Co to jest prąd przemienny i stały?

Zawartość

• Co to jest prąd elektryczny?
• Przykłady prądu stałego
• Co to jest prąd elektryczny?
• Przykłady prądu przemiennego
• Różnice między prądem przemiennym i stałym
• Zmiana prądu przemiennego na prąd stały i powrót ponownie

Dzisiejsi naukowcy rozumieją, że elektryczność jest jednym z najbardziej podstawowych zjawisk w przyrodzie. Impulsy elektryczne nieustannie przepływają przez nasze ciała, a nawet sama materia naszego świata jest utrzymywana razem przez ładunki elektryczne. Mimo to wciąż trzeba było odkryć elektryczność i istnieją pewne kontrowersje dotyczące tego, kto pierwszy to zrobił.

Odkrywcą mógł być angielski lekarz William Gilbert, który jako pierwszy użył słowa „electricus” w 1600 roku. Być może również angielski naukowiec Thomas Browne, który kilka lat później ukuł słowo „elektryczność”.

Amerykanie lubią wierzyć, że to wynalazca Benjamin Franklin udowodnił, że błyskawica jest elektrycznością w 1752 roku. Istnieją nawet dowody na to, że starożytni Grecy i Persowie wiedzieli o elektryczności. Ktokolwiek zdobędzie nagrodę, to pewny zakład, że odkryli prąd stały (prąd stały). Prąd przemienny (prąd przemienny) pojawił się dopiero w XIX wieku.

Co to jest prąd elektryczny?

Naukowcy wizualizują elektryczność jako przepływ ujemnie naładowanych cząstek zwanych elektronami. Są to te same cząstki, które krążą wokół jąder atomów wszystkich materii.

Dwa podstawowe prawa elektryczności są takie, że przeciwieństwa się przyciągają i lubią odpychać. W związku z tym elektrony będą płynąć w kierunku dodatniego bieguna i oddalać się od ujemnego. Przepływ występuje tylko w jednym kierunku, a siła przepływu lub prądu zależy od różnicy ładunku między dwoma zaciskami. Ta różnica to napięcie między zaciskami.

W przypadku braku zewnętrznego wejścia elektrony gromadzą się na dodatnim zacisku i zmniejszają różnicę potencjałów między dwoma zaciskami, a ostatecznie przepływ zostanie zatrzymany.

Przykłady prądu stałego

Być może najbardziej znanym przykładem przepływu prądu stałego jest uderzenie pioruna. Udowodnienie, że błyskawica jest zjawiskiem elektrycznym, było prawdziwym osiągnięciem Benjamina Franklinsa. Franklin puścił latawiec podczas burzy i przypiął klucz do sznurka latawca. Kiedy klucz został naładowany elektrycznie i spowodował lekki szok, był zachwycony. Udowodnił, że ładunek elektryczny gromadzi się w chmurach i że piorun jest wyładowaniem tej energii elektrycznej w chwilowym błysku prądu stałego.

Bateria jest kolejnym powszechnym źródłem prądu stałego. Składa się z pary przeciwnie naładowanych zacisków, a gdy połączysz zaciski przewodnikiem, energia elektryczna przepływa od zacisku ujemnego (katody) do dodatniego (anody).

Różnica ładowania w akumulatorze jest zwykle zapewniana przez proces chemiczny w jego rdzeniu i proces ten może trwać tylko przez ograniczony czas. Jeśli nadal pobierasz energię z akumulatora, w końcu przestaje on wytwarzać ładunek i znika.

Co to jest prąd elektryczny?

Angielski fizyk Michael Faraday odkrył indukcję elektromagnetyczną w 1831 r., Kiedy odkrył, że może wytwarzać prąd elektryczny w cewce przewodzącego drutu, przesuwając magnes w tę iz powrotem.

Co najważniejsze, Faraday zauważył, że prąd zmieniał kierunek, ilekroć zmieniał kierunek magnesu. Francuski producent instrumentów, Hippolyte Pixii, wykorzystał to odkrycie, aby zbudować pierwszy generator prądu przemiennego w 1832 roku.

Energia elektryczna jest zawsze wytwarzana przez generator indukcyjny typu Pixii, chociaż nowoczesne generatory są znacznie bardziej wyrafinowane niż maszyna Pixiis. Generator może wykorzystywać obracające się magnesy lub może mieć obracającą się cewkę, ale zawsze występuje pewien rodzaj obrotu, a okres obrotu określa, jak często prąd zmienia kierunek.

Ponieważ zmienia kierunek, prąd przemienny ma powiązaną częstotliwość, czyli liczbę razy na sekundę, którą odwraca.

Przykłady prądu przemiennego

Nie musisz daleko szukać, aby znaleźć przykłady prądu elektrycznego. Światła w pomieszczeniu, w którym siedzisz, a także klimatyzator, grzejnik elektryczny i wszystkie urządzenia, zasilane są prądem przemiennym wytwarzanym w lokalnej elektrowni.

Większość elektrowni wykorzystuje parę wytwarzaną przez paliwa kopalne, rozszczepienie jądrowe lub procesy geotermalne do wirowania turbiny. Turbina wytwarza energię elektryczną za pomocą indukcji elektromagnetycznej, a prędkość obrotowa jest starannie regulowana w celu wytworzenia energii elektrycznej o stałej częstotliwości. W Ameryce Północnej częstotliwość wynosi 60 Hz (cykli na sekundę), ale w większości reszty świata 50 Hz.

Wiatraki to odnawialne źródła energii, które również wytwarzają prąd przemienny, ale polegają na wietrze, który obraca turbiny zamiast paliw kopalnych lub paliwa jądrowego. Niektóre generatory fal mają również turbiny wytwarzające prąd przemienny. Kiedy fale kompresują układ hydrauliczny lub kieszeń zamkniętego powietrza, zgromadzona energia jest wykorzystywana do obracania turbiny.

Różnice między prądem przemiennym i stałym

W zelektryfikowanym świecie XXI wieku trudno sobie wyobrazić czas, w którym nie ma prądu, ale ten czas nie był bardzo dawno temu. Pod koniec XIX wieku żarówka została wynaleziona, ale nie było sposobu, aby wytworzyć energię i wprowadzić ją do domów, aby ludzie mogli skorzystać z nowego wynalazku.

Thomas Edison, który pomógł opracować i sprzedać żarówki, był zwolennikiem sieci elektrowni prądu stałego, podczas gdy Nikola Tesla, serbski wynalazca i były pracownik Edisons, faworyzował generatory prądu przemiennego. Tesla wygrała, a oto niektóre z powodów:

Zmiana prądu przemiennego na prąd stały i powrót ponownie

Chociaż energia elektryczna przepływająca przez linie energetyczne to prąd przemienny, sprzęt elektroniczny często wymaga prądu stałego. Na schemacie obwodu symbol prądu stałego jest linią prostą z trzema kropkami lub liniami pod nim, podczas gdy dla prądu przemiennego jest pojedyncza falista linia. Aby przekształcić prąd przemienny w prąd stały, specjaliści elektroniki zwykle używają elementu obwodu zwanego diodą lub prostownikiem. Przepływa prąd tylko w jednym kierunku, tworząc pulsujący sygnał prądu stałego ze źródła prądu przemiennego.

Narzędzie do konwersji prądu stałego na prąd przemienny nazywa się falownikiem. Wykorzystuje tranzystory, które są komponentami obwodu, które mogą się bardzo szybko włączać i wyłączać, aby kierować prąd wzdłuż szeregu ścieżek obwodów, które skutecznie zmieniają kierunek przez parę centralnych zacisków, które są częścią obwodu, do którego podłączasz Obciążenie AC. Falowniki są stosowane w pojazdach elektrycznych. Są również stosowane w systemach fotowoltaicznych do przekształcania prądu stałego wytwarzanego przez panele słoneczne na prąd przemienny do użytku w domu.