Kedua-dua arus bolak-balik dan arus terus menerangkan dua jenis aliran arus dalam litar. Dalam arus terus, cas elektrik atau arus mengalir dalam satu arah. Dalam arus ulang-alik, cas elektrik berubah arah secara berkala. Voltan dalam litar AC juga kadang kala terbalik kerana arus berubah arah. Sebilangan besar elektronik digital yang anda bina dengan menggunakan DC. Walau bagaimanapun, mudah untuk memahami beberapa konsep AC. Sebilangan besar rumah mempunyai kabel untuk AC, jadi jika idea anda untuk menyambungkan projek kotak melodi Tardis anda ke outlet, anda perlu tukar AC ke DC . AC juga mempunyai beberapa sifat berguna, seperti dapat menukar tahap voltan dengan satu komponen seperti sebagai pengubah, sebab itulah pada mulanya kita harus memilih cara AC untuk menghantar elektrik dalam jarak jauh.

Apa itu arus bolak balik (AC)

Arus bergantian bermaksud aliran cas yang berubah arah secara berkala. Akibatnya, tahap voltan juga berubah seiring dengan arus. AC digunakan untuk membekalkan tenaga ke rumah, bangunan, pejabat, dll.

Menjana AC

AC boleh dihasilkan dengan menggunakan alat yang disebut sebagai alternator. Peranti ini adalah jenis khas penjana elektrik direka untuk menghasilkan arus ulang alik.

Menjana AC

“mesin negeri mealy vs moore ”

Gelung wayar diputar di dalam medan magnet, yang menyebabkan arus di sepanjang wayar. Putaran wayar berasal dari sumber yang berbeza seperti turbin wap, turbin angin, air yang mengalir, dan sebagainya. Kerana wayar berpusing dan memasuki polaritas magnet yang berbeza secara berkala, voltan dan arus bergantian pada wayar. Berikut adalah animasi kecil yang menunjukkan prinsip ini:

Untuk menjana AC dalam satu set paip air, kami menyambungkan ciri mekanikal piston yang menggerakkan air di dalam paip ke belakang dan ke belakang (arus 'bergantian' kami).

Bentuk gelombang

AC boleh datang dalam beberapa bentuk gelombang, selagi arus dan voltan bergantian. Sekiranya kita menghubungkan osiloskop ke litar dengan AC dan merancang voltan, dalam jangka masa yang lama kita mungkin melihat sejumlah bentuk gelombang yang berbeza. Gelombang sinus adalah jenis AC yang paling biasa. AC di kebanyakan rumah dan pejabat mempunyai voltan berayun yang menghasilkan gelombang sinus.

Gelombang sinus

Bentuk AC yang lain termasuk gelombang persegi dan gelombang segitiga. Gelombang persegi sering digunakan dalam elektronik digital dan beralih dan juga menguji pengoperasiannya.

Gelombang persegi

Gelombang segitiga berguna untuk menguji elektronik linear seperti penguat.

Gelombang Segi Tiga

Menggambarkan Gelombang Sinus

Kita sering perlu menerangkan bentuk gelombang AC dalam istilah matematik. Untuk contoh ini, kita akan menggunakan gelombang sinus biasa. Terdapat tiga bahagian gelombang sinus: frekuensi, amplitud, dan fasa.

Dengan hanya melihat voltan, kita dapat menggambarkan persamaan matematik gelombang sinus:

V (t) = Vp sin (2πft + Ø)

V (t) adalah voltan kita sebagai fungsi masa, yang bermaksud bahawa voltan kita berubah seiring dengan perubahan masa.

VP ialah amplitud. Ini menerangkan voltan maksimum yang dapat dicapai oleh gelombang sinus kita di kedua arah, bermaksud voltan kita boleh menjadi + VP volt, -VP volt.

Fungsi sin () menunjukkan bahawa voltan kita akan dalam bentuk gelombang sinus berkala, yang merupakan ayunan lancar sekitar 0V.

2π ialah pemalar yang menukar frekuensi dari kitaran atau dalam hertz ke frekuensi sudut (radian sesaat).

f menunjukkan kekerapan gelombang sinus. Ini diberikan dalam bentuk hertz atau unit sesaat.

t adalah pemboleh ubah bersandar kami: masa (diukur dalam beberapa saat). Apabila masa berbeza-beza, bentuk gelombang kita berbeza-beza.

φ menerangkan fasa gelombang sinus. Fasa adalah ukuran bagaimana perubahan bentuk gelombang berkenaan dengan masa. Ia sering diberikan sebagai nombor antara 0 dan 360 dan diukur dalam darjah. Oleh kerana sifat gelombang sinus secara berkala, jika bentuk gelombang diubah 360 ° ia menjadi bentuk gelombang yang sama lagi, seolah-olah ia dipindahkan oleh 0 °. Untuk kesederhanaan, kami anggap bahawa fasa adalah 0 ° untuk sisa tutorial ini.

Kita boleh beralih ke kedai yang boleh dipercayai untuk contoh baik bagaimana bentuk gelombang AC berfungsi. Di Amerika Syarikat, kuasa yang diberikan ke rumah kita adalah AC dengan sekitar 170V zero-to-peak (amplitude) dan 60Hz (frekuensi). Kita boleh memasukkan nombor ini ke dalam formula kita untuk mendapatkan persamaan

V (t) = 170 sin (2π60t)

Kita boleh menggunakan kalkulator grafik berguna untuk membuat persamaan ini. Sekiranya tidak ada kalkulator grafik, kita boleh menggunakan program grafik dalam talian percuma seperti Desmos.

kalkulator grafik

Permohonan

Kedai rumah dan pejabat hampir selalu digunakan di AC. Ini kerana menjana dan mengangkut AC di jarak jauh dan agak mudah. Pada voltan tinggi seperti lebih dari 110kV, lebih sedikit tenaga akan hilang dalam penghantaran kuasa elektrik. Voltan yang lebih tinggi bermaksud arus yang lebih rendah, dan arus yang lebih rendah bermaksud lebih sedikit haba yang dihasilkan dalam talian kuasa kerana rintangan. AC boleh ditukar dari voltan tinggi dengan mudah menggunakan transformer.

AC juga mampu menghidupkan motor elektrik . Motor dan generator adalah alat yang sama, tetapi motor menukar tenaga elektrik menjadi tenaga mekanikal. Ini berguna untuk banyak peralatan besar seperti peti sejuk, mesin basuh pinggan mangkuk dan sebagainya, yang beroperasi di AC.

Apakah Arus Langsung (DC)

Arus terus bermaksud aliran cas elektrik tidak arah. Ia dihasilkan dari sumber seperti bateri, bekalan kuasa, sel suria, termokopel atau dinamo. Arus terus boleh mengalir dalam konduktor seperti wayar, tetapi juga dapat mengalir melalui penebat, semikonduktor, atau vakum seperti pada pancaran elektron atau ion.

Menjana DC

DC boleh dihasilkan dengan beberapa cara

Penjana AC yang disiapkan dengan peranti yang disebut 'komutator' dapat menghasilkan arus terus
Penukaran AC ke DC peranti yang disebut 'penyearah'
Bateri menyediakan DC, yang dihasilkan dari tindak balas kimia di dalam bateri

Dengan menggunakan analogi air lagi, DC serupa dengan tangki air dengan selang di hujungnya.

Menjana DC

Tangki hanya boleh mendorong air sehala: keluar dari selang. Sama seperti bateri penghasil DC kami, setelah tangki kosong, air tidak lagi mengalir melalui paip.

Menggambarkan DC

DC ditakrifkan sebagai aliran arus searah dan arus hanya mengalir satu arah. Voltan dan arus boleh berubah dalam jangka masa yang panjang, jadi arah aliran tidak berubah. Untuk mempermudah sesuatu, kita akan menganggap bahawa voltan adalah pemalar. Sebagai contoh, bateri menyediakan 1.5V, yang dapat dijelaskan dalam persamaan matematik sebagai:

V (t) = 1.5V

Sekiranya kita merancang ini dari masa ke masa, kita akan melihat voltan tetap

Petak DC

Grafik di atas bermaksud bahawa kita boleh bergantung pada kebanyakan sumber DC untuk memberikan voltan tetap dari masa ke masa. Sebenarnya, bateri akan habis dengan perlahan, yang bermaksud voltan akan turun semasa bateri digunakan. Untuk kebanyakan tujuan, kita boleh menganggap bahawa voltan tetap.

Permohonan

Semua projek elektronik dan alat ganti yang dijual di SparkFun dijalankan di DC. Semua yang kehabisan bateri, dipasang ke dinding dengan penyesuai AC, atau menggunakan kabel USB untuk kuasa bergantung pada DC. Contoh elektronik DC termasuk:

“apa tujuan kad sim ”

Telefon bimbit
Lampu suluh
D&D Dice Gauntlet berasaskan LilyPad
TV skrin rata (AC masuk ke TV, yang ditukar menjadi DC)
Kenderaan hibrid dan elektrik

Oleh itu, ini adalah mengenai arus bolak-balik, arus terus dan aplikasinya. Kami harap anda dapat memahami konsep ini dengan lebih baik. Selanjutnya, terdapat keraguan mengenai konsep ini atau yang lain projek elektrik dan elektronik , sila berikan cadangan berharga anda dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Inilah soalan untuk anda, apakah perbezaan antara arus ulang alik dan arus terus ?

Kredit Foto: