Strujanje mijenjajuće struje: Definicija svojstva i primjene

Što je izmjenjiv struja

Izmjenjiva struja (AC) je izmjenjiva struja koja redovito mijenja svoju smjer i magnitudu. U suprotnosti s izravnom strujom (DC), koja teče samo u jednom smjeru, AC se može koristiti za prijenos snage na velike udaljenosti s manjom gubitkom energije. AC je također oblik električne energije koji većina kućanskih uređaja i naprava koristi kada su spojeni u zidnu utičnicu.

Oblik vala AC može varirati ovisno o izvoru i opterećenju. Najčešći oblik vala je sinusni val, koji ima glatki i simetričan oblik. Ostali oblici valova uključuju kvadratne valove, trokutaste valove i valove s pilolikim oblikom, koji imaju različite karakteristike i primjene.

Kako se mjeri izmjenjiva struja?

Jedan način mjerenja AC-a je upotrebom njegove vrijednosti efektivne srednje vrijednosti (RMS). Vrijednost RMS vala AC je ekvivalentna DC vrijednost koja bi proizvela istu količinu topline u otporu. Vrijednost RMS može se izračunati kvadriranjem trenutnih vrijednosti vala AC, uzimanjem prosjeka tijekom jednog ciklusa, a zatim uzimanjem kvadratnog korijena.

Vrijednost RMS sinusnog vala AC jednaka je njegovoj vrhovnoj vrijednosti podijeljenoj s kvadratnim korijenom od dva:

Vrijednost RMS kvadratnog vala AC jednaka je njegovoj vrhovnoj vrijednosti:

Vrijednost RMS trokutastog vala AC jednaka je njegovoj vrhovnoj vrijednosti podijeljenoj s kvadratnim korijenom od tri:

Vrijednost RMS vala s pilolikim oblikom jednaka je njegovoj vrhovnoj vrijednosti podijeljenoj s kvadratnim korijenom od šest:

Još jedan način mjerenja AC-a je upotrebom njegove frekvencije. Freqvenca vala AC predstavlja broj ciklusa ili perioda koji se događaju u jednoj sekundi. Jedinica za frekvenciju je herc (Hz), što znači ciklusi po sekundi. Na primjer, 60 Hz val AC završava 60 ciklusa u jednoj sekundi.

Frekvencija vala AC povezana je s njegovim periodom, koji predstavlja vrijeme potrebno za završetak jednog ciklusa. Period se može izračunati dijeljenjem jedne sekunde s frekvencijom:

Frekvencija se može izračunati dijeljenjem jedne sekunde s periodom:

Zašto se koristi izmjenjiva struja?

Izmjenjiva struja ima mnoge prednosti nad izravnom strujom za prijenos i distribuciju snage. Neki od tih prednosti su:

• Lakost generiranja: AC lako se može generirati rotacijom zavojnice žice u magnetskom polju ili rotacijom magnetskog materijala oko zavojnice žice. To ne zahtijeva komutatore ili rektifikatore, koje treba za generiranje DC.

• Napon transformacija: AC lako se može povećati ili smanjiti upotrebom transformatora, koji su uređaji koji koriste elektromagnetsku indukciju kako bi promijenili naponske i strujne razine u AC krugu. To omogućuje prijenos AC-a na visokim naponima i niskim strujama, što smanjuje gubitke snage zbog otpornosti žica. Također omogućuje dostavu AC-a na različitim naponima i strujama za različite primjene i uređaje.

• Faktor snage korekcija: AC se može prilagoditi kako bi se poboljšao njegov faktor snage, što je mjera kako učinkovito AC krug koristi snagu. Faktor snage definira se kao omjer stvarne snage (snaga koja obavlja korisni rad) i aparentne snage (proizvod napona i struje). Niski faktor snage znači da se neka snaga gubi kao reaktivna