Каква е разликата между AC и DC токове

Каква е разликата между AC и DC токове

В днешния свят електричеството е най-важно до кислорода в човека. Когато е било изобретено електричеството, през годините са настъпили много промени. Тъмната планета се превърна в планета на светлините. Всъщност това направи живота толкова прост при всякакви обстоятелства. Всички устройства, индустрии, офиси, къщи, технологии, компютри работят на електричество. Тук енергията ще бъде в две форми, т.е. променлив ток (AC) и постоянен ток (DC) . По отношение на тези токове и разликата между AC и DC ще бъдат обсъдени подробно, неговата основна функция и употребата им. Неговите свойства също се обсъждат в таблична колона.



Разлика между AC и DC

Потокът на електричество може да се извърши по два начина като AC (променлив ток) и DC (постоянен ток). Електричеството може да се дефинира като поток на електрони през проводник като тел. Основното различие между AC и DC се крие главно в посоката, където електроните подават. При постоянен ток потокът на електрони ще бъде в една посока и в променливия ток потокът на електроните ще промени посоките си като напред и след това назад. Разликата между AC и DC включва основно следното


Разлика между AC и DC

Разлика между AC и DC





Променлив ток (AC)

Променливият ток се определя като поток от заряд, който периодично променя посоката. Полученият резултат ще бъде, нивото на напрежението също се обръща заедно с тока. По принцип AC се използва за доставяне на енергия в индустрии, къщи, офис сгради и т.н.

Източник на променлив ток

Източник на променлив ток



Генериране на променлив ток

AC се произвежда с помощта на наречен алтернатор. Той е проектиран да произвежда променлив ток. Вътре в магнитното поле се върти верига от жица, от която по телта ще тече индуциран ток. Тук въртенето на проводника може да дойде от каквото и да е средство, т.е. от парна турбина, течаща вода, вятърна турбина и т.н. Това е така, защото проводникът се върти и влиза в различна магнитна полярност периодично, токът и напрежението се редуват в проводника.

Генериране на алтернативен ток

Генериране на алтернативен ток

От това генерираният ток може да бъде с много форми на вълната като синус, квадрат и триъгълник. Но в повечето случаи синусовата вълна е за предпочитане, тъй като е лесно да се генерира и изчисленията могат да се правят с лекота. Останалата част от вълната обаче изисква допълнително устройство, което да ги преобразува в съответните форми на вълната или формата на оборудването трябва да се промени и изчисленията ще бъдат твърде трудни. Описанието на синусоидалната форма е обсъдено по-долу.

Описване на синусоида

По принцип формата на вълната на променлив ток може да се разбере лесно с помощта на математически термини. За тази синусова вълна трите неща, които са необходими, са амплитуда, фаза и честота.


Разглеждайки само напрежението, синусоида може да бъде описана като математическата функция по-долу:

V (t) = VPГрех (2πft + Ø)

V (t): Това е функция от времето на напрежението. Това означава, че с промяната на времето напрежението ни също се променя. В горното уравнение терминът, който е вдясно от знака за равенство, описва как напрежението се променя във времето.

VP: Това е амплитудата. Това посочва колко максимално напрежение може да достигне синусоида в която и да е посока, т.е. -VP волта, + VP волта или някъде между тях.

Функцията sin () гласи, че напрежението ще бъде под формата на периодична синусоида и ще действа като плавно трептене при 0V.

Тук 2π е константа. Той преобразува честотата от цикли в херци в ъглова честота в радиани в секунда.

Тук f описва честотата на синусоида. Това ще бъде под формата на единици в секунда или херци. Честотата показва колко пъти дадена форма на вълната се появява в рамките на една секунда.

Тук t е зависима променлива. Измерва се в секунди. Когато времето варира, формата на вълната също варира.

Φ описва фазата на синусоида. Фазата се дефинира като как формата на вълната се измества по отношение на времето. Измерва се в градуси. Периодичният характер на синусоида се измества с 360 ° и се превръща в същата форма на вълната, когато се измести с 0 °.

За горната формула стойностите на приложенията в реално време се добавят, като САЩ се вземе за референция

Средният квадрат (RMS) е друга малка концепция, която помага при изчисляването на електрическата мощност.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

Приложения на AC

  • Домашни и офис обекти се използват AC.
  • Генерирането и предаването на променливотоково захранване за дълги разстояния е лесно.
  • По-малко енергия се губи в пренос на електрическа енергия за високи напрежения (> 110kV).
  • По-високите напрежения предполагат по-ниски токове, а за по-ниски токове се генерира по-малко топлина в електропровода, което очевидно се дължи на ниско съпротивление.
  • AC може лесно да се преобразува от високо напрежение в ниско напрежение и обратно с помощта на трансформатори.
  • AC захранване на електрически двигатели .
  • Също така е полезен за много големи уреди като хладилници, съдомиялни машини и др.
  • Постоянен ток

Постоянният ток (DC) е движението на електрически носители на заряд, т.е.електрони в еднопосочен поток. В DC ​​интензивността на тока ще варира заедно с времето, но посоката на движение остава една и съща през цялото време. Тук DC се нарича напрежение, чиято полярност никога не се обръща.

DC източник

В постояннотокова верига електроните излизат от минусовия или отрицателния полюс и се движат към плюса или положителния полюс. Някои от физиците определят DC, когато той се движи от плюс до минус.

DC източник

DC източник

По принцип основният източник на постоянен ток се произвежда от батерии, електрохимични и фотоволтаични клетки. Но AC е най-предпочитан в целия свят. В този случай AC може да се преобразува в DC. Това ще се случи в няколко стъпки. Първоначално захранването се състои от трансформатор, който по-късно се преобразува в постоянен ток с помощта на токоизправител. Той предотвратява обратното протичане на тока и се използва филтър за премахване на пулсациите на тока в изхода на токоизправителя. Това е явлението как AC се преобразува в DC

Пример за презареждане на батерия

Въпреки това, за да функционират всички електронни и компютърни хардуери, те се нуждаят от DC. По-голямата част от полупроводниковото оборудване изисква диапазон на напрежение между 1,5 и 13,5 волта. Текущите изисквания варират в зависимост от използваните устройства. Например диапазонът от практически нула за електронен ръчен часовник до повече от 100 ампера за усилвател на мощност за радиокомуникация. Оборудването, използващо радио- или радиопредавател с висока мощност или телевизия или CRT (катодно-лъчева тръба) дисплей или вакуумни лампи, изисква от около 150 волта до няколко хиляди волта постоянен ток.

Пример за презареждане на батерия

Пример за презареждане на батерия

Основната разлика между AC и DC е обсъждането в следващата таблица за сравнение

S №ПараметриПроменлив токПостоянен ток

1

Количеството енергия, което може да се носиБезопасно е да се прехвърля на по-големи градски разстояния и ще осигури повече енергия.На практика напрежението на постояннотока не може да стигне много далеч, докато започне да губи енергия.

две

Причината за посоката на потока на електронитеТой е обозначен с въртящ се магнит по протежение на жицата.Означава се с постоянен магнетизъм по жицата

3

ЧестотаЧестотата на променливия ток ще бъде 50Hz или 60Hz в зависимост от страната.Честотата на постоянен ток ще бъде нула.

4

ПосокаТой обръща посоката си, докато тече във верига.Той тече само в една посока във веригата.

5

ТекущТова е величината на тока, която варира с времетоТова е токът с постоянна величина.

6

Поток на електрониТук електроните ще продължат да превключват посоките - напред и назад.Електроните се движат стабилно в една посока или ‘напред’.

7

Получен отИзточникът на наличност е A.C генератор и електрическа мрежа.Източникът на наличност е или клетка, или батерия.

8

Пасивни параметриТова е импеданс.Само съпротива

9

Фактор на мощносттаПо принцип тя е между 0 и 1.Винаги ще бъде 1.

10

ВидовеТой ще бъде от различни видове като синусоидален, квадратно трапецовиден и триъгълен.Ще бъде чисто и пулсиращо.

Основни разлики в променлив ток (AC) срещу постоянен ток (DC)

Основните разлики между AC и DC включват следното.

  • Посоката на текущия поток ще се промени в нормален интервал от време, тогава този вид ток е известен с променлив или променлив ток, докато DC е еднопосочен, тъй като тече само в една посока.
  • Потокът на носители на заряд в AC ще тече чрез въртене на намотка в магнитното поле, в противен случай въртене на магнитно поле в неподвижна намотка. В постоянен ток носителите на заряд ще текат, като поддържат магнетизма стабилен заедно с проводника.
  • Честотата на променливотоковото напрежение варира от 50 херца до 60 херца в зависимост от държавния стандарт, докато DC честотата винаги остава нула.
  • PF (коефициентът на мощност) на променливотоковото напрежение е между 0 до 1, докато коефициентът на DC мощност винаги остава един.
  • Генерирането на променлив ток може да се извърши с помощта на алтернатор, докато DC може да се генерира чрез батерията, клетките и генератора.
  • AC натоварването е резистивно индуктивно, иначе капацитивно, докато DC натоварването е резистивно винаги в природата.
  • Графичното представяне на AC може да се направи през различни неравномерни форми на вълната като периодични, триъгълни, синусоидални, квадратни, зъбни и т.н., докато DC е представен през права линия.
  • Предаването на променлив ток може да се извърши на голямо разстояние чрез някои загуби, докато DC се предава с малки загуби на изключително големи разстояния.
  • Преобразуването на AC в DC може да се извърши с помощта на токоизправител, докато инверторът се използва за преобразуване от DC в AC.
  • Генерирането и предаването на променлив ток може да се извърши с помощта на няколко подстанции, докато DC използва повече подстанции.
  • Приложенията на AC включват фабрики, домакинства, индустрии и т.н., докато DC се използва при осветление със светкавици, електронно оборудване, галванизация, електролиза, хибридни превозни средства и превключване на полевата намотка в ротора.
  • DC е много опасен в сравнение с AC. При променлив ток потокът от величината на тока е висок и нисък при нормален интервал от време, докато при постоянен ток величината също ще бъде същата. След като човешкото тяло се шокира, тогава AC ще влезе, както и ще излезе от човешкото тяло в нормален интервал от време, докато DC непрекъснато ще безпокои човешкото тяло.

Какви са предимствата на AC над DC?

Основните предимства на AC в сравнение с DC включват следното.

  • Променливият ток не е скъп и генерира тока лесно в сравнение с постоянния ток.
  • Пространството, затворено чрез променлив ток, е повече от постоянен ток.
  • При променлив ток загубата на мощност е по-малка при предаване в сравнение с постояннотока.

Защо променливотоково напрежение е избрано над постояннотоковото?

Основните причини да изберете AC напрежение спрямо DC напрежение включват основно следното.
Загубата на енергия при предаване на променливотоково напрежение е ниска в сравнение с постояннотоковото напрежение. Когато трансформаторът е на известно разстояние, инсталацията е много проста. Ползата от променливото напрежение е засилване и намаляване на напрежението според необходимостта.

AC и DC произход

Магнитно поле близо до проводник може да предизвика поток на електрони по един начин през проводника, тъй като те се отблъскват от отрицателната част на магнита и се привличат в посока на положителната част. По този начин се установи захранването от батерия, което беше признато чрез работата на Томас Едисон. Генераторите на променлив ток бавно променят DC батерийната система на Edison, тъй като AC е много защитен за предаване на мощност на дълги разстояния, за да генерира повече енергия.

Ученият, а именно Никола Тесла е използвал въртящ се магнит вместо да прилага магнетизма през жицата постепенно. След като магнитът е бил наклонен в една посока, тогава електроните ще текат в посока на положителната, но когато и посоката на магнита е обърната, тогава електроните също ще бъдат обърнати.

Приложения на AC и DC

AC се използва при разпределението на мощността и включва много предимства. Това може лесно да се преобразува в други напрежения с помощта на трансформатор, тъй като трансформаторите не използват постоянен ток.

При високо напрежение, когато мощността се предава, ще има по-малко загуби. Например, 250V захранване носи 1 Ω съпротивление и 4 ампера мощност. Тъй като мощността, вата е равна на волта х ампера, така че пренасяната мощност може да бъде 1000 вата, докато загубата на мощност е I2 x R = 16 вата.

AC се използва от предаването на HV мощност.

Ако линията за напрежение носи мощност 4 ампера, но има 250 kV, тогава тя носи мощност 4 ампера, но загубата на мощност е същата, но цялата преносна система носи 1 MW и 16 вата е приблизително незначителна загуба.

Постоянният ток се използва в батерии, някои електронни и електрически устройства и слънчеви панели.
Формули за променлив ток, напрежение, съпротивление и мощност

Формулите за променлив ток, напрежение, съпротивление и мощност са разгледани по-долу.

Променлив ток

Формулата за еднофазни вериги за променлив ток е

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

Формулата за 3-фазните променливотокови вериги е

I = P / √3 * V * Cosθ

Променливо напрежение

За еднофазни променливотокови вериги променливото напрежение е

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

За 3-фазните променливотокови вериги променливото напрежение е

За звездна връзка VL = √3 EPH, в противен случай VL = √3 VPH

За делта връзка VL = VPH

AC съпротивление

В случай на индуктивно натоварване, Z = √ (R2 + XL2)

В случай на капацитивен товар, Z = √ (R2 + XC2)

И в двата случая като капацитивен и индуктивен Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Променливотоково захранване

За еднофазни променливотокови вериги P = V * I * Cosθ

Активна мощност за 3-фазни променливотокови вериги

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Реактивна мощност

Q = V I * Sinθ

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

Привидна мощност

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Комплексна мощност

S = V I

За индуктивно натоварване S = P + jQ

За капацитивен товар S = P - jQ

Формули за постоянен ток, напрежение, съпротивление и мощност

Формулите за постоянен ток, напрежение, съпротивление и мощност са разгледани по-долу.

DC ток

Уравнението за постоянен ток е I = V / R = P / V = ​​√P / R

DC напрежение

Уравнението за постояннотоково напрежение е

V = I * R = P / I = √ (P x R)

DC съпротивление

Уравнението на постояннотоковото съпротивление е R = V / I = P / I2 = V2 / P

DC мощност

Уравнението за мощност на постоянен ток е P = IV = I2R = V2 / R

От горните уравнения AC и DC, където

От горните уравнения, където

„I“ е Текущи мерки в А (ампери)

„V“ е измерване на напрежението във V (волта)

„P“ е измерване на мощността във ватове (W)

„R“ е мерки за съпротивление в ома (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (фактор на мощността)

‘Z’ е импеданс

‘IPh’ е фазов ток

‘IL’ е линейният ток

‘VPh’ е фазовото напрежение

‘VL’ е линейно напрежение

‘XL’ = 2πfL, е индуктивно съпротивление, където ‘L’ е индуктивност в Хенри.

‘XC’ = 1 / 2πfC, е капацитивното съпротивление, където ‘C’ е капацитет в рамките на Farads.

Защо използваме AC в нашите домове?

Захранването с ток, използвано в домовете ни, е променливотоково, тъй като ние можем да променим променливия ток много просто, използвайки трансформатора. Високото напрежение изпитва изключително ниски загуби на енергия в линията или каналите с дълго предаване и напрежението намалява, за да се използва сигурно у дома с помощта на понижаващия трансформатор.

Загубата на мощност в проводника може да се даде като L = I2R

Където

‘L’ е загубата на мощност

„Аз“ е течението

‘R’ е съпротивлението.

Предаването на мощност може да се даде чрез отношението подобно P = V * I

Където

‘P’ е силата

‘V’ е напрежението

След като напрежението се увеличи, токът ще бъде по-малък. По този начин можем да предаваме еднаква мощност чрез намаляване на загубата на мощност, тъй като високото напрежение осигурява най-отличната производителност. Поради тази причина AC се използва в домовете вместо DC.

Предаването на високо напрежение може да се извърши и чрез постоянен ток, но не е лесно да се намали напрежението за безопасно използване в домовете. В момента се използват усъвършенствани DC преобразуватели за намаляване на постояннотоковото напрежение.

В тази статия Каква е разликата между AC и DC токове е обяснено подробно. Надявам се, че всяка точка се разбира ясно за променлив ток, постоянен ток, форми на вълните, уравнението, разликите между AC и DC в таблични колони заедно с техните свойства. Все още не мога да разбера нито една от темите в статиите или за изпълнение на най-новите електрически проекти , не се колебайте да повдигнете въпрос в полето за коментари по-долу. Ето въпрос към вас, какъв е коефициентът на мощност на променлив ток?

Кредити за снимки: