Tiek kintamoji, tiek nuolatinė srovė apibūdina du srovės srauto tipus grandinėje. Nuolatinėje srovėje elektros krūvis arba srovė teka viena kryptimi. Kintamojoje srovėje elektros krūvis periodiškai keičia kryptį. Įtampa kintamosios srovės grandinėse taip pat kartais pasikeičia, nes srovė keičia kryptį. Didžioji dalis skaitmeninės elektronikos kurį kuriate naudodami DC. Tačiau lengva suprasti kai kurias kintamosios srovės sąvokas. Dauguma namų yra prijungti prie kintamosios srovės, todėl jei norėsite prijungti „Tardis“ melodijų dėžutės projektą prie lizdo, turėsite konvertuoti kintamą į nuolatinę srovę . Kintamosios srovės srovė taip pat turi keletą naudingų savybių, pavyzdžiui, galimybę konvertuoti įtampos lygius su vienu komponentu, pavyzdžiui, kaip transformatorių, todėl iš pradžių mes turime pasirinkti kintamosios srovės priemones perduoti elektrą dideliais atstumais.
Kas yra kintamoji srovė (AC)
Kintamoji srovė reiškia įkrovos srautą, kuris periodiškai keičia kryptį. Dėl to įtampos lygis taip pat keičiasi kartu su srove. Kintamosios srovės energija tiekiama namams, pastatams, biurams ir kt.
Generuoja kintamąją srovę
Kintamosios srovės gali būti pagamintas naudojant prietaisą, kuris vadinamas generatoriumi. Šis prietaisas yra specialus elektros generatorius skirta kintamajai srovei gaminti.
Generuoja kintamąją srovę
Magnetinio lauko viduje pasukta vielos kilpa, kuri indukuoja srovę palei laidą. Vielos sukimasis gaunamas iš skirtingų išteklių, tokių kaip garo turbina, vėjo turbina, tekantis vanduo ir kt. Kadangi viela periodiškai pasisuka ir patenka į kitokį magnetinį poliškumą, įtampa ir srovė ant laido keičiasi. Čia yra maža animacija, rodanti šį principą:
Norėdami generuoti kintamąją srovę vandens vamzdžių rinkinyje, sujungiame stūmoklio, judančio vandenį vamzdžiuose pirmyn ir atgal, mechanines charakteristikas (mūsų „kintamą“ srovę).
Bangos formos
Kintamosios srovės ir įtampos kintamoji srovė gali būti įvairių formų. Jei prijungsime osciloskopą prie grandinės su kintamąja srove ir nubraižysime jo įtampą, ilgą laiką galime pamatyti daugybę skirtingų bangų formų. Sinusinė banga yra labiausiai paplitęs kintamosios srovės tipas. Daugumoje namų ir biurų kintamosios srovės kintama įtampa sukelia sinusinę bangą.
Sinusinės bangos
Kitos kintamosios srovės formos yra kvadratinė ir trikampio bangos. Kvadratinės bangos dažnai naudojamos skaitmeninėje ir komutacinėje elektronikoje, taip pat išbando jų veikimą.
Kvadratinė banga
Trikampio bangos yra naudingos bandant linijinę elektroniką, pavyzdžiui, stiprintuvus.
Trikampio banga
Sinuso bangos apibūdinimas
Mes dažnai turime apibūdinti kintamosios srovės bangų formą matematiniais terminais. Šiame pavyzdyje naudosime bendrą sinusinę bangą. Yra trys sinusinės bangos dalys: dažnis, amplitudė ir fazė.
Žvelgdami tik į įtampą, galime apibūdinti matematinę sinusinės bangos lygtį:
V (t) = Vp sin (2πft + Ø)
V (t) yra mūsų įtampa kaip laiko funkcija, o tai reiškia, kad mūsų įtampa kinta laikui bėgant.
VP yra amplitudė. Tai apibūdina didžiausią įtampą, kurią mūsų sinusinė banga gali pasiekti bet kuria kryptimi, reiškia, kad mūsų įtampa gali būti + VP voltai, -VP voltai.
Sin () funkcija rodo, kad mūsų įtampa bus periodinės sinusinės bangos forma, kuri yra tolygus svyravimas aplink 0V.
2π yra konstanta, kuri konvertuoja dažnį iš ciklų arba hercais į kampinį dažnį (radianai per sekundę).
f rodo sinusinės bangos dažnį. Tai pateikiama hercų arba vienetų per sekundę forma.
t yra mūsų priklausomas kintamasis: laikas (matuojamas sekundėmis). Keičiantis laikui, mūsų bangos forma skiriasi.
φ apibūdina sinusinės bangos fazę. Fazė yra matas, kaip pasislinkusi bangos forma laiko atžvilgiu. Jis dažnai nurodomas kaip skaičius nuo 0 iki 360 ir matuojamas laipsniais. Dėl periodinio sinusinės bangos pobūdžio, jei bangos forma pasislinkusi 360 °, ji vėl tampa ta pati bangos forma, tarsi ji būtų pasislinkusi 0 °. Kad būtų paprasčiau, mes manome, kad likusioje šios pamokos fazė yra 0 °.
Mes galime kreiptis į mūsų patikimą lizdą, kad gautume gerą pavyzdį, kaip veikia kintamosios srovės bangos forma. Jungtinėse Valstijose mūsų namams tiekiama energija yra kintamosios srovės su maždaug 170 V nulio iki piko (amplitudė) ir 60 Hz (dažnis). Šiuos skaičius galime įjungti į savo formulę, kad gautume lygtį
V (t) = 170 nuodėmės (2π60t)
Šiai lygčiai braižyti galime naudoti savo patogią grafikų skaičiuoklę. Jei nėra grafikų skaičiuoklės, galime naudoti nemokamą internetinę grafikų sudarymo programą, pvz., „Desmos“.
Programos
Beveik visada kintamosios srovės lizdai naudojami namuose ir biuruose. Taip yra todėl, kad kintamosios srovės generavimas ir transportavimas dideliais atstumais yra gana lengvas. Esant aukštai įtampai, pavyzdžiui, virš 110kV, elektros energijos perdavimo metu prarandama mažiau energijos. Didesnė įtampa reiškia mažesnes sroves, o mažesnės - mažiau šilumos, susidariusios elektros linijoje dėl atsparumo. Kintamąją srovę galima lengvai konvertuoti iš aukštos įtampos naudojant transformatorius.
AC taip pat sugeba maitinantys elektros variklius . Varikliai ir generatoriai yra tas pats prietaisas, tačiau varikliai konvertuoja elektros energija į mechaninę energiją. Tai naudinga daugeliui didelių prietaisų, tokių kaip šaldytuvai, indaplovės ir pan., Kurie veikia su kintamąja srove.
Kas yra nuolatinė srovė (DC)
Nuolatinė srovė reiškia vienkryptį elektros krūvio srautą. Jis gaminamas iš tokių šaltinių kaip baterijos, maitinimo šaltiniai, saulės elementai, termoelementai ar dinamos. Nuolatinė srovė gali tekėti laidininku, pavyzdžiui, viela, bet gali tekėti ir per izoliatorius, puslaidininkius ar vakuumą, pavyzdžiui, elektronų ar jonų pluoštuose.
Generuoja nuolatinę srovę
DC gali būti generuojamas keliais būdais
- Kintamosios srovės generatorius, paruoštas prietaisu, vadinamu „komutatoriumi“, gali gaminti nuolatinę srovę
- Įtaiso, vadinamo „lygintuvu“, kintamosios srovės ir nuolatinės srovės konversija
- Baterijos suteikia nuolatinę srovę, kuri susidaro dėl cheminės reakcijos akumuliatoriaus viduje
Vėl naudojant mūsų vandens analogiją, DC yra panašus į vandens rezervuarą su žarna gale.
Generuoja nuolatinę srovę
Cisterna vandenį gali išstumti tik į vieną pusę: iš žarnos. Panašiai kaip mūsų nuolatinės srovės gamybos akumuliatorius, kai bakas tuščias, vanduo nebeteka vamzdžiais.
Apibūdinant DC
DC apibrėžiamas kaip „vienakryptis“ srovės srautas, o srovė teka tik viena kryptimi. Įtampa ir srovė ilgą laiką gali skirtis, todėl srauto kryptis nesikeičia. Norėdami supaprastinti dalykus, laikysime, kad įtampa yra pastovi. Pavyzdžiui, akumuliatorius tiekia 1,5 V įtampą, kurią matematinėje lygtyje galima apibūdinti taip:
V (t) = 1,5 V
Jei tai suplanuosime laikui bėgant, pamatysime pastovią įtampą
DC schema
Aukščiau pateiktas grafikas reiškia, kad mes galime pasikliauti daugeliu nuolatinės srovės šaltinių, kad laikui bėgant būtų užtikrinta pastovi įtampa. Tiesą sakant, akumuliatorius lėtai išsikraus, o tai reiškia, kad naudojant akumuliatorių įtampa sumažės. Daugeliu atvejų galime manyti, kad įtampa yra pastovi.
Programos
Viskas elektronikos projektai ir „SparkFun“ parduodamos dalys veikia su DC. Viskas, kas išsenka iš akumuliatoriaus, įjungiama į sieną kintamosios srovės adapteriu arba naudojama USB kabeliu, priklauso nuo nuolatinės srovės. DC elektronikos pavyzdžiai:
- Mobilieji telefonai
- Žibintuvėliai
- „LilyPad“ sukurtas „D&D Dice Gauntlet“
- Plokščiaekraniai televizoriai (kintamosios srovės į televizorių, kuris konvertuojamas į nuolatinę srovę)
- Hibridinės ir elektrinės transporto priemonės
Taigi visa tai yra kintama srovė, nuolatinė srovė ir jos taikymai. Tikimės, kad jūs geriau supratote šią koncepciją. Be to, bet kokios abejonės dėl šios koncepcijos ar bet kokios elektriniai ir elektroniniai projektai , pateikite savo vertingus pasiūlymus komentuodami žemiau esančiame komentarų skyriuje. Štai jums klausimas, kuo skiriasi kintamosios ir nuolatinės srovės ?
Nuotraukų kreditai:
- Generuoja kintamąją srovę insinyoer
- Sinusinės bangos imgur
- Trikampio banga audiofanzinas
- Generuoja nuolatinę srovę kibirkštis
