tělo šokováno, pak AC vstoupí i odejde z lidského těla v normálním časovém intervalu, zatímco DC bude lidské tělo neustále obtěžovat.

Jaké jsou výhody střídavého proudu oproti stejnosměrnému proudu?

Mezi hlavní výhody AC ve srovnání s DC patří následující.

• Střídavý proud není drahý a generuje proud snadno ve srovnání se stejnosměrným proudem.
• Prostor uzavřený střídavým proudem je větší než DC.
• U střídavého proudu je ztráta energie při přenosu menší než při stejnosměrném proudu.

Proč je střídavé napětí voleno před stejnosměrným napětím?

Mezi hlavní důvody pro výběr střídavého napětí nad stejnosměrným napětím patří zejména následující.
Ztráta energie při přenosu střídavého napětí je ve srovnání se stejnosměrným napětím nízká. Kdykoli je transformátor v určité vzdálenosti, je instalace velmi jednoduchá. Výhodou střídavého napětí je zvyšování a snižování napětí podle potřeby.

AC & DC Origins

Magnetické pole v blízkosti drátu může způsobit tok elektronů jediným způsobem drátem, protože jsou odpuzovány od záporné části magnetu a přitahovány ve směru kladné části. Tímto způsobem byla vytvořena energie z baterie, což bylo rozpoznáno díky práci Thomase Edisona. Generátory střídavého proudu pomalu měnily systém stejnosměrných baterií společnosti Edison, protože střídavý proud je velmi zabezpečený k přenosu energie na velké vzdálenosti, aby generoval více energie.

Vědec, jmenovitě Nikola Tesla, použil rotační magnet namísto postupného použití magnetismu drátem. Jakmile byl magnet nakloněn v jednom směru, pak elektrony budou proudit ve směru kladného, ​​ale kdykoli se otočil směr magnetu, pak se také otočí elektrony.

Aplikace AC a DC

AC se používá k distribuci energie a má mnoho výhod. To lze snadno převést na jiná napětí pomocí transformátoru, protože transformátory nepoužívají stejnosměrný proud.

Při vysokém napětí, kdykoli se přenese energie, dojde k menším ztrátám. Například zdroj 250 V nese odpor 1 Ω a výkon 4 ampéry. Protože výkon, watt se rovná voltům x zesilovačům, takže přenášený výkon může být 1000 wattů, zatímco ztráta výkonu je I2 x R = 16 wattů.

AC se používá k přenosu vysokého napětí.

Pokud napěťové vedení přenáší výkon 4 A, má však 250 kV, přenáší 4 A, ale ztráta výkonu je stejná, avšak celý přenosový systém přenáší 1 MW a 16 W je přibližně zanedbatelná ztráta.

Stejnosměrný proud se používá v bateriích, některých elektronických a elektrických zařízeních a solárních panelech.
Vzorce pro střídavý proud, napětí, odpor a výkon

Níže jsou diskutovány vzorce pro střídavý proud, napětí, odpor a výkon.

AC proud

Vzorec pro jednofázové střídavé obvody je

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

Vzorec pro třífázové střídavé obvody je

I = P / √3 * V * Cosθ

AC napětí

U jednofázových střídavých obvodů je střídavé napětí

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

U třífázových střídavých obvodů je střídavé napětí

U hvězdicového připojení je VL = √3 EPH, jinak VL = √3 VPH

Pro delta připojení, VL = VPH

Odpor střídavého proudu

V případě indukční zátěže Z = √ (R2 + XL2)

V případě kapacitního zatížení, Z = √ (R2 + XC2)

V obou případech jako kapacitní a indukční Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

AC napájení

U jednofázových střídavých obvodů P = V * I * Cosθ

Činný výkon pro třífázové střídavé obvody

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Reaktivní síla

Q = V I * Sinθ

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

Zdánlivá síla

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Komplexní síla

S = V I

Pro indukční zátěž S = P + jQ

Pro kapacitní zátěž S = P - jQ

Vzorce pro stejnosměrný proud, napětí, odpor a výkon

Níže jsou diskutovány vzorce pro stejnosměrný proud, napětí, odpor a výkon.

DC proud

Rovnice stejnosměrného proudu je I = V / R = P / V = ​​√P / R

DC napětí

Rovnice stejnosměrného napětí je

V = I * R = P / I = √ (P x R)

Odpor DC

Rovnice stejnosměrného odporu je R = V / I = P / I2 = V2 / P

DC napájení

Rovnice stejnosměrného výkonu je P = IV = I2R = V2 / R

Z výše uvedených rovnic AC & DC, kde

Z výše uvedených rovnic, kde

„I“ je Aktuální opatření v A (Ampérech)

„V“ je měření napětí ve V (voltech)

„P“ je míra výkonu ve wattech (W)

„R“ je míra odporu v Ohm (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (účiník)

„Z“ je impedance

„IPh“ je fázový proud

„IL“ je síťový proud

„VPh“ je fázové napětí

„VL“ je síťové napětí

„XL“ = 2πfL, je indukční reaktance, kde „L“ je indukčnost uvnitř Henryho.

„XC“ = 1 / 2πfC, je kapacitní reaktance, kde „C“ je kapacita ve Farads.

Proč používáme AC v našich domovech?

Proudový zdroj používaný v našich domácnostech je střídavý proud, protože pomocí transformátoru můžeme velmi snadno měnit střídavý proud. Vysoké napětí vykazuje extrémně nízkou ztrátu energie v lince nebo kanálech s dlouhým přenosem a napětí se snižuje, aby bylo možné jej bezpečně využívat doma pomocí redukčního transformátoru.

Ztráta výkonu uvnitř drátu může být dána jako L = I2R

Kde

„L“ je ztráta energie

„Já“ je aktuální

„R“ je odpor.

Přenos energie může být dán prostřednictvím vztahu jako P = V * I

Kde

„P“ je síla

„V“ je napětí

Jakmile se napětí zvýší, bude proud menší. Takto můžeme přenášet stejný výkon snížením ztráty energie, protože vysoké napětí poskytuje nejlepší výkon. Z tohoto důvodu se tedy AC používá v domácnostech místo DC.

Přenos vysokého napětí lze provádět také pomocí stejnosměrného proudu, není však snadné snížit napětí pro bezpečné použití v domácnostech. V současné době se ke snižování stejnosměrného napětí používají pokročilé stejnosměrné převodníky.

V tomto článku je podrobně vysvětlen jaký je rozdíl mezi AC a DC proudy. Doufám, že každý bod je jasně pochopen ohledně střídavého proudu, stejnosměrného proudu, tvarů vln, rovnice, rozdílů AC a DC v tabulkových sloupcích spolu s jejich vlastnostmi. Stále nerozumím žádnému z témat v článcích nebo implementovat nejnovější elektrotechnické projekty , klidně položte otázku do pole pro komentář níže. Zde je otázka, jaký je výkonový faktor střídavého proudu?

Fotografické kredity:

• Sinusový průběh songsofthecosmos
• RMS sinusový průběh doktrinální
• Příklad dobíjecí baterie Washington