Care este diferența dintre curenții de curent alternativ și curent continuu

În lumea de astăzi, electricitatea este cea mai importantă alături de oxigenul din om. Când a fost inventată energia electrică, au avut loc multe schimbări de-a lungul anilor. Planeta întunecată s-a transformat într-o planetă de lumini. De fapt, a făcut viața atât de simplă în toate circumstanțele. Toate dispozitivele, industriile, birourile, casele, tehnologia, computerele funcționează cu energie electrică. Aici energia va fi în două forme, adică curent alternativ (AC) și curent continuu (DC) . În ceea ce privește acești curenți și diferența dintre curent alternativ și curent continuu vor fi discutate în detaliu, funcția sa de bază și utilizările acestuia. Proprietățile sale sunt, de asemenea, discutate într-o coloană tabelară.

Diferența dintre AC și DC

Fluxul de energie electrică poate fi realizat în două moduri, cum ar fi AC (curent alternativ) și DC (curent continuu). Electricitatea poate fi definită ca fluxul de electroni pe un conductor, cum ar fi un fir. Principala disparitate între AC și DC se află în principal în direcția în care se furnizează electronii. În curent continuu, fluxul de electroni va fi într-o singură direcție și în curentul alternativ fluxul de electroni își va schimba direcțiile ca înainte și apoi înapoi. Diferența dintre AC și DC include în principal următoarele

Diferența dintre AC și DC

Curent alternativ (AC)

Curentul alternativ este definit ca fluxul de sarcină care schimbă direcția periodic. Rezultatul obținut va fi, nivelul tensiunii se inversează, de asemenea, împreună cu curentul. Practic, AC este utilizat pentru a furniza energie industriilor, caselor, clădirilor de birouri etc.

Sursa curentului alternativ

Generarea de AC

AC este produs folosind un alternator. Este proiectat pentru a produce curent alternativ. În interiorul unui câmp magnetic, se învârte o buclă de sârmă, din care curentul indus va curge de-a lungul sârmei. Aici rotația firului poate proveni din orice mijloc, adică de la o turbină cu aburi, apă curgătoare, o turbină eoliană și așa mai departe. Acest lucru se datorează faptului că firul se învârte și intră periodic în polaritate magnetică diferită, curentul și tensiunea alternând în fir.

Generarea curentului alternativ

Din aceasta, curentul generat poate avea mai multe forme de undă precum sinus, pătrat și triunghi. Dar, în majoritatea cazurilor, unda sinusoidală este preferată, deoarece este ușor de generat, iar calculele se pot face cu ușurință. Cu toate acestea, restul valului necesită un dispozitiv suplimentar pentru a le converti în forme de undă respective sau forma echipamentului trebuie schimbată, iar calculele vor fi prea dificile. Descrierea formei de undă sinusoidală este discutată mai jos.

Descrierea unui val sinusal

În general, forma de undă AC poate fi înțeleasă cu ușurință cu ajutorul termenilor matematici. Pentru această undă sinusoidală, cele trei lucruri necesare sunt amplitudinea, faza și frecvența.

Privind doar tensiunea, o undă sinusoidală poate fi descrisă ca funcția matematică de mai jos:

V (t) = V_PSin (2πft + Ø)

V (t): Este o funcție de timp o tensiune. Aceasta înseamnă că, pe măsură ce timpul se schimbă, se modifică și tensiunea noastră. În ecuația de mai sus, termenul care este dreapta semnului egal descrie modul în care se modifică tensiunea în timp.

VP: Este amplitudinea. Aceasta indică cât de mare poate fi tensiunea unde sinusoidale ar putea ajunge în ambele direcții, adică -VP volți, + VP volți, sau undeva între.

Funcția sin () afirmă că tensiunea va fi sub forma unei unde sinusoidale periodice și va acționa ca o oscilație lină la 0V.

Aici 2π este constant. Convertește frecvența de la cicluri în hertz la frecvența unghiulară în radiani pe secundă.

Aici f descrie frecvența undei sinusoidale. Aceasta va fi sub formă de unități pe secundă sau hertz. Frecvența indică de câte ori apare o anumită formă de undă într-o secundă.

Aici t este o variabilă dependentă. Se măsoară în secunde. Când timpul variază, forma de undă variază, de asemenea.

Φ descrie faza undei sinusoidale. Faza este definită ca modul în care forma de undă este deplasată în raport cu timpul. Se măsoară în grade. Natura periodică a undei sinusoidale se deplasează cu 360 ° și devine aceeași formă de undă atunci când este deplasată cu 0 °.

Pentru formula de mai sus, valorile aplicației în timp real sunt adăugate luând Statele Unite ca referință

Root mean square (RMS) este un alt concept mic care ajută la calcularea puterii electrice.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

Aplicații ale AC

• Punctele de acasă și de birou sunt utilizate AC.
• Generarea și transmiterea curentului alternativ pe distanțe mari este ușoară.
• Se pierde mai puțină energie în transmiterea energiei electrice pentru tensiuni ridicate (> 110kV).
• Tensiunile mai mari implică curenți mai mici, iar pentru curenții mai mici se generează mai puțină căldură în linia electrică, ceea ce se datorează în mod evident rezistenței reduse.
• AC poate fi ușor convertit de la înaltă tensiune la joasă tensiune și invers cu ajutorul transformatoarelor.
• Alimentare AC motoare electrice .
• Este, de asemenea, util pentru multe aparate mari, cum ar fi frigidere, mașini de spălat vase etc.
• Curent continuu

Curentul continuu (DC) este mișcarea purtătorilor de sarcină electrică, adică a electronilor într-un flux unidirecțional. În curent continuu intensitatea curentului va varia odată cu timpul, dar direcția de mișcare rămâne aceeași tot timpul. Aici DC este denumit o tensiune a cărei polaritate nu se inversează niciodată.

Sursă DC

Într-un circuit de curent continuu, electronii ies din polul minus sau negativ și se deplasează spre polul pozitiv sau pozitiv. Unii dintre fizicieni definesc DC în timp ce se deplasează de la plus la minus.

Sursă DC

În general, sursa de bază a curentului continuu este produsă de baterii, electrochimice și celule fotovoltaice. Dar AC este cel mai preferat în întreaga lume. În acest scenariu, AC poate fi convertit în DC. Acest lucru se va întâmpla în mai mulți pași. Inițial, sursa de alimentare constă din un transformator, care ulterior s-a transformat în curent continuu cu ajutorul unui redresor. Împiedică inversarea fluxului de curent și un filtru este utilizat pentru a elimina pulsațiile de curent în ieșirea redresorului. Este fenomenul modului în care AC este transformat în CC

Exemplu de baterie de reîncărcare

Cu toate acestea, pentru ca toate componentele hardware și electronice să funcționeze, au nevoie de DC. Majoritatea echipamentelor în stare solidă necesită un domeniu de tensiune între 1,5 și 13,5 volți. Cerințele actuale variază în funcție de dispozitivele utilizate. De exemplu, intervalul de la practic zero pentru un ceas electronic de mână, la mai mult de 100 amperi pentru un amplificator de putere pentru comunicații radio. Echipamentele care utilizează un emițător radio sau de emisie sau televizor de mare putere sau un afișaj CRT (tub cu raze catodice) sau tuburi de vid necesită de la aproximativ 150 volți până la câteva mii de volți DC.

Exemplu de baterie de reîncărcare

Principala diferență dintre AC și DC este discutată în următoarea diagramă de comparație

Diferențele cheie ale curentului alternativ (AC) Vs curent continuu (DC)

Diferențele cheie dintre AC și DC includ următoarele.

• Direcția fluxului de curent se va schimba la un interval de timp normal, atunci acest tip de curent este cunoscut ca alternativ sau curent alternativ, în timp ce curentul continuu este unidirecțional, deoarece curge într-o singură direcție.
• Fluxul purtătorilor de încărcare într-o curent alternativ va curge prin rotirea unei bobine în câmpul magnetic, altfel rotind un câmp magnetic într-o bobină imobilă. În curent continuu, purtătorii de încărcare vor curge prin menținerea magnetismului stabil împreună cu firul.
• Frecvența AC variază de la 50 hertz la 60 hertz pe baza standardului țării, în timp ce frecvența DC rămâne întotdeauna zero.
• PF (factorul de putere) al AC se situează între 0 și 1, în timp ce factorul de putere DC rămâne întotdeauna unul.
• Generarea de curent alternativ se poate face folosind un alternator, în timp ce curentul continuu poate fi generat prin baterie, celule și generator.
• Sarcina de curent alternativ este rezistivă inductivă altfel capacitivă în timp ce sarcina de curent continuu este rezistivă întotdeauna în natură.
• Reprezentarea grafică a unui curent alternativ se poate face pe diferite forme de undă neuniforme, cum ar fi periodice, triunghiulare, sinusoidale, pătrate, dinți de ferăstrău, etc.
• Transmiterea curentului alternativ se poate face pe o distanță lungă prin unele pierderi, în timp ce DC transmite cu pierderi ușoare pe distanțe extrem de mari.
• Conversia de la AC la CC se poate face folosind un redresor, în timp ce invertorul este utilizat pentru a converti de la CC la AC.
• Generarea și transmiterea de curent alternativ se pot face folosind câteva substații, în timp ce DC folosește mai multe stații.
• Aplicațiile de curent alternativ includ fabrici, gospodării, industrii etc., în timp ce curentul continuu este utilizat în iluminatul cu bliț, echipamente electronice, galvanizare, electroliză, vehicule hibride și comutarea înfășurării de câmp în rotor.
• DC este foarte periculos în comparație cu AC. În curent alternativ, fluxul magnitudinii curentului este ridicat și scăzut la un interval de timp normal, în timp ce, în curent continuu, magnitudinea va fi, de asemenea, aceeași. Odată ce corpul uman este șocat, atunci AC va intra și va ieși din corpul uman la un interval de timp normal, în timp ce DC va tulbura continuu corpul uman.

Care sunt avantajele AC față de DC?

Principalele beneficii ale AC în comparație cu DC includ următoarele.

• Curentul alternativ nu este scump și generează curentul cu ușurință în comparație cu curentul continuu.
• Spațiul închis prin curent alternativ este mai mult decât DC.
• În curent alternativ, pierderea de energie este mai mică în timp ce transmisia în comparație cu curent continuu.

De ce este aleasă tensiunea de curent alternativ peste tensiunea de curent continuu?

Principalele motive pentru a selecta tensiunea de curent alternativ peste tensiunea de curent continuu includ în principal următoarele.
Pierderea de energie în timpul transmiterii tensiunii de curent alternativ este redusă în comparație cu tensiunea de curent continuu. Ori de câte ori transformatorul este la o anumită distanță, atunci instalarea este foarte simplă. Avantajul tensiunii AC este intensificarea și scăderea tensiunii în funcție de necesitate.

AC & DC Origins

Un câmp magnetic aproape de un fir poate provoca fluxul de electroni într-un singur mod prin fir, deoarece acestea sunt respinse din partea negativă a unui magnet și atrase în direcția părții pozitive. În acest fel, puterea de la o baterie a fost stabilită, aceasta fiind recunoscută prin munca lui Thomas Edison. Generatoarele de curent alternativ au schimbat încet sistemul de baterii de curent continuu al Edison, deoarece AC este foarte securizat pentru a transmite energie pe distanțe mari pentru a genera mai multă energie.

Omul de știință și anume Nikola Tesla a folosit un magnet rotativ în locul aplicării magnetismului prin fir treptat. Odată ce magnetul a fost înclinat într-o singură direcție, atunci electronii vor curge în direcția pozitivului, totuși ori de câte ori direcția magnetului a fost rotită, atunci și electronii vor fi rotiți.

Aplicații AC & DC

AC este utilizat la distribuirea energiei electrice și include multe avantaje. Acest lucru poate fi convertit cu ușurință la alte tensiuni cu ajutorul unui transformator, deoarece transformatoarele nu utilizează curent continuu.

La o tensiune ridicată, ori de câte ori este transmisă puterea, atunci va exista o pierdere mai mică. De exemplu, o sursă de 250V are o rezistență de 1 Ω și o putere de 4 amperi. Deoarece puterea, wații este egală cu volți x amperi, deci puterea transportată poate fi de 1000 wați, în timp ce pierderea de putere este de I2 x R = 16 wați.

AC este utilizat de transmisia puterii de înaltă tensiune.

Dacă o linie de tensiune are o putere de 4 amperi, totuși are o putere de 250 kV, atunci are o putere de 4 amperi, dar pierderea de putere este aceeași, totuși întregul sistem de transmisie transportă 1 MW și 16 wați este o pierdere aproximativ nesemnificativă.

Curentul continuu este utilizat în baterii, unele dispozitive electronice și electrice și panouri solare.
Formule pentru curent alternativ, tensiune, rezistență și putere

Formulele pentru curent alternativ, tensiune, rezistență și putere sunt discutate mai jos.

Curent alternativ

Formula circuitelor AC monofazate este

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

Formula circuitelor de curent alternativ trifazat este

I = P / √3 * V * Cosθ

Tensiune alternativă

Pentru circuitele de curent alternativ monofazat, tensiunea de curent alternativ este

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

Pentru circuitele de curent alternativ trifazat, tensiunea de curent alternativ este

Pentru conexiunea în stea, VL = √3 EPH altfel VL = √3 VPH

Pentru conexiunea delta, VL = VPH

Rezistență AC

În caz de sarcină inductivă, Z = √ (R2 + XL2)

În caz de sarcină capacitivă, Z = √ (R2 + XC2)

În ambele cazuri, cum ar fi capacitiv și inductiv Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Alimentare CA.

Pentru circuite AC monofazate, P = V * I * Cosθ

Puterea activă pentru circuitele de curent alternativ trifazate

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Puterea reactivă

Q = V I * Sinθ

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

Putere aparentă

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Puterea complexă

S = V I

Pentru sarcina inductivă, S = P + jQ

Pentru sarcină capacitivă, S = P - jQ

Formule pentru curent continuu, tensiune, rezistență și putere

Formulele pentru curent continuu, tensiune, rezistență și putere sunt discutate mai jos.

Curent continuu

Ecuația curentului continuu este I = V / R = P / V = ​​√P / R

Tensiune continuă

Ecuația tensiunii continue este

V = I * R = P / I = √ (P x R)

Rezistență DC

Ecuația rezistenței la curent continuu este R = V / I = P / I2 = V2 / P

Alimentare DC

Ecuația puterii de curent continuu este P = IV = I2R = V2 / R

Din ecuațiile AC și DC de mai sus, unde

Din ecuațiile de mai sus, unde

„I” este măsurile actuale în A (Amperi)

„V” este măsurarea tensiunii în V (volți)

„P” este măsurarea puterii în wați (W)

„R” este măsurarea rezistenței în ohm (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (factor de putere)

„Z” este impedanță

„IPh” este curent de fază

„IL” este curent de linie

„VPh” este tensiunea de fază

„VL” este tensiunea de linie

„XL” = 2πfL, este o reactanță inductivă, unde „L” este o inductanță în cadrul lui Henry.

‘XC’ = 1 / 2πfC, este reactanța capacitivă, unde ‘C’ este capacitatea în Farads.

De ce folosim AC în casele noastre?

Alimentarea curentă utilizată în casele noastre este de curent alternativ, deoarece putem modifica curentul alternativ foarte simplu folosind transformatorul. Tensiunea înaltă are pierderi de energie extrem de scăzute în linie sau canale de transmisie lungă și tensiunea este scăzută pentru a fi utilizată în siguranță acasă cu ajutorul transformatorului descendent.

Pierderea de putere în interiorul firului poate fi dată ca L = I2R

Unde

‘L’ este pierderea puterii

„Eu” este curentul

„R” este rezistența.

Transmiterea puterii poate fi dată prin relația asemănătoare P = V * I

Unde

„P” este puterea

„V” este tensiunea

Odată ce tensiunea crește, curentul va fi mai mic. Astfel, putem transmite o putere egală prin scăderea pierderii de energie, deoarece tensiunea ridicată oferă cea mai bună performanță. Deci, din acest motiv, AC este utilizat în case în locul DC.

Transmiterea de înaltă tensiune se poate face și prin DC, cu toate acestea, nu este ușor să scădeți tensiunea pentru a o utiliza în siguranță la case. În prezent, convertoarele DC avansate sunt utilizate pentru a reduce tensiunea DC.

În acest articol Care este diferența dintre curenții de curent alternativ și curent continuu este explicată în detaliu. Sper că fiecare punct este înțeles clar despre curentul alternativ, curentul continuu, formele de undă, ecuația, diferențele de curent alternativ și continuu în coloanele tabulare, împreună cu proprietățile lor. Încă nu pot înțelege niciunul dintre subiectele din articole sau pentru a implementa cele mai noi proiecte electrice , nu ezitați să ridicați o întrebare în caseta de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru dvs., care este factorul de putere al unui curent alternativ?

Credite foto:

• Forma de undă sinusoidală cântece ale ecosmosului
• RMS Sine Waveform doctronic
• Exemplu de baterie de reîncărcare Washington