د AC پرېښود لرونکي سیم څه دی؟

پایه‌های مدار جریان متناوب

مدار جریان متناوب به عنوان مداری تعریف می‌شود که با منبع قدرت متناوب تغذیه می‌گردد. جریان متناوب (AC) به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در کاربردهای خانگی و صنعتی گسترده استفاده می‌شود: برخلاف جریان مستقیم، هم مقدار و هم جهت جریان و ولتاژ در مدار جریان متناوب به طور دوره‌ای با زمان تغییر می‌کند.

فرمول‌های موجی AC معمولاً الگوی سینوسی را دنبال می‌کنند، یک چرخه را با نیمه‌های مثبت و منفی برابر کامل می‌کنند. این رفتار به صورت ریاضی به عنوان تابعی از زمان (t) یا زاویه (θ = ωt) توصیف می‌شود، که در آن ω نماد فرکانس زاویه‌ای است.

امپدانس در مدارهای AC در مقایسه با DC

• در مدارهای DC، مخالفت جریان فقط از مقاومت (R) ناشی می‌شود.

• در مدارهای AC، مخالفت از:

• مقاومت (R)

• واکنش القایی (XL = 2πfL)، که در آن L القایی و f فرکانس است

• واکنش ظرفیتی (XC = 1/(2πfC))، که در آن C ظرفیت است

رابطه‌های فازی در سیستم‌های AC

در مدارهای AC، جریان و ولتاژ با هر دو مقدار و زاویه فاز مشخص می‌شوند. ترازبندی فازی آنها به پارامترهای مدار (R، L، C) بستگی دارد. مقادیر سینوسی مانند ولتاژ و جریان با سینوس زاویه θ تغییر می‌کنند، که آنها را بنیادی برای تحلیل سیستم‌های AC می‌سازد.

مزایای فرمول‌های موجی سینوسی در تولید برق

ولتاژ و جریان سینوسی به دلیل عوامل زیر در تولید برق در سراسر جهان ترجیح داده می‌شوند:

• کاهش ضایعات آهن و مس در ترانسفورماتورها و ماشین‌های چرخان، که باعث افزایش کارایی می‌شود.

• کاهش تداخل با سیستم‌های ارتباطی مجاور.

• سطح پائین‌تر اختلال در مدارهای برقی.

ダイナミクスの交流電圧と電流

موج شکل ولتاژ متناوب و جریان مقاومتی

موج شکل ولتاژ متناوب در طول زمان و جریان عبوری از مقاومت (R) در مدار به شرح زیر نشان داده شده است:

نوع‌های مختلف مدارهای AC و اصطلاحات کلیدی
طبقه‌بندی مدارهای AC

مدارهای AC بر اساس تنظیمات مولفه‌های آنها طبقه‌بندی می‌شوند:

• مدارهای مقاومت محض (R)

• مدارهای ظرفیت محض (C)

• مدارهای القایی محض (L)

• ترکیبات مقاومت-القا (RL)

• مدارهای مقاومت-ظرفیت (RC)

• مدارهای القا-ظرفیت (LC)

• مدارهای مقاومت-القا-ظرفیت (RLC)

اصطلاحات اساسی مدارهای AC

• دامنه:حداکثر مقدار مثبت یا منفی یک کمیت متناوب در یک چرخه، همچنین به عنوان مقدار قله یا حداکثر مقدار شناخته می‌شود. با نماد Em/Vm برای ولتاژ و Im برای جریان نمایش داده می‌شود.

• نیمه‌چرخه:نیمه‌چرخه یک موج متناوب، معادل 180° الکتریکی.

• چرخه:مجموعه کاملی از مقادیر مثبت و منفی یک کمیت متناوب، معادل 360° الکتریکی.

• مقدار لحظه‌ای:مقدار ولتاژ یا جریان در هر لحظه خاص، با نماد e (ولتاژ) یا i (جریان).

• فرکانس (f):تعداد چرخه‌های یک کمیت متناوب در ثانیه، با واحد هرتز (Hz) اندازه‌گیری می‌شود.

• دوره زمانی (T):مدت زمان به ثانیه برای کامل شدن یک چرخه از موج ولتاژ یا جریان.

• موج شکل:نموداری که مقادیر لحظه‌ای یک کمیت متناوب (ولتاژ/جریان) را در محور y در مقابل زمان (t) یا زاویه (θ = ωt) در محور x رسم می‌کند.

ولتاژ متناوب به طور دوره‌ای قطبیت و مقدار خود را معکوس می‌کند، در حالی که جریان متناوب همچنین جهت و دامنه خود را با زمان تغییر می‌دهد. وقتی یک منبع ولتاژ AC به بار مقاومتی (همانطور که در زیر نشان داده شده) متصل می‌شود، جریان در نیمه‌چرخه مثبت در یک جهت جریان می‌یابد و در نیمه‌چرخه منفی معکوس می‌شود، که تغییرات قطبیت منبع را می‌آیند.