Hvad er forskellen mellem vekselstrøm og jævnstrøm

I dagens verden er elektricitet vigtigst ved siden af ​​iltet i mennesket. Da elektriciteten blev opfundet, har der været mange ændringer gennem årene. Den mørke planet blev til en lysplanet. Faktisk gjorde det livet så simpelt under alle omstændigheder. Alle enheder, industrier, kontorer, huse, teknologi, computere kører på elektricitet. Her vil energi være i to former, dvs. vekselstrøm (AC) og jævnstrøm (DC) . Med hensyn til disse strømme og forskellen mellem vekselstrøm og jævnstrøm vil blive diskuteret i detaljer, dens grundlæggende funktion og anvendelser af den. Dens egenskaber diskuteres også i en tabelkolonne.

Forskel mellem AC og DC

Strømmen af ​​elektricitet kan ske på to måder som vekselstrøm (vekselstrøm) og jævnstrøm (jævnstrøm). Elektricitet kan defineres som strømmen af ​​elektroner gennem en leder, såsom en ledning. Den største forskel mellem vekselstrøm og jævnstrøm ligger hovedsageligt i den retning, hvor elektronerne leverer. I jævnstrøm vil strømmen af ​​elektroner være i en enkelt retning og i vekselstrømmen vil strømmen af ​​elektroner ændre deres retninger som at gå fremad og derefter gå baglæns. Forskellen mellem AC og DC inkluderer hovedsageligt følgende

Forskel mellem AC og DC

Vekselstrøm (AC)

Vekselstrøm defineres som strømmen af ​​ladning, der periodisk skifter retning. Det opnåede resultat bliver, spændingsniveauet vender også sammen med strømmen. Grundlæggende bruges AC til at levere strøm til industrier, huse, kontorbygninger osv.

Vekselstrømskilde

Generering af AC

AC produceres ved hjælp af kaldet en generator. Det er designet til at producere vekselstrøm. Inde i et magnetfelt centrifugeres en trådsløjfe, hvorfra induceret strøm vil strømme langs ledningen. Her kan ledningens rotation komme fra et hvilket som helst antal midler, dvs. fra en dampturbine, strømmende vand, en vindmølle og så videre. Dette skyldes, at ledningen spinder og indgår i forskellig magnetisk polaritet med jævne mellemrum, og strøm og spænding skifter i ledningen.

Generering af alternativ strøm

Ud fra dette kan den genererede strøm have mange bølgeformer som sinus, firkant og trekant. Men i de fleste tilfælde foretrækkes sinusbølgen, fordi den er let at generere, og beregninger kan udføres med lethed. Resten af ​​bølgen kræver dog en ekstra enhed til at konvertere dem til respektive bølgeformer, eller udstyrets form skal ændres, og beregningerne bliver for vanskelige. Beskrivelsen af ​​sinusbølgeformen diskuteres nedenfor.

Beskriver en sinusbølge

Generelt kan AC-bølgeform let forstås ved hjælp af matematiske termer. For denne sinusbølge er de tre ting, der kræves amplitude, fase og frekvens.

Ved at se på bare spænding kan en sinusbølge beskrives som nedenstående matematiske funktion:

V (t) = V_PSin (2πft + Ø)

V (t): Det er en funktion af tid en spænding. Dette betyder, at når tiden ændrer sig, ændres vores spænding også. I ovenstående ligning beskriver udtrykket, der er ret til ligetegnet, hvordan spændingen ændrer sig over tid.

VP: Det er amplituden. Dette angiver, hvor maksimal spænding sinusbølgen kunne nå i begge retninger, dvs. -VP volt, + VP volt eller et sted imellem.

Funktionen af ​​sin () angiver, at spændingen vil være i form af en periodisk sinusbølge og vil fungere som en jævn svingning ved 0V.

Her er 2π konstant. Det konverterer frekvensen fra cykler i hertz til vinkelfrekvens i radianer pr. Sekund.

Her beskriver f sinusbølgefrekvensen. Dette vil være i form af enheder pr. Sekund eller hertz. Frekvensen fortæller, hvor mange gange en bestemt bølgeform forekommer inden for et sekund.

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

Φ beskriver fasen af ​​sinusbølgen. Fasen defineres som, hvordan bølgeformen forskydes i forhold til tiden. Det måles i grader. Den periodiske karakter af sinusbølgen forskydes med 360 °, den bliver den samme bølgeform, når den forskydes med 0 °.

For ovenstående formel tilføjes realtidsapplikationsværdierne ved at tage USA som reference

Root mean square (RMS) er et andet lille koncept, der hjælper med at beregne den elektriske effekt.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

Anvendelser af AC

• Hjem- og kontorudtag bruges AC.
• Generering og transmission af vekselstrøm over lange afstande er let.
• Mindre energi går tabt i elektrisk transmission til høje spændinger (> 110kV).
• Højere spændinger medfører lavere strømme, og for lavere strømme genereres der mindre varme i kraftledningen, hvilket naturligvis skyldes lav modstand.
• AC kan let konverteres fra højspænding til lavspænding og omvendt ved hjælp af transformere.
• Vekselstrøm elektriske motorer .
• Det er også nyttigt til mange store apparater som køleskabe, opvaskemaskiner osv.
• Jævnstrøm

Jævnstrøm (DC) er bevægelsen af ​​elektriske ladningsbærere, dvs. elektroner i en ensrettet strøm. I DC vil strømens intensitet variere med tiden, men bevægelsesretningen forbliver den samme hele tiden. Her kaldes DC en spænding, hvis polaritet aldrig vender.

DC-kilde

I et DC-kredsløb dukker elektroner op fra minus- eller negativpolen og bevæger sig mod plus- eller positivpolen. Nogle af fysikerne definerer DC, når den bevæger sig fra plus til minus.

DC-kilde

Generelt produceres den grundlæggende kilde til jævnstrøm af batterier, elektrokemiske celler og solceller. Men AC foretrækkes mest over hele verden. I dette scenarie kan AC konverteres til DC. Dette vil ske i flere trin. Oprindeligt blev strømforsyning består af en transformer, som senere konverteres til DC ved hjælp af en ensretter. Det forhindrer strømmen i at vende, og et filter bruges til at eliminere strømpulser i ensretterens output. Det er fænomenet, hvordan AC omdannes til DC

Eksempel på et genopladeligt batteri

Men for at al elektronisk hardware og computerhardware skal fungere, har de brug for DC. Det meste af solid state-udstyr kræver et spændingsområde mellem 1,5 og 13,5 volt. De aktuelle krav varierer i overensstemmelse med de anvendte enheder. F.eks. Området fra praktisk talt nul for et elektronisk armbåndsur til mere end 100 ampere for en radiokommunikationseffektforstærker. Udstyr, der bruger en højeffektiv radio- eller udsendelsessender eller tv eller et CRT-display (katodestrålerør) eller vakuumrør, kræver fra ca. 150 volt til flere tusinde volt jævnstrøm.

Eksempel på et genopladeligt batteri

Hovedforskellen mellem AC og DC diskuteres i det følgende sammenligningstabel

Nøgleforskelle mellem vekselstrøm (AC) og jævnstrøm (DC)

De vigtigste forskelle mellem AC og DC inkluderer følgende.

• Strømningsretningens retning vil ændre sig ved normalt tidsinterval, så er denne slags strøm kendt som vekselstrøm eller vekselstrøm, mens jævnstrømmen er ensrettet, fordi den kun flyder i en enkelt retning.
• Strømmen af ​​ladningsbærere i en vekselstrøm vil strømme ved at dreje en spole inden i magnetfeltet, ellers dreje et magnetfelt inden i en immobil spole. I DC flyder ladningsbærerne ved at holde magnetismen stabil sammen med ledningen.
• Frekvensen af ​​vekselstrøm varierer fra 50 hertz til 60 hertz baseret på landestandarden, mens jævnstrømsfrekvensen altid forbliver nul.
• PF (effektfaktor) for AC ligger mellem 0 til 1, mens DC-effektfaktoren altid forbliver en.
• Genereringen af ​​vekselstrøm kan ske ved hjælp af en generator, mens jævnstrømmen kan genereres gennem batteriet, cellerne og generatoren.
• AC-belastningen er resistiv induktiv, ellers kapacitiv, mens DC-belastningen altid er resistiv.
• Den grafiske repræsentation af en vekselstrøm kan udføres gennem forskellige ujævne bølgeformer som periodisk, trekantet, sinus, firkant, savtand osv., Mens jævnstrømmen er repræsenteret gennem den lige linje.
• Transmissionen af ​​vekselstrøm kan ske over en lang afstand gennem nogle tab, mens DC transmitterer med lette tab over ekstremt lange afstande.
• Konverteringen af ​​AC til DC kan ske ved hjælp af en ensretter, mens inverteren bruges til at konvertere fra DC til AC.
• Generering og transmission af vekselstrøm kan ske ved hjælp af et par understationer, mens DC bruger flere understationer.
• Anvendelserne af AC inkluderer fabrikker, husstande, industrier osv., Mens DC anvendes i flashbelysning, elektronisk udstyr, galvanisering, elektrolyse, hybridbiler og skifte feltvikling i rotoren.
• DC er meget farligt sammenlignet med AC. I AC er strømmen af ​​strømens størrelse høj og lav ved normalt tidsinterval, mens størrelsen i DC også vil være den samme. Når den menneskelige krop bliver chokeret, vil AC komme ind og komme ud af den menneskelige krop ved et normalt tidsinterval, mens DC kontinuerligt vil besværlige den menneskelige krop.

Hvad er fordelene ved AC over DC?

De vigtigste fordele ved AC sammenlignet med DC inkluderer følgende.

• Vekselstrøm er ikke dyrt og genererer strømmen let sammenlignet med jævnstrøm.
• Rummet lukket gennem vekselstrøm er mere end DC.
• I vekselstrøm er tabet af strøm mindre under transmission sammenlignet med jævnstrøm.

Hvorfor er AC-spænding valgt over DC-spænding?

De vigtigste grunde til at vælge vekselstrøm frem for jævnspænding inkluderer hovedsageligt følgende.
Energitabet under transmission af vekselstrøm er lavt sammenlignet med jævnspændingen. Når transformeren er i nogen afstand, er installationen meget enkel. Fordelen ved vekselstrøm er at træde op og ned på spændingen alt efter nødvendigheden.

AC & DC Origins

Et magnetfelt tæt på en ledning kan forårsage strømmen af ​​elektroner på en enkelt måde gennem ledningen, da de afvises fra den negative del af en magnet og tiltrækkes i retning af den positive del. På denne måde blev strømmen fra et batteri etableret, dette blev anerkendt gennem Thomas Edisons arbejde. AC-generatorer skiftede langsomt DC-batterisystemet fra Edison, da AC er meget sikret til at overføre strøm over lange afstande for at generere mere strøm.

Videnskabsmanden, nemlig Nikola Tesla, har brugt en roterende magnet i stedet for gradvis at påføre magnetismen gennem ledningen. Når magneten var bøjet i en enkelt retning, vil elektroner strømme i retning af det positive, men når magnetretningen blev drejet, drejes elektronerne også.

Anvendelser af AC og DC

AC bruges til at distribuere strøm, og det indeholder mange fordele. Dette kan let konverteres til andre spændinger ved hjælp af en transformer, fordi transformatorer ikke bruger DC.

Ved en høj spænding vil der være mindre tab hver gang strømmen transmitteres. For eksempel bærer en 250V forsyning 1 Ω modstand og 4 ampere strøm. Fordi effekt, watt er lig med volt x ampere, så den effekt, der bæres, kan være 1000 watt, mens tabet af effekt er I2 x R = 16 watt.

AC bruges ved transmission af HV-effekt.

Hvis en spændingsledning har en effekt på 4 ampere, men den har en 250 kV, bærer den en effekt på 4 ampere, men effekttabet er det samme, men hele transmissionssystemet bærer 1 MW og 16 watt er et ubetydeligt tab.

Jævnstrøm bruges i batterier, nogle elektroniske og elektriske apparater og solpaneler.
Formler til vekselstrøm, spænding, modstand og effekt

Formlerne for vekselstrøm, spænding, modstand og effekt diskuteres nedenfor.

AC strøm

Formlen for 1-faset vekselstrømskredsløb er

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

Formlen for 3-fasede vekselstrømskredsløb er

I = P / √3 * V * Cosθ

AC spænding

For 1-fasede vekselstrømskredse er vekselspændingen

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

For 3-fasede vekselstrømskredse er vekselstrømmen

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

For deltaforbindelse er VL = VPH

AC-modstand

I tilfælde af induktiv belastning er Z = √ (R2 + XL2)

I tilfælde af kapacitiv belastning er Z = √ (R2 + XC2)

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

Vekselstrøm

For 1-faset vekselstrømskredsløb er P = V * I * Cosθ

Aktiv effekt til 3-faset vekselstrømskredsløb

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)

Tilsyneladende magt

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Kompleks kraft

S = V I

For induktiv belastning er S = P + jQ

For kapacitiv belastning er S = P - jQ

Formler til jævnstrøm, spænding, modstand og effekt

Formlerne for jævnstrøm, spænding, modstand og effekt diskuteres nedenfor.

DC-strøm

DC-strømligningen er I = V / R = P / V = ​​√P / R

DC spænding

DC-spændingsligningen er

V = I * R = P / I = √ (P x R)

DC-modstand

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

Jævnstrøm

DC-ligningen er P = IV = I2R = V2 / R

Fra ovenstående AC & DC-ligninger, hvor

Fra ovenstående ligninger, hvor

'I' er aktuelle målinger i A (ampere)

'V' er spændingsmål i V (volt)

'P' er effektmål i watt (W)

'R' er modstandsmål i Ohm (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (effektfaktor)

'Z' er impedans

'IPh' er fasestrøm

'IL' er linjestrøm

'VPh' er fasespændingen

'VL' er netspænding

'XL' = 2πfL, er en induktiv reaktans, hvor 'L' er en induktans inden for Henry.

'XC' = 1 / 2πfC, er den kapacitive reaktans, hvor 'C' er kapacitans inden for Farads.

Hvorfor bruger vi AC i vores hjem?

Den nuværende forsyning, der bruges i vores hjem, er vekselstrøm, for da vi kan ændre vekselstrøm meget simpelt ved hjælp af transformeren. Højspænding oplever ekstremt lavt energitab i linjen eller kanalerne med lang transmission, og spændingen reduceres for at udnytte sikkert derhjemme ved hjælp af den nedadrettede transformator.

Tab af strøm i ledningen kan angives som L = I2R

Hvor

'L' er strømtabet

'Jeg' er strømmen

'R' er modstanden.

Overførsel af magt kan gives gennem forholdet ligesom P = V * I

Hvor

'P' er magten

'V' er spændingen

Når spændingen stiger, vil strømmen være mindre. På denne måde kan vi transmittere lige kraft ved at mindske tabet af strøm, fordi højspænding giver den mest fremragende ydeevne. Så på grund af denne grund bruges AC i hjem i stedet for DC.

Overførsel af højspænding kan også ske gennem DC, men det er ikke let at reducere spændingen til sikker udnyttelse derhjemme. På nuværende tidspunkt anvendes avancerede jævnstrømsomformere til at reducere jævnstrømsspændingen.

I denne artikel Hvad er forskellen mellem vekselstrøm og jævnstrøm forklares detaljeret. Jeg håber, at hvert punkt forstås klart om vekselstrøm, jævnstrøm, bølgeformer, ligningen, forskelle mellem AC og DC i tabelkolonner sammen med deres egenskaber. Stadig ude af stand til at forstå noget af emnerne i artiklerne eller til at gennemføre de nyeste elektriske projekter er du velkommen til at rejse et spørgsmål i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er effektfaktoren for en vekselstrøm?

Fotokreditter:

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