Τι είναι ένα ρευστό αλλάζον πλάκας (AC) κύκλωμα;

Θεμελιώδη Αρχές Κύκλων CA

Ένας κύκλος CA ορίζεται ως κύκλος που ενεργοποιείται από μια εναλλασσόμενη πηγή ενέργειας. Η εναλλασσόμενη συνεχής τροφοδοσία (CA) χρησιμοποιείται ευρέως για οικιακές και βιομηχανικές εφαρμογές λόγω των μοναδικών της χαρακτηριστικών: διαφορετικά από την DC, και η ένταση καθώς και η φάση του ρεύματος και της τάσης σε έναν κύκλο CA μεταβάλλονται περιοδικά με την πάροδο του χρόνου.

Οι κύματα CA συνήθως ακολουθούν μοναδικό συνημιτόνιο προφίλ, ολοκληρώνοντας έναν κύκλο με ίσες θετικές και αρνητικές μισές. Αυτή η συμπεριφορά περιγράφεται μαθηματικά ως συνάρτηση του χρόνου (t) ή γωνίας (θ = ωt), όπου ω αντιπροσωπεύει την γωνιακή συχνότητα.

Αντίσταση σε Κύκλους CA vs. DC

• Σε κύκλους DC, η αντίσταση προέρχεται μόνο από την αντίσταση (R).

• Σε κύκλους CA, η αντίσταση προέρχεται από:

• Αντίσταση (R)

• Εμποδιστική αντίδραση (XL = 2πfL), όπου L είναι η αυξητικότητα και f η συχνότητα

• Εμποδιστική αντίδραση (XC = 1/(2πfC)), όπου C είναι η διατεταγμένη

Φασικές Σχέσεις σε Συστήματα CA

Σε κύκλους CA, το ρεύμα και η τάση χαρακτηρίζονται από την ένταση και την φάση. Η φάση τους εξαρτάται από τους παράμετρους του κυκλώματος (R, L, C). Τα συνημιτόνια μεγέθη, όπως η τάση και το ρεύμα, μεταβάλλονται με το ημίτονο της γωνίας θ, κάνοντάς τα βασικά για την ανάλυση των συστημάτων CA.

Πλεονεκτήματα των Συνημιτόνιων Κυματοτυπίων στην Παραγωγή Ρεύματος

Η συνημιτόνια τάση και το ρεύμα είναι παγκοσμίως προτιμώμενα για την παραγωγή ρεύματος λόγω:

• Μείωση των απωλειών σιδήρου και χαλκού σε μετατροπείς και περιστρεφόμενα μηχανήματα, ενισχύοντας την αποτελεσματικότητα.

• Ελάχιστη επεμβατικότητα σε γειτονικά συστήματα επικοινωνίας.

• Χαμηλότερα επίπεδα διαταραχών σε ηλεκτρικά κύκλωματα.

Δυναμική Εναλλασσόμενης Τάσης και Ρεύματος

Κυματοτυπία Εναλλασσόμενης Τάσης και Ρεύματος Αντίστασης

Η κυματοτυπία της εναλλασσόμενης τάσης με την πάροδο του χρόνου και το ρεύμα που ρέει μέσω της αντίστασης (R) στο κύκλωμα εμφανίζονται παρακάτω:

Τύποι Κυκλών CA και Βασική Ορολογία
Κατηγορίες Κυκλών CA

Οι κύκλοι CA κατηγοριοποιούνται με βάση τις διατάξεις των συστατικών τους:

• Κύκλοι μόνης αντίστασης (R)

• Κύκλοι μόνης διατεταγμένης (C)

• Κύκλοι μόνης αυξητικότητας (L)

• Συνδυασμοί RL (αντίσταση-αυξητικότητα)

• Κύκλοι RC (αντίσταση-διατεταγμένη)

• Κύκλοι LC (αυξητικότητα-διατεταγμένη)

• Κύκλοι RLC (αντίσταση-αυξητικότητα-διατεταγμένη)

Βασικοί Όροι Κυκλών CA

• Αμπλιτούδα:Το μέγιστο θετικό ή αρνητικό τιμή ενός εναλλασσόμενου μεγέθους εντός ενός κύκλου, επίσης γνωστή ως κορυφαία τιμή ή μέγιστη τιμή. Συμβολίζεται από Em/Vm για την τάση και Im για το ρεύμα.

• Αλλαγή:Η μισή κύκλου ενός εναλλασσόμενου κυματοτυπίου, αντιστοιχεί σε 180° ηλεκτρικά.

• Κύκλος:Ένα πλήρες σύνολο θετικών και αρνητικών τιμών ενός εναλλασσόμενου μεγέθους, ισοδύναμο με 360° ηλεκτρικά.

• Ενστικτική Τιμή:Η τάση ή το ρεύμα σε οποιαδήποτε συγκεκριμένη στιγμή, συμβολίζεται από e (τάση) ή i (ρεύμα).

• Συχνότητα (f): Το πλήθος κύκλων ανά δευτερόλεπτο ενός εναλλασσόμενου μεγέθους, μετρείται σε Χερτζ (Hz).

• Χρονικό Διάστημα (T):Η διάρκεια σε δευτερόλεπτα για την ολοκλήρωση ενός κύκλου της τάσης ή του ρεύματος.

• Κυματοτυπία:Μια γραφική αναπαράσταση που πλοτάρει τις ενστικτικές τιμές ενός εναλλασσόμενου μεγέθους (τάση/ρεύμα) στον άξονα y κατά την πάροδο του χρόνου (t) ή γωνίας (θ = &ωt) στον άξονα x.

Μια εναλλασσόμενη τάση περιοδικά αντιστρέφει την πολικότητα και την ένταση, ενώ το εναλλασσόμενο ρεύμα ακολουθεί - αλλάζοντας κατεύθυνση και ένταση με την πάροδο του χρόνου. Όταν μια πηγή εναλλασσόμενης τάσης συνδέεται με ένα φορτίο αντίστασης (όπως φαίνεται παρακάτω), το ρεύμα ρέει σε μία κατεύθυνση κατά την θετική μισή κύκλου και αντιστρέφεται κατά την αρνητική μισή κύκλου, αντικατοπτρίζοντας τις αλλαγές πολικότητας της πηγής.