Kun få er i stand til at indse detAC og DC er forskellige. For ikke at nævne at nævne specifikke forskelle. Formålet med denne artikel er at forklare de vigtigste egenskaber ved disse fysiske mængder, hvad folk kan forstå uden bagage af teknisk viden og også at give nogle grundlæggende begreber i forbindelse med dette problem.
Visualiseringsproblemer
De fleste mennesker er ikke vanskelige at forståmed sådanne begreber som "tryk", "mængde" og "flow", da de i deres daglige liv støder konstant på dem. For eksempel er det let at forstå, at øget strømning af vandende blomster vil øge mængden af vand, der kommer ud af vandslangen, mens stigning af vandtrykket vil få det til at bevæge sig hurtigere og med større kraft.
Elektriske udtryk som "spænding" og"Current" er normalt svært at forstå, da det ikke er muligt at se eller mærke elektricitet, der bevæger sig langs kabler og elektriske kredsløb. Selv en nybegynder elektriker er yderst vanskeligt at visualisere, hvad der sker på molekyliveau, eller endda at forstå klart hvad der for eksempel udgør en elektron. Denne partikel er ud over de menneskelige sensoriske evner, det er umuligt at se og ikke kan røre, undtagen når et bestemt antal af dem ikke passerer gennem menneskekroppen. Først da vil ofret helt sikkert føle dem og opleve, hvad der almindeligvis kaldes elektrisk stød.
Åbn dog kabler og ledningerde fleste mennesker virker helt harmløse, bare fordi de ikke kan se elektroner, bare venter på at følge den mindste modstands vej, som normalt er jorden.
analogi
Det er forståeligt, hvorfor de fleste ikke kanvisualiser hvad der sker inden for almindelige ledere og kabler. At forsøge at forklare, at noget bevæger sig gennem metal, strider mod sund fornuft. På det mest basale niveau er elektricitet ikke så meget forskellig fra vand, så dens grundlæggende begreber er ret lette at forstå, når man sammenligner et elektrisk kredsløb med et VVS-system. Hovedforskellen mellem vand og elektricitet er, at førstnævnte fylder noget, hvis det formår at flygte fra røret, mens sidstnævnte har brug for en leder til at flytte elektroner. Ved at visualisere et rørsystem er det lettere for de fleste at forstå den tekniske terminologi.
Spænding som tryk
Spændingen svarer meget til trykket fra elektroner ogangiver, hvor hurtigt og med hvilken kraft de bevæger sig gennem lederen. Disse fysiske størrelser er ækvivalente i mange henseender, herunder deres forhold til rørledningens styrke. Ligesom for meget tryk bryder et rør, ødelægger eller punkterer for meget spænding afskærmningen af lederen.
Strøm som flow
Strømmen er forbruget af elektroner,angiver hvor mange af dem der bevæger sig langs kablet. Jo højere det er, jo flere elektroner passerer gennem lederen. Ligesom en stor mængde vand kræver tykkere rør, kræver højere strømme tykkere kabler.
Brug af vandkredsmodellen tilladerforklar også mange andre udtryk. For eksempel kan kraftgeneratorer betragtes som vandpumper, og en elektrisk belastning kan betragtes som en vandmølle, som kræver, at vandstrømmen og trykket roterer. Selv elektroniske dioder kan betragtes som vandventiler, der kun tillader vand at strømme i en retning.
D.C
Hvad er forskellen mellem konstant og variabelaktuelt, bliver det allerede klart af navnet. Den første er bevægelsen af elektroner i en retning. Det er meget let at visualisere det ved hjælp af vandkredsmodellen. Det er nok at forestille sig, at vand strømmer gennem røret i en retning. Almindelige DC-genererende enheder er solceller, batterier og dynamoer. Næsten enhver enhed kan designes til at blive drevet af en sådan kilde. Dette er næsten det eksklusive domæne for lavspændings- og bærbar elektronik.
Jævnstrøm er ret enkel og overholder Ohms lov: U = I × R. Belastningskraft måles i watt og er lig med: P = U × I.
På grund af enkle ligninger og adfærd er konstantenstrøm er relativt let at forstå. De første kraftoverførselssystemer udviklet af Thomas Edison tilbage i det 19. århundrede brugte kun det. Forskellen i vekselstrøm og jævnstrøm blev imidlertid snart tydelig. Overførslen af sidstnævnte over betydelige afstande var ledsaget af store tab, så efter et par årtier blev det erstattet af et mere rentabelt system (udviklet af Nikola Tesla).
På trods af det faktum, at kommercielle strømnetværk overaltplaneter bruger i øjeblikket vekselstrøm, det ironiske er, at teknologiske fremskridt har gjort transmission af højspændings jævnstrøm over meget lange afstande og under ekstreme belastninger mere effektiv. Som f.eks. Bruges ved tilslutning af separate systemer, såsom hele lande eller endda kontinenter. Dette er en anden forskel mellem AC og DC. Førstnævnte bruges dog stadig i kommercielle lavspændingsnetværk.
DC og AC: forskellen i produktion og brug
Hvis vekselstrømmen er meget lettere at producere medved hjælp af en generator, der bruger kinetisk energi, kan batterierne kun generere konstant. Derfor dominerer sidstnævnte strømforsyningskredsløb til lavspændingsenheder og elektronik. Batterier kan kun oplades fra jævnstrøm, så vekselstrømforsyningen afhjælpes, når batteriet er hoveddelen af systemet.
Et udbredt eksempel erethvert køretøj - motorcykel, bil og lastbil. Generatoren installeret på dem genererer en vekselstrøm, der øjeblikkeligt konverteres til jævnstrøm ved hjælp af en ensretter, da der er et batteri i strømforsyningssystemet, og de fleste elektronik kræver konstant spænding for at fungere. Solceller og brændselsceller producerer også kun jævnstrøm, som derefter kan konverteres til vekselstrøm om nødvendigt ved hjælp af en enhed kaldet en inverter.
Bevægelsesretning
Dette er et andet eksempel på forskellen mellem DC ogvekselstrøm. Som navnet antyder, er sidstnævnte en strøm af elektroner, der konstant ændrer retning. Siden slutningen af det 19. århundrede er sinusformet vekselstrøm blevet brugt i næsten alle husholdnings- og industrielle elektriske applikationer rundt om i verden, fordi det er lettere at få og meget billigere at distribuere, undtagen i meget få tilfælde af langdistancetransmission, hvor strømtab nødvendiggør brug af de nyeste højspændings DC-systemer.
AC har en anden storfordel: det gør det muligt at returnere energi fra forbrugspunktet tilbage til nettet. Dette er meget gavnligt i bygninger og strukturer, der producerer mere energi, end de bruger, hvilket er meget muligt, når man bruger alternative kilder såsom solpaneler og vindmøller. Det faktum, at vekselstrøm muliggør tovejs strømforsyning, er en væsentlig årsag til populariteten og tilgængeligheden af alternative strømforsyninger.
frekvens
Når det kommer til teknisk niveau, atDesværre bliver det svært at forklare, hvordan vekselstrømmen fungerer, da vandkretsmodellen ikke passer helt. Det er dog muligt at visualisere et system, hvor vand hurtigt ændrer sin strømningsretning, selvom det ikke er klart, hvordan det vil gøre noget nyttigt. Vekselstrøm og spænding ændrer konstant deres retning. Ændringshastigheden afhænger af frekvensen (målt i hertz) og er normalt 50 Hz for husholdnings elektriske netværk. Dette betyder, at spænding og strøm skifter retning 50 gange i sekundet. Det er ret simpelt at beregne den aktive komponent i sinusformede systemer. Det er tilstrækkeligt at dele deres spidsværdi med √2.
Når vekselstrøm skifter retning 50 gange prfor det andet betyder det, at glødepærer tændes og slukkes 50 gange i sekundet. Det menneskelige øje kan ikke bemærke dette, og hjernen tror simpelthen, at belysningen er tændt hele tiden. Dette er en anden forskel mellem AC og DC.
Vektor matematik
Strøm og spænding ændrer sig ikke kun konstant -deres faser stemmer ikke overens (de er usynkroniserede). Langt størstedelen af vekselstrømsbelastninger forårsager faseforskelle. Dette betyder, at selv for de enkleste beregninger skal du anvende vektormatematik. Når du arbejder med vektorer, kan du ikke bare tilføje, trække eller udføre andre skalære matematiske operationer. Med konstant strøm, hvis 5A leveres til et eller andet punkt gennem det ene kabel og 2A gennem det andet, så er resultatet 7A. I tilfælde af en variabel er dette ikke tilfældet, fordi summen vil afhænge af vektorernes retning.
Magtfaktor
Aktiv belastning med strømforsyningAC kan beregnes ved hjælp af en simpel formel P = U × I × cos (φ), hvor φ er vinklen mellem spænding og strøm, cos (φ) kaldes også effektfaktor. Dette er det, der skelner mellem jævn- og vekselstrøm: den første cos (φ) er altid lig med 1. Aktiv effekt er nødvendig (og betales for) af husholdnings- og industriforbrugere, men det er ikke lig med den komplekse kraft, der passerer gennem lederne ( kabler) til belastningen, som kan beregnes med formlen S = U × I og måles i voltampere (VA).
Forskellen mellem jævn- og vekselstrøm iberegninger er åbenlyse - de bliver mere komplekse. Selv de enkleste beregninger kræver mindst en middelmådig viden om vektormatematik.
Svejsere
Forskel mellem DC og ACmanifesterer sig i svejsning. Buens polaritet har stor indflydelse på dens kvalitet. Den positive elektrode trænger dybere ind end den negative elektrode, men sidstnævnte fremskynder aflejringen af metallet. Med konstant strøm er polariteten altid konstant. Med en variabel ændres den 100 gange i sekundet (ved 50 Hz). Svejsning med konstant foretrækkes, da det gøres mere jævnt. Forskellen mellem AC- og DC-svejsning er, at i det første tilfælde afbrydes elektronernes bevægelse i en brøkdel af et sekund, hvilket fører til krusning, ustabilitet og buefejl. Denne type svejsning bruges sjældent, for eksempel for at eliminere buevandring i tilfælde af elektroder med stor diameter.
