Apakah perbezaan utama antara arus AC dan DC dari segi kesan mereka terhadap konduktor kapasitor dan transformer

Perbezaan dalam Impak Arus Alternatif dan Arus Terus terhadap Penghantar, Kapasitor, dan Transformator

Kesan arus alternatif (AC) dan arus terus (DC) terhadap penghantar, kapasitor, dan transformator berbeza secara signifikan, utamanya dalam aspek-aspek berikut:

Impak terhadap Penghantar

• Efek Kulit: Dalam litar AC, disebabkan oleh induksi elektromagnetik, arus cenderung mengalir di dekat permukaan penghantar, fenomena yang dikenali sebagai efek kulit. Ini mengakibatkan penurunan luas keratan rentas penghantar yang berkesan, peningkatan rintangan, dan dengan itu lebih banyak kehilangan tenaga. Dalam litar DC, arus tersebar merata sepanjang keratan rentas penghantar, mengelakkan efek kulit.

• Efek Proksimiti: Apabila penghantar berada dekat dengan penghantar lain yang membawa arus, AC menyebabkan arus didistribusikan semula, menghasilkan efek proksimiti. Ini meningkatkan rintangan penghantar dan memperkenalkan kehilangan tenaga tambahan. DC tidak dipengaruhi oleh fenomena ini.

Impak terhadap Kapasitor

• Pengisian dan Penyalaan: AC menyebabkan kapasitor mengisi dan menyala secara berkala, dengan voltan dan arus bersudut 90 darjah. Ini membolehkan kapasitor menyimpan dan melepaskan tenaga serta menunjukkan impedans rendah untuk isyarat frekuensi tinggi. Dalam litar DC, setelah kapasitor sepenuhnya diisi hingga voltan maksimum, tiada lagi arus mengalir melaluinya.

• Reaktans Kapasitif: Di bawah AC, kapasitor menunjukkan reaktans kapasitif, yang bergantung pada frekuensi dan kapasitansi; frekuensi yang lebih tinggi menghasilkan reaktans yang lebih rendah. Dalam litar DC, kapasitor bertindak sebagai litar terbuka, bermaksud reaktans yang tak terhingga.

Impak terhadap Transformator

• Prinsip Operasi: Transformator beroperasi berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, bergantung pada medan magnet yang berubah untuk mentransfer tenaga. Hanya medan magnet yang berubah dapat menginduksi daya gerak elektromagnet, jadi transformator hanya digunakan dengan AC. DC tidak dapat menghasilkan fluks magnet yang berfluktuasi dalam transformator, membuatnya tidak mampu melakukan perubahan voltan.

• Kehilangan Inti dan Kehilangan Tembaga: Dalam keadaan AC, transformator mengalami kehilangan inti (kehilangan histeresis dan arus eddy) dan kehilangan tembaga (tenaga hilang disebabkan oleh rintangan kumparan). Walaupun DC mengelakkan masalah kehilangan inti, ia tidak dapat berfungsi dengan baik tanpa medan magnet yang berubah.

Kesimpulannya, impak AC dan DC terhadap komponen elektrik ditentukan oleh ciri-ciri masing-masing, seperti frekuensi dan arah. Perbezaan ini menentukan kesesuaian jenis sumber kuasa yang berbeda untuk pelbagai aplikasi dan keperluan teknikal. Dengan memahami perbezaan-perbezaan ini, jurutera dapat merancang dan mengoptimumkan sistem elektrik dengan lebih baik untuk keperluan tertentu.