Kāda ir atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu

Mūsdienu pasaulē elektrība ir vissvarīgākā blakus cilvēka skābeklim. Kad izgudroja elektrību, gadu gaitā ir notikušas daudzas izmaiņas. Tumšā planēta pārvērtās par gaismas planētu. Faktiski tas visos apstākļos padarīja dzīvi tik vienkāršu. Visas ierīces, nozares, biroji, mājas, tehnoloģijas, datori darbojas ar elektrību. Šeit enerģija būs divos veidos, t.i. maiņstrāva (maiņstrāva) un līdzstrāva (līdzstrāva) . Attiecībā uz šīm strāvām un atšķirību starp maiņstrāvu un līdzstrāvu tiks detalizēti apspriests, tā pamatfunkcija un izmantojums. Tās īpašības ir aplūkotas arī tabulā.

Atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu

Elektrības plūsmu var veikt divos veidos, piemēram, maiņstrāva (maiņstrāva) un līdzstrāva (līdzstrāva). Elektrību var definēt kā elektronu plūsmu visā vadītājā, piemēram, vadā. Galvenā atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu galvenokārt atrodas virzienā, kur darbojas elektroni. Tiešā strāvā elektronu plūsma būs vienā virzienā, un maiņstrāvā elektronu plūsma mainīs virzienus, piemēram, iet uz priekšu un pēc tam iet atpakaļ. Atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu galvenokārt ietver sekojošo

Atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu

Maiņstrāva (maiņstrāva)

Maiņstrāva ir definēta kā lādiņa plūsma, kas periodiski maina virzienu. Iegūtais rezultāts būs, līdz ar strāvu mainās arī sprieguma līmenis. Būtībā maiņstrāvu izmanto enerģijas piegādei nozarēs, mājās, biroju ēkās utt.

Maiņstrāvas avots

AC ģenerēšana

Maiņstrāvu ražo, izmantojot saukto ģeneratoru. Tas ir paredzēts maiņstrāvas ražošanai. Magnētiskā lauka iekšpusē tiek vērpta stieples cilpa, no kuras gar vadu plūst inducētā strāva. Šeit stieples rotācija var notikt no jebkādiem līdzekļiem, t.i., no tvaika turbīnas, plūstoša ūdens, vēja turbīnas utt. Tas ir tāpēc, ka vads periodiski griežas un nonāk dažādās magnētiskajās polaritātēs, vadā mainās strāva un spriegums.

Alternatīvās strāvas ģenerēšana

Tādējādi ģenerētajai strāvai var būt daudz viļņu formas, piemēram, sinusa, kvadrāta un trīsstūra. Bet vairumā gadījumu priekšroka tiek dota sinusa vilnim, jo ​​to ir viegli ģenerēt, un aprēķinus var veikt ar vieglumu. Tomēr pārējam vilnim nepieciešama papildu ierīce, lai tos pārveidotu attiecīgajās viļņu formās, vai arī ir jāmaina iekārtas forma, un aprēķini būs pārāk grūti. Sinusa viļņu formas apraksts ir apspriests turpmāk.

Aprakstot sinusa vilni

Parasti AC viļņu formu var viegli saprast ar matemātisko terminu palīdzību. Šim sinusoidālajam vilnim ir nepieciešamas trīs lietas: amplitūda, fāze un frekvence.

Aplūkojot tikai spriegumu, sinusoidālo vilni var raksturot kā zemāk redzamo matemātisko funkciju:

V (t) = V_PGrēks (2πft + Ø)

V (t): Tā ir laika sprieguma funkcija. Tas nozīmē, ka mainoties laikam, mainās arī mūsu spriegums. Iepriekš minētajā vienādojumā termins, kas ir vienāds ar taisnības zīmi, apraksta to, kā spriegums mainās laika gaitā.

VP: Tā ir amplitūda. Tas norāda, cik lielu spriegumu sinusoidālais vilnis varētu sasniegt jebkurā virzienā, t.i., -VP volti, + VP volti vai kaut kur pa vidu.

Sin () funkcija norāda, ka spriegums būs periodiska sinusa viļņa formā un darbosies kā vienmērīga svārstība pie 0V.

Šeit 2π ir nemainīgs. Tas pārveido frekvenci no cikliem hercos līdz leņķa frekvenci radiānos sekundē.

Šeit f raksturo sinusa viļņu frekvenci. Tas būs vienību sekundē vai hercu formā. Frekvence norāda, cik reižu viena viļņa forma notiek vienas sekundes laikā.

Šeit t ir atkarīgs mainīgais. To mēra sekundēs. Mainoties laikam, mainās arī viļņu forma.

Φ raksturo sinusa viļņa fāzi. Fāzi definē kā to, kā viļņa forma tiek nobīdīta attiecībā pret laiku. To mēra grādos. Sinusoidālā viļņa periodiskais raksturs nobīdās par 360 °, kad tas tiek mainīts par 0 °, tas kļūst tāds pats.

Iepriekš minētajai formulai reāllaika lietojumprogrammas vērtības tiek pievienotas, par atsauci ņemot Amerikas Savienotās Valstis

Vidējais kvadrāts (RMS) ir vēl viens mazs jēdziens, kas palīdz aprēķināt elektrisko jaudu.

V (t) = 170 grēks (2π60t)

AC lietojumi

• Mājas un biroja kontaktligzdas tiek izmantotas maiņstrāvas.
• Maiņstrāvas ģenerēšana un pārraide lielos attālumos ir vienkārša.
• Iekšpusē tiek zaudēta mazāk enerģijas elektroenerģijas pārvade augstspriegumam (> 110kV).
• Augstāks spriegums nozīmē zemākas strāvas, un zemākām strāvām elektrolīnijā rodas mazāk siltuma, kas acīmredzami ir saistīts ar zemu pretestību.
• Maiņstrāvu var viegli pārveidot no augstsprieguma uz zemspriegumu un otrādi ar transformatoru palīdzību.
• Maiņstrāvas jauda elektromotori .
• Tas ir noderīgs arī daudzām lielām ierīcēm, piemēram, ledusskapjiem, trauku mazgājamām mašīnām utt.
• Līdzstrāva

Tiešā strāva (DC) ir elektrisko lādiņu nesēju, t.i., elektronu kustība vienvirziena plūsmā. Līdzstrāvā strāvas intensitāte mainīsies kopā ar laiku, bet kustības virziens visu laiku paliek nemainīgs. Šeit līdzstrāvu sauc par spriegumu, kura polaritāte nekad nemainās.

DC avots

Līdzstrāvas ķēdē elektroni iziet no mīnus vai negatīvā pola un virzās uz plus vai pozitīvo polu. Daži no fiziķiem definē DC, kad tā pārvietojas no plus līdz mīnusam.

DC avots

Parasti tiešās strāvas avotu ražo baterijas, elektroķīmiskās un fotoelementu šūnas. Bet AC ir vispiemērotākā visā pasaulē. Šajā scenārijā maiņstrāvu var pārveidot par līdzstrāvu. Tas notiks vairākos posmos. Sākotnēji barošanas avots sastāv no transformatoru, kas vēlāk ar taisngrieža palīdzību pārveidojās par līdzstrāvu. Tas novērš strāvas plūsmas maiņu un tiek izmantots filtrs, lai novērstu strāvas pulsāciju taisngrieža izejā. Tā ir parādība, kā maiņstrāva tiek pārveidota par līdzstrāvu

Uzlādējama akumulatora piemērs

Tomēr, lai darbotos visa elektroniskā un datoru aparatūra, viņiem ir nepieciešama līdzstrāva. Lielākajai daļai cietvielu iekārtu nepieciešams sprieguma diapazons no 1,5 līdz 13,5 voltiem. Pašreizējās prasības attiecīgi mainās atkarībā no izmantotajām ierīcēm. Piemēram, diapazons no praktiski nulles elektroniskajam rokas pulkstenim līdz vairāk nekā 100 ampēriem radiosakaru jaudas pastiprinātājam. Iekārtām, kas izmanto lieljaudas radio vai apraides raidītāju vai televīziju, vai CRT (katodstaru lampas) displeju vai vakuuma lampas, nepieciešams no aptuveni 150 voltiem līdz vairākiem tūkstošiem voltu līdzstrāvas.

Uzlādējama akumulatora piemērs

Galvenā atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu ir aplūkota šajā salīdzināšanas diagrammā

Galvenās maiņstrāvas (maiņstrāvas) atšķirības pret tiešo strāvu (līdzstrāvu)

Galvenās atšķirības starp maiņstrāvu un līdzstrāvu ietver šādas.

• Strāvas plūsmas virziens mainīsies normālā laika intervālā, tad šāda veida strāva ir zināma maiņstrāva vai maiņstrāva, turpretī līdzstrāva ir vienvirziena, jo tā plūst tikai vienā virzienā.
• Lādēšanas nesēju plūsma maiņstrāvā plūst, pagriežot spoli magnētiskajā laukā, citādi pagriežot magnētisko lauku nekustīgā spolē. Līdzstrāvā lādiņa nesēji plūst, saglabājot magnētismu stabilu kopā ar vadu.
• Maiņstrāvas frekvence svārstās no 50 līdz 60 herciem, pamatojoties uz valsts standartu, savukārt līdzstrāvas frekvence vienmēr paliek nulle.
• Maiņstrāvas PF (jaudas koeficients) ir no 0 līdz 1, savukārt līdzstrāvas jaudas koeficients vienmēr paliek viens.
• Maiņstrāvas ģenerēšanu var veikt, izmantojot ģeneratoru, savukārt līdzstrāvu var ģenerēt, izmantojot akumulatoru, elementus un ģeneratoru.
• Maiņstrāvas slodze ir pretestības induktīva, citādi kapacitīva, savukārt līdzstrāvas slodze vienmēr ir pretestīga.
• Maiņstrāvas grafisko attēlojumu var veikt dažādās nevienmērīgās viļņu formās, piemēram, periodiskā, trīsstūrveida, sinusa, kvadrāta, zāģa zobā utt., Savukārt DC tiek attēlota caur taisnu līniju.
• Maiņstrāvas pārraidi var veikt lielā attālumā, izmantojot dažus zaudējumus, savukārt līdzstrāvas pārraide ar nelieliem zaudējumiem ārkārtīgi lielos attālumos.
• Maiņstrāvas pārveidošanu par līdzstrāvu var veikt, izmantojot taisngriezi, savukārt invertoru izmanto, lai pārveidotu no līdzstrāvas uz maiņstrāvu.
• Maiņstrāvas ģenerēšanu un pārraidi var veikt, izmantojot dažas apakšstacijas, savukārt DC izmanto vairāk apakšstaciju.
• Maiņstrāvas lietojumprogrammas ietver rūpnīcas, mājsaimniecības, rūpniecības nozares utt., Savukārt līdzstrāvu izmanto zibspuldzes apgaismojumā, elektroniskajās iekārtās, galvanizācijā, elektrolīzē, hibrīdos transportlīdzekļos un lauka tinumu pārslēgšanā rotorā.
• Līdzstrāva ir ļoti bīstama, salīdzinot ar maiņstrāvu. Maiņstrāvā strāvas lieluma plūsma ir augsta un zema normālā laika intervālā, turpretī līdzstrāvā arī tā būs vienāda. Kad cilvēka ķermenis ir satriekts, tad maiņstrāva iekļūst, kā arī iziet no cilvēka ķermeņa normālā laika intervālā, kamēr DC nepārtraukti traucēs cilvēka ķermenim.

Kādas ir maiņstrāvas priekšrocības salīdzinājumā ar līdzstrāvu?

Galvenie maiņstrāvas ieguvumi salīdzinājumā ar līdzstrāvu ietver šādus.

• Maiņstrāva nav dārga un viegli ģenerē strāvu, salīdzinot ar līdzstrāvu.
• Vieta, kas norobežota ar maiņstrāvu, ir vairāk nekā līdzstrāva.
• Maiņstrāvā jaudas zudums pārraides laikā ir mazāks, salīdzinot ar līdzstrāvu.

Kāpēc maiņstrāvas spriegums tiek izvēlēts virs līdzstrāvas sprieguma?

Galvenie iemesli maiņstrāvas sprieguma izvēlei virs līdzstrāvas sprieguma galvenokārt ir šādi.
Enerģijas zudumi, pārsūtot maiņstrāvas spriegumu, ir zemi, salīdzinot ar līdzstrāvas spriegumu. Ikreiz, kad transformators atrodas noteiktā attālumā, uzstādīšana ir ļoti vienkārša. Maiņstrāvas sprieguma priekšrocība ir sprieguma palielināšana un samazināšana atbilstoši nepieciešamībai.

AC un DC izcelsme

Magnētiskais lauks, kas atrodas tuvu vadam, var izraisīt elektronu plūsmu vienā veidā caur vadu, jo tie tiek atgrūsti no magnēta negatīvās daļas un tiek piesaistīti pozitīvās daļas virzienā. Tādā veidā tika izveidota akumulatora jauda, ​​kas tika atpazīta ar Thomas Edison darbu. Maiņstrāvas ģeneratori lēnām mainīja Edisona līdzstrāvas akumulatoru sistēmu, jo maiņstrāva ir ļoti nodrošināta, lai pārsūtītu enerģiju lielos attālumos, lai radītu vairāk enerģijas.

Zinātnieks, proti, Nikola Tesla, ir izmantojis rotējošu magnētu tā vietā, lai magnētismu pakāpeniski pielietotu caur stiepli. Kad magnēts ir noliecies vienā virzienā, tad elektroni plūst pozitīvā virzienā, tomēr ikreiz, kad magnēta virziens tiek pagriezts, tad arī elektroni tiks pagriezti.

AC un DC lietojumi

Maiņstrāvu izmanto enerģijas sadalei, un tajā ir daudz priekšrocību. Ar transformatora palīdzību to var viegli pārveidot par citu spriegumu, jo transformatori neizmanto līdzstrāvu.

Pie augstsprieguma vienmēr, kad tiek pārraidīta jauda, ​​būs mazāk zaudējumu. Piemēram, 250 V barošanas avotam ir 1 Ω pretestība un 4 ampēru jauda. Tā kā jauda vati ir vienāda ar voltiem x ampēriem, pārvadātā jauda var būt 1000 vati, savukārt jaudas zudums ir I2 x R = 16 vati.

Maiņstrāvu izmanto HV jaudas pārraide.

Ja sprieguma līnijai ir 4 ampēru jauda, ​​tomēr tai ir 250 kV, tad tai ir 4 ampēru jauda, ​​bet jaudas zudumi ir vienādi, tomēr visa pārvades sistēma pārvadā 1 MW un 16 vati ir aptuveni nenozīmīgi zaudējumi.

Tiešā strāva tiek izmantota baterijās, dažās elektroniskajās un elektriskajās ierīcēs un saules paneļos.
Formulas maiņstrāvai, spriegumam, pretestībai un jaudai

Maiņstrāvas, sprieguma, pretestības un jaudas formulas ir aplūkotas turpmāk.

Maiņstrāva

Vienfāzes maiņstrāvas ķēžu formula ir

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

3 fāžu maiņstrāvas ķēžu formula ir

I = P / √3 * V * Cosθ

Maiņstrāvas spriegums

Vienfāzes maiņstrāvas ķēdēm maiņstrāvas spriegums ir

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

3 fāžu maiņstrāvas ķēdēm maiņstrāvas spriegums ir

Zvaigžņu savienojumam VL = √3 EPH, pretējā gadījumā VL = √3 VPH

Delta savienojumam VL = VPH

Maiņstrāvas pretestība

Induktīvās slodzes gadījumā Z = √ (R2 + XL2)

Kapacitatīvās slodzes gadījumā Z = √ (R2 + XC2)

Abos gadījumos, piemēram, kapacitatīvā un induktīvā Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Maiņstrāva

Vienfāzes maiņstrāvas ķēdēm P = V * I * Cosθ

Aktīvā jauda trīsfāzu maiņstrāvas ķēdēm

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Reaktīvā jauda

Q = V I * Sinθ

VAR = √ (VA2 - P2) & kVAR = √ (kVA2 - kW2)

Šķietamais spēks

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Komplekss spēks

S = V I

Induktīvajai slodzei S = P + jQ

Kapacitatīvai slodzei S = P - jQ

Formulas līdzstrāvai, spriegumam, pretestībai un jaudai

Līdzstrāvas, sprieguma, pretestības un jaudas formulas ir aplūkotas turpmāk.

Līdzstrāva

Līdzstrāvas vienādojums ir I = V / R = P / V = ​​√P / R

Līdzstrāvas spriegums

Līdzstrāvas sprieguma vienādojums ir

V = I * R = P / I = √ (P x R)

Līdzstrāvas pretestība

Līdzstrāvas pretestības vienādojums ir R = V / I = P / I2 = V2 / P

Līdzstrāva

Līdzstrāvas jaudas vienādojums ir P = IV = I2R = V2 / R

No iepriekš minētajiem maiņstrāvas un līdzstrāvas vienādojumiem, kur

No iepriekš minētajiem vienādojumiem, kur

‘I’ ir pašreizējie mērījumi A (Amperos)

‘V’ ir sprieguma mērījumi V (volti)

“P” ir jaudas mērījumi vatos (W)

‘R’ ir pretestības mērījumi omos (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (jaudas koeficients)

‘Z’ ir pretestība

‘IPh’ ir fāzes strāva

‘IL’ ir līnijas strāva

‘VPh’ ir fāzes spriegums

‘VL’ ir līnijas spriegums

‘XL’ = 2πfL, ir induktīvā reaktance, kur ‘L’ ir induktivitāte Henrijā.

‘XC’ = 1 / 2πfC ir kapacitatīvā reaktivitāte, kur ‘C’ ir kapacitāte Farads.

Kāpēc mēs izmantojam maiņstrāvu savās mājās?

Pašreizējā barošana, ko izmanto mūsu mājās, ir maiņstrāva, jo, izmantojot transformatoru, mēs varam vienkārši mainīt maiņstrāvu. Augstspriegums ilgstoši pārraides līnijā vai kanālos piedzīvo ārkārtīgi zemus enerģijas zudumus, un spriegums tiek samazināts, lai droši izmantotu mājās ar pazeminošā transformatora palīdzību.

Jaudas zudumu vadā var norādīt kā L = I2R

Kur

‘L’ ir varas zudums

‘Es’ ir strāva

‘R’ ir pretestība.

Jaudas pārraidi var veikt, izmantojot līdzību P = V * I

Kur

‘P’ ir spēks

‘V’ ir spriegums

Kad spriegums palielināsies, strāva būs mazāka. Šādi mēs varam pārraidīt vienādu jaudu, samazinot jaudas zudumu, jo augstspriegums nodrošina izcilāko sniegumu. Tāpēc šī iemesla dēļ maiņstrāvu mājās izmanto līdzstrāvas vietā.

Augstsprieguma pārraidi var veikt arī caur līdzstrāvu, tomēr nav viegli samazināt spriegumu, lai droši izmantotu mājās. Pašlaik līdzstrāvas sprieguma samazināšanai tiek izmantoti uzlaboti līdzstrāvas pārveidotāji.

Šajā rakstā Kāda ir atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu, ir sīki izskaidrots. Es ceru, ka katrs punkts ir skaidri saprotams par maiņstrāvu, līdzstrāvu, viļņu formām, vienādojumu, maiņstrāvas un līdzstrāvas atšķirībām tabulas kolonnās, kā arī to īpašībām. Joprojām nespēj saprast nevienu no rakstu tēmām vai lai īstenotu jaunākos elektrības projektus , nekautrējieties uzdot jautājumu komentāru lodziņā zemāk. Šeit ir jautājums jums, kāds ir maiņstrāvas jaudas koeficients?

Foto kredīti:

• Sinusa viļņa forma kosmosa dziesmas
• RMS sinusa viļņu forma doktroniska
• Uzlādējama akumulatora piemērs Vašingtona