Hva er en AC-krets?

Grunnleggende om AC-kretser

En AC-krets er definert som en krets som er strømført av en alternerende strømkilde. Alternerende strøm (AC) brukes vidt for hjemlige og industrielle applikasjoner på grunn av dens unike egenskaper: i motsetning til DC varierer både størrelsen og retningen av strøm og spenning i en AC-krets periodisk over tid.

AC-bølgeformer følger typisk en sinusformet mønster, fullfører en sirkel med like positive og negative halvomganger. Dette oppførselen er matematisk beskrevet som en funksjon av tid (t) eller vinkel (θ = ωt), der ω representerer den vinkelhastigheten.

Impedans i AC sammenlignet med DC-kretser

• I DC-kretser kommer strømmodstand kun fra motstand (R).

• I AC-kretser oppstår motstand fra:

• Motstand (R)

• Induktiv reaktans (XL = 2πfL), der L er induktans og f er frekvens

• Kapasitiv reaktans (XC = 1/(2πfC)), der C er kapasitans

Faseforhold i AC-systemer

I AC-kretser karakteriseres strøm og spenning både ved størrelse og fasevinkel. Deres fasejustering avhenger av kretsparametre (R, L, C). Sinusformede størrelser som spenning og strøm varierer med sinus til vinkelen θ, gjør dem grunnleggende for analyse av AC-systemer.

Fordeler med sinusformede bølgeformer i energiproduksjon

Sinusformede spenninger og strømmer foretrekkes globalt for energiproduksjon på grunn av:

• Reduserte jern- og kobbertap i transformatorer og roterende maskiner, øker effektiviteten.

• Minimert forstyrrelse av nabosammunikasjonssystemer.

• Lavere forstyrrelsesnivå i elektriske kretser.

Dynamikk i alternerende spenning og strøm

Bølgeform for alternerende spenning og resistiv strøm

Bølgeformen for alternerende spenning over tid og strømmen som flyter gjennom motstanden (R) i kretsen vises nedenfor:

Typer AC-kretser og nøkkelbegreper
Klassifisering av AC-kretser

AC-kretser er kategorisert basert på deres komponentkonfigurasjoner:

• Ren motstands (R) kretser

• Ren kapasitans (C) kretser

• Ren induktans (L) kretser

• RL (motstand-induktans) kombinasjoner

• RC (motstand-kapasitans) kretser

• LC (induktans-kapasitans) kretser

• RLC (motstand-induktans-kapasitans) kretser

Viktige AC-krets begreper

• Amplitude:Den maksimale positive eller negative verdien av et alternerende mål innenfor en sirkel, også kjent som toppverdi eller maksimal verdi. Symbolisert av Em/Vm for spenning og Im for strøm.

• Alterasjon:En halvsirkel av en alternerende bølgeform, tilsvarer 180° elektrisk.

• Sirkel:En komplett sett av positive og negative verdier av et alternerende mål, tilsvarer 360° elektrisk.

• Momentan verdi:Spennings- eller strømmens størrelse på et spesifikt tidspunkt, betegnet med e (spenning) eller i (strøm).

• Frekvens (f):Antall sirkler per sekund av et alternerende mål, målt i hertz (Hz).

• Tidsperiode (T):Varigheten i sekunder for å fullføre en sirkel av en spenning eller strømbølgeform.

• Bølgeform:En grafisk representasjon som plotter momentane verdier av et alternerende mål (spenning/strøm) på y-aksen mot tid (t) eller vinkel (θ = ωt) på x-aksen.

En alternerende spenning reverserer periodisk polaritet og størrelse, mens alternerende strøm følger etter - endrer retning og amplitud over tid. Når en AC-spenningskilde kobles til en resistiv last (som vist nedenfor), flyter strøm i en retning under den positive halvsirkelen og reverserer under den negative halvsirkelen, speiler kildens polaritetsendringer.