Vekselstrøm: Definition, egenskaber og anvendelser
Hvad er Alternativ Strøm?
En alternativ strøm (AC) er en elektrisk strøm, der periodisk ændrer retning og størrelse. I modsætning til direkte strøm (DC), som kun flyder i én retning, kan AC anvendes til at overføre energi over lange afstande med mindre energitab. AC er også den form for elektrisk energi, som de fleste husholdningsapparater og -enheder bruger, når de er tilsluttet et stikkontakt.
Formen af AC-bølgeformen kan variere afhængigt af kilden og belastningen. Den mest almindelige bølgeform er en sinusbølge, der har en glat og symmetrisk form. Andre bølgeformer inkluderer kvadratbølger, trekantbølger og sagsålbølger, som har forskellige karakteristika og anvendelser.
Hvordan Måles Alternativ Strøm?
En måde at måle AC på er ved at bruge dens effektiv værdi (RMS). Den effektive værdi af en AC-bølgeform er den ekvivalente DC-værdi, der ville producere det samme mængde varme i en modstand. Den effektive værdi kan beregnes ved at kvadrere de øjeblikkelige værdier af AC-bølgeformen, tage gennemsnittet over en cyklus, og derefter tage kvadratroden.
Den effektive værdi af en sinusformet AC-bølgeform er lig med dens topværdi divideret med kvadratroden af to:
Den effektive værdi af en kvadratisk AC-bølgeform er lig med dens topværdi:
Den effektive værdi af en trekantformet AC-bølgeform er lig med dens topværdi divideret med kvadratroden af tre:
Den effektive værdi af en sagsålformet AC-bølgeform er lig med dens topværdi divideret med kvadratroden af seks:
En anden måde at måle AC på er ved at bruge dens frekvens. Frekvensen af en AC-bølgeform er antallet af cykluser eller perioder, der forekommer på ét sekund. Enheden for frekvens er hertz (Hz), hvilket betyder cykluser pr. sekund. For eksempel udfører en 60 Hz AC-bølgeform 60 cykluser på ét sekund.
Frekvensen af en AC-bølgeform er relateret til dens periode, som er den tid, det tager at fuldføre en cyklus. Perioden kan beregnes ved at dividere ét sekund med frekvensen:
Frekvensen kan beregnes ved at dividere ét sekund med perioden:
Hvorfor Bruges Alternativ Strøm?
Alternativ strøm har mange fordele sammenlignet med direkte strøm for energioverførsel og -distributering. Nogle af disse fordele er:
Let generering: AC kan let genereres ved at rotere en spole tråd i et magnetfelt eller ved at rotere en magnet omkring en spole tråd. Dette kræver ikke nogen kommutatorer eller rektificere, som er nødvendige for DC-generering.
Spænding transformation: AC kan let skiftes op eller ned ved at bruge transformatorer, som er enheder, der bruger elektromagnetisk induktion til at ændre spændings- og strømniveauerne i en AC-kreds. Dette gør det muligt at overføre AC på høje spændinger og lave strømme, hvilket reducerer energitabet pga. modstanden i ledninger. Det gør også, at AC kan leveres på forskellige spændinger og strømme til forskellige anvendelser og enheder.
Effekt faktor korrektion: AC kan justeres for at forbedre dens effekt faktor, som er et mål for, hvor effektivt en AC-kreds bruger effekt. Effekt faktor defineres som forholdet mellem virkelig effekt (den effekt, der udfører nyttigt arbejde) og synlig effekt (produktet af spænding og strøm). En lav effekt faktor betyder, at nogen effekt spildes som reaktiv effekt (den effekt, der oscillerer mellem kilden og belastningen). Reactiv effekt kan forårsage spændingsfluktuationer, overophedning og øget tab i en AC-kreds. Effekt faktor kan forbedres ved at tilføje kondensatorer eller
