איך זרם ישר שונה מזרם חילופין: הגדרה והבדל ביניהם

זרם חשמלי נקרא העברת מטען או תנועה של חלקיקים טעונים בין נקודות בעלות פוטנציאל חשמלי שונה. יונים, פרוטונים ו/או אלקטרונים יכולים לשאת מטען חשמלי. בחיי היומיום, תנועת האלקטרונים לאורך מוליכים משמשת כמעט בכל מקום. לרוב ישנם שני סוגי חשמל - מתחלפים וקבועים. חשוב לדעת במה שונה זרם ישר מזרם חילופין.

DC ו-AC

כל תופעה שלא ניתן לראות או "להרגיש" ישירות קלה יותר להבנה באמצעות אנלוגיות. במקרה של חשמל, ניתן לשקול מים בצינור כדוגמה הקרובה ביותר. מים וחשמל זורמים דרך המוליכים שלהם - חוטים וצינורות.

• נפח המים הזורמים הוא עוצמת הזרם.
• הלחץ בצינור הוא המתח.
• קוטר הצינור הוא המוליכות ההפוכה של ההתנגדות.
• נפח ללחץ - הספק.

הלחץ בצינור נוצר על ידי המשאבה - המשאבה שואבת יותר, הלחץ גבוה יותר, יותר מים זורמים. קוטר הצינור גדול יותר - ההתנגדות פחותה, יותר מים זורמים. המקור נותן יותר מתח - יותר חשמל זורם. החוטים עבים יותר - ההתנגדות פחותה, הזרם גבוה יותר.

ניתן לקחת כל מקור כימי כדוגמה. ספק כוח - סוללה או מצבר. על המסופים שלו יש ייעודי עמודים: פלוס או מינוס. אם תחבר נורה מתאימה לסוללה באמצעות חוטים ומתג, היא תידלק. מה קורה אז? הטרמינל השלילי של המקור פולט אלקטרונים - חלקיקים אלמנטריים הנושאים מטען שלילי. דרך החוטים, דרך מחברי המתג וספירלת המנורה, הם עוברים למסוף החיובי, ומנסים להשוות את הפוטנציאל של המסופים. בזמן שהמעגל סגור במחברי המתג והסוללה לא התיישבה, אלקטרונים פועלים בספירלה והאור דולק.

כיוון התנועה של המטענים נשאר ללא שינוי כל הזמן - ממינוס לפלוס. זהו זרם ישר, הוא יכול להיות פועם - להחליש או להגדיל.

מסיבות רבות שימוש במתח קבוע בלבד אינו מעשי: קח, למשל, את חוסר היכולת להשתמש בשנאים. לכן, עד עכשיו, התפתחה מערכת לאספקה ​​וצריכה של מתח אספקה ​​חילופין, שעבורה נוצרים מכשירי חשמל ביתיים.

יש תשובה פשוטה, מה ההבדל בין DC ו-AC. בדוגמה זו, עם נורה על מסוף אחד של ספק הכוח, המתח תמיד יהיה אפס. זהו חוט נייטרלי, אבל מצד שני - פאזה, המתח משתנה. ולא רק בגודל, אלא גם בכיוון - מפלוס למינוס. אלקטרונים לא זורמים בשורות מסודרות בכיוון אחד, להיפך, הם ממהרים קדימה ואחורה, אותם חלקיקים עוברים בספירלת הליבון הלוך ושוב ועושים את כל העבודה. שינוי כיוון תנועת החשמל ונותן את עצם המושג "משתנה".

פרמטרי רשת נוספים

בנוסף למתח, חוזק, כוח והתנגדות/מוליכות, מופיעות שתי תכונות חדשות שמתארות את התהליכים. פרמטרים אלו נדרשים, וכך גם ארבעת הראשונים. שינוי כל אחד מהם משנה את המאפיינים של השרשרת כולה.

• הצורה.
• תדירות.

תפקיד חשוב הוא סוג של גרף שינוי מתח. באופן אידיאלי, זה נראה כמו סינוסואיד עם מעברים חלקים מערך לערך. סטיות מצורת גל סינוסואידלית עלולות לגרום לאיכות חשמל ירודה.

תדירות היא מספר המעברים ממצב קיצוני אחד למשנהו בזמן מסוים. התקן האירופי של 50 הרץ (הרץ) אומר שהמתח משתנה פלוס למינוס 50 פעמים בשנייה, והאלקטרונים משנים כיוון מאה פעמים. להשוואה: הכפלת התדירות מובילה לירידה פי ארבעה בגודל המכשירים.

אם לשקע יש זרם חילופין של 50 הרץ ו-220 וולט (וולט), זה אומר שמתח האספקה ​​המרבי ברשת מגיע ל-380 וולט. מאיפה זה? ברשת קבועה, ערך המתח אינו משתנה, ועם שינוי הוא יורד או עולה. 220 וולט אלה הם הערך של מתח ה-rms של זרם סינוסואידי עם משרעת של 380 וולט. לכן, צורת השינוי בערכים כל כך חשובה, שבהבדל חזק מהסינוסואיד, גם המתח הפועל ישתנה מאוד.

המשמעות המעשית של ההבדלים

ככה זה, זרם חילופין וישר. מה ההבדל, זה לא כל כך קשה להבין את זה. יש גם הבדל מאוד גדול. מקור הזרם הישר לא יאפשר לך לחבר ריתוך, או כל שנאי אחר. בעת חישוב בידוד או קבלים להתמוטטות, לא נלקח הערך היעיל, אלא המתח המרבי. אחרי הכל, כנראה תעלה המחשבה: "למה יש 400 קבלים ברשת ה-220 וולט?" הנה התשובה, ברשת 220V המתח מגיע ל-380V בפעולה רגילה, ובכשל קל 400V אינו הגבול.

עוד "פרדוקס". לקבל יש התנגדות אינסופית ברשת DC, והמוליכות ברשת AC, ככל שהתדר גבוה יותר, כך ההתנגדות של הקבל נמוכה יותר. זה שונה עם סלילים - עלייה בתדירות גורמת לעלייה בהתנגדות האינדוקטיבית. תכונה זו משמשת במעגל נדנוד - הבסיס לכל תקשורת.