Kaj je stikalo AC?

Osnove AC krogov

AC krog je definiran kot krog, ki ga napaja izmenični vir energije. Izmenična struja (AC) se široko uporablja za gospodinjske in industrijske aplikacije zaradi svojih edinstvenih značilnosti: razlikuje se od enosmerne struje (DC) v tem, da amplituda in smer struje in napetosti v AC krogu periodično spreminjata s časom.

Izmenični valovi tipično sledijo sinusnemu vzoru, zaključenega cikla z enakimi pozitivnima in negativnima polovicama. Ta obnašanje matematično opišemo kot funkcijo časa (t) ali kota (θ = ωt), kjer ω predstavlja kotno frekvenco.

Upornost v AC in DC krogih

• V DC krogih se odpornost proti toku izvira samo iz upora (R).

• V AC krogih se odpornost izvira iz:

• Upora (R)

• Induktivna reaktivna upornost (XL = 2πfL), kjer je L induktivnost in f frekvenca

• Kapacitivna reaktivna upornost (XC = 1/(2πfC)), kjer je C kapacitivnost

Fazni odnosi v AC sistemih

V AC krogih so tok in napetost karakterizirana s podajanjem obeh, amplitud in faznega kota. Njihova fazna poravnava je odvisna od parametrov kroga (R, L, C). Sinusne količine, kot sta napetost in tok, se spreminjata s sinusom kota θ, kar jih naredi temeljnimi za analizo AC sistemov.

Prednosti sinusnih valov v proizvodnji električne energije

Sinusne napetosti in tokovi so globalno preferirani za proizvodnjo električne energije zaradi:

• Zmanjšanih železnih in bakrenih izgub v transformatorjih in vrtečih strojih, kar poveča učinkovitost.

• Minimalizirane motnje sosednjih komunikacijskih sistemov.

• Nižje razine motenj v električnih krogih.

Dinamika izmeničnih napetosti in tokov

Valovna oblika izmenične napetosti in tokov preko upora (R)

Valovna oblika izmenične napetosti skozi čas in tok, ki teče skozi upor (R) v krogu, je prikazana spodaj:

Vrste AC krogov in ključna terminologija
Klasifikacija AC krogov

AC krogi so klasificirani glede na konfiguracije njihovih komponent:

• Čisti upori (R) krogi

• Čiste kapacitance (C) krogi

• Čiste induktance (L) krogi

• RL (upor-induktanca) kombinacije

• RC (upor-kapacitanca) krogi

• LC (induktanca-kapacitanca) krogi

• RLC (upor-induktanca-kapacitanca) krogi

Temeljni termini AC krogov

• Amplituda:Največja pozitivna ali negativna vrednost izmenične količine v enem ciklu, tudi znana kot vrhunska vrednost ali maksimalna vrednost. Oznaka za napetost je Em/Vm, za tok pa Im.

• Alternacija:Pol-cikel izmeničnega vala, ki ustreza 180° električnega kota.

• Cikel:En popoln set pozitivnih in negativnih vrednosti izmenične količine, ekvivalent 360° električnega kota.

• Trenutna vrednost:Velikost napetosti ali toka v določenem trenutku, označena s e (napetost) ali i (tok).

• Frekvenca (f): Število ciklov na sekundo izmenične količine, merjeno v hercih (Hz).

• Časovni obdobje (T):Trajanje v sekundah za dokončanje enega cikla valovne oblike napetosti ali toka.

• Valovna oblika:Grafična predstavitev, ki kaže trenutne vrednosti izmenične količine (napetost/tok) na y-osi in čas (t) ali kot (θ = ωt) na x-osi.

Izmenična napetost periodično obrne polarnost in amplitudo, medtem ko izmenični tok sledi temu, spreminjajo smer in amplitudo s časom. Ko se izmenični vir napetosti poveže s upornim bremenom (kot je prikazano spodaj), tok teče v eni smeri med pozitivnim pol-ciklom in se obrne med negativnim pol-ciklom, tako da odraža spremembe polarnosti vira.