Vad är skillnaden mellan växelström och likström?

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





I dagens värld är elektricitet viktigast bredvid syret i människan. När elen uppfanns har många förändringar skett genom åren. Den mörka planeten förvandlades till en ljusplanet. I själva verket gjorde det livet så enkelt under alla omständigheter. Alla enheter, industrier, kontor, hus, teknik, datorer körs på el. Här kommer energi att finnas i två former, dvs. växelström (AC) och likström (DC) . Om dessa strömmar och skillnaden mellan växelström och likström kommer att diskuteras i detalj, dess grundläggande funktion och användningen av den. Dess egenskaper diskuteras också i en tabellkolumn.

Skillnad mellan AC och DC

Elflödet kan göras på två sätt som växelström (växelström) och likström (likström). Elektricitet kan definieras som strömmen av elektroner genom en ledare, såsom en ledning. Huvudskillnaden mellan AC och DC ligger främst i den riktning elektronerna levererar. I likström kommer elektronflödet att vara i en enda riktning och i växelströmmen kommer elektronflödet att ändra sina riktningar som att gå framåt och sedan gå bakåt. Skillnaden mellan växelström och likström innefattar främst följande




Skillnad mellan AC och DC

Skillnad mellan AC och DC

Växelström (AC)

Växelström definieras som laddningsflödet som ändrar riktning periodiskt. Det erhållna resultatet blir, spänningsnivån går också om tillsammans med strömmen. I grund och botten används AC för att leverera kraft till industrier, hus, kontorsbyggnader etc.



Källa till växelström

Källa till växelström

Generering av AC

AC produceras med hjälp av kallad en generator. Den är utformad för att producera växelström. Inuti ett magnetfält snurras en trådslinga, från vilken inducerad ström kommer att strömma längs ledningen. Här kan trådens rotation komma från vilket som helst medel, dvs från en ångturbin, strömmande vatten, en vindturbin och så vidare. Detta beror på att tråden snurrar och går in i olika magnetiska polariteter regelbundet, varandra och strömmen växlar i tråden.

Generering av alternativ ström

Generering av alternativ ström

Från detta kan den genererade strömmen ha många vågformer som sinus, kvadrat och triangel. Men i de flesta fall föredras sinusvågen eftersom den är lätt att generera och beräkningar kan göras med lätthet. Resten av vågen kräver emellertid en ytterligare anordning för att konvertera dem till respektive vågformer eller så måste utrustningsformen ändras och beräkningarna blir för svåra. Beskrivningen av Sinus-vågformen diskuteras nedan.

Beskriva en sinusvåg

Generellt kan AC-vågformen lätt förstås med hjälp av matematiska termer. För denna sinusvåg är de tre saker som krävs amplitud, fas och frekvens.


Genom att titta på bara spänning kan en sinusvåg beskrivas som nedanstående matematiska funktion:

V (t) = VPSin (2πft + Ø)

V (t): Det är en funktion av tid en spänning. Detta betyder att när tiden ändras förändras också vår spänning. I ovanstående ekvation beskriver termen som är rätt för likhetstecknet hur spänningen förändras över tiden.

VP: Det är amplituden. Detta anger hur maximal spänning sinusvågen kan nå i vardera riktningen, dvs. -VP volt, + VP volt, eller någonstans däremellan.

Funktionen av sin () anger att spänningen kommer att vara i form av en periodisk sinusvåg och fungerar som en jämn svängning vid 0V.

Här är 2π konstant. Den omvandlar frekvensen från cykler i hertz till vinkelfrekvens i radianer per sekund.

Här beskriver f sinusvågfrekvensen. Detta kommer att vara i form av enheter per sekund eller hertz. Frekvensen visar hur många gånger en viss vågform uppträder inom en sekund.

Här är t en beroende variabel. Det mäts i sekunder. När tiden varierar varierar också vågformen.

Φ beskriver sinusvågens fas. Fasen definieras som hur vågformen förskjuts med avseende på tid. Det mäts i grader. Sinusvågens periodiska karaktär förskjuts med 360 °, den blir samma vågform när den förskjuts med 0 °.

För ovanstående formel läggs realtidsapplikationsvärdena till genom att ta USA som referens

Root mean square (RMS) är ett annat litet koncept som hjälper till att beräkna elkraften.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

Tillämpningar av AC

  • Hem- och kontorsuttag används AC.
  • Att generera och överföra växelström för långa sträckor är enkelt.
  • Mindre energi går förlorat i elektrisk kraftöverföring för höga spänningar (> 110kV).
  • Högre spänningar innebär lägre strömmar, och för lägre strömmar genereras mindre värme i kraftledningen vilket uppenbarligen beror på lågt motstånd.
  • AC kan enkelt omvandlas från högspänning till lågspänning och vice versa med hjälp av transformatorer.
  • Nätström elektriska motorer .
  • Det är också användbart för många stora apparater som kylskåp, diskmaskiner etc.
  • Likström

Likström (DC) är rörelsen för elektriska laddningsbärare, dvs. elektroner i ett enkelriktat flöde. I DC kommer strömens intensitet att variera med tiden, men rörelseriktningen förblir densamma hela tiden. Här kallas DC en spänning vars polaritet aldrig vänder.

DC-källa

I en likströmskrets kommer elektroner från minus- eller negativpolen och rör sig mot plus- eller pluspolen. Några av fysikerna definierar DC när den går från plus till minus.

DC-källa

DC-källa

Generellt produceras den grundläggande källan för likström av batterier, elektrokemiska och solceller. Men AC är mest föredraget över hela världen. I det här scenariot kan AC konverteras till DC. Detta kommer att ske i flera steg. Inledningsvis strömförsörjningen består av en transformator, som senare konverterades till DC med hjälp av en likriktare. Det förhindrar strömflödet från att vända och ett filter används för att eliminera strömpulsationer i likriktarens utgång. Det är fenomenet hur AC omvandlas till DC

Exempel på ett uppladdningsbart batteri

För att all elektronisk maskinvara och datorhårdvara ska fungera behöver de likström. Det mesta av halvledarutrustningen kräver ett spänningsintervall mellan 1,5 och 13,5 volt. Nuvarande krav varierar beroende på vilka enheter som används. Till exempel intervallet från praktiskt taget noll för ett elektroniskt armbandsur till mer än 100 ampere för en radioförstärkare. Utrustning som använder, en högeffektiv radio- eller sändningssändare eller TV eller en CRT-skärm (katodstrålerör) eller vakuumrör kräver från cirka 150 volt till flera tusen volt DC.

Exempel på ett uppladdningsbart batteri

Exempel på ett uppladdningsbart batteri

Huvudskillnaden mellan AC och DC diskuteras i följande jämförelsediagram

S NejParametrarVäxelströmLikström

1

Mängden energi som kan transporterasDet är säkert att överföra längre sträckor och ger mer kraft.Praktiskt taget kan DC-spänningen inte gå så långt förrän den börjar tappa energi.

två

Orsaken till elektronernas flödesriktningDet betecknas roterande magnet längs tråden.Det betecknas stadig magnetism längs tråden

3

FrekvensFrekvensen för växelström är antingen 50Hz eller 60Hz beroende på land.Frekvensen för likström är noll.

4

RiktningDen vänder sin riktning medan den flyter i en krets.Den flyter bara i en riktning i kretsen.

5

NuvarandeDet är strömstyrkan som varierar med tidenDet är strömmen av konstant storlek.

6

Flöde av elektronerHär kommer elektroner att fortsätta byta riktning - framåt och bakåt.Elektroner rör sig stadigt i en riktning eller 'framåt'.

7

Tagen frånTillgångskällan är A.C Generator och elnätet.Tillgänglighetskällan är antingen Cell eller Batteri.

8

Passiva parametrarDet är impedans.Endast motstånd

9

EffektfaktorDet ligger i grund och botten mellan 0 och 1.Det kommer alltid att vara 1.

10

TyperDet kommer av olika typer som sinusformad, fyrkantig trapetsformad och triangulär.Det kommer att vara rent och pulserande.

Viktiga skillnader mellan växelström (AC) och likström (DC)

De viktigaste skillnaderna mellan AC och DC inkluderar följande.

  • Strömningsflödets riktning kommer att ändras vid normalt tidsintervall, då är den här typen av ström känd växelström eller växelström medan likströmmen är enkelriktad, eftersom den bara flyter i en enda riktning.
  • Flödet av laddningsbärare i en växelström kommer att strömma genom att vrida en spole i magnetfältet, annars vrider ett magnetfält i en orörlig spole. I DC kommer laddningsbärarna att flyta genom att hålla magnetismen stabil tillsammans med ledningen.
  • Frekvensen för växelströmmen varierar från 50 hertz till 60 hertz baserat på landets standard, medan DC-frekvensen alltid förblir noll.
  • PF (effektfaktor) för växelström ligger mellan 0 till 1, medan likströmsfaktorn alltid förblir en.
  • Generering av växelström kan ske med en generator medan DC kan genereras genom batteri, celler och generator.
  • AC-belastningen är resistiv induktiv, annars kapacitiv medan DC-belastningen alltid är resistiv.
  • Den grafiska representationen av en växelström kan göras genom olika ojämna vågformer som periodisk, triangulär, sinus, fyrkant, sågtand, etc medan likströmmen representeras genom den raka linjen.
  • Överföringen av växelström kan ske över långa sträckor genom vissa förluster, medan DC överför med små förluster över extremt långa sträckor.
  • Omvandlingen av växelström till likström kan göras med en likriktare medan växelriktaren används för att omvandla från likström till växelström.
  • Generering och överföring av växelström kan ske med några få stationer medan DC använder fler transformatorstationer.
  • Tillämpningarna för växelström inkluderar fabriker, hushåll, industrier, etc medan DC används i blixtbelysning, elektronisk utrustning, galvanisering, elektrolys, hybridfordon och växling av fältlindningen i rotorn.
  • DC är mycket farligt jämfört med AC. I växelström är strömmen med strömens storlek stor och låg vid normalt tidsintervall medan storleken i DC också kommer att vara densamma. När människokroppen väl är chockad kommer växelströmmen att komma in och gå ut från människokroppen vid ett normalt tidsintervall medan DC kontinuerligt kommer att besvära människokroppen.

Vilka är fördelarna med AC över DC?

De viktigaste fördelarna med AC jämfört med DC inkluderar följande.

  • Växelström är inte dyr och genererar strömmen enkelt jämfört med likström.
  • Utrymmet som är inneslutet med växelström är mer än DC.
  • I växelström är strömförlusten mindre vid överföring jämfört med likström.

Varför är växelspänningen vald över likspänningen?

Huvudskälen till att välja växelspänning över likspänning inkluderar främst följande.
Förlusten av energi vid överföring av växelspänningen är låg jämfört med likspänningen. När transformatorn är på något avstånd är installationen väldigt enkel. Fördelen med växelspänning är att öka och öka spänningen efter behov.

AC & DC Origins

Ett magnetfält nära en tråd kan orsaka flöden av elektroner på ett enda sätt genom ledningen, eftersom de avvisas från den negativa delen av en magnet och lockas i riktning mot den positiva delen. På detta sätt etablerades strömmen från ett batteri, vilket erkändes genom Thomas Edisons arbete. Växelströmsgeneratorer bytte sakta Edisons DC-batterisystem eftersom AC är mycket säkert för att överföra kraft över långa sträckor för att generera mer kraft.

Forskaren, nämligen Nikola Tesla, har använt en roterande magnet i stället för att gradvis applicera magnetismen genom tråden. När magneten väl lutats i en enda riktning kommer elektronerna att flyta i riktning mot det positiva, men när magnetens riktning vrids, kommer elektronerna också att vridas.

Tillämpningar av AC & DC

AC används för att fördela kraft och det innehåller många fördelar. Detta kan enkelt konverteras till andra spänningar med hjälp av en transformator eftersom transformatorer inte använder DC.

Vid hög spänning, när strömmen överförs, blir det mindre förlust. Till exempel har en 250V strömförsörjning 1 Ω motstånd och 4 ampere effekt. Eftersom effekt, watt är lika med volt x ampere, så den effekt som transporteras kan vara 1000 watt medan effektförlusten är I2 x R = 16 watt.

AC används genom överföring av HV-effekt.

Om en spänningsledning har en effekt på 4 ampere men den har en 250 kV, har den en effekt på 4 ampere, men effektförlusten är densamma, men hela överföringssystemet bär 1 MW och 16 watt är ungefär obetydlig förlust.

Likström används i batterier, vissa elektroniska och elektriska apparater och solpaneler.
Formler för växelström, spänning, motstånd och effekt

Formlerna för växelström, spänning, motstånd och effekt diskuteras nedan.

AC-ström

Formeln för 1-fas växelströmskretsar är

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

Formeln för 3-fas växelströmskretsar är

I = P / √3 * V * Cosθ

Växelspänning

För 1-fas växelströmskretsar är växelspänningen

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

För 3-fas växelströmskretsar är växelspänningen

För stjärnanslutning, VL = √3 EPH annars VL = √3 VPH

För deltaanslutning, VL = VPH

AC-motstånd

Vid induktiv belastning är Z = √ (R2 + XL2)

Vid kapacitiv belastning är Z = √ (R2 + XC2)

I båda fallen som kapacitiv och induktiv Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Nätström

För 1-fas växelströmskretsar, P = V * I * Cosθ

Aktiv effekt för 3-fas växelströmskretsar

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Responsiv kraft

Q = V I * Sinθ

VAR = √(VA2 – P2) & kVAR = √ (kVA2 – kW2)

Tydlig kraft

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Komplex kraft

S = V I

För induktiv belastning, S = P + jQ

För kapacitiv belastning, S = P - jQ

Formler för likström, spänning, motstånd och effekt

Formlerna för likström, spänning, motstånd och effekt diskuteras nedan.

DC-ström

Likströmsekvationen är I = V / R = P / V = ​​√P / R

DC-spänning

Likspänningsekvationen är

V = I * R = P / I = √ (P x R)

DC-motstånd

Likströmsmotståndsekvationen är R = V / I = P / I2 = V2 / P

DC-ström

Likströmsekvationen är P = IV = I2R = V2 / R

Från ovanstående AC & DC ekvationer, var

Från ovanstående ekvationer, var

”I” är nuvarande åtgärder i A (Amperes)

'V' är spänningsmått i V (volt)

'P' är effektåtgärder i watt (W)

'R' är motståndsmått i Ohm (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (effektfaktor)

'Z' är impedans

”IPh” är fasström

”IL” är linjeström

'VPh' är fasspänningen

'VL' är linjespänning

'XL' = 2πfL, är en induktiv reaktans, där 'L' är en induktans inom Henry.

'XC' = 1 / 2πfC, är den kapacitiva reaktansen, där 'C' är kapacitans inom Farads.

Varför använder vi AC i våra hem?

Strömförsörjningen som används i våra hem är växelström eftersom vi kan ändra växelström helt enkelt med hjälp av transformatorn. Högspänning upplever extremt låg energiförlust i ledningen eller kanalerna för lång transmission och spänningen minskas för att användas säkert hemma med hjälp av nedstegstransformatorn.

Förlusten av ström i ledningen kan ges som L = I2R

Var

'L' är förlusten av makt

'Jag' är strömmen

'R' är motståndet.

Överföring av kraft kan ges genom förhållandet liknande P = V * I

Var

'P' är makten

'V' är spänningen

När spänningen ökar blir strömmen mindre. Så här kan vi överföra lika kraft genom att minska effektförlusten eftersom högspänning ger den mest utmärkta prestandan. Så på grund av denna anledning används AC i hem i stället för DC.

Överföring av högspänning kan också ske via likström, men det är inte lätt att minska spänningen för säker användning hemma. För närvarande används avancerade likströmsomvandlare för att minska likspänningen.

I den här artikeln Vad är skillnaden mellan växelström och likström förklaras i detalj. Jag hoppas att varje punkt förstås tydligt om växelström, likström, vågformer, ekvationen, skillnader mellan växelström och likström i tabellkolumner tillsammans med deras egenskaper. Fortfarande inte kan förstå något av ämnena i artiklarna eller för att genomföra de senaste elprojekten , gärna ställa en fråga i kommentarfältet nedan. Här är en fråga till dig, vad är effektfaktorn för en växelström?

Fotokrediter: