Czym prąd stały różni się od prądu przemiennego: definicja i różnica między nimi

Prąd elektryczny nazywany jest przenoszeniem ładunku lub ruchem naładowanych cząstek między punktami o różnych potencjałach elektrycznych. Jony, protony i/lub elektrony mogą przenosić ładunek elektryczny. W życiu codziennym ruch elektronów wzdłuż przewodników jest używany prawie wszędzie. Zwykle istnieją dwa rodzaje elektryczności - naprzemienny i stały. Ważne jest, aby wiedzieć, czym prąd stały różni się od prądu przemiennego.

DC i AC

Każde zjawisko, którego nie można zobaczyć lub „odczuć” bezpośrednio, łatwiej zrozumieć za pomocą analogii. W przypadku elektryczności za najbliższy przykład można uznać wodę w rurze. Woda i prąd przepływają przez ich przewodniki - przewody i rury.

• Objętość przepływającej wody to siła prądu.
• Ciśnienie w rurze to napięcie.
• Średnica rury jest odwrotną przewodnością oporu.
• Objętość na ciśnienie - moc.

Ciśnienie w rurze jest wytwarzane przez pompę - pompa pompuje więcej, ciśnienie jest wyższe, więcej przepływa woda. Średnica rury jest większa - opór mniejszy, więcej przepływa woda. Źródło daje większe napięcie - więcej przepływa prąd. Przewody są grubsze - rezystancja mniejsza, prąd wyższy.

Jako przykład można podać dowolne źródło chemiczne. zasilanie - bateria lub akumulator. Na jego zaciskach znajdują się oznaczenia biegunów: plus lub minus. Jeśli podłączysz odpowiednią żarówkę do akumulatora za pomocą przewodów i przełącznika, zaświeci się. Co się wtedy stanie? Ujemny zacisk źródła emituje elektrony - cząstki elementarne, które przenoszą ładunek ujemny. Poprzez przewody, przez złącza przełączników i spiralę lampy przechodzą do zacisku dodatniego, próbując wyrównać potencjał zacisków. Podczas gdy obwód jest zamknięty na złączach przełącznika, a bateria nie jest osiadła, elektrony biegną spiralnie i światło jest włączone.

Kierunek ruchu ładunków pozostaje cały czas niezmieniony - od minus do plusa. Jest to prąd stały, może pulsować - osłabiać lub zwiększać.

Z wielu powodów używanie tylko stałego napięcia jest niepraktyczne: weźmy na przykład niemożność korzystania z transformatorów. Dlatego do tej pory rozwinął się system dostarczania i odbierania zmiennego napięcia zasilającego, dla którego tworzone są urządzenia gospodarstwa domowego.

Odpowiedź jest prosta, jaka jest różnica między DC a AC. W tym przykładzie przy żarówce na jednym zacisku zasilacza napięcie zawsze będzie wynosić zero. To jest przewód neutralny, ale z drugiej strony - faza, zmienia się napięcie. I to nie tylko pod względem wielkości, ale także kierunku - od plusa do minusa. Elektrony nie płyną w uporządkowanych rzędach w jednym kierunku, przeciwnie, pędzą tam iz powrotem, te same cząstki biegną przez żarzącą się spiralę tam iz powrotem i wykonują całą pracę. Zmiana kierunku ruchu elektryczności i podaje samo pojęcie „zmiennej”.

Dodatkowe parametry sieci

Oprócz napięcia, wytrzymałości, mocy i rezystancji/przewodności pojawiają się dwie nowe cechy opisujące procesy. Te parametry są wymagane, podobnie jak pierwsze cztery. Zmiana któregokolwiek z nich zmienia właściwości całego łańcucha.

• Forma.
• Częstotliwość.

Ważną rolę odgrywa rodzaj wykresu zmian napięcia. Idealnie wygląda jak sinusoida z płynnymi przejściami od wartości do wartości. Odchylenia od przebiegu sinusoidalnego mogą skutkować słabą jakością energii.

Częstotliwość to liczba przejść z jednego skrajnego stanu do drugiego w określonym czasie. Europejski standard 50 Hz (herc) oznacza, że ​​napięcie zmienia się od plus do minus 50 razy na sekundę, a elektrony zmieniają kierunek sto razy. Na przykład: podwojenie częstotliwości prowadzi do czterokrotnego zmniejszenia wielkości urządzeń.

Jeśli gniazdko ma prąd przemienny 50 Hz i 220 V (wolty), oznacza to, że maksymalne napięcie zasilania w sieci osiąga 380 V. Skąd to jest? W stałej sieci wartość napięcia pozostaje niezmieniona, a wraz ze zmianą albo spada, albo rośnie. Te 220 V to wartość napięcia skutecznego prądu sinusoidalnego o amplitudzie 380 V. Dlatego też kształt zmiany wartości jest tak ważny, że przy silnej różnicy od sinusoidy, działające napięcie również będzie się bardzo zmieniać.

Praktyczne znaczenie różnic

Tak to jest, prąd przemienny i stały. Jaka jest różnica, nie jest tak trudno to rozgryźć. Jest też bardzo duża różnica. Źródło prądu stałego nie pozwoli na podłączenie spawarki ani żadnego innego transformatora. Przy obliczaniu izolacji lub kondensatorów na przebicie nie bierze się pod uwagę skutecznej, ale maksymalnej wartości napięcia. W końcu z pewnością może pojawić się myśl: „dlaczego w sieci 220 woltów jest 400 kondensatorów?” Oto odpowiedź, w sieci 220 V napięcie osiąga 380 V podczas normalnej pracy, a przy niewielkiej awarii 400 V nie jest granicą.

Kolejny „paradoks”. Kondensator ma nieskończoną rezystancję w sieci prądu stałego, a przewodność w sieci prądu przemiennego, im wyższa częstotliwość, tym niższa rezystancja kondensatora. Inaczej jest z cewkami – wzrost częstotliwości powoduje wzrost rezystancji indukcyjnej. Ta właściwość jest używana w obwodzie oscylacyjnym - podstawa wszelkiej komunikacji.