AC devre teorisi: ac nedir ve nasıl üretilir

Giriş

Bir elektrik devresi, elektronların kaynaktan yüke ve tekrar kaynağa aktığı tam bir iletken yoldur. Elektron akışının yönü ve büyüklüğü, kaynağın türüne bağlıdır. Gelen Elektrik Mühendisliği, devrenin tür tanımlar ve bunlar gerilim veya akım (Elektrik Enerjisi) kaynağının iki tipi vardır; Alternatif Akım (veya voltaj) ve Doğru Akım.

Mesajların sonraki çift için, Dalgalı akım odaklanarak edilecek ve değişen konulara göz hareket Alternatif akım ne kadar AC dalga şekillerine vb.

AC Devreleri

Adından da anlaşılacağı gibi AC devreleri (Alternatif Akım), basitçe bir Alternatif Kaynakla, voltaj veya akımla çalışan devrelerdir. Bir Alternatif Akım veya gerilim, biri olan voltaj veya periyodik olarak, belirli bir ortalama değer ve arka yüzleri tutumunun değişir ya da değeri.

Günümüzün çoğu ev ve endüstriyel Alet ve sistemleri, alternatif akım kullanılarak çalıştırılmaktadır. Tüm DC tabanlı fişli cihazlar ve şarj edilebilir pil tabanlı cihazlar teknik olarak Alternatif akımla çalışır, çünkü hepsi pillerini şarj etmek veya sistemi çalıştırmak için AC'den türetilen bir çeşit DC gücü kullanır. Dolayısıyla, alternatif akım, gücün şebekeden iletildiği biçimdir.

Alternatif devre, Tesla'nın Thomas Edison'un DC jeneratörlerinin uzun menzilli yetersizliğini çözmeye karar vermesiyle 1980'lerde ortaya çıktı. Elektriği yüksek voltajda aktarmanın bir yolunu aradı ve ardından dağıtım için ihtiyaç duyulabilecek şekilde yükseltmek veya düşürmek için transformatörleri kullandı ve böylece büyük bir mesafeden güç kaybını en aza indirmeyi başardı, bu da Direct'in ana problemiydi. O anda geçerli.

Alternatif Akım VS Doğru Akım (AC - DC)

AC ve DC, üretimden iletime ve dağıtıma kadar çeşitli şekillerde farklılık gösterir, ancak basitlik uğruna, karşılaştırmayı bu yazı için özellikleriyle tutacağız.

Farklı özelliklerinin de nedeni olan AC ve DC arasındaki en büyük fark, elektrik enerjisinin akış yönüdür. DC'de Elektronlar tek bir yönde veya ileri doğru sabit bir şekilde akarken, AC'de elektronlar periyodik aralıklarla akış yönlerini değiştirirler. Bu aynı zamanda, akımla paralel olarak pozitiften negatife geçerken voltaj seviyesinde değişime neden olur.

Aşağıda, AC ve DC arasındaki bazı farkları vurgulamak için bir karşılaştırma tablosu verilmiştir. Alternatif Akım Devrelerini keşfetmeye devam ederken diğer farklılıklar vurgulanacaktır.

Karşılaştırma Esası	AC	DC
Enerji İletim Kapasitesi	Minimum Enerji kaybıyla uzun mesafelerde seyahat eder	Uzun mesafelere gönderildiğinde büyük miktarda enerji kaybedilir
Nesil Temelleri	Bir Mıknatısı bir tel boyunca döndürmek.	Bir tel boyunca sabit manyetizma
Sıklık	Ülkeye bağlı olarak genellikle 50 Hz veya 60 Hz	Frekans Sıfırdır
Yön	Bir devreden geçerken periyodik olarak yönü tersine çevirir	Tek yönde sabit sabit akış.
Güncel	Zamanla Büyüklüğü Değişir	Sabit Büyüklük
Kaynak	Her türlü AC Jeneratör ve Şebeke	Hücreler, piller, AC'den Dönüştürme
Pasif Parametreler	Empedans (RC, RLC, vb.)	Yalnızca Direnç
Güç faktörü	0 ve 1 arasında yalanlar	Daima 1
Dalga biçimi	Sinüzoidal, Trapez, Üçgen ve Kare	Düz çizgi, bazen Titreşimli.

Temel AC Kaynağı (Tek Bobinli AC Jeneratör)

AC nesil etrafında prensibi basittir. Bir manyetik alan veya mıknatıs, sabit bir bobin seti (teller) boyunca döndürülürse veya bir bobinin sabit bir manyetik alan etrafında dönmesi durumunda, bir AC jeneratörü (Alternatör) kullanılarak bir Alternatif akım üretilir.

AC jeneratörünün en basit şekli, bir mıknatısın kuzey ve güney kutupları arasında konumlandırılırken bir eksen etrafında mekanik olarak döndürülen bir tel halkasından oluşur.

Aşağıdaki Resmi düşünün.

Armatür bobini kuzey ve güney kutbu mıknatıslarının oluşturduğu manyetik alan içinde döndükçe, bobinden geçen manyetik akı değişir ve bu nedenle yükler tel boyunca zorlanır ve bu da etkili bir voltaj veya indüklenmiş gerilime neden olur. Döngü boyunca manyetik akı, döngünün manyetik alanın yönüne göre açısının bir sonucudur. Aşağıdaki resimleri düşünün;

Yukarıda gösterilen resimlerden , armatür döndükçe belirli sayıda manyetik alan çizgisinin kesileceğini, 'kesilen çizgi' miktarının voltaj çıkışını belirlediğini söyleyebiliriz. Dönüş açısındaki her değişiklik ve armatürün manyetik çizgilere karşı ortaya çıkan dairesel hareketiyle, kesilen "manyetik çizgilerin" miktarı da değişir, dolayısıyla çıkış voltajı da değişir. Örneğin, sıfır derecede kesilen manyetik alan çizgileri sıfırdır, bu da sonuçtaki voltajı sıfır yapar, ancak 90 derecede neredeyse tüm manyetik alan çizgileri kesilir, böylece bir yönde maksimum voltaj üretilir. Aynısı 270 derecede sadece ters yönde üretildiğinde geçerlidir. Dolayısıyla, armatür manyetik alan içinde dönerken sinüzoidal bir dalga formunun oluşumuna yol açan voltajda sonuç olarak bir değişiklik olur. Sonuçta ortaya çıkan indüklenen voltaj bu nedenle sinüzoidaldir ve açısal frekansı ω saniye başına radyan cinsinden ölçülür.

Yukarıdaki kurulumda indüklenen akım denklemle verilmektedir:

Ben = V / R

V = NABwsin (wt) nerede

N = Hız

A = Alan

B = Manyetik alan

w = Açısal frekans.

Gerçek AC jeneratörleri açıkça bundan daha karmaşıktır, ancak yukarıda açıklanan elektromanyetik indüksiyon ilkelerine ve yasalarına göre çalışırlar. Alternatif akım, inverterlerde bulunan belirli türden dönüştürücüler ve osilatör devreleri kullanılarak da üretilir.

Transformers

AC'nin dayandığı indüksiyon ilkeleri yalnızca üretimi ile sınırlı değildir, aynı zamanda iletim ve dağıtımında da geçerlidir. AC hesaba katıldığında, ana sorunlardan biri DC'nin uzun bir mesafeden aktarılamamasıydı, bu nedenle ana sorunlardan biri, AC'nin uygulanabilir hale gelmesi için çözülmesi gerekiyordu. Üretilen yüksek gerilimleri (KV'ler) KV değil, V aralığında voltaj kullanan tüketicilere güvenli bir şekilde sunmak. Bu, transformatörün AC'nin ana etkinleştiricilerinden biri olarak tanımlanmasının nedenlerinden biridir ve bunun hakkında konuşulması önemlidir.

Transformatörlerde iki bobin, birine bir Alternatif akım uygulandığında diğerinde voltaj indükleyecek şekilde bağlanır. Transformatörler, transformatörün diğer ucunda (İkincil Bobin) sırasıyla daha düşük veya daha yüksek bir voltaj üretmek için bir uçta (Birincil Bobin) uygulanan voltajı düşürmek veya yükseltmek için kullanılan cihazlardır. İkincil bobindeki indüklenen gerilim her zaman birincilde uygulanan gerilime, ikincil bobindeki dönüş sayısının birincil bobine oranı ile çarpılana eşittir.

Bu nedenle, bir düşürücü veya yükseltici transformatör olan bir transformatör, ikincil bobin üzerindeki dönüş sayısının, birincil bobin üzerindeki iletken dönüşlerinin sayısına oranına bağlıdır. İkincil ile karşılaştırıldığında birincil bobinde daha fazla dönüş varsa, transformatör voltajı düşürür, ancak birincil bobin ikincil bobine kıyasla daha az sayıda dönüşe sahipse, transformatör birincilde uygulanan voltajı yükseltir.

Transformatörler, elektrik gücünün uzun menzilli dağıtımını çok mümkün, uygun maliyetli ve pratik hale getirmiştir. İletim sırasında kayıpları azaltmak için elektrik enerjisi, yüksek gerilim ve düşük akımda üretim istasyonlarından iletilir ve daha sonra evlere ve ofislere, düşük voltaj ve yüksek akımlarda transformatörler yardımıyla dağıtılır.

Bu yüzden makaleyi çok fazla bilgi ile aşırı yüklememek için burada duracağız. Bu makalenin ikinci bölümünde, AC dalga formlarını tartışacağız ve bazı denklemlere ve hesaplamalara gireceğiz. Bizi izlemeye devam edin.