Zein da Aldakorra Indarra

Zer da Alternatiboa?

Alternatiboa elektrizitate sistemaren oinarri gisa funtzionatzen duen elementu bat da, mundu guztiak moldatzen duena modu askotan. Sortzea errazagoa izateagatik, tensio desberdinetara eragindako eta urrunetan transmititzea errazagoa izateagatik, indar elektrikoaren transmitzioko aukera nagusia bihurtu da. Gainera, alternatiboaren abantailak, hala nola gailu desberdinekin konpatibilitatea eta segurtasun ezaugarriak, gure eguneroko bizitzan ordea ezinbestekoa egin ditu.

Elektrizitatearen munduan, bi elektrizitate-fluxu nagusi daude: alternatiboa (AC) eta zuzena (DC). Bi mota hauen arteko bereizketak eta haien aplikazioak eguneroko bizitzan ulertzeko, elektrizitate-ingeneriaren aurrerapenak eta gure inguruko teknologia ulertzeko garrantzitsu da.

Alternatiboa (AC) eta zuzena (DC) elektrizitate-fluxu bi modu desberdin dira zirkuitu batean garatu. AC elektrizitate-fluxua norabide desberdinetan aldatzen den fluxua da, sinusoide itxura duena. Bestalde, DC norabide bakarreko eta konstante fluxua da. Bere natura, funtzionalitatea eta aplikazioen arteko ezberdintasunak elektrizitate-indarraren paisajetan kontraste handia sortzen dute.

AC-ak DC-ren gaineko aukera nagusia da tensio handiagotara eta txikiagotara aldatzea erraza dela, horrela elektrizitatearen transmitziak urrunetan efizientzia handiagoa du. Gehiago, transformatorrek AC tensioa gehitu edo murriztu dezakete, urrunetan transmitzerakoan indarraren galera minimoa sortuz. Aldiz, DC indarra ezin da erraz aldatu, beraz, urrunetan transmitzea adierazgarri gutxiago da.

AC-ren funtzionamendua elektrizitate-fluxuak sortutako magne-tentsio aldatzeko ardatzari dago lotuta. Fluxua norabide desberdinetan aldatzen denean, magne-tentsioak ere aldatzen ditu, zerbitzariroko konduktoreetan tensiorik induzitzen. AC-ren ezaugarri hau generator eta transformatorren funtzionamenduan oinarria da.

AC-a zenbait pertsonai esker sortu daiteke, baina serbian-amerikar nahiz Nikola Tesla, arrakasta handienarekin zehazki creditatzen da. Teslak AC transmitziaren lanak eta indar induktiboen garapena lagundu zituen AC elektrizitate-forma dominante bihurtzeko.

Maiztasunaren terminoetan, 50-hertzeko eta 60-hertzeko alternatibok sekunduko aldiraldietan fluxuaren norabidea aldatzen den aldizketa adierazten dute. AC indarraren maiztasuna munduan aldatzen da, 50 Hz Europako, Asian eta Afrikako zati handietan estandarra izateagatik, 60 Hz Amerika Utzetan. Maiztasun honen aldatzeak gailu eta tresna batzuek funtzionatzeko modua aldatu dezake, beraz, gaitasunei dagokionez maiztasun osoa erabili behar da.

AC-aren DC-ren gaineko abantailak transmitzi efizientea baino luzeago datoz. AC-a sortzea errazagoa da eta elektrizitate-indarraren generazioan erabilera osoa du, horrela eskuragarriago eta kostu txikiagoa bihurtzen da. Gainera, AC sistemetan segurtasuna handiagoa da, beharrezkoa denean errebotatzea erraza baita, elektrizitate-arriskuren murrizketa ematen du. AC-a anbizio handia du, etxeetako tresnak txikiak industrian makine handiak hartzen ditu.

AC-aren sortzea eta transmitzea elektrizitate-indarraren infraestrukturaren osagai garrantzitsuenak dira. AC-a hidroelektriko, termiko eta nuklearrako planta askotan sortzen da, hauek mekaniko energia elektrikoenergiara bihurtzeko generatorrak erabiliz. Sortu ondoren, AC-a transformator, transmitzi-torre eta subestazioen bidez transmititzen da, tensio-mailak erabilpen eta banaketarako doinela aldatuz.

Alternatiboa gure eguneroko bizitzan papel garrantzitsu bat jolatzen du, argiak, ordenagailuak eta etxeetako tresnak bezalako tresnek eta gailu askok indarraren menpekoak direlako. Transformatorrekin konpatibilitatea, sortzea errazagoa eta urrunetan transmitzea gaitasuna moderno elektrizitate-sistemaren oinarri bat dira.

Maiztasunak AC erabilera garrantzitsu bat du. Gailuak eta tresnak herrialde baten indarrarekin konpatibilizatzeko, AC indarraren maiztasunak motor elektrikoen abiadura eta prestazioa eragiten ditu. Maiztasun aldaketak motorrek abiadura desberdinetan funtzionatzen dutela edo kasu batzuetan funtzionamendu gabe jarraitzen dutela ematen du.

Transformatorrek AC sistemen tresna garrantzitsuak dira, tensio-mailak aplikazio desberdinen beharretara egokitzea lortzeko. Hauek magnetismo-indukzioaren printzipioa erabiltzen dute, primario koileko magne-tentsio aldatzen duena sekundario koilean tensiorik induzitzen. Koilen biraka aldatuz, transformatorrek AC indarraren tensioa aplikazioaren beharretara egokitzea lortzen dute.

Alternatiboa eta zuzenaren arteko ezberdintasunak elektrizitate-indarraren paisaje anitz ulertzeko garrantzitsuak dira. Nikola Tesla eta beste inbertsor batzuek AC-aren inbertsioak elektrizitatea sortzeko, transmitzeko eta erabiltzeko modua revolucionatu du. AC-ren ezaugarri eta aplikazioei buruz ulertzeak teknologia eta infraestruktura ulertzen laguntzen digu.

Nola Funzionatzen Da Alternatiboa?

Alternatiboa (AC) zirkuitu batean elektrizitate-fluxuaren norabidea aldatuz funtzionatzen da. Zuzenaren (DC) aurka, norabide konstantean ibiliko balitz, AC norabide desberdinetan aldatzen da. Alde horretatik, sinusoide itxura duen forma baten bidez adierazten da. Hona hemen alternatiboa nola funtzionatzen duen aztertzen dugu.

Sortzea: AC-a indar elektrikoa indarrotz bat erabiliz sortzen da. Generator eta alternatore bezalako tresnarekin mekaniko energia elektrikoenergiara bihurtzen da. Tresnarekin, hililo bat magne-tentsio baten barruan biratzen da edo iman bat hililo estatu finko baten inguruan biratzen da. Biraketa honek magne-tentsioak hililarekin elkarrekintza egiten dio, tensio bat induzitzen eta, ondorioz, elektrizitate-fluxu bat norabide desberdinetan aldatzen duena.

Forma: AC-aren aldatzeko natura forma baten bidez adierazten da, forma honek tensioa edo fluxua denboraaren arabera erakusten du. AC-entzako forma arrunta sinusoidea da, forma karratua edo triangularrak ere izan daitezke. Formaren itxura AC-aren ezaugarriak eta hau elektrizitate-komponente desberdinekin nola interaktuatzen duen determinatzen du.

Maiztasuna: AC-aren maiztasuna parametro garrantzitsua da, hau fluxuak sekundutan osatzen dituen bueltak adierazten ditu. Hertz (Hz) unitatean neurtzen da. 50 Hz eta 60 Hz maiztasun arruntak dira, baina aplikazioaren arabera maiztasun desberdinak erabil daitezke. AC-aren maiztasunak gailu eta tresna konektatuta dagoen indarrarekin erabiltzen diren prestazio eta konpatibilitatea eragiten ditu.

Tensioa eta fluxuaren arteko harremana: AC zirkuituan, tensioa eta fluxua fasean (hau da, gipuen balioetara batera iristen dira) edo fasean (hau da, gipuen balioetara denbora desberdinetan iristen dira) egon daitezke. Tensioa eta fluxuaren arteko fase-harremana AC zirkuituan indarraren bistaratzea eta sistemaaren efizientzia osoan eragin handia izan dezake.

Transformatorrek: AC-aren tensioa erraz aldatu daiteke transformatorekin. Transformatorrek magnetismo-indukzioaren printzipioan oinarritzen dira, primario koileko magne-tentsio aldatzen duena sekundario koilean tensiorik induzitzen. Koilen biraka aldatuz, transformatorrek AC tensioa beharrezkoa denean gehitu edo murriztu dezakete. Tensio-mailak aldatzearen gaitasuna hori AC-a urrunetan transmitzeko egokiagoa bihurtzen du.

Zein da formulak alternatiboa kalkulatzeko?

Denbora edozeinenean alternatiboko fluxuaren balioa kalkulatzeko, fluxuaren amplitudera (balio maximoa) eta maiztasun angeluarra ezagutu behar dituzu. AC zirkuitu bateko fluxu instantaneoa kalkulatzeko formulak orokorra hau da:

i(t) = I_max * sin(ωt + φ)

Non:

i(t) t denboran instantaneoko fluxua da
I_max amplitudera edo fluxu maximoa da
ω (omega) maiztasun angeluarra da, 2πf (non f hertzetan den maiztasuna) bezala kalkulatzen da
t fluxua kalkulatu nahi den denbora-puntu da
φ (phi) fase-angelua da, tensio eta fluxuaren formen arteko fase-desplazamendua kontuan hartzen duena
Gogoratu formula honek sinusoide itxura hartzen duela, AC-en itxura arrunta. Forma sinusoidea ez bada, formula desberdina izango da eta formaaren itxura espesifikoa mendeko izango da.

AC zirkuituetarako balio garrantzitsu bat da fluxu-root-mean-square (RMS), hau fluxu efektiboa neurtzen du. RMS fluxua AC zirkuituetan indarrak kalkulatzeko erabilgarria da eta DC zirkuituetan fluxu konstantea konparatzeko erabil daiteke. Pico fluxutik RMS fluxurako kalkulatzeko formula hau da:

I_RMS = I_max / √2

Non:

I_RMS fluxu-root-mean-squarea da
I_max amplitudera edo fluxu maximoa da
√2 2-ren erro karratua da, hurbilketa 1.414
Formula hauen bidez, fluxu instantaneoko balioa kalkula dezakezu AC forma batean eta fluxu efektiboa edo RMS fluxua zehaztu dezakezu.