Šta je AC kolač?

Osnove AC kola

AC kolo se definiše kao kolo koje je energizirano izmjeničnim izvorom snage. Izmjenični tok (AC) široko se koristi za kućanske i industrijske primjene zbog svojih jedinstvenih karakteristika: na suprotno od DC, magnituda i smjer toka i napona u AC kolima periodično variraju s vremenom.

AC talasi obično slijede sinusoidalni obrazac, završavajući jedan ciklus sa jednakim pozitivnim i negativnim polovinama. Ovo ponašanje matematički se opisuje kao funkcija vremena (t) ili ugla (θ = ωt), gdje ω predstavlja kutnu frekvenciju.

Impedanca u AC usporedba s DC kolima

• U DC kolima, protivljenje toku dolazi isključivo od otpora (R).

• U AC kolima, protivljenje potječe od:

• Otpor (R)

• Induktivna reaktivnost (XL = 2πfL), gdje L predstavlja induktivnost, a f frekvenciju

• Kapacitivna reaktivnost (XC = 1/(2πfC)), gdje C predstavlja kapacitet

Fazni odnosi u AC sistemima

U AC kolima, tok i napon karakteriziraju se kako po magnitudi tako i po faznom uglu. Njihova faza ovisi o parametrima kola (R, L, C). Sinusoidalne veličine poput napona i toka variraju s sinusu ugla θ, čime su temeljni za analizu AC sistema.

Prednosti sinusoidalnih talasa u proizvodnji struje

Sinusoidalni napon i tok globalno su preferirani za proizvodnju struje zbog:

• Smanjenih gubitaka željeza i bakra u transformatorima i rotirajućim strojevima, što unapređuje učinkovitost.

• Minimaliziranog mešanja s susjednim komunikacijskim sustavima.

• Nižih razina perturbacija u električnim kolima.

Dinamika izmjeničnog napona i toka

Talasni oblik izmjeničnog napona i rezistivnog toka

Talasni oblik izmjeničnog napona kroz vrijeme i tok koji teče kroz otpor (R) u kolu prikazani su ispod:

Vrste AC kola i ključna terminologija
Klasifikacija AC kola

AC kola su kategorizirana prema konfiguraciji njihovih komponenti:

• Čista otpornost (R) kola

• Čista kapacitivnost (C) kola

• Čista induktivnost (L) kola

• RL (otpornost-induktivnost) kombinacije

• RC (otpornost-kapacitivnost) kola

• LC (induktivnost-kapacitivnost) kola

• RLC (otpornost-induktivnost-kapacitivnost) kola

Temeljna terminologija AC kola

• Amplituda:Najveća pozitivna ili negativna vrijednost izmjenične veličine unutar jednog ciklusa, također poznata kao vrhunska ili maksimalna vrijednost. Simbolizirana sa Em/Vm za napon i Im za tok.

• Alternacija:Polovica ciklusa izmjeničnog vala, koja odgovara 180° električki.

• Ciklus:Jedan kompletni set pozitivnih i negativnih vrijednosti izmjenične veličine, ekvivalentan 360° električki.

• Trenutna vrijednost:Magnituda napona ili toka u bilo kojem specifičnom trenutku, označena sa e (napon) ili i (tok).

• Frekvencija (f): Broj ciklusa u sekundi izmjenične veličine, mjerena u hercima (Hz).

• Vremenski period (T):Trajanje u sekundama potrebno da se završi jedan ciklus talasa napona ili toka.

• Valovni oblik:Grafička reprezentacija koja crta trenutne vrijednosti izmjenične veličine (napon/tok) na y-osi u odnosu na vrijeme (t) ili ugao (θ = ωt) na x-osi.

Izmjenični napon periodično mijenja polaritet i magnitudu, dok izmjenični tok prati to - mijenja smjer i amplitudu s vremenom. Kada izmjenični izvor napona spoji se na rezistivni opterećenje (kao što je prikazano ispod), tok teče u jednom smjeru tijekom pozitivne polovice ciklusa i obrće se tijekom negativne polovice ciklusa, odražavajući promjene polariteta izvora.