AC ו-DC: מה ההבדל ביניהם

ישנם שני סוגים של זרמים בחשמל - ישירים ומתחלפים. התקנים דורשים גם סוג כזה או אחר של זרם כדי לספק חשמל. אפשרות עבודתם תלויה בכך, ולעיתים בשלמותם לאחר חיבור לאספקת החשמל הלא נכונה. נתאר את ההבדל בין זרם חילופין לזרם ישר במאמר זה, ונותן תשובה קצרה במילים הפשוטות ביותר.

הַגדָרָה

זרם חשמלי הוא תנועה כיוונית של חלקיקים טעונים. זו ההגדרה מתוך ספר לימוד בפיזיקה. במילים פשוטות, ניתן לתרגם אותו כך שלמרכיביו תמיד יהיה כיוון כלשהו. למעשה, הכיוון הזה הוא המגדיר בשיחה של היום.

זרם חילופין (AC) שונה מזרם ישר (DC) בכך שלאחרון יש אלקטרונים (נשאי מטען) הנעים תמיד באותו כיוון. בהתאם, ההבדל בין זרם חילופין הוא שכיוון התנועה וחוזקה תלויים בזמן. לדוגמה, בשקע, כיוון וגודל המתח, בהתאמה, וחוזק הזרם, משתנים לפי חוק סינוסואידי בתדר של 50 הרץ (הקוטביות בין החוטים משתנה 50 פעמים בשנייה).

עבור בובות בחשמל, כביכול, נתאר זאת על גבי גרף, שבו הקוטביות והמתח מוצגים לאורך הציר האנכי, והזמן לאורך האופקי:

הקו האדום מראה מתח קבוע, הוא נשאר ללא שינוי לאורך זמן, אלא שהוא משתנה בעת החלפת עומס חזק או קצר חשמלי. גלים ירוקים מראים זרם סינוסואידי. אתה יכול לראות שהוא זורם בכיוון זה או אחר, בניגוד לזרם ישר, איפה אלקטרונים תמיד זורמים ממינוס לפלוס, וכיוון התנועה של הזרם החשמלי נבחר מהפלוס למינוס.

במילים פשוטות, ההבדל בשתי הדוגמאות הללו הוא שלקבוע יש תמיד פלוס ומינוס על אותם חוטים. אם אנחנו מדברים על משתנה, אז המושגים של פאזה ואפס משמשים באספקת החשמל. אם מסתכלים על ידי אנלוגיה עם קבוע, אז הפאזה והאפס הם פלוס ומינוס, בלבד קוטביות משתנה 50 פעמים בשנייה (בארה"ב ובמספר מדינות אחרות 60 פעמים בשנייה, ובמטוסים יותר מ 400 פעמים).

מָקוֹר

ההבדל בין AC ו-DC טמון במקורם. זרם ישר ניתן לקבל מתאי גלווני כגון סוללות ומצברים.

ניתן להשיגו גם באמצעות דינמו - זהו שם מיושן לגנרטור DC. אגב, בעזרתם נוצרה אנרגיה לרשתות החשמל הראשונות. דיברנו על זה במאמר על התגליות של ניקולה טסלה, בהערות על מלחמת הרעיונות בין טסלה לאדיסון. מאוחר יותר, זה היה שמם של גנרטורים קטנים להנעת פנסי אופניים.

זרם חילופין מיוצר גם בעזרת גנרטורים, כיום בעיקר תלת פאזי.

כמו כן, ניתן להשיג את שני המתחים באמצעות ממירי מוליכים למחצה ומיישרים. אז אתה יכול לתקן זרם חילופין או לקבל אותו על ידי המרת זרם ישר.

נוסחאות DC

ההבדל בין שינוי לקבוע הן גם נוסחאות לחישוב התהליכים המתרחשים בשרשרת. אז ההתנגדות מחושבת על ידי חוק אוהם עבור קטע של שרשרת או עבור שרשרת שלמה:

E = I / R

E = I / (R + r)

קל לחשב גם כוח:

P = ממשק משתמש

נוסחאות AC

בחישובים של מעגלי זרם חילופין, ההבדל בנוסחאות נובע מההבדל בתהליכים המתרחשים בקבלים ובמשרנים. אז נוסחת חוק אוהם תהיה להתנגדות אקטיבית:

עבור קיבולת:

עבור השראות:

כאן 1/wC ו-wL הם תגובות קיבוליות ואינדוקטיביות, ו-w הוא התדר הזוויתי, הוא שווה ל-2piF.

עבור מעגל עם קיבול והשראות:

wL-1 / wC הוא תגובתיות, הוא מסומן כ-Z.

הסרטון למטה מסביר ביתר פירוט מה ההבדל בין זרם חילופין לזרם ישר:

חומרים קשורים:

• כיצד להגביר מתח DC ו-AC
• מהו כוח אקטיבי, תגובתי ולכאורה
• מהו מתח קו ופאזה