Elektrivoolu nimetatakse laengu ülekandmiseks ehk laetud osakeste liikumiseks erineva elektripotentsiaaliga punktide vahel. Ioonid, prootonid ja/või elektronid võivad kanda elektrilaengut. Igapäevaelus kasutatakse peaaegu kõikjal elektronide liikumist mööda juhte. Tavaliselt on kahte tüüpi elektrit - vahelduv ja pidev. Oluline on teada, kuidas alalisvool erineb vahelduvvoolust.
Sisu
- DC ja AC
- Täiendavad võrguparameetrid
- Erinevuste praktiline tähendus
DC ja AC
Iga nähtust, mida ei saa vahetult näha ega "tunnetada", on analoogiaid kasutades lihtsam mõista. Elektri puhul võib lähima näitena lugeda vett torus. Vesi ja elekter voolavad läbi nende juhtide – juhtmete ja torude.
- Voolava vee maht on voolutugevus.
- Rõhk torus on pinge.
- Toru läbimõõt on takistuse pöördjuhtivus.
- Maht rõhu kohta - võimsus.
Rõhku torus tekitab pump - pump pumpab rohkem, rõhk on suurem, vett voolab rohkem. Toru läbimõõt on suurem - takistus on väiksem, vett voolab rohkem. Allikas annab rohkem pinget - rohkem elektrit voolab. Juhtmed on paksemad - takistus on väiksem, vool on suurem.
Näiteks võib võtta mis tahes keemilise allika. toiteallikas - patarei või aku. Selle klemmidel on pooluste tähised: pluss või miinus. Kui ühendada läbi juhtmete ja lüliti akuga vastav pirn, läheb see põlema. Mis siis saab? Allika negatiivne klemm kiirgab elektrone – negatiivset laengut kandvaid elementaarosakesi. Läbi juhtmete, lüliti pistikute ja lambispiraali kaudu liiguvad nad positiivsele klemmile, püüdes võrdsustada klemmide potentsiaali. Sel ajal, kui vooluahel on lüliti pistikutes suletud ja aku ei ole maha istunud, jooksevad elektronid spiraalselt ja tuli põleb.
Laengute liikumissuund jääb kogu aeg muutumatuks – miinusest plussile. See on alalisvool, see võib olla pulseeriv - nõrgendada või suurendada.
Paljudel põhjustel ainult konstantse pinge kasutamine on ebapraktiline: võtame näiteks trafode kasutamise võimetuse. Seetõttu on praeguseks välja kujunenud vahelduvtoitepinge andmise ja tarbimise süsteem, mille jaoks luuakse kodumasinad.
On lihtne vastus, mis vahe on DC ja AC vahel. Selles näites, kui toiteallika ühel klemmil on lambipirn, on pinge alati null. See on nulljuhe, kuid teiselt poolt - faas, pinge muutub. Ja mitte ainult suuruses, vaid ka suunas - plussist miinuseni. Elektronid ei voola korrapäraste ridadena ühes suunas, vastupidi, nad tormavad edasi-tagasi, samad osakesed jooksevad läbi hõõgspiraali edasi-tagasi ja teevad kogu töö ära. Elektri liikumise suuna muutmine ja annab "muutuja" enda mõiste.
Täiendavad võrguparameetrid
Lisaks pingele, tugevusele, võimsusele ja takistusele/juhtivusele ilmuvad protsesside kirjeldamiseks kaks uut tunnust. Need parameetrid on nõutavad, nagu ka neli esimest. Ükskõik millise neist muutmine muudab kogu ahela omadusi.
- Vorm.
- Sagedus.
Olulist rolli mängib pingemuutuste graafiku tüüp. Ideaalis näeb see välja nagu sinusoid, millel on sujuvad üleminekud väärtuselt väärtusele. Kõrvalekalded sinusoidaalsest lainekujust võivad põhjustada halva toitekvaliteedi.
Sagedus on üleminekute arv ühest äärmuslikust olekust teise teatud aja jooksul. Euroopa standard 50 Hz (herts) tähendab, et pinge muutub pluss miinus 50 korda sekundis ja elektronid muudavad suunda sada korda. Viitamiseks: sageduse kahekordistamine toob kaasa seadmete suuruse neljakordse vähenemise.
Kui pistikupesa vahelduvvool on 50 Hz ja 220 V (volti), tähendab see, et võrgu maksimaalne toitepinge ulatub 380 V-ni. Kust see pärit on? Pidevas võrgus on pinge väärtus muutumatu ja muutusega see kas langeb või tõuseb. Need 220 V on siinusvoolu amplituudiga 380 V efektiivpinge väärtus. Seetõttu on väärtuste muutuse kuju nii oluline, et siinusoidist tugeva erinevuse korral muutub oluliselt ka toimiv pinge.
Erinevuste praktiline tähendus
Nii see on, vahelduv- ja alalisvool. Mis vahe on, seda pole nii raske aru saada. Samuti on väga suur vahe. Alalisvooluallikas ei võimalda keevitus- ega muu trafo ühendamist. Isolatsiooni või kondensaatorite rikke arvutamisel ei võeta efektiivset, vaid maksimaalset pinge väärtust. Lõppude lõpuks võib kindlasti tekkida mõte: "miks on 220-voldises võrgus 400 kondensaatorit?" See on vastus, 220 V võrgus ulatub pinge tavatöös 380 V ja kerge rikke korral pole 400 V piiriks.
Veel üks "paradoks". Kondensaatoril on alalisvooluvõrgus lõpmatu takistus ja vahelduvvooluvõrgus on juhtivus, mida kõrgem on sagedus, seda väiksem on kondensaatori takistus. Mähistega on teisiti – sageduse tõus põhjustab induktiivse takistuse tõusu. Seda omadust kasutatakse võnkeahelas - kogu suhtluse aluseks.
