Sa modernong mundo, ang bawat tao ay nalantad sa kuryente mula pagkabata. Ang unang pagbanggit ng natural na hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nagmula sa panahon ng mga pilosopo na sina Aristotle at Thales, na interesado sa kamangha-manghang at mahiwagang katangian ng electric current. Ngunit noong ika-17 siglo lamang nagsimula ang mahusay na mga siyentipikong kaisipan ng isang serye ng mga pagtuklas tungkol sa elektrikal na enerhiya na nagpapatuloy hanggang sa araw na ito.
Ang pagtuklas ng electric current at ang paglikha ni Michael Faraday noong 1831 ng unang generator sa mundo ay radikal na nagbago sa buhay ng tao. Sanay na tayo sa katotohanan na ang ating buhay ay ginagawang mas madali sa pamamagitan ng mga aparato na gumagamit ng elektrikal na enerhiya, ngunit hanggang ngayon ang karamihan sa mga tao ay walang pang-unawa sa mahalagang hindi pangkaraniwang bagay na ito. Upang magsimula, upang maunawaan ang mga pangunahing prinsipyo ng kuryente, kinakailangan na pag-aralan ang dalawang pangunahing kahulugan: electric current at boltahe.
Nilalaman
Ano ang electric current at boltahe
Kuryente ay ang nakaayos na paggalaw ng mga sisingilin na particle (mga carrier ng electric charge). Ang mga carrier ng electric current ay mga electron (sa mga metal at gas), kation at anion (sa electrolytes), mga butas sa electron-hole conductivity. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinakita sa pamamagitan ng paglikha ng isang magnetic field, isang pagbabago sa komposisyon ng kemikal o pag-init ng mga konduktor. Ang mga pangunahing katangian ng kasalukuyang ay:
- kasalukuyang lakas, na tinutukoy ng batas ng Ohm at sinusukat sa Amperes (PERO), sa mga formula ay tinutukoy ng titik I;
- kapangyarihan, ayon sa batas ng Joule-Lenz, na sinusukat sa watts (Tue), na tinutukoy ng titik P;
- dalas, sinusukat sa hertz (Hz).
Ang electric current, bilang isang carrier ng enerhiya, ay ginagamit upang makakuha ng mekanikal na enerhiya gamit ang mga de-koryenteng motor, upang makakuha ng thermal energy sa mga kagamitan sa pag-init, electric welding at heater, upang pukawin ang mga electromagnetic wave ng iba't ibang frequency, upang lumikha ng magnetic field sa mga electromagnet at makakuha ng liwanag enerhiya sa mga lighting fixture at iba't ibang uri ng lamp. .
Boltahe ay ang gawaing ginawa ng electric field upang ilipat ang singil na 1 palawit (Cl) mula sa isang punto ng konduktor patungo sa isa pa. Batay sa kahulugan na ito, mahirap pa ring maunawaan kung ano ang stress.
Upang ang mga naka-charge na particle ay lumipat mula sa isang poste patungo sa isa pa, kinakailangan na lumikha ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga pole na ito (Yan ang tinatawag na tension.). Ang yunit ng boltahe ay ang volt (AT).
Upang sa wakas ay maunawaan ang kahulugan ng electric current at boltahe, maaaring maibigay ang isang kawili-wiling pagkakatulad: isipin na ang singil ng kuryente ay tubig, kung gayon ang presyon ng tubig sa haligi ay ang boltahe, at ang bilis ng daloy ng tubig sa tubo ay ang lakas ng electric current. Kung mas mataas ang boltahe, mas malaki ang electric current.
Ano ang alternating current
Kung binago mo ang polarity ng mga potensyal, ang direksyon ng daloy ng electric current ay nagbabago. Ito ang kasalukuyang tinatawag na variable. Ang bilang ng mga pagbabago sa direksyon sa isang tiyak na tagal ng panahon ay tinatawag na dalas at sinusukat, gaya ng nabanggit sa itaas, sa hertz (Hz). Halimbawa, sa isang karaniwang de-koryenteng network sa ating bansa, ang dalas ay 50 Hz, iyon ay, ang direksyon ng kasalukuyang paggalaw ay nagbabago ng 50 beses bawat segundo.
Ano ang direktang kasalukuyang
Kapag ang iniutos na paggalaw ng mga sisingilin na particle ay palaging may isang direksyon lamang, kung gayon ang naturang kasalukuyang ay tinatawag na pare-pareho. Ang direktang kasalukuyang nangyayari sa isang pare-parehong network ng boltahe kapag ang polarity ng mga singil sa isang panig at ang isa ay pare-pareho sa paglipas ng panahon. Ito ay madalas na ginagamit sa iba't ibang mga elektronikong aparato at teknolohiya, kapag ang paghahatid ng enerhiya sa isang mahabang distansya ay hindi kinakailangan.
Mga pinagmumulan ng electric current
Pinagmulan ng electric current karaniwang tinatawag na isang aparato o aparato kung saan maaaring lumikha ng isang electric current sa isang circuit. Ang ganitong mga aparato ay maaaring lumikha ng parehong alternating current at direktang kasalukuyang. Ayon sa paraan ng paglikha ng isang electric current, nahahati sila sa mekanikal, ilaw, thermal at kemikal.
Mekanikal Ang mga pinagmumulan ng electric current ay nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya.Ang mga kagamitang ito ay may iba't ibang uri. mga generator, na, dahil sa pag-ikot ng electromagnet sa paligid ng coil ng mga asynchronous na motor, ay gumagawa ng isang alternating electric current.
liwanag pinagkukunan ng enerhiya ng photon (liwanag na enerhiya) sa kuryente. Ginagamit nila ang pag-aari ng semiconductors upang makagawa ng boltahe kapag nalantad sa isang liwanag na pagkilos ng bagay. Ang mga solar panel ay isa sa gayong aparato.
Thermal - i-convert ang enerhiya ng init sa kuryente dahil sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng dalawang pares ng pakikipag-ugnay sa semiconductors - mga thermocouples. Ang magnitude ng kasalukuyang sa naturang mga aparato ay direktang nauugnay sa pagkakaiba sa temperatura: mas malaki ang pagkakaiba, mas malaki ang kasalukuyang lakas. Ang mga naturang mapagkukunan ay ginagamit, halimbawa, sa mga geothermal power plant.
Kemikal ang kasalukuyang pinagmumulan ay gumagawa ng kuryente bilang resulta ng mga reaksiyong kemikal. Halimbawa, ang mga naturang device ay kinabibilangan ng iba't ibang uri ng galvanic na baterya at accumulator. Ang mga kasalukuyang pinagmumulan batay sa mga galvanic na selula ay karaniwang ginagamit sa mga stand-alone na device, sasakyan, teknolohiya at mga direktang kasalukuyang pinagmumulan.
AC sa DC conversion
Ang mga de-koryenteng aparato sa mundo ay gumagamit ng direkta at alternating current. Samakatuwid, mayroong pangangailangan na i-convert ang isang kasalukuyang sa isa pa o kabaligtaran.
Mula sa alternating current, ang direktang kasalukuyang ay maaaring makuha gamit ang isang diode bridge o, bilang ito ay tinatawag ding, isang "rectifier". Ang core ng isang rectifier ay isang semiconductor diode na nagsasagawa ng kuryente sa isang direksyon lamang. Pagkatapos ng diode na ito, hindi nagbabago ang direksyon ng kasalukuyang, ngunit lumilitaw ang mga ripples, na tinanggal sa tulong ng mga kapasitor at iba pang mga filter. Available ang mga rectifier sa mekanikal, electrovacuum o semiconductor na bersyon.
Depende sa kalidad ng paggawa ng naturang device, ang kasalukuyang ripple sa output ay magkakaroon ng ibang halaga, bilang panuntunan, mas mahal at mas mahusay ang device na ginawa, mas kaunting ripple at mas malinis ang kasalukuyang. Ang isang halimbawa ng naturang mga aparato ay Mga power supply iba't ibang mga aparato at charger, mga rectifier ng mga electric power plant sa iba't ibang paraan ng transportasyon, DC welding machine at iba pa.
Ang mga inverter ay ginagamit upang i-convert ang direktang kasalukuyang sa alternating current. Ang ganitong mga aparato ay bumubuo ng isang alternating boltahe na may sinusoid. Mayroong ilang mga uri ng naturang mga aparato: mga inverter na may mga de-koryenteng motor, relay at elektroniko. Ang lahat ng mga ito ay naiiba sa bawat isa sa kalidad ng output alternating current, gastos at laki. Ang isang halimbawa ng naturang aparato ay ang mga hindi maaabala na mga supply ng kuryente, mga inverter sa mga kotse o, halimbawa, sa mga solar power plant.
Saan ito ginagamit at ano ang mga pakinabang ng alternating at direktang kasalukuyang
Maaaring kailanganin ng iba't ibang gawain ang paggamit ng AC at DC. Ang bawat uri ng kasalukuyang ay may sariling mga pakinabang at disadvantages.
Alternating kasalukuyang kadalasang ginagamit kapag may pangangailangan na magpadala ng kasalukuyang sa malalayong distansya. Ito ay mas kapaki-pakinabang upang magpadala ng tulad ng isang kasalukuyang mula sa punto ng view ng mga posibleng pagkalugi at ang halaga ng kagamitan. Iyon ang dahilan kung bakit ang karamihan sa mga de-koryenteng kasangkapan at mekanismo ay gumagamit lamang ng ganitong uri ng kasalukuyang.
Ang mga residential na bahay at negosyo, imprastraktura at pasilidad ng transportasyon ay matatagpuan sa malayo mula sa mga planta ng kuryente, kaya ang lahat ng mga de-koryenteng network ay AC. Ang ganitong mga network ay nagpapakain sa lahat ng mga gamit sa bahay, kagamitang pang-industriya, mga tren ng tren. Mayroong hindi kapani-paniwalang bilang ng mga device na tumatakbo sa alternating current at mas madaling ilarawan ang mga device na iyon na gumagamit ng direktang kasalukuyang.
D.C ginagamit sa mga autonomous system, tulad ng mga on-board system ng mga kotse, sasakyang panghimpapawid, barko o de-kuryenteng tren. Ito ay malawakang ginagamit sa power supply ng microcircuits ng iba't ibang electronics, sa mga komunikasyon at iba pang kagamitan, kung saan kinakailangan na bawasan ang dami ng interference at ripple o ganap na alisin ang mga ito. Sa ilang mga kaso, ang naturang kasalukuyang ay ginagamit sa electric welding sa tulong ng mga inverters. Mayroong kahit mga tren ng tren na tumatakbo sa mga sistema ng DC. Sa gamot, ang naturang kasalukuyang ay ginagamit upang ipasok ang mga gamot sa katawan gamit ang electrophoresis, at para sa mga layuning pang-agham upang paghiwalayin ang iba't ibang mga sangkap (electrophoresis ng protina, atbp.).
Mga pagtatalaga sa mga electrical appliances at diagram
Kadalasan mayroong pangangailangan upang matukoy kung anong kasalukuyang gumagana ang aparato. Pagkatapos ng lahat, ang pagkonekta ng isang aparato na tumatakbo sa direktang kasalukuyang sa isang alternating kasalukuyang elektrikal na network ay hindi maiiwasang hahantong sa hindi kasiya-siyang mga kahihinatnan: pinsala sa aparato, sunog, electric shock. Para dito, may mga pangkalahatang tinatanggap mga kumbensiyon para sa mga naturang sistema at kahit na color coding ng mga wire.
Karaniwan, sa mga de-koryenteng kasangkapan na tumatakbo sa direktang kasalukuyang, isang linya, dalawang solidong linya o isang solidong linya kasama ang isang tuldok na linya, na matatagpuan sa ibaba ng isa, ay ipinahiwatig. Gayundin, ang gayong kasalukuyang ay minarkahan ng isang pagtatalaga sa mga titik na Latin DC. Ang electrical insulation ng mga wire sa DC system para sa positive wire ay may kulay na pula, ang negative wire ay asul o itim.
Sa mga de-koryenteng kagamitan at makina, ang alternating current ay ipinahiwatig ng Ingles na pagdadaglat AC o kulot na linya. Sa mga diagram at sa paglalarawan ng mga device, ipinapahiwatig din ito ng dalawang linya: solid at kulot, na matatagpuan sa ilalim ng isa. Ang mga konduktor sa karamihan ng mga kaso ay itinalaga bilang mga sumusunod: ang bahagi ay kayumanggi o itim, ang zero ay asul, at ang lupa ay dilaw-berde.
Bakit mas madalas na ginagamit ang alternating current
Sa itaas, napag-usapan na natin kung bakit ang alternating current ay kasalukuyang ginagamit nang mas madalas kaysa sa direktang kasalukuyang. At gayon pa man, tingnan natin ang isyung ito nang mas detalyado.
Ang debate tungkol sa kung aling kasalukuyang gagamitin ang mas mahusay ay nangyayari mula noong mga pagtuklas sa larangan ng kuryente. Mayroong kahit na isang bagay bilang isang "digmaan ng mga alon" - ang paghaharap sa pagitan ng Thomas Edison at Nikola Tesla para sa paggamit ng isa sa mga uri ng kasalukuyang. Ang pakikibaka sa pagitan ng mga tagasunod ng mga dakilang siyentipiko na ito ay tumagal hanggang 2007, nang ang lungsod ng New York ay inilipat sa alternating current mula sa direktang kasalukuyang.
Ang pinakamalaking dahilan kung bakit mas madalas na ginagamit ang AC ay dahil ang kakayahang ipadala ito sa malalayong distansya na may kaunting pagkalugi. Kung mas malaki ang distansya sa pagitan ng kasalukuyang pinagmulan at ng end consumer, mas malaki ang paglaban mga wire at pagkawala ng init para sa kanilang pag-init.
Upang makakuha ng maximum na kapangyarihan, kinakailangan upang madagdagan ang alinman sa kapal ng mga wire (at sa gayon ay bawasan ang paglaban), o dagdagan ang boltahe.
Sa mga sistema ng AC, maaari mong taasan ang boltahe na may pinakamababang kapal ng mga wire, sa gayon ay binabawasan ang gastos ng mga linya ng kuryente. Para sa mga system na may direktang kasalukuyang, walang abot-kayang at epektibong paraan upang madagdagan ang boltahe, at samakatuwid para sa mga naturang network ay kinakailangan alinman upang madagdagan ang kapal ng mga konduktor, o bumuo ng isang malaking bilang ng mga maliliit na halaman ng kuryente. Ang parehong mga pamamaraan na ito ay mahal at makabuluhang pinatataas ang halaga ng kuryente kumpara sa mga network ng AC.
Sa tulong ng mga de-koryenteng mga transformer, ang alternating kasalukuyang boltahe ay epektibo (na may kahusayan hanggang sa 99%) ay maaaring baguhin sa anumang direksyon mula sa pinakamababa hanggang sa pinakamataas na halaga, na isa rin sa mga mahalagang bentahe ng mga network ng AC. Ang paggamit ng isang three-phase AC system ay higit na nagpapataas ng kahusayan, at ang mga makina tulad ng mga motor na tumatakbo sa AC power ay mas maliit, mas mura at mas madaling mapanatili kaysa sa DC motors.
Batay sa nabanggit, maaari nating tapusin na ang paggamit ng alternating current ay kapaki-pakinabang sa malalaking network at kapag nagpapadala ng elektrikal na enerhiya sa malalayong distansya, at para sa tumpak at mahusay na operasyon ng mga elektronikong aparato at para sa mga autonomous na aparato, ipinapayong gumamit ng direktang kasalukuyang.
Mga katulad na artikulo:
