Wisselstroom: Definisie, Eienskappe, en Toepassings
Wat is Wisselstroom?
Wisselstroom (WS) is 'n wisselstroom wat sy rigting en grootte periodies verander. Anders as gelykstroom (GS), wat slegs in een rigting vloei, kan WS oor langer afstande met minder energieverlies oorgedra word. WS is ook die vorm van elektriese energie wat die meeste huishoudelike toestelle en toestelle gebruik wanneer hulle in 'n muurstopkontak ingesluit word.
Die vorm van die WS-golf kan verskil afhangende van die bronne en belasting. Die mees algemene golfvorm is 'n sinusgolf, wat 'n gladde en simmetriese vorm het. Ander golfvorms sluit vierkantegolwe, driehoeksgolwe, en zaagbladgolwe in, wat verskillende eienskappe en toepassings het.
Hoe word Wisselstroom gemeet?
Een manier om WS te meet is deur die wortelgemiddelde (RMS) waarde daarvan te gebruik. Die RMS waarde van 'n WS-golf is die ekwivalente GS waarde wat dieselfde hoeveelheid hitte in 'n weerstand sou produseer. Die RMS waarde kan bereken word deur die oombliklike waardes van die WS-golf te kwadratiseer, die gemiddelde oor een siklus te neem, en dan die vierkantswortel te neem.
Die RMS waarde van 'n sinusvormige WS-golf is gelyk aan sy piekwaarde verdeel deur die vierkantswortel van twee:
Die RMS waarde van 'n vierkantegolf WS-golf is gelyk aan sy piekwaarde:
Die RMS waarde van 'n driehoeksgolf WS-golf is gelyk aan sy piekwaarde verdeel deur die vierkantswortel van drie:
Die RMS waarde van 'n zaagbladgolf WS-golf is gelyk aan sy piekwaarde verdeel deur die vierkantswortel van ses:
'N Ander manier om WS te meet is deur die frekwensie daarvan te gebruik. Die frekwensie van 'n WS-golf is die aantal siklusse of periodes wat in een sekonde plaasvind. Die eenheid van frekwensie is hertz (Hz), wat siklusse per sekonde beteken. Byvoorbeeld, 'n 60 Hz WS-golf voltooi 60 siklusse in een sekonde.
Die frekwensie van 'n WS-golf is verwant aan sy periode, wat die tyd is wat dit neem vir een siklus om te voltooi. Die periode kan bereken word deur een sekonde deur die frekwensie te deel:
Die frekwensie kan bereken word deur een sekonde deur die periode te deel:
Waarom word Wisselstroom Gebruik?
Wisselstroom het baie voordele bo gelykstroom vir kragsoverdraging en -verspreiding. Sommige van hierdie voordele is:
Gemak van generering: WS kan maklik gegenereer word deur 'n spoel draad in 'n magnetiese veld of deur 'n magneet om 'n spoel draad te roteer. Dit vereis geen kommutators of rektifiers nie, wat vir GS-generering nodig is.
Spanning transformasie: WS kan maklik opgevoer of afgevoer word deur die gebruik van transformers, wat toestelle is wat elektromagnetiese induksie gebruik om die spanning en stroomvlakke van 'n WS-sirkel te verander. Hierdie toestel laat toe dat WS by hoë spannings en lae strome oorgedra word, wat die kragverlies weens die weerstand van die drade verminder. Dit laat ook toe dat WS by verskillende spannings en strome vir verskillende toepassings en toestelle gelever word.
Kragfaktor korreksie: WS kan aangepas word om sy kragfaktor te verbeter, wat 'n maatstaf is van hoe doeltreffend 'n WS-sirkel krag gebruik. Kragfaktor word gedefinieer as die verhouding van werklike krag (die krag wat nuttige werk doen) tot skynbare krag (die produk van spanning en stroom). 'n Lae kragfaktor beteken dat sommige krag as reaktiewe krag (die krag wat tussen die brontoe en die belasting osilleer) verlore gaan. Reaktiewe krag kan spanningfluktuasies, oorverhitting, en verhoogde verliese in 'n WS-sirkel veroorsaak. Kragfaktor kan verbeter word deur kondensatore of
