Εναλλασσόμενο ρεύμα
Το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα του οποίου το μέγεθος και η κατεύθυνση μεταβάλλονται, σε αντίθεση με το συνεχές ρεύμα, του οποίου η κατεύθυνση παραμένει σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι η κατεύθυνση του ρεύματος που ρέει σε ένα κύκλωμα αντιστρέφεται συνεχώς μπρος-πίσω. Αυτό γίνεται με οποιονδήποτε τύπο πηγής τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος.
Η συνήθης κυματομορφή ενός κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ημιτονοειδές κύμα, επειδή αυτό οδηγεί στην πιο αποδοτική μετάδοση ενέργειας. Ωστόσο, σε ορισμένες εφαρμογές χρησιμοποιούνται διαφορετικές κυματομορφές, όπως τριγωνικά ή τετραγωνικά κύματα. Οι φθηνοί μετατροπείς ισχύος παράγουν τετραγωνικό κύμα με παύση μεταξύ της αλλαγής κατεύθυνσης.
Όταν μιλάμε για εναλλασσόμενο ρεύμα, αναφερόμαστε κυρίως στη μορφή με την οποία η ηλεκτρική ενέργεια παρέχεται σε επιχειρήσεις και κατοικίες. Το εναλλασσόμενο ρεύμα προέρχεται από ένα εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος αλλάζει προς τα πίσω 60 φορές κάθε δευτερόλεπτο (ή 50 φορές σε ορισμένα μέρη του κόσμου). Αυτό συμβαίνει τόσο γρήγορα που μια λάμπα δεν σταματά να λάμπει.
Αλλά τα ηχητικά και ραδιοφωνικά σήματα που μεταφέρονται με ηλεκτρικό καλώδιο είναι επίσης παραδείγματα εναλλασσόμενου ρεύματος. Σε αυτές τις εφαρμογές, ένας σημαντικός στόχος είναι συχνά η ανάκτηση των πληροφοριών που έχουν κωδικοποιηθεί (ή διαμορφωθεί) στο σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος.
Τα φώτα της πόλης σε μια θολή έκθεση με κίνηση. Η αναλαμπή του εναλλασσόμενου ρεύματος κάνει τις γραμμές να είναι διακεκομμένες και όχι συνεχείς.
Ιστορία
Ο Nikola Tesla πειραματίστηκε με τον ηλεκτρικό συντονισμό και μελέτησε διάφορα συστήματα φωτισμού. Εφηύρε έναν επαγωγικό κινητήρα, νέους τύπους γεννητριών και μετασχηματιστών, καθώς και ένα σύστημα μετάδοσης ηλεκτρικής ενέργειας με εναλλασσόμενο ρεύμα.
Ο William Stanley, Jr. σχεδίασε μία από τις πρώτες πρακτικές συσκευές για την αποτελεσματική μεταφορά εναλλασσόμενου ρεύματος μεταξύ απομονωμένων κυκλωμάτων. Χρησιμοποιώντας ζεύγη πηνίων τυλιγμένων σε κοινό πυρήνα σιδήρου, το σχέδιό του, που ονομάζεται επαγωγικόπηνίο, ήταν ένας πρώιμος πρόδρομος του σύγχρονου μετασχηματιστή. Το σύστημα που χρησιμοποιείται σήμερα επινοήθηκε στα τέλη του δέκατου ένατου αιώνα, σε μεγάλο βαθμό από τον Nikola Tesla. Συμβολή είχαν επίσης οι George Westinghouse, Lucien Gaulard, John Dixon Gibbs,Wilhelm Siemens και Oliver Shallenger. Τα συστήματα εναλλασσόμενου ρεύματος ξεπέρασαν τους περιορισμούς του συστήματος συνεχούς ρεύματος που χρησιμοποιούσε ο Τόμας Έντισον για την αποτελεσματική διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.
Ο υδροηλεκτρικός σταθμός Mill Creek κατασκευάστηκε κοντά στο Redlands της Καλιφόρνια το 1893. Σχεδιάστηκε από τον Almirian Decker και χρησιμοποιούσε τριφασική ηλεκτρική ενέργεια 10.000 βολτ, η οποία τελικά έγινε η τυπική μέθοδος για τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας σε όλο τον κόσμο.
Πώς λειτουργεί
Το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι φθηνότερο και ευκολότερο για την κατασκευή ηλεκτρονικών συσκευών. Οι διακόπτες ισχύος για εναλλασσόμενο ρεύμα είναι επίσης φθηνότεροι στην κατασκευή τους. Είναι φθηνότερο από το συνεχές ρεύμα επειδή μπορείτε να αυξήσετε και να μειώσετε το ρεύμα πολύ εύκολα. Το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να χρησιμοποιήσει υψηλές τάσεις με μικρότερο ρεύμα για να μειώσει τις απώλειες όταν στέλνετε ρεύμα. Το εναλλασσόμενο ρεύμα μειώνει τη θέρμανση στα καλώδια. Η ισχύς συνεχούς ρεύματος θα μπορούσε να σταλεί, αλλά θα έχανε πολλή ενέργεια και θα έπρεπε να βάλετε περισσότερη δουλειά για να την στείλετε σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν έχουμε σταθμούς μετασχηματιστών παντού. Το εναλλασσόμενο ρεύμα λειτουργεί με την εναλλαγή του ρεύματος πολλές φορές μπρος-πίσω συνεχώς, ενώ επιστρέφει στην πηγή από την οποία προήλθε.
Σχετικές σελίδες
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC);
A: Το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα του οποίου το μέγεθος και η κατεύθυνση μεταβάλλονται, σε αντίθεση με το συνεχές ρεύμα, του οποίου η κατεύθυνση παραμένει σταθερή.
Ερ: Ποια είναι η συνήθης κυματομορφή ενός κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος;
Α: Η συνήθης κυματομορφή ενός κυκλώματος ισχύος εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ημιτονοειδές κύμα, επειδή αυτό οδηγεί στην πιο αποδοτική μετάδοση ενέργειας.
Ερ: Υπάρχουν διαφορετικές κυματομορφές που χρησιμοποιούνται σε ορισμένες εφαρμογές;
Α: Ναι, σε ορισμένες εφαρμογές χρησιμοποιούνται διαφορετικές κυματομορφές, όπως τριγωνικά ή τετραγωνικά κύματα.
Ερ: Τι είδους κύμα παράγεται από φθηνούς μετατροπείς ισχύος;
Α: Οι φθηνοί μετατροπείς ισχύος παράγουν ένα τετραγωνικό κύμα με μια παύση μεταξύ της αλλαγής κατεύθυνσης.
Ερ: Από πού προέρχεται το εναλλασσόμενο ρεύμα;
Α: Όταν κάποιος μιλάει για εναλλασσόμενο ρεύμα, αναφέρεται κυρίως στη μορφή με την οποία παρέχεται ηλεκτρική ενέργεια σε επιχειρήσεις και κατοικίες, και το εναλλασσόμενο ρεύμα προέρχεται από ένα εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Ερ: Πόσες φορές αλλάζει η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος προς τα πίσω κάθε δευτερόλεπτο;
Α: Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος αλλάζει προς τα πίσω 60 φορές κάθε δευτερόλεπτο (ή 50 φορές σε ορισμένα μέρη του κόσμου).
Ερ: Ποια παραδείγματα σημάτων εναλλασσόμενου ρεύματος μεταφέρονται με ηλεκτρικό καλώδιο;
Α: Τόσο τα ηχητικά όσο και τα ραδιοφωνικά σήματα που μεταφέρονται με ηλεκτρικό καλώδιο είναι παραδείγματα εναλλασσόμενου ρεύματος. Σε αυτές τις εφαρμογές, ένας σημαντικός στόχος είναι συχνά η ανάκτηση των πληροφοριών που είναι κωδικοποιημένες ή διαμορφωμένες στο σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος.
