Váltó áram: Definíció tulajdonságok és alkalmazások

Mi az alternátoros áram?

Az alternátoros áram (AC) egy olyan elektromos áram, amely rendszeresen változtatja irányát és nagyságát. Az irányított áram (DC) ellenére, ami csak egy irányban folyik, az AC használható hosszú távolságokon történő energiaátvitelhez kevesebb energiaveszteséggel. Az AC az is, amit a legtöbb háztartási eszköz és készülék használ, amiket a falra csatlakoztatnak.

Az AC hullámforma változhat a forrás és a terhelés alapján. A leggyakoribb hullámforma a szinusz hullám, amely sima és szimmetrikus formájú. Ezen felül léteznek négyzetes, háromszög alakú és függőleges hullámformák, melyek különböző jellemzőkkel és alkalmazásokkal rendelkeznek.

Hogyan mérhető az alternátoros áram?

Egy módja az AC mérésének a gyökérközép (RMS) értékének használata. Az RMS érték egy AC hullámformának az az DC ekvivalens értéke, ami ugyanannyi hőt termelne egy ellenállásban. Az RMS értéket úgy számoljuk, hogy a pillanatnyi értékeket négyzetre emeljük, átlagoljuk egy ciklusban, majd a négyzetgyökét vesszük.

A szinusz alakú AC hullámforma RMS értéke egyenlő a csúcsértékének osztva a kettő négyzetgyökével:

A négyzet alakú AC hullámforma RMS értéke egyenlő a csúcsértékével:

A háromszög alakú AC hullámforma RMS értéke egyenlő a csúcsértékének osztva a három négyzetgyökével:

A függőleges AC hullámforma RMS értéke egyenlő a csúcsértékének osztva a hat négyzetgyökével:

Egy másik módja az AC mérésének a frekvencia használata. Az AC hullámforma frekvenciája a ciklusok vagy periódusok száma, ami bekövetkezik egy másodpercen belül. A frekvencia egysége a herc (Hz), ami ciklusokat jelent másodpercenként. Például, egy 60 Hz AC hullámforma 60 ciklust végez el egy másodpercen belül.

Az AC hullámforma frekvenciája kapcsolódik a periódushoz, ami a ciklus befejezéséhez szükséges idő. A periódust úgy számoljuk, hogy egy másodpercet osztunk a frekvenciával:

A frekvenciat úgy számoljuk, hogy egy másodpercet osztunk a periódussal:

Miért használják az alternátoros áramot?

Az alternátoros áram sok előnnyel bír a hajtóművelet és a továbbítás szempontjából az irányított árramhoz képest. Néhány ezek közül:

• Könnyű generálás: Az AC könnyen generálható egy drótkarika forgatásával egy mágneses mezőben vagy egy mágnes forgatásával egy drótkarika körül. Ez nem igényel kommutátort vagy rectifikátort, amire a DC generálás során szükség van.

• Feszültség transzformáció: Az AC könnyen léphet fel vagy le egy transzformátor segítségével, ami elektromos indukciót használ az AC kör feszültségi és áram szintjeinek megváltoztatására. Ez lehetővé teszi, hogy az AC magas feszültségen és alacsony árammal legyen továbbítva, ami csökkenti a vezetékek ellenállása miatti energia elvesztést. Ezen felül lehetővé teszi, hogy az AC különböző feszültségen és árammal legyen ellátva különböző alkalmazásokhoz és eszközökhöz.

• Teljesítmény tényező korrekció: Az AC teljesítménytényezőjét javíthatjuk, ami a teljesítmény használatának hatékonyságát méri. A teljesítménytényező definíciója a valós tel