Teori litar Ac: apa itu ac dan bagaimana dihasilkannya

Pengenalan

Litar elektrik adalah jalan konduktif yang lengkap di mana elektron mengalir dari sumber ke beban dan kembali ke sumber. Arah dan besarnya aliran elektron bergantung pada jenis sumbernya. Dalam Kejuruteraan Elektrik, pada asasnya terdapat dua jenis sumber voltan atau arus (Tenaga Elektrik) yang menentukan jenis litar dan ia adalah; Arus Selang (atau voltan) dan Arus Langsung.

Untuk beberapa siaran seterusnya, kami akan memfokuskan pada arus bolak-balik, dan beralih ke topik-topik mulai dari apa bentuk arus bolak-balik hingga gelombang AC dan sebagainya.

Litar AC

Litar AC seperti namanya (Alternating Current) bermaksud litar yang dikuasakan oleh Sumber Bolak-balik, sama ada voltan atau arus. An arus atau voltan, adalah salah satu di mana nilai sama ada voltan atau berbeza semasa tentang nilai min tertentu dan membalikkan arah berkala.

Kebanyakan peralatan dan sistem isi rumah dan perindustrian masa kini dihidupkan menggunakan arus bolak-balik. Semua peranti DC yang disambungkan dan peranti berasaskan bateri yang boleh dicas semula secara teknikal dijalankan pada arus bolak-balik kerana mereka semua menggunakan beberapa bentuk kuasa DC yang berasal dari AC untuk mengecas bateri mereka atau menghidupkan sistem. Oleh itu arus bolak-balik adalah bentuk di mana kuasa dihantar ke sesalur.

Litar Alternating wujud pada tahun 1980-an ketika Tesla memutuskan untuk menyelesaikan ketidakupayaan penjana DC Edison jarak jauh. Dia mencari cara untuk memindahkan elektrik pada voltan tinggi dan kemudian menggunakan penggunaan transformer untuk menaikkannya sama ada ke atas atau ke bawah yang mungkin diperlukan untuk pengedaran dan dengan demikian dapat meminimumkan kehilangan kuasa di jarak yang jauh yang merupakan masalah utama Direct Semasa pada masa itu.

Arus Selang VS Arus Langsung (AC vs DC)

AC dan DC berbeza dalam beberapa cara dari generasi ke penghantaran, dan pengedaran, tetapi demi kesederhanaan, kami akan membuat perbandingan dengan ciri-ciri mereka untuk siaran ini.

Perbezaan utama antara AC dan DC, yang juga merupakan penyebab kepada ciri-ciri mereka yang berbeza, adalah arah aliran tenaga elektrik. Di DC, Elektron mengalir dengan stabil dalam satu arah atau ke hadapan, sementara di AC, elektron mengalihkan arah alirannya dalam selang masa berkala. Ini juga membawa kepada penggantian pada tahap voltan kerana ia berubah dari positif ke negatif sejajar dengan arus.

Berikut adalah carta perbandingan untuk mengetengahkan beberapa perbezaan antara AC dan DC. Perbezaan lain akan diserlahkan semasa kita lebih banyak meneroka Litar arus bolak-balik.

Asas Perbandingan	AC	DC
Kapasiti Penghantaran Tenaga	Perjalanan jarak jauh dengan kehilangan Tenaga minimum	Sebilangan besar tenaga hilang ketika dihantar dalam jarak jauh
Asas Generasi	Memutar Magnet di sepanjang wayar.	Magnetisme yang stabil di sepanjang wayar
Kekerapan	Biasanya 50Hz atau 60Hz bergantung pada Negara	Kekerapan adalah Sifar
Arah	Membalikkan arah secara berkala semasa mengalir melalui litar	Ia mengalirkan arus tetap dalam satu arah.
Semasa	Besarnya Bervariasi mengikut masa	Magnitud Tetap
Sumber	Semua bentuk Penjana AC dan Mains	Sel, bateri, Penukaran dari AC
Parameter Pasif	Impedans (RC, RLC, dll)	Rintangan Sahaja
Faktor Kuasa	Terletak antara 0 & 1	Sentiasa 1
Bentuk gelombang	Sinusoidal, Trapezoidal, Segitiga dan Segiempat sama	Garis lurus, kadang-kadang berdenyut.

Sumber AC Asas (Generator AC Single Coil)

The prinsip sekitar generasi AC adalah mudah. Sekiranya medan magnet atau magnet diputar di sepanjang set gegelung pegun (wayar) atau putaran gegelung di sekitar medan magnet pegun, arus Alternatif dihasilkan menggunakan penjana AC (Alternator).

Bentuk penjana AC yang paling mudah terdiri daripada gelung dawai yang secara mekanik diputar mengenai sumbu sambil diletakkan di antara kutub utara dan selatan magnet.

Pertimbangkan Gambar di bawah.

Semasa gegelung angker berputar di dalam medan magnet yang dibuat oleh magnet kutub utara dan selatan, fluks magnet melalui gegelung berubah, dan caj dipaksa melalui wayar, sehingga menimbulkan voltan efektif atau voltan teraruh. Fluks magnetik melalui gelung adalah hasil dari sudut gelung relatif terhadap arah medan magnet. Pertimbangkan gambar di bawah;

Dari gambar yang ditunjukkan di atas, kita dapat menyimpulkan bahawa, sejumlah garis medan magnet akan dipotong ketika angker berputar, jumlah 'garis memotong' menentukan output voltan. Dengan setiap perubahan pada sudut putaran dan gerakan pekeliling angker yang dihasilkan terhadap garis-garis magnet, jumlah 'pemotongan garis-garis magnet' juga berubah, oleh itu voltan keluaran juga berubah. Contohnya, garis medan magnet yang dipotong pada darjah sifar adalah sifar yang menjadikan voltan yang dihasilkan menjadi sifar, tetapi pada 90 darjah, hampir semua garis medan magnet dipotong, sehingga voltan maksimum dalam satu arah dihasilkan dalam satu arah. Hal yang sama berlaku pada 270 darjah sahaja yang dihasilkan pada arah yang bertentangan. Oleh itu, terdapat perubahan voltan yang disebabkan oleh angker berputar dalam medan magnet yang membawa kepada pembentukan bentuk gelombang sinusoidal. Voltan teraruh yang dihasilkan adalah sinusoidal, dengan frekuensi sudut ω diukur dalam radian per saat.

Arus yang diinduksi dalam penyediaan di atas memberikan persamaan:

I = V / R

Di mana V = NABwsin (wt)

Di mana N = Kelajuan

A = Kawasan

B = Medan magnet

w = Kekerapan sudut.

Penjana AC sebenar jelas lebih kompleks daripada ini tetapi mereka berfungsi berdasarkan prinsip dan undang-undang induksi elektromagnetik yang sama seperti yang dijelaskan di atas. Arus bolak-balik juga dihasilkan menggunakan jenis transduser dan litar pengayun tertentu seperti yang terdapat pada penyongsang.

Transformer

Prinsip aruhan yang berdasarkan AC tidak terhad kepada penjanaannya sahaja tetapi juga dalam penghantaran dan pengedarannya. Pada masa ketika AC mengambil kira, salah satu masalah utama adalah hakikat bahawa DC tidak dapat disebarkan dalam jarak jauh, jadi salah satu masalah utama, AC harus diselesaikan untuk menjadi layak, adalah dapat untuk memberikan voltan tinggi (KV) dengan selamat kepada pengguna yang menggunakan voltan dalam julat V dan bukan KV. Ini adalah salah satu sebab mengapa pengubah digambarkan sebagai salah satu penggerak utama AC dan penting untuk membicarakannya.

Dalam transformer, dua gegelung disambungkan sedemikian rupa sehingga apabila arus bolak digunakan pada satu, ia menyebabkan voltan yang lain. Transformer adalah alat yang digunakan untuk turun atau menaikkan voltan yang dikenakan pada satu hujung (Coil Utama) untuk menghasilkan voltan yang lebih rendah atau lebih tinggi masing-masing di hujung yang lain (Secondary Coil) pengubah. Voltan Induksi pada gegelung sekunder selalu sama dengan voltan yang dikenakan pada primer dikalikan dengan nisbah bilangan putaran pada gegelung sekunder ke gegelung primer.

Transformer menjadi transformer step down atau step up bergantung pada nisbah bilangan lilitan pada gegelung sekunder dengan bilangan lilitan konduktor pada gegelung primer. Sekiranya terdapat lebih banyak giliran pada gegelung primer berbanding dengan sekunder, pengubah menurunkan voltan tetapi jika gegelung primer mempunyai bilangan putaran yang lebih sedikit berbanding gegelung sekunder, pengubah menaikkan voltan yang dikenakan pada primer.

Transformer telah menjadikan pengagihan kuasa elektrik dalam jarak jauh sangat mungkin, menjimatkan kos dan praktikal. Untuk mengurangkan kerugian semasa penghantaran, tenaga elektrik dihantar dari stesen penjana pada voltan tinggi dan arus rendah dan kemudian diedarkan ke rumah dan pejabat pada voltan rendah dan arus tinggi dengan bantuan transformer.

Oleh itu, kami akan berhenti di sini agar tidak memuatkan artikel dengan terlalu banyak maklumat. Dalam bahagian kedua artikel ini, kita akan membincangkan bentuk gelombang AC dan mendapatkan beberapa persamaan dan pengiraan. Nantikan.