Kintamosios srovės grandinės teorija: kas yra kintamasis kintamasis ir kaip jis generuojamas

Įvadas

Elektros grandinė yra visas laidus kelias, kuriuo elektronai teka iš šaltinio į apkrovą ir atgal į šaltinį. Tačiau elektronų srauto kryptis ir dydis priklauso nuo šaltinio rūšies. Be elektros inžinerijos, iš esmės yra dviejų tipų įtampos arba srovės (elektros energijos) šaltinis, kuris apibrėžia, kad grandinę natūra ir jie; Kintamoji srovė (arba įtampa) ir nuolatinė srovė.

Kitą porą žinučių, mes daugiausia dėmesio bus skiriama kintamosios srovės ir pereiti per temas, nuo ko Kintamosios srovės į AC bangų formas ir pan.

Kintamosios srovės grandinės

Kintamosios srovės grandinės, kaip rodo pavadinimas (kintamoji srovė), yra tiesiog įtampos arba srovės grandinės, maitinamos kintančio šaltinio. Kintamosios srovės arba įtampos, yra viena, kurioje iš abiejų įtampos ar dabartinių skiriasi apie tam tikrą vidutinė vertė ir apsisuks kryptis periodiškai vertė.

Dauguma šių dienų buitinių ir pramoninių prietaisų ir sistemų maitinami kintama srove. Visi nuolatinės srovės pagrindu prijungti prietaisai ir įkraunamų baterijų prietaisai techniškai veikia kintamąja srove, nes visi jie naudoja tam tikros rūšies nuolatinės srovės, gaunamos iš kintamosios srovės, akumuliatoriams krauti arba sistemai maitinti. Taigi kintamoji srovė yra forma, per kurią maitinama tinkle.

Kintamoji grandinė atsirado devintajame dešimtmetyje, kai „Tesla“ nusprendė išspręsti Thomaso Edisono nuolatinės srovės generatorių ilgą nuotolį. Jis ieškojo būdų, kaip perduoti elektros energiją aukšta įtampa, ir tada naudojo transformatorius, kad pakeltų ją aukštyn arba žemyn, kaip gali prireikti paskirstymui, ir tokiu būdu sugebėjo sumažinti elektros energijos nuostolius dideliu atstumu, kuris buvo pagrindinė tiesioginio tiesioginio ryšio problema. Tuo metu esama.

Kintamosios srovės nuolatinė srovė

Kintamosios srovės ir nuolatinės srovės keliais būdais skiriasi nuo kartos iki perdavimo ir paskirstymo, tačiau, kad būtų paprasčiau, mes palyginsime jų charakteristikas šiame pranešime.

Pagrindinis skirtumas tarp kintamosios ir nuolatinės srovės, kuris taip pat yra jų skirtingų savybių priežastis, yra elektros energijos srauto kryptis. Nuolatinės srovės metu elektronai tolygiai teka viena kryptimi arba į priekį, o kintamosios srovės metu elektronai periodiškai keičia savo srauto kryptį. Tai taip pat lemia įtampos kaitaliojimą, nes ji pereina iš teigiamos į neigiamą pagal srovę.

Žemiau pateikiama palyginimo diagrama, pabrėžianti skirtumą tarp kintamosios ir nuolatinės srovės. Kiti skirtumai bus išryškinti, kai daugiau nagrinėsime kintamosios srovės grandines.

Palyginimo pagrindas	AC	DC
Energijos perdavimo pajėgumai	Keliauja dideliu atstumu su minimaliais energijos nuostoliais	Siunčiant didelius atstumus, prarandamas didelis energijos kiekis
Kartos pagrindai	Magneto sukimas išilgai vielos.	Tvirtas magnetizmas palei laidą
Dažnis	Paprastai 50Hz arba 60Hz, priklausomai nuo šalies	Dažnis yra nulis
Kryptis	Tekėdamas per grandinę, periodiškai keičia kryptį	Tai pastovus nuolatinis srautas viena kryptimi.
Dabartinis	Jo dydis kinta priklausomai nuo laiko	Nuolatinis dydis
Šaltinis	Visų formų kintamosios srovės generatoriai ir maitinimo šaltiniai	Ląstelės, baterijos, konversija iš kintamosios srovės
Pasyvūs parametrai	Varža (RC, RLC ir kt.)	Tik pasipriešinimas
Galios koeficientas	Guli tarp 0 ir 1	Visada 1
Bangos forma	Sinusoidinis, trapecijos formos, trikampis ir kvadratas	Tiesi linija, kartais pulsuojanti.

Pagrindinis kintamosios srovės šaltinis (vienos ritės kintamosios srovės generatorius)

Aplink AC kartos principas yra paprastas. Jei magnetinis laukas ar magnetas sukamas išilgai stacionarių ritinių (laidų) rinkinio arba ritės sukimasis aplink stacionarų magnetinį lauką, naudojant kintamosios srovės generatorių (generatorių) generuojama kintamoji srovė.

Paprasčiausia kintamosios srovės generatoriaus forma susideda iš vielos kilpos, kuri yra mechaniškai pasukta apie ašį, tuo tarpu išdėstyta tarp magneto šiaurės ir pietų ašies.

Apsvarstykite toliau pateiktą paveikslėlį.

Kai armatūros ritė sukasi šiaurės ir pietų polių magnetų sukurtame magnetiniame lauke, magnetinis srautas per ritę pasikeičia, todėl krūviai yra priversti per laidą, sukeliant efektyvią įtampą arba sukeltą įtampą. Magnetinis srautas per kilpą atsiranda dėl kilpos kampo, palyginti su magnetinio lauko kryptimi. Apsvarstykite toliau pateiktus vaizdus;

Iš aukščiau pateiktų vaizdų galime daryti išvadą, kad tam tikras magnetinio lauko linijų skaičius bus supjaustytas, kai armatūra sukasi, „nukirptų linijų“ kiekis lemia įtampos išėjimą. Kiekvieną kartą keičiantis sukimosi kampui ir dėl to sukamam armatūros judesiui prieš magnetines linijas, keičiasi ir „nukirstų magnetinių linijų“ kiekis, taigi keičiasi ir išėjimo įtampa. Pavyzdžiui, nulinio laipsnio pjūvio magnetinio lauko linijos yra lygios nuliui, dėl to gaunama įtampa yra lygi nuliui, tačiau esant 90 laipsnių kampui beveik visos magnetinio lauko linijos yra nukirstos, taigi didžiausia įtampa viena kryptimi susidaro viena kryptimi. Tas pats galioja tik 270 laipsnių kampu, kad jis generuojamas priešinga kryptimi. Taigi atsiranda įtampa, kai armatūra sukasi magnetiniame lauke, todėl susidaro sinusinė bangos forma. Taigi gaunama sukelta įtampa yra sinusinė, o kampinis dažnis ω matuojamas radianais per sekundes.

Indukuota srovė aukščiau pateiktoje sąrangoje suteikia lygtį:

Aš = V / R

Kur V = NABwsin (wt)

Kur N = greitis

A = plotas

B = magnetinis laukas

w = kampinis dažnis.

Tikrieji kintamosios srovės generatoriai yra akivaizdžiai sudėtingesni, tačiau jie veikia remdamiesi tais pačiais elektromagnetinės indukcijos principais ir dėsniais, kaip aprašyta aukščiau. Kintamoji srovė taip pat generuojama naudojant tam tikro tipo keitlius ir osciliatorių grandines, kaip nustatyta inverteriuose.

Transformatoriai

Indukcijos principai, kuriais grindžiamas kintamasis kintamasis, neapsiriboja tik jo generavimu, bet ir jo perdavimu bei paskirstymu. Kaip ir tuo metu, kai AC pradėjo skaičiuoti, vienas iš pagrindinių klausimų buvo tai, kad nuolatinės srovės nepavyko perduoti dideliu atstumu, todėl vienas iš pagrindinių problemų, AC turėjo būti išspręstas, kad taptų perspektyvus. saugiai pristatyti aukštą įtampą (KV) vartotojams, naudojantiems ne KV, o V diapazono įtampą. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl transformatorius apibūdinamas kaip vienas iš pagrindinių kintamosios srovės įgalintojų, todėl svarbu apie tai kalbėti.

Transformatoriuose dvi ritės yra sujungtos taip, kad, kai vienoje naudojama kintama srovė, ji sukelia įtampą kitoje. Transformatoriai yra įtaisai, naudojami arba sumažinti, arba padidinti įtampą, taikomą viename gale (pirminė ritė), kad būtų sukurta mažesnė arba didesnė įtampa atitinkamai kitame transformatoriaus gale (antrinė ritė). Indukuota įtampa antrinėje ritėje visada lygi pirminėje įtampai, padaugintai iš antrinės ritės ir pirminės ritės posūkių skaičiaus santykio.

Transformatorius, kuris yra žemesnis arba aukštesnis transformatorius, priklauso nuo antrinės ritės apsisukimų skaičiaus ir pirminės ritės laidininko posūkių skaičiaus santykio. Jei pirminėje ritėje yra daugiau posūkių, palyginti su antrine, transformatorius sumažina įtampą, tačiau, jei pirminėje ritėje yra mažiau apsisukimų, palyginti su antrine ritė, transformatorius padidina įtampą, taikomą pirminėje.

Transformatoriai padarė elektros energijos paskirstymą dideliu atstumu labai ekonomišką ir ekonomišką. Siekiant sumažinti nuostolius perdavimo metu, elektros energija iš generavimo stočių perduodama esant aukštai įtampai ir žemai srovei, o paskui transformatoriais žemomis įtampomis ir didelėmis srovėmis paskirstoma namams ir biurams.

Taigi mes čia sustosime, kad neperkrautume straipsnio per daug informacijos. Antroje šio straipsnio dalyje aptarsime kintamosios srovės bangų formas ir pateksime į kai kurias lygtis bei skaičiavimus. Sekite naujienas.