Vahelduvvool: Definitsioon omadused ja rakendused
Mis on vahelduvvool?
Vahelduvvool (AC) on vahelduvvool, mis muudab oma suunda ja suurust perioodiliselt. Eriti võrreldes pideva voolaga (DC), mis virtub ainult ühes suunas, saab AC kasutada energiakulude väiksemaks jäämiseks pikade kauguste kaudu. AC on ka sellel kujul elektriline energia, mida enamik kodukäsitööriistad ja seadmed kasutavad, kui need on ühendatud seinaplaaniga.
AC lainekuju võib varieeruda lähte ja koormuse sõltuvalt. Kõige levinum lainekuju on sinusoidne lainekuju, mis on sujuv ja sümmeetriline. Muud lainekujud hõlmavad ruutlainekuju, kolmnurklainekuju ja ristkülikuline lainekuju, mis omavad erinevaid omadusi ja rakendusi.
Kuidas mõõdatakse vahelduvvool?
Üks viis AC mõõtmiseks on selle juurde võetav keskmise ruutväärtuse (RMS) kasutamine. RMS väärtus AC lainekuju puhul on ekvivalentne DC väärtus, mis toodaks sama palju soojust vastendis. RMS väärtust saab arvutada, ruutudes AC lainekuju hetkelised väärtused, võttes keskmise ühe tsükli jooksul ja seejärel võttes ruutjuure.
Sinusoidse AC lainekuju RMS väärtus on võrdne tema tippväärtusega jagatud ruutjuurega kahel:
Ruutlainekuju AC RMS väärtus on võrdne tema tippväärtusega:
Kolmnurklainekuju AC RMS väärtus on võrdne tema tippväärtusega jagatud ruutjuurega kolmel:
Ristkülikuline lainekuju AC RMS väärtus on võrdne tema tippväärtusega jagatud ruutjuurega kuuel:
Teine viis AC mõõtmiseks on selle sageduse kasutamine. AC lainekuju sagedus on tsüklite või perioodide arv, mis toimuvad ühe sekundi jooksul. Sageduse mõõtühik on herc (Hz), mis tähendab tsükleid sekundis. Näiteks 60 Hz AC lainekuju lõpetab 60 tsüklit ühe sekundi jooksul.
AC lainekuju sagedus on seotud selle perioodiga, mis on aeg, mis kulub ühe tsükli lõpetamiseks. Perioodi saab arvutada, jagades ühte sekundit sagedusega:
Sagedust saab arvutada, jagades ühte sekundit perioodiga:
Miks kasutatakse vahelduvvoolu?
Vahelduvvool (AC) omab palju eeliseid pideva voolu (DC) ees energiakandmise ja -jaotamise seisukohalt. Mõned nendest eelistest on:
Lihtne genereerimine: AC genereeritakse lihtsalt kirepiirna keeramisel magneetväli või magneeti keeramisel kirepiirna ümber. See ei nõua kommutaatoreid ega rektifikaatoreid, mis on vajalikud DC genereerimiseks.
Pingetraansformeerimine: AC saab lihtsalt tõsta või alandada kasutades traansformeere, mis on seadmed, mis kasutavad elektromagnetilist induktsiooni, et muuta AC voolu ja pingeväärtusi. See võimaldab AC edastada kõrgepinge ja madalvooluna, mis vähendab energiakulude magneetvastuse tõttu joonte kaudu. See võimaldab ka AC edastada erinevatel pinge- ja voolutasemetel erinevate rakenduste ja seadmete jaoks.
Tehisfaktori parandamine: AC tehisfaktorit saab parandada, lisades kondensaatorid või induktorid AC voolule, mis võivad tühistada osa reageeriva võimest. Tehisfaktor on mõõt, mis näitab, kui efektiivselt AC vool kasutab energiat. Madal tehisefaktor tähendab, et mõni energia raiskatakse reageeriva võimu kaudu. Reageeriv võim võib põhjustada pingefluktuatsioone, ülekuuma ja suuremaid kahju AC voolus.
Informatsiooniedastus: AC saab kasutada informatsiooniedastamiseks, nagu hääl või pildid, moduleerides selle amplituudi, sagedust või faasi. Nii edastatakse raadio-, televiisi- ja mobiilsignale elektrijuhtmete või õhus kaudu.
