Променлив ток: Дефиниция, характеристики и приложения
Какво е променлив ток?
Променливият ток (AC) е променлив ток, който периодично променя посоката и големината си. В противовес на постоянния ток (DC), който тече само в една посока, AC може да се използва за предаване на енергия на дълги разстояния с по-малко загуба на енергия. AC е също формата на електрическата енергия, която повечето домашни прибори и устройства използват, когато са подключени към стенна розетка.
Формата на вълната на AC може да варира в зависимост от източника и натоварването. Най-общият вид вълна е синусоидална вълна, която има гладка и симетрична форма. Други видове вълни включват правоъгълни, триъгълни и пиловидни вълни, които имат различни характеристики и приложения.
Как се измерва променливият ток?
Един начин за измерване на AC е чрез използване на неговата средно-квадратична стойност (RMS). Средно-квадратичната стойност на вълната на AC е еквивалентната DC стойност, която би произвела същото количество топлина в резистор. Средно-квадратичната стойност може да бъде изчислена, като се повдигнат моментните стойности на вълната на AC на квадрат, се вземе средната стойност за един цикъл и след това се извлече корен квадратен.
Средно-квадратичната стойност на синусоидалната вълна на AC е равна на нейната връхна стойност, делена на корен квадратен от две:
Средно-квадратичната стойност на правоъгълната вълна на AC е равна на нейната връхна стойност:
Средно-квадратичната стойност на триъгълната вълна на AC е равна на нейната връхна стойност, делена на корен квадратен от три:
Средно-квадратичната стойност на пиловидната вълна на AC е равна на нейната връхна стойност, делена на корен квадратен от шест:
Друг начин за измерване на AC е чрез използване на неговата честота. Честотата на вълната на AC е броят на циклите или периодите, които се случват за една секунда. Единицата за честота е херц (Hz), което означава цикли в секунда. Например, 60 Hz AC вълна завършва 60 цикла за една секунда.
Честотата на вълната на AC е свързана с нейния период, който е времето, необходимо за завършване на един цикъл. Периодът може да бъде изчислен, като се раздели една секунда на честотата:
Честотата може да бъде изчислена, като се раздели една секунда на периода:
Защо се използва променлив ток?
Променливият ток има много предимства над постоянната ток за предаване и разпределение на енергия. Някои от тези предимства са:
Лесно генериране: AC може лесно да бъде генериран, като се върти спирала от жица в магнитно поле или като се върти магнит около спирала от жица. Това не изисква никакви комутатори или выпрямители, които са необходими за генериране на DC.
Напруга трансформация: AC може лесно да бъде увеличен или намален чрез използване на трансформатори, които са устройства, използващи електромагнитна индукция, за да променят напрежението и силата на тока на AC верига. Това позволява на AC да се предава на високи напрежения и ниски строими, което намалява загубата на мощност поради съпротивлението на жиците. Това позволява също така на AC да бъде доставен на различни напрежения и строими за различни приложения и устройства.
