جریان متناوب: تعریف، ویژگی ها و کاربردها

چه می‌باشد جریان متناوب؟

جریان متناوب (AC) یک جریان الکتریکی است که جهت و مقدار آن به طور دوره‌ای تغییر می‌کند. برخلاف جریان مستقیم (DC) که فقط در یک جهت جریان دارد، AC می‌تواند برای انتقال انرژی در فواصل طولانی با کمترین ضرر انرژی استفاده شود. AC همچنین شکل انرژی الکتریکی است که بیشتر دستگاه‌ها و وسایل خانگی زمانی که به دیوار وصل می‌شوند استفاده می‌کنند.

شکل موج AC می‌تواند بسته به منبع و بار متفاوت باشد. شکل موج رایج‌ترین آن یک موج سینوسی است که شکلی صاف و متقارن دارد. موج‌های دیگر شامل موج‌های مربعی، مثلثی و دندانه‌ای هستند که ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی دارند.

چگونه جریان متناوب اندازه‌گیری می‌شود؟

یکی از روش‌های اندازه‌گیری AC استفاده از مقدار میانگین مربعات (RMS) آن است. مقدار RMS یک موج AC معادل مقدار DC است که مقدار گرمای مشابهی را در یک مقاومت تولید می‌کند. مقدار RMS می‌تواند با مجذور کردن مقادیر لحظه‌ای موج AC، محاسبه میانگین آنها در یک دوره و سپس گرفتن ریشه دوم محاسبه شود.

مقدار RMS یک موج سینوسی AC برابر با مقدار قله‌ای آن تقسیم بر ریشه دوم دو است:

مقدار RMS یک موج مربعی AC برابر با مقدار قله‌ای آن است:

مقدار RMS یک موج مثلثی AC برابر با مقدار قله‌ای آن تقسیم بر ریشه دوم سه است:

مقدار RMS یک موج دندانه‌ای AC برابر با مقدار قله‌ای آن تقسیم بر ریشه دوم شش است:

روش دیگری برای اندازه‌گیری AC استفاده از فرکانس آن است. فرکانس یک موج AC تعداد دورها یا دوره‌هایی است که در یک ثانیه اتفاق می‌افتد. واحد فرکانس هرتز (Hz) است که به معنای دور در ثانیه است. به عنوان مثال، یک موج AC با فرکانس 60 Hz در یک ثانیه 60 دور را تکمیل می‌کند.

فرکانس یک موج AC با دوره آن مرتبط است که زمانی است که یک دور کامل می‌شود. دوره می‌تواند با تقسیم یک ثانیه بر فرکانس محاسبه شود:

فرکانس می‌تواند با تقسیم یک ثانیه بر دوره محاسبه شود:

چرا جریان متناوب استفاده می‌شود؟

جریان متناوب برای انتقال و توزیع انرژی نسبت به جریان مستقیم مزایای زیادی دارد. برخی از این مزایا عبارتند از:

• سهولت تولید: AC می‌تواند به راحتی با چرخاندن یک سیم پیچ در یک میدان مغناطیسی یا با چرخاندن یک مغناطیس حول یک سیم پیچ تولید شود. این کار نیازی به کموناتورها یا مستقیم‌سازها ندارد که برای تولید DC لازم است.

• ولتاژ تبدیل: AC می‌تواند به راحتی با استفاده از ترانسفورماتورها که دستگاه‌هایی هستند که از القای الکترومغناطیسی برای تغییر ولتاژ و جریان یک مدار AC استفاده می‌کنند، بالا یا پایین برده شود. این امر اجازه می‌دهد تا AC با ولتاژ بالا و جریان کم منتقل شود که باعث کاهش ضرر انرژی به دلیل

  انعام