V elektřině existují dva druhy proudu - stejnosměrný a střídavý. Zařízení také vyžadují jeden nebo druhý typ proudu k napájení. Na tom závisí možnost jejich práce a někdy i jejich integrita po připojení ke špatnému napájení. V tomto článku popíšeme rozdíl mezi střídavým a stejnosměrným proudem a dáme krátkou odpověď nejjednoduššími slovy.
Obsah:
- Definice
- Původ
- DC vzorce
- AC vzorce
Definice
Elektrický proud je směrový pohyb nabitých částic. To je definice z učebnice fyziky. Zjednodušeně se to dá přeložit tak, že jeho složky mají vždy nějaký směr. Ve skutečnosti je tento směr v dnešním rozhovoru určující.
Střídavý proud (AC) se liší od stejnosměrného proudu (DC) tím, že stejnosměrný proud má elektrony (nosiče náboje) pohybující se vždy ve stejném směru. Rozdíl mezi střídavým proudem je tedy ten, že směr pohybu a jeho síla závisí na čase. Například v zásuvce se směr a velikost napětí a síla proudu mění podle sinusového zákona s frekvencí 50 Hz (polarita mezi dráty se mění 50krát za sekundu).
Pro figuríny v elektrotechnice, abych tak řekl, to znázorníme na grafu, kde polarita a napětí jsou znázorněny podél svislé osy a čas podél vodorovné:
Červená čára ukazuje konstantní napětí, v průběhu času zůstává nezměněno, kromě toho, že se mění při spínání silné zátěže nebo zkratu. Zelené vlny ukazují sinusový proud. Vidíte, že teče jedním nebo druhým směrem, na rozdíl od stejnosměrného proudu, kde elektrony proudí vždy od mínus do plus a směr pohybu elektrického proudu se volí z plusu do mínusu.
Jednoduše řečeno, rozdíl v těchto dvou příkladech je v tom, že konstanta má vždy plus a mínus na stejných vodičích. Pokud mluvíme o proměnné, pak se v napájení používají pojmy fáze a nula. Pokud se na to díváme analogicky s konstantou, pak fáze a nula jsou pouze plus a mínus polarita se mění 50krát za sekundu (v USA a řadě dalších zemí 60krát za sekundu a v letadlech více než 400krát).
Původ
Rozdíl mezi AC a DC spočívá v jejich původu. Stejnosměrný proud lze získat z galvanických článků, jako jsou baterie a akumulátory.
Dá se získat i pomocí dynama – to je zastaralý název pro stejnosměrný generátor. Mimochodem, s jejich pomocí byla vyrobena energie pro první elektrické sítě. Mluvili jsme o tom v článku o Objevy Nikoly Tesly, v poznámkách o válce myšlenek mezi Teslou a Edisonem. Později se tak nazývaly malé generátory pro napájení světlometů jízdních kol.
Pomocí generátorů se vyrábí i střídavý proud, v dnešní době především třífázový.
Také obě napětí lze získat pomocí polovodičových měničů a usměrňovačů. Střídavý proud tedy můžete usměrnit nebo jej získat konverzí stejnosměrného proudu.
DC vzorce
Rozdíl mezi změnou a konstantou jsou také vzorce pro výpočet procesů probíhajících v řetězci. Takže odpor se vypočítá podle Ohmův zákon pro část řetězu nebo pro celý řetěz:
E = I/R
E = I / (R + r)
Výkon lze také snadno vypočítat:
P = UI
AC vzorce
Při výpočtech obvodů střídavého proudu je rozdíl ve vzorcích způsoben rozdílem v procesech probíhajících v kondenzátorech a induktorech. Pak vzorec Ohmova zákona bude pro aktivní odpor:
Pro kapacitu:
Pro indukčnost:
Zde 1 / wC a wL jsou kapacitní a indukční reaktance a w je úhlová frekvence, která se rovná 2piF.
Pro obvod s kapacitou a indukčností:
wL-1 / wC je reaktance, označuje se jako Z.
Níže uvedené video podrobněji vysvětluje, jaký je rozdíl mezi střídavým a stejnosměrným proudem:
Související materiály:
- Jak zvýšit stejnosměrné a střídavé napětí
- Co je činný, jalový a zdánlivý výkon
- Co je to síťové a fázové napětí