AC ve DC Akımlar Arasındaki Fark Nedir?

Günümüz dünyasında elektrik, insandaki oksijenin yanında en önemlisidir. Elektrik icat edildiğinde yıllar içinde birçok değişiklik meydana geldi. Karanlık gezegen bir ışık gezegenine dönüştü. Aslında, hayatı her koşulda çok basit hale getirdi. Tüm cihazlar, endüstriler, ofisler, evler, teknoloji, bilgisayarlar elektrikle çalışıyor. Burada enerji iki biçimde olacaktır, yani. alternatif akım (AC) ve doğru akım (DC) . Bu akımlar ve AC ile DC arasındaki fark ile ilgili olarak, temel işlevi ve kullanımları ayrıntılı olarak tartışılacaktır. Özellikleri de tablo şeklinde bir sütunda tartışılmıştır.

AC ve DC arasındaki fark

Elektrik akışı AC (alternatif akım) ve DC (doğru akım) olmak üzere iki şekilde yapılabilir. Elektrik, bir tel gibi bir iletken boyunca elektron akışı olarak tanımlanabilir. AC ve DC arasındaki temel eşitsizlik esas olarak elektronların tedarik ettiği yöndedir. Doğru akımda, elektronların akışı tek bir yönde olacaktır ve alternatif akımda elektronların akışı, ileri gitmek ve sonra geri gitmek gibi yönlerini değiştirecektir. AC ve DC arasındaki fark esas olarak aşağıdakileri içerir

AC ve DC arasındaki fark

Alternatif Akım (AC)

Alternatif akım, periyodik olarak yön değiştiren yük akışı olarak tanımlanır. Elde edilen sonuç, gerilim seviyesi de akımla birlikte tersine dönecektir. Temel olarak AC, endüstrilere, evlere, ofis binalarına vb. Güç sağlamak için kullanılır.

Alternatif Akımın Kaynağı

AC üretimi

AC, alternatör adı verilen kullanılarak üretilir. Alternatif akım üretmek için tasarlanmıştır. Manyetik bir alanın içinde, indüklenen akımın tel boyunca akacağı bir tel halkası döndürülür. Burada telin dönüşü herhangi bir araçtan, yani bir buhar türbininden, akan sudan, rüzgar türbininden vb. Gelebilir. Bunun nedeni, telin dönmesi ve periyodik olarak farklı manyetik kutuplara girmesi, teldeki akım ve voltajın değişmesidir.

Alternatif Akım Üretimi

Bundan üretilen akım, sinüs, kare ve üçgen gibi birçok dalga formunda olabilir. Ancak çoğu durumda sinüs dalgası, oluşturulması kolay olduğu ve hesaplamalar kolaylıkla yapılabildiği için tercih edilir. Bununla birlikte, dalganın geri kalanı, bunları ilgili dalga formlarına dönüştürmek için ek bir cihaz gerektirir veya ekipmanın şeklinin değiştirilmesi gerekir ve hesaplamalar çok zor olacaktır. Sinüs dalga formunun açıklaması aşağıda tartışılmaktadır.

Bir Sinüs Dalgasını Tanımlama

Genel olarak, AC dalga formu matematiksel terimler yardımıyla kolayca anlaşılabilir. Bu sinüs dalgası için gerekli olan üç şey genlik, faz ve frekanstır.

Sadece gerilime bakarak, bir sinüs dalgası aşağıdaki matematiksel fonksiyon gibi tanımlanabilir:

V (t) = V_PGünah (2πft + Ø)

V (t): Zamanın bir fonksiyonudur ve voltajdır. Bu, zaman değiştikçe voltajımızın da değiştiği anlamına gelir. Yukarıdaki denklemde, eşittir işaretinin sağındaki terim, voltajın zaman içinde nasıl değiştiğini açıklar.

VP: Genliktir. Bu, sinüs dalgasının her iki yönde, yani -VP volt, + VP volt veya bunların arasında bir yerde ulaşabileceği maksimum voltajı belirtir.

Sin () işlevi, voltajın periyodik bir sinüs dalgası şeklinde olacağını ve 0V'da yumuşak bir salınım olarak hareket edeceğini belirtir.

Burada 2π sabittir. Frekansı hertz cinsinden döngüden saniyede radyan cinsinden açısal frekansa dönüştürür.

Burada f sinüs dalgası frekansını tanımlar. Bu, saniye başına birim veya hertz şeklinde olacaktır. Frekans, belirli bir dalga biçiminin bir saniye içinde kaç kez oluştuğunu söyler.

Burada t bağımlı değişkendir. Saniyelerle ölçülür. Zaman değiştiğinde dalga formu da değişir.

Φ sinüs dalgasının evresini tanımlar. Faz, dalga formunun zamana göre nasıl kaydırıldığı olarak tanımlanır. Derece cinsinden ölçülür. Sinüs dalgasının periyodik doğası 360 ° kayar, 0 ° kaydırıldığında aynı dalga formu olur.

Yukarıdaki formül için, Amerika Birleşik Devletleri referans alınarak gerçek zamanlı uygulama değerleri eklenir.

Kök ortalama kare (RMS), elektrik gücünün hesaplanmasına yardımcı olan başka bir küçük kavramdır.

V (t) = 170 Günah (2-60t)

AC uygulamaları

• Ev ve ofis prizlerinde AC kullanılır.
• Uzun mesafeler için AC gücü üretmek ve iletmek kolaydır.
• Daha az enerji kaybedilir elektrik enerjisi iletimi yüksek voltajlar için (> 110kV).
• Daha yüksek voltajlar, daha düşük akımlar anlamına gelir ve daha düşük akımlar için, açık bir şekilde düşük direnç nedeniyle güç hattında daha az ısı üretilir.
• AC, yüksek voltajdan düşük voltaja ve tam tersi transformatörler yardımıyla kolaylıkla dönüştürülebilir.
• AC gücü elektrik motorları .
• Buzdolapları, bulaşık makineleri vb. Gibi birçok büyük cihaz için de kullanışlıdır.
• Doğru akım

Doğru akım (DC), elektrik yükü taşıyıcılarının, yani tek yönlü bir akıştaki elektronların hareketidir. DC'de akımın yoğunluğu zamanla değişecektir, ancak hareketin yönü her zaman aynı kalır. Burada DC, polaritesi asla tersine dönmeyen bir voltaj olarak adlandırılır.

DC Kaynağı

Bir DC devresinde, elektronlar eksi veya negatif kutuptan çıkar ve artı veya pozitif kutba doğru hareket eder. Fizikçilerden bazıları DC'yi artıdan eksiye hareket ederken tanımlar.

DC Kaynağı

Genel olarak, temel doğru akım kaynağı piller, elektrokimyasal ve fotovoltaik hücreler tarafından üretilir. Ancak dünya genelinde en çok AC tercih edilmektedir. Bu senaryoda AC, DC'ye dönüştürülebilir. Bu, birden çok adımda gerçekleşecektir. Başlangıçta güç kaynağı şunlardan oluşur: daha sonra bir redresör yardımıyla DC'ye dönüştürülen bir transformatör. Akım akışının tersine dönmesini engeller ve redresörün çıkışındaki akım dalgalanmalarını ortadan kaldırmak için bir filtre kullanılır. AC'nin DC'ye nasıl dönüştürüldüğü fenomeni

Şarj Edici Pil Örneği

Ancak, tüm elektronik ve bilgisayar donanımlarının çalışması için DC'ye ihtiyaçları vardır. Katı hal ekipmanlarının çoğu, 1.5 ile 13.5 volt arasında bir voltaj aralığı gerektirir. Mevcut talepler kullanılan cihazlara göre değişiklik göstermektedir. Örneğin, bir elektronik kol saati için pratik olarak sıfırdan, bir radyo iletişim güç amplifikatörü için 100 amperden fazlasına kadar olan aralık. Yüksek güçlü bir radyo veya yayın vericisi veya televizyon veya bir CRT (katot ışını tüpü) ekranı veya vakum tüpleri kullanan ekipman, yaklaşık 150 volt ila birkaç bin volt DC gerektirir.

Şarj Edici Pil Örneği

AC ve DC arasındaki temel fark, aşağıdaki karşılaştırma tablosunda tartışılıyor

Alternatif Akım (AC) - Doğru Akım (DC) Arasındaki Temel Farklılıklar

AC ve DC arasındaki temel farklar aşağıdakileri içerir.

• Akım akışının yönü normal zaman aralığında değişecektir, bu durumda bu tür bir akım AC veya alternatif akım olarak bilinir, oysa DC tek yönlüdür, çünkü yalnızca tek bir yönde akar.
• Bir AC'deki yük taşıyıcılarının akışı, manyetik alan içinde bir bobin döndürerek, aksi takdirde hareketsiz bir bobin içindeki bir manyetik alanı döndürerek akacaktır. DC'de, yük taşıyıcılar, tel ile birlikte manyetizmayı sabit tutarak akacaktır.
• AC frekansı ülke standardına göre 50 hertz ile 60 hertz arasında değişirken, DC frekansı her zaman sıfır kalır.
• AC'nin PF'si (güç faktörü) 0 ila 1 arasındadır, DC güç faktörü her zaman bir kalır.
• AC üretimi bir alternatör kullanılarak yapılabilirken DC, batarya, hücreler ve jeneratör aracılığıyla üretilebilir.
• AC yükü dirençli endüktif, aksi takdirde kapasitiftir, oysa DC yükü doğada her zaman dirençlidir.
• Bir AC'nin grafiksel gösterimi, periyodik, üçgen, sinüs, kare, testere dişi vb. Gibi farklı düzensiz dalga formları boyunca yapılabilir, oysa DC düz çizgi ile temsil edilir.
• Alternatif akımın iletimi, bazı kayıplarla uzun bir mesafeden yapılabilirken, DC aşırı uzun mesafelerde hafif kayıplarla iletilir.
• AC'nin DC'ye dönüştürülmesi bir doğrultucu kullanılarak yapılabilirken, invertör DC'den AC'ye dönüştürmek için kullanılır.
• AC üretimi ve iletimi birkaç trafo merkezi kullanılarak yapılabilirken, DC daha fazla trafo merkezi kullanır.
• AC'nin uygulamaları arasında fabrikalar, evler, endüstriler vb. Yer alırken, DC flaş aydınlatmada, elektronik ekipmanlarda, elektrokaplamada, elektrolizde, hibrit araçlarda ve rotordaki alan sargısının değiştirilmesinde kullanılır.
• DC, AC ile karşılaştırıldığında çok tehlikelidir. AC'de, akımın büyüklüğünün akışı normal zaman aralığında yüksek ve düşüktür, oysa DC'de büyüklük de aynı olacaktır. İnsan vücudu bir kez şok edildiğinde, DC insan vücudunu sürekli olarak rahatsız ederken, normal bir zaman aralığında AC insan vücuduna girecek ve aynı zamanda çıkacaktır.

AC'nin DC'ye göre Avantajları Nelerdir?

DC ile karşılaştırıldığında AC'nin temel faydaları aşağıdakileri içerir.

• Alternatif akım pahalı değildir ve doğru akıma kıyasla akımı kolayca üretir.
• Alternatif akımla çevrelenen alan DC'den fazladır.
• AC'de, DC'ye kıyasla iletim sırasında güç kaybı daha azdır.

AC Voltajı Neden DC Voltaj Üzerinden Seçiliyor?

DC voltajı üzerinden AC voltajını seçmenin ana nedenleri başlıca aşağıdakileri içerir.
AC voltajı iletirken enerji kaybı, DC voltajına kıyasla düşüktür. Transformatör belli bir mesafede olduğunda, kurulum çok basittir. AC voltajının faydası, ihtiyaca göre voltajı yükseltip düşürmektir.

AC ve DC Kökenleri

Bir tele yakın bir manyetik alan, bir mıknatısın negatif kısmından itilip pozitif kısım yönünde çekildiği için elektronların tel boyunca tek bir şekilde akışına neden olabilir. Bu şekilde, bir bataryanın gücü sağlandı, bu Thomas Edison’un çalışmasıyla tanındı. AC, daha fazla güç üretmek için gücü uzun mesafelerde iletmek için çok güvenli olduğundan, AC jeneratörleri Edison'un DC pil sistemini yavaşça değiştirdi.

Bilim adamı Nikola Tesla, manyetizmayı tel üzerinden kademeli olarak uygulamak yerine bir döner mıknatıs kullandı. Mıknatıs tek bir yöne eğildiğinde, elektronlar pozitif yönde akacak, ancak mıknatısın yönü her döndürüldüğünde elektronlar da dönecektir.

AC ve DC Uygulamaları

AC güç dağıtımında kullanılır ve birçok avantajı içerir. Bu, transformatör yardımı ile diğer voltajlara kolayca dönüştürülebilir çünkü transformatörler DC kullanmaz.

Yüksek voltajda, güç iletildiğinde daha az kayıp olacaktır. Örneğin, 250V besleme 1 supply direnç ve 4 amper güç taşır. Çünkü güç, watt, volt x amper'e eşittir, dolayısıyla taşınan güç 1000 watt olabilir oysa güç kaybı I2 x R = 16 watt'tır.

AC, HV gücünün iletimi için kullanılır.

Bir gerilim hattı 4 amper güç taşıyorsa ancak 250 kV ise 4 amper güç taşır, ancak güç kaybı aynıdır, ancak tüm iletim sistemi 1 MW taşır ve 16 watt yaklaşık önemsiz bir kayıptır.

Pillerde, bazı elektronik ve elektrikli cihazlarda ve güneş panellerinde doğru akım kullanılmaktadır.
AC Akım, Gerilim, Direnç ve Güç için Formüller

AC akım, voltaj, direnç ve güç için formüller aşağıda tartışılmaktadır.

AC akım

1 fazlı AC devreleri için formül şu şekildedir:

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

3 fazlı AC devreleri için formül şu şekildedir:

I = P / √3 * V * Cosθ

Alternatif akım voltajı

1 fazlı AC devreleri için AC voltajı,

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

3 fazlı AC devreleri için AC voltajı,

Yıldız bağlantısı için, VL = √3 EPH, aksi takdirde VL = √3 VPH

Delta bağlantısı için, VL = VPH

AC Direnci

Endüktif yük durumunda, Z = √ (R2 + XL2)

Kapasitif yük durumunda, Z = √ (R2 + XC2)

Her iki durumda da kapasitif ve endüktif Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

AC Gücü

1 fazlı AC devreleri için, P = V * I * Cosθ

3 fazlı AC devreleri için aktif güç

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Reaktif güç

Q = V I * Sinθ

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

Görünür güç

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Karmaşık Güç

S = V ben

Endüktif yük için, S = P + jQ

Kapasitif yük için, S = P - jQ

DC Akım, Gerilim, Direnç ve Güç için Formüller

DC akımı, voltajı, direnci ve gücü için formüller aşağıda tartışılmaktadır.

DC Akım

DC akım denklemi Ben = V / R = P / V = ​​√P / R

DC gerilimi

DC voltaj denklemi

V = I * R = P / I = √ (P x R)

DC Direnci

DC direnç denklemi R = V / I = P / I2 = V2 / P

DC Gücü

DC güç denklemi P = IV = I2R = V2 / R

Yukarıdaki AC ve DC denklemlerinden nerede

Yukarıdaki denklemlerden nerede

'I', A cinsinden mevcut ölçümlerdir (Amper)

'V', V (Volt) cinsinden Voltaj ölçümleridir

'P', Watt (W) cinsinden Güç ölçüsüdür

'R' Ohm cinsinden Direnç ölçüsüdür (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (Güç Faktörü)

'Z' empedanstır

'IPh' faz akımıdır

'IL' hat akımıdır

'VPh' faz voltajıdır

'VL', hat voltajıdır

'XL' = 2πfL, bir Endüktif reaktans olup, burada 'L', Henry içinde bir Endüktans'dır.

'XC' = 1 / 2πfC, 'C' nin Faradlar içindeki kapasitans olduğu kapasitif reaktans.

AC'yi neden evlerimizde kullanıyoruz?

Transformatörü kullanarak çok basit bir şekilde alternatif akımı değiştirebildiğimiz için evlerimizde kullanılan akım kaynağı AC'dir. Yüksek voltaj, uzun iletim hattında veya kanallarında son derece düşük enerji kaybı yaşar ve voltaj, düşürücü transformatör yardımıyla evde güvenli bir şekilde kullanılması için azaltılır.

Tel içindeki güç kaybı şu şekilde verilebilir: L = I2R

Nerede

'L' güç kaybıdır

'Ben' şu anki

'R' direniştir.

Gücün aktarımı aşağıdaki gibi ilişki yoluyla verilebilir P = V * I

Nerede

'P' güçtür

'V' voltajdır

Voltaj yükseldiğinde akım daha az olacaktır. Bunun gibi güç kaybını azaltarak eşit güç iletebiliriz çünkü yüksek voltaj en mükemmel performansı sağlar. Bu nedenle evlerde DC yerine AC kullanılır.

Yüksek voltajın iletimi DC üzerinden de yapılabilir, ancak evlerde güvenli kullanım için voltajı düşürmek kolay değildir. Şu anda, DC voltajını düşürmek için gelişmiş DC dönüştürücüler kullanılmaktadır.

Bu yazıda AC ve DC akımları arasındaki fark nedir detaylı olarak anlatılmaktadır. Alternatif akım, doğru akım, dalga formları, denklem, AC ve DC'nin özellikleriyle birlikte tablo sütunlarındaki farkları hakkında her noktanın açıkça anlaşıldığını umuyorum. Hala makalelerdeki konulardan herhangi birini anlayamıyorum veya en son elektrik projelerini uygulamak için , aşağıdaki yorum kutusuna soru sormaktan çekinmeyin. İşte size bir soru, alternatif bir akımın güç faktörü nedir?

Fotoğrafa katkı verenler:

• Sinüs Dalga Formu Evren şarkıları
• RMS Sinüs Dalga Formu doctronic
• Şarj Edici Pil Örneği Washington