อะไรคือความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับ? ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้า DC และ AC

แม้ว่าไฟฟ้าจะเข้ามาในชีวิตของเราอย่างมั่นคง แต่ผู้ใช้ส่วนใหญ่ที่ได้รับประโยชน์จากอารยธรรมนี้ไม่มีความเข้าใจอย่างผิวเผินว่ากระแสคืออะไร ไม่ต้องพูดถึงว่ากระแสตรงแตกต่างจากกระแสสลับอย่างไร ความแตกต่างระหว่างพวกเขาคืออะไร และกระแสโดยทั่วไปเป็นอย่างไร คนแรกที่ถูกไฟฟ้าช็อตคือ อเลสซานโดร โวลตา หลังจากนั้นเขาก็อุทิศทั้งชีวิตให้กับหัวข้อนี้ ให้เราใส่ใจกับหัวข้อนี้ด้วยเพื่อให้มีความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับธรรมชาติของไฟฟ้า

โทมัส เอดิสัน รู้สึกสดชื่นเล็กน้อยในนิวยอร์กด้วยไฟถนนและไฟฟ้ากระแสตรง กระแสสลับจะเปลี่ยนกลับไปกลับมาเป็นระยะๆ ในไม่กี่วินาที ไฟฟ้าในโครงข่ายไฟฟ้าของเราเคลื่อนที่ 50 เท่า! หลังจากที่ไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับถูกประดิษฐ์ขึ้น นักประดิษฐ์ทั้งสองคนก็รับประกันซึ่งกันและกัน ไม่ใช่ด้วยอาวุธ แต่ด้วยคำพูด พวกเขายังมีสุนัขเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อแสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าอื่น ๆ นั้นอันตรายแค่ไหน

เราต้องการไฟฟ้าทั้งสองประเภทเพราะไฟฟ้าทั้งสองมีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป เหมาะสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่และแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ พวกเขาต้องการกระแสไฟคงที่ในการชาร์จเพราะกระแสจะต้องสลับไปในทิศทางเดียวกันเสมอ นอกจากนี้ยังใช้กับเครื่องใช้ในครัวเรือนบางชนิดด้วย เพียงแต่ว่าทุกสิ่งที่มีแบตเตอรี่และแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ต้องใช้กระแสไฟคงที่ในการชาร์จ เช่น ไฟฉายหรือแล็ปท็อปที่มีแบตเตอรี่ และอุปกรณ์ดังกล่าวต้องการกระแสตรงเช่น กระแสตรง.

กระแสมาจากไหนและเหตุใดจึงแตกต่าง?

เราจะพยายามหลีกเลี่ยงฟิสิกส์ที่ซับซ้อน และจะใช้วิธีเปรียบเทียบและลดความซับซ้อนเพื่อพิจารณาปัญหานี้ แต่ก่อนหน้านั้น ให้เรานึกถึงเรื่องตลกเก่า ๆ เกี่ยวกับการสอบ เมื่อนักเรียนที่ซื่อสัตย์ดึงตั๋วออกมาว่า "กระแสไฟฟ้าคืออะไร"

ขออภัยอาจารย์ ฉันกำลังเตรียมตัวอยู่ แต่ฉันลืมไป” นักเรียนที่ซื่อสัตย์ตอบ - คุณทำได้ยังไง! ศาสตราจารย์ตำหนิเขาว่า “คุณเป็นคนเดียวในโลกที่รู้เรื่องนี้!” (กับ)

แต่โทรทัศน์หรือวิทยุก็ต้องการกระแสตรงเช่นกัน ไม่สามารถทำงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งต้องใช้กระแสไฟคงที่เสมอ ขอย้ำอีกครั้งว่ามีอุปกรณ์มากมายที่ไม่สำคัญว่าคุณจะใช้อะไร ตัวอย่างเช่น Bulbs กำลังเรียกดูไซต์นี้ หลอดไฟเป็นเพียงสายไฟที่ร้อน และทิศทางกระแสไฟไม่สำคัญ กระแสสลับใช้กับมอเตอร์ไฟฟ้านั่นคือกับอุปกรณ์หมุนทั้งหมด เช่น เครื่องปั่นจะหมุน หรือเตาตั้งพื้นยังสามารถทำงานโดยใช้ไฟ AC ซึ่งไม่หมุน แต่ต้องให้ความร้อนแล้วมันก็เหมือนกับหลอดไฟที่มีสายไฟและความร้อนอยู่ในนั้น

แน่นอนว่านี่เป็นเรื่องตลก แต่มีความจริงมากมายอยู่ในนั้น ดังนั้นเราจะไม่มองหารางวัลโนเบล แต่เพียงแค่ค้นหากระแสสลับและกระแสตรงความแตกต่างคืออะไรและสิ่งที่ถือเป็นแหล่งที่มาในปัจจุบัน

โดยพื้นฐานแล้ว เราจะยอมรับสมมติฐานที่ว่ากระแสไม่ใช่การเคลื่อนที่ของอนุภาค (แม้ว่าการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุจะถ่ายโอนประจุด้วยดังนั้นจึงสร้างกระแส) แต่เป็นการเคลื่อนที่ (การถ่ายโอน) ของประจุส่วนเกินในตัวนำจากจุดที่ ประจุสูง (ศักย์) ถึงจุดประจุน้อย การเปรียบเทียบคืออ่างเก็บน้ำ น้ำมักจะครอบครองระดับเดียวกันเสมอ (เพื่อทำให้ศักยภาพเท่ากัน) หากคุณเปิดหลุมในเขื่อน น้ำจะเริ่มไหลลงเนินทำให้เกิดกระแสตรง ยิ่งหลุมมีขนาดใหญ่ น้ำก็จะไหลมากขึ้น กระแสก็จะเพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับกำลังและปริมาณงานที่กระแสไฟฟ้าสามารถทำได้ หากไม่ควบคุมกระบวนการน้ำจะทำลายเขื่อนและสร้างเขตน้ำท่วมทันทีโดยมีพื้นผิวอยู่ในระดับเดียวกัน นี่เป็นไฟฟ้าลัดวงจรที่มีความเท่าเทียมกันพร้อมกับการทำลายล้างครั้งใหญ่

แต่ไฟฟ้ากระแสสลับมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนคือสามารถผลิตได้ในปริมาณมากในโรงไฟฟ้าและสามารถขนส่งได้ดีกว่าไฟฟ้ากระแสตรงมาก เนื่องจากการสูญเสียในระยะทางไกลจะน้อยกว่ามาก ดังนั้น ภายนอกโรงไฟฟ้า ให้เปลี่ยนกระแสสลับในปริมาณมากเป็นสายดิน จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นกล่องจ่ายไฟ จากนั้นไฟฟ้ากระแสสลับจะกระจายไปยังครัวเรือนต่างๆ และสิ่งที่เราใช้นั้นจะถูกแก้ไขโดยอุปกรณ์นี้ มิกเซอร์จะใช้ไฟ AC โดยตรง

คอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์จะแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงก่อน ใช้งานได้กับตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เรียกว่าไม่มีปัญหา ต้องขอบคุณตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเท่านั้นที่ทำให้เราสามารถเชื่อมต่อทีวีกับแหล่งพลังงานทั่วไปได้ มีการติดตั้งหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดที่ต้องการกระแสตรงแล้ว

ดังนั้นกระแสตรงจึงปรากฏในแหล่งกำเนิด (มักเกิดจากปฏิกิริยาเคมี) ซึ่งมีความต่างศักย์เกิดขึ้นที่จุดสองจุด การเคลื่อนที่ของประจุจากค่า "+" ที่สูงกว่าไปยังค่า "-" ที่ต่ำกว่าจะทำให้ศักย์ไฟฟ้าเท่ากันในขณะที่ปฏิกิริยาเคมีคงอยู่ เรารู้ผลลัพธ์ของการปรับศักยภาพให้เท่ากันอย่างสมบูรณ์ - "แบตเตอรี่หมด" สิ่งนี้นำไปสู่ความเข้าใจว่าทำไม แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะความเสถียร- แบตเตอรี่ใช้ประจุจนหมด ดังนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจึงลดลงเมื่อเวลาผ่านไป เพื่อรักษาระดับเดียวกันจึงใช้ตัวแปลงเพิ่มเติม ในขั้นต้น มนุษยชาติใช้เวลานานในการตัดสินใจถึงความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลาย ที่เรียกว่า "สงครามแห่งกระแส". มันจบลงด้วยชัยชนะของกระแสสลับไม่เพียงเพราะมีการสูญเสียน้อยลงระหว่างการส่งผ่านในระยะไกล แต่ยังทำให้การสร้างกระแสตรงจากกระแสสลับกลายเป็นเรื่องง่ายอีกด้วย เห็นได้ชัดว่ากระแสตรงที่ได้รับในลักษณะนี้ (โดยไม่มีแหล่งสิ้นเปลือง) มีลักษณะที่เสถียรกว่ามาก ในความเป็นจริงในกรณีนี้มีการเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและแรงดันไฟฟ้าโดยตรงอย่างเคร่งครัดและในเวลานี้จะขึ้นอยู่กับการผลิตพลังงานและปริมาณการใช้เท่านั้น

ความต้านทานไฟฟ้าคือการวัดว่าต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าใดในการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำ นอกจากนี้ยังหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวในวงจร ในทางปฏิบัติ ตัวต้านทานมีสามประเภท

ตัวต้านทาน RTD ในระบบ AC - ในขณะนี้เราสนใจเพียงอันแรกเท่านั้น เมื่อเราใช้ตัวต้านทานเป็นส่วนประกอบ เรามักจะพูดถึงความต้านทานโอห์มมิก เช่น เกี่ยวกับความต้านทานซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ กระแส หรือแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นเราจึงมีความต้านทานคงที่ และสิ่งนี้ทำให้สามารถประยุกต์ตัวอย่างต่อไปนี้ได้

ดังนั้นกระแสตรงโดยธรรมชาติคือการเกิดประจุที่ไม่สม่ำเสมอในปริมาตร (ปฏิกิริยาเคมี) ซึ่งสามารถกระจายซ้ำได้โดยใช้สายไฟโดยเชื่อมต่อจุดที่ประจุสูงและต่ำ (ศักย์)

ให้เราอาศัยคำจำกัดความนี้ตามที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป กระแสตรงอื่นๆ ทั้งหมด (ไม่ใช่แบตเตอรี่) ได้มาจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ตัวอย่างเช่น ในภาพนี้ เส้นหยักสีน้ำเงินคือกระแสตรงของเรา ซึ่งเป็นผลมาจากการแปลงกระแสสลับ

ถ้าเราต่อเข้ากับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าโดยตรงก็จะเสียหาย เราเพิ่งดูการควบคุมความตึงเครียดและพบวิธีแก้ปัญหาด้วย มีเพียงโซลูชันนี้เท่านั้นที่มีจุดอ่อนร้ายแรง: เวอร์ชันปัจจุบัน หากมีการเปลี่ยนแปลง แรงดันไฟฟ้าที่ตกผ่านตัวต้านทานก็จะเปลี่ยนไปด้วย แต่มีวิธีแก้ไขสำหรับสิ่งนี้: ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า นี่คือสิ่งที่ดูเหมือน

ทำไมสายไฟฟ้าแรงสูงถึงทำงานที่ 300 kV?

นี่เป็นคำถามที่ผมถามตัวเองทุกครั้งหรือต้องถาม คำตอบตามมาจากกฎของโอห์มและสูตรกำลัง วัตต์เป็นตัวกำหนดว่าต้องใช้พลังงานเท่าใดเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งหมายความว่าแหล่งจ่ายไฟ 220V ของเราใช้กระแสไฟฟ้า ตอนนี้เราเชื่อมต่ออุปกรณ์ของเราด้วยสายไฟที่ยาวมากกับขั้วต่อนี้ เราเปิดใช้งานและสิ่งนี้เกิดขึ้น: ไม่มีอะไร “การฟื้นฟูภายใน” ที่กล่าวมาข้างต้นมีค่าควรแก่การกล่าวถึงที่นี่ สายยาวที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟมีความต้านทานสูง สมมติว่าเนื่องจากแรงดันตกคร่อมจึงไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตสำหรับผู้ใช้บริการ

ให้ความสนใจกับความคิดเห็นในภาพ "วงจรและแผ่นสะสมจำนวนมาก" ถ้าตัวแปลงต่างกันภาพก็จะต่างกัน เส้นสีน้ำเงินเส้นเดิมกระแสน้ำเกือบคงที่แต่เร้าใจจำคำนี้ไว้ ตรงนี้กระแสตรงบริสุทธิ์คือเส้นสีแดง

เนื่องจากกำลังไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าบนสายเชื่อมต่อ นั่นหมายความว่ากระแสไฟไหลตรงนั้น ดังนั้นนี่คือแรงดันไฟฟ้าตกของเราและด้วยเหตุนี้จึงเป็นขีดจำกัด และนี่ก็เป็นสาเหตุว่าทำไมสายไฟฟ้าแรงสูงจึงมีแรงดันไฟ 100 kV - 300 kV ด้วยเช่นกัน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสไฟต่ำที่เกี่ยวข้อง ผลกระทบของความต้านทานภายในที่สูงมากในบางครั้งของสายเคเบิลจึงลดลง ทั่วไป: คำจำกัดความคือปริมาณที่ระบุว่าต้องใช้งานหรือพลังงานมากเพียงใดในการเคลื่อนย้ายตัวพาประจุที่มีประจุไฟฟ้าจำนวนหนึ่งในสนามไฟฟ้า

ความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กและไฟฟ้า

ตอนนี้เรามาดูกันว่ากระแสสลับแตกต่างจากกระแสตรงซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุอย่างไร ที่สำคัญที่สุด - การเกิดกระแสสลับไม่ได้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาในวัสดุ- เมื่อทำงานกับกัลวานิก (กระแสตรง) เป็นที่ยอมรับอย่างรวดเร็วว่าตัวนำจะถูกดึงดูดเข้าหากันเหมือนแม่เหล็ก ผลที่ตามมาคือการค้นพบว่าสนามแม่เหล็กภายใต้เงื่อนไขบางประการทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า นั่นคือแม่เหล็กและไฟฟ้ากลายเป็นปรากฏการณ์ที่สัมพันธ์กันกับการเปลี่ยนแปลงแบบย้อนกลับ แม่เหล็กสามารถให้กระแสแก่ตัวนำ และตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าอาจเป็นแม่เหล็ก ภาพนี้แสดงการจำลองการทดลองของฟาราเดย์ ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นผู้ค้นพบปรากฏการณ์นี้

คำจำกัดความนี้ยังง่ายต่อการจินตนาการอีกด้วย เพื่อให้ "กระแสไฟฟ้า" ไหลในระบบปิด จำเป็นต้องมีแรงดันไฟฟ้าเป็นข้อกำหนดเบื้องต้น แรงดันไฟฟ้านี้หมายถึงแรงผลักดันที่อนุญาตหรือทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของประจุ สรุปจนถึงตอนนี้: หากไม่มีโหลดกระแสหรือแหล่งจ่ายแรงดัน จะไม่มีกระแสไหล ดังนั้นจึงไม่มีแรงดันตก สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดได้ที่ขั้วของแหล่งจ่ายกระแสไฟ เมื่อโหลดเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสหรือแรงดัน กระแสไหลและแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดเริ่มต้นจะถูกแบ่งระหว่างความต้านทานโหลดและความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายแรงดัน

ตอนนี้การเปรียบเทียบมีไว้สำหรับกระแสสลับ แม่เหล็กของเราจะเป็นแรงดึงดูด และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในปัจจุบันจะเป็นนาฬิกาทรายที่มีน้ำ ครึ่งหนึ่งของนาฬิกาเราจะเขียนว่า "บน" ส่วนอีกครึ่งหนึ่งเป็น "ล่าง" เราพลิกนาฬิกาแล้วดูว่าน้ำไหล “ลง” อย่างไร เมื่อน้ำไหลไปหมดแล้ว เราก็พลิกกลับอีกครั้ง แล้วน้ำไหล “ขึ้น” แม้ว่าเราจะมีกระแส แต่ก็เปลี่ยนทิศทางสองครั้งในรอบเต็ม ตามหลักวิทยาศาสตร์จะมีลักษณะดังนี้: ความถี่ของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความเร็วการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เราจะได้คลื่นไซน์บริสุทธิ์ หรือเพียงแค่กระแสสลับที่มีแอมพลิจูดต่างกัน

บทนี้จะครอบคลุมถึงคำว่าแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าและแหล่งจ่ายกระแส แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า: ไม่ควรสับสนระหว่างคำว่าแหล่งจ่ายกระแสและแหล่งจ่ายแรงดันซึ่งกันและกัน โดยหลักการแล้ว แหล่งจ่ายกระแสและแรงดันจะมีคุณสมบัติตรงกันข้าม แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้าโดยขึ้นอยู่กับโหลดที่เชื่อมต่อ แต่ต้องไม่สับสนกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า คุณลักษณะที่สำคัญของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าคือแรงดันไฟฟ้าต่ำเท่านั้น หรือในกรณีของแบบจำลองแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติ โดยไม่ขึ้นกับกระแสไฟฟ้าที่ได้รับ

อีกครั้ง! นี่เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับ ในการเปรียบเทียบทั้งสองแบบ น้ำจะไหล “ลงเนิน” แต่ในกรณีของกระแสตรงอ่างเก็บน้ำจะว่างเปล่าไม่ช้าก็เร็วและสำหรับกระแสสลับนาฬิกาจะล้นน้ำเป็นเวลานานมากโดยอยู่ในปริมาตรปิด แต่ทั้งสองกรณีน้ำจะไหลลงเนิน จริงอยู่ ในกรณีของกระแสสลับ ครึ่งหนึ่งของเวลาที่ไหลลงเนิน แต่ขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสสลับเป็นปริมาณเชิงพีชคณิต นั่นคือ “+” และ “-” เปลี่ยนตำแหน่งอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ลองคิดและทำความเข้าใจความแตกต่างนี้ เป็นเรื่องที่ทันสมัยมากที่จะพูดทางออนไลน์: “คุณเข้าใจแล้ว ตอนนี้คุณก็รู้ทุกอย่างแล้ว”

เนื่องจากคุณสมบัติที่สำคัญของแหล่งกำเนิดกระแสคือกระแสมีค่าต่ำเท่านั้น หรือในรูปแบบแหล่งกำเนิดกระแสในอุดมคติ กระแสเฟรมจึงไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ได้แก่ แบตเตอรี่ เซลล์แสงอาทิตย์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และต่างจากแหล่งจ่ายกระแสตรงตรงที่ไม่ได้จ่ายกระแสคงที่ แต่ให้แรงดันคงที่ โดยทั่วไป แหล่งกำเนิดกระแสจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้แหล่งจ่ายแรงดันและแปลงเป็นแหล่งกระแสโดยใช้วงจรที่เหมาะสม

ภายในคำว่า "แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า" ยังคงสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติและจริงได้ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติคือแหล่งจ่ายแรงดันคงที่ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับโหลดกระแสและโหลดที่เชื่อมต่อ แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจริงถือได้ว่าเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าโดยไม่มีโหลดและขึ้นอยู่กับความต้านทานภายใน ดังนั้นโปรไฟล์แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจริงจะขึ้นอยู่กับกระแสที่ดึงออกมา

ทำให้เกิดกระแสน้ำอันหลากหลาย

หากคุณเข้าใจความแตกต่างระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับคำถามธรรมชาติก็เกิดขึ้น - เหตุใดกระแสจึงมีมากมาย? เราจะเลือกกระแสหนึ่งกระแสเป็นมาตรฐาน และทุกอย่างจะเหมือนเดิม

แต่อย่างที่พวกเขาพูดกันว่า “กระแสน้ำไม่ใช่ทุกกระแสจะมีประโยชน์เท่ากัน” อย่างไรก็ตาม ลองคิดดูว่ากระแสใดที่อันตรายกว่า: คงที่หรือสลับกัน ถ้าเราจินตนาการคร่าวๆ ไม่ใช่ธรรมชาติของกระแส แต่เป็นคุณลักษณะของมัน มนุษย์เป็นคอลเดียมที่นำไฟฟ้าได้ดี ชุดธาตุต่างๆ ในน้ำ (เราเป็นน้ำ 70% ถ้าใครไม่รู้) หากใช้แรงดันไฟฟ้ากับคอลเดียม - มีการใช้ไฟฟ้าช็อต อนุภาคในตัวเราจะเริ่มถ่ายโอนประจุ ตามที่ควรจะเป็น จากจุดที่มีศักยภาพสูงไปสู่จุดที่มีศักยภาพต่ำ สิ่งที่อันตรายที่สุดคือการยืนบนพื้น ซึ่งโดยทั่วไปเป็นจุดที่มีศักยภาพเป็นศูนย์อนันต์ กล่าวอีกนัยหนึ่งเราจะถ่ายโอนกระแสทั้งหมดนั่นคือส่วนต่างของประจุไปที่พื้น ดังนั้นด้วยทิศทางการเคลื่อนที่ของประจุที่คงที่ กระบวนการปรับศักยภาพในร่างกายของเราให้เท่ากันจึงเกิดขึ้นได้อย่างราบรื่น เราเป็นเหมือนทรายที่ปล่อยให้น้ำไหลผ่านเรา และเราสามารถ “ดูดซับ” น้ำปริมาณมากได้อย่างปลอดภัย ด้วยกระแสสลับภาพจะแตกต่างออกไปเล็กน้อย - อนุภาคทั้งหมดของเราจะถูก "ดึง" ที่นี่และที่นั่น ทรายไม่สามารถผ่านน้ำได้ง่าย และมันจะปั่นป่วนไปหมด ดังนั้นคำตอบของคำถามที่ว่ากระแสใดอันตรายกว่าคงที่หรือสลับกันคำตอบจึงชัดเจน - สลับกัน สำหรับการอ้างอิง กระแสไฟ DC เกณฑ์ที่เป็นอันตรายถึงชีวิตคือ 300mA สำหรับกระแส AC ค่าเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความถี่และเริ่มต้นที่ 35mA ที่กระแส 50 เฮิรตซ์ 100mA เห็นด้วยความแตกต่าง 3-10 เท่าในการตอบคำถาม: อันไหนอันตรายกว่ากัน? แต่นี่ไม่ใช่ข้อโต้แย้งหลักในการเลือกมาตรฐานปัจจุบัน มาจัดระเบียบทุกสิ่งที่นำมาพิจารณาเมื่อเลือกประเภทของกระแส:

การแสดงคำศัพท์สองคำ ขั้นแรก ให้หากระแสและแรงดันอีกครั้ง ยิ่งทั้งสองฝ่ายแข็งแกร่งขึ้น แรงที่กระทำระหว่างทั้งสองฝ่ายก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นและความตึงเครียดก็จะมากขึ้นตามไปด้วย แหล่งจ่ายกระแสและแหล่งแรงดันทั้งสองสามารถอธิบายได้ด้วยตัวอย่างที่ไม่ซับซ้อน มีจินตนาการถึงทะเลสาบบนภูเขา ซึ่งแสดงถึงความตึงเครียดในความรู้สึกที่เปลี่ยนไป ยิ่งทะเลสาบสูง แรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น ตอนนี้น้ำจากทะเลสาบบนภูเขาถูกพับเข้าไปในหุบเขาผ่านท่อ มีท่อส่งจากทะเลสาบบนภูเขาไปยังหุบเขา

น้ำถือได้ว่าเป็นอิเล็กตรอน หากท่อเปิดที่ด้านบนของทะเลสาบบนภูเขา น้ำจะไหลลงมาตามท่อ ซึ่งเป็นกระแสในลักษณะการเคลื่อนย้าย ซึ่งหมายความว่ายิ่งมีน้ำในทะเลสาบมากเท่าไร น้ำก็จะ "ไหล" ลงมามากขึ้นเท่านั้น แน่นอนว่ามีความต้านทานที่แหล่งจ่ายแรงดันหรือแหล่งจ่ายกระแส สิ่งนี้สามารถจินตนาการได้ ในตัวอย่างนี้ เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะเป็นค่าความต้านทาน ยิ่งท่อแคบ น้ำไหลได้น้อย ท่อแคบช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานต่อการไหลของน้ำ

การส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล- กระแสตรงเกือบทั้งหมดจะหายไป
การเปลี่ยนแปลงในวงจรไฟฟ้าต่างชนิดกันโดยมีระดับการบริโภคที่ไม่แน่นอน สำหรับกระแสตรง ปัญหานั้นไม่สามารถแก้ไขได้ในทางปฏิบัติ
การรักษาแรงดันไฟฟ้าคงที่สำหรับกระแสสลับนั้นมีราคาถูกกว่ากระแสตรงสองลำดับความสำคัญ
การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงกลมีราคาถูกกว่ามากในมอเตอร์และเครื่องจักร AC มอเตอร์ดังกล่าวมีข้อเสียและในบางพื้นที่ไม่สามารถเปลี่ยนมอเตอร์กระแสตรงได้
สำหรับการใช้งานในวงกว้าง ดังนั้นกระแสตรงจึงมีข้อดีอย่างหนึ่งคือ ปลอดภัยสำหรับมนุษย์มากกว่า

ดังนั้นการประนีประนอมตามสมควรที่มนุษยชาติได้เลือกไว้ ไม่ใช่เพียงกระแสเดียว แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่มีตั้งแต่รุ่น การส่งมอบถึงผู้บริโภค การจัดจำหน่าย และการใช้งาน เราจะไม่แสดงรายการทุกอย่าง แต่เราพิจารณาคำตอบหลักสำหรับคำถามของบทความ "กระแสตรงแตกต่างจากกระแสสลับอย่างไร" ในคำเดียว - ลักษณะ นี่อาจเป็นคำตอบที่ถูกต้องที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์ในครัวเรือน และเพื่อทำความเข้าใจมาตรฐาน เราขอแนะนำให้พิจารณาลักษณะสำคัญของกระแสเหล่านี้

ในทางคณิตศาสตร์ คุณสามารถรวมสองพจน์เข้าด้วยกันได้ ทะเลสาบบนภูเขา: ความหนาของท่อ = การไหลของน้ำ อธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับกระแสตรง กระแสสลับ แรงดันคงที่ แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ - ตัวแปรทางไฟฟ้า ด้วยออสซิลโลสโคป แบตเตอรี่เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าโดยตรง

การส่งพลังงานไฟฟ้าผ่านสายไฟฟ้ากระแสสลับ แผนภาพแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง แผนภาพแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสไฟฟ้าอยู่ได้ไม่นาน กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่พาประจุพาหะ ประจุเหล่านี้อาจมีประจุลบหรือประจุบวกก็ได้ ในโลหะ อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ พวกมันเคลื่อนไหวเพราะตื่นเต้นกับสนามไฟฟ้า การวัดความเข้มของกระแสไฟฟ้าคือกระแสไฟฟ้า มีหน่วยวัดเป็น "แอมแปร์" ย่อว่า A

ลักษณะสำคัญของกระแสที่ใช้ในปัจจุบัน

หากสำหรับกระแสตรงลักษณะโดยทั่วไปยังคงไม่เปลี่ยนแปลงนับตั้งแต่การค้นพบดังนั้นด้วยกระแสสลับทุกอย่างจะซับซ้อนกว่ามาก ดูภาพนี้ - แบบจำลองการเคลื่อนที่ปัจจุบันในระบบสามเฟสจากรุ่นสู่รุ่น

อธิบายแรงดันไฟฟ้าโดยย่อ หาก ณ จุดใดจุดหนึ่ง เรามีประจุบวกจำนวนมาก สนามไฟฟ้าของพวกมันดึงดูดอิเล็กตรอน พวกมันต้องการย้ายไปที่ประจุบวก ยิ่งประจุบวกมาก แรงที่ควบคุมอิเล็กตรอนก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น มีการกำหนดหน่วยวัดปริมาณประจุไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่า "แรงดันไฟฟ้า" มันเพียงบ่งบอกถึงความแตกต่างของประจุไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุด

เพื่อให้กระแสไหลต้องมีแรงดัน ขั้วคืออะไร? แรงดันไฟฟ้ามีสองขั้ว - ขั้วบวกบวกและขั้วลบลบ มีการขาดอิเล็กตรอนที่ขั้วบวก อิเล็กตรอนต้องการย้ายไปยังขั้วบวกนี้ ที่ขั้วลบจะมีอิเล็กตรอนมากเกินไป อิเล็กตรอนจะถูกผลักออกจากขั้วลบ บางครั้งมีการใช้ขั้วแทนขั้ว แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าคืออะไร? แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบแบบไบโพลาร์ ซึ่งอยู่ระหว่างขั้วทั้งสองซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าอยู่

จากมุมมองของเรา มันเป็นโมเดลที่ชัดเจนมาก ซึ่งทำให้ชัดเจนว่าจะลบเฟสหนึ่ง สอง หรือสามเฟสออกไปอย่างไร ในขณะเดียวกัน คุณก็สามารถดูได้ว่าสิ่งนี้เข้าถึงผู้บริโภคได้อย่างไร

เป็นผลให้เรามีห่วงโซ่การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรง (กระแส) ในระยะผู้บริโภค ดังนั้นยิ่งอยู่ห่างจากผู้ใช้บริการมากเท่าไร กระแสและแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในความเป็นจริงในร้านของเราสิ่งที่ง่ายที่สุดและอ่อนแอที่สุดคือกระแสสลับเฟสเดียว 220V ที่มีความถี่คงที่ 50 Hz การเพิ่มความถี่เท่านั้นที่สามารถทำให้ความถี่สูงในปัจจุบันที่แรงดันไฟฟ้านี้ได้ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือในครัวของคุณ การพิมพ์ด้วยไมโครเวฟจะแปลงกระแสธรรมดาให้เป็นกระแสความถี่สูง ซึ่งช่วยในการปรุงอาหารได้จริง ยังไงก็ตามเรามาตอบคำถามเกี่ยวกับพลังงานไมโครเวฟ - นี่คือจำนวนกระแส "ธรรมดา" ที่แปลงเป็นกระแสความถี่สูง

เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การจดจำว่าการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำนั้นไม่ได้ "ไร้ประโยชน์" ในการรับกระแสสลับคุณต้องหมุนเพลาด้วยบางสิ่ง เพื่อให้ได้กระแสคงที่คุณจะต้องกระจายพลังงานส่วนหนึ่งเป็นความร้อน แม้แต่กระแสการส่งพลังงานก็ยังต้องกระจายไปในรูปของความร้อนเมื่อส่งไปยังอพาร์ทเมนต์โดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้า นั่นคือการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในพารามิเตอร์ปัจจุบันจะมาพร้อมกับการสูญเสีย และแน่นอนว่าความสูญเสียเกิดขึ้นพร้อมกับการส่งมอบกระแสไฟให้กับผู้บริโภค ความรู้ทางทฤษฎีที่ดูเหมือนช่วยให้เราเข้าใจว่าการจ่ายเงินมากเกินไปสำหรับพลังงานมาจากไหนโดยขจัดคำถามครึ่งหนึ่งว่าทำไมถึงมี 100 รูเบิลบนมิเตอร์ แต่ 115 ในใบเสร็จรับเงิน

กลับสู่กระแสกันเถอะ ดูเหมือนเราจะพูดถึงทุกอย่างแล้ว และเราก็รู้ด้วยซ้ำว่ากระแสตรงแตกต่างจากกระแสสลับอย่างไร ดังนั้นเรามาเตือนคุณว่ากระแสโดยทั่วไปมีอะไรบ้าง

ดี.ซีแหล่งที่มาคือฟิสิกส์ของปฏิกิริยาเคมีที่มีการเปลี่ยนแปลงประจุสามารถรับได้โดยการแปลงกระแสสลับ วาไรตี้คือกระแสพัลซิ่งที่เปลี่ยนพารามิเตอร์ในช่วงกว้าง แต่ไม่เปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่
เครื่องปรับอากาศ- อาจเป็นเฟสเดียว สองเฟส หรือสามเฟส มาตรฐานหรือความถี่สูง การจำแนกประเภทง่ายๆ นี้ค่อนข้างเพียงพอแล้ว

สรุปหรือแต่ละกระแสมีอุปกรณ์ของตัวเอง

ภาพแสดงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าปัจจุบันที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Sayano-Shushenskaya และภาพนี้แสดงสถานที่ที่ติดตั้ง

และนี่คือหลอดไฟธรรมดา

เป็นเรื่องจริงหรือเปล่าที่ความแตกต่างในระดับขนาดนั้นน่าทึ่ง แม้ว่าอันแรกจะถูกสร้างขึ้นเพื่องานอันที่สองก็ตาม หากคุณคิดเกี่ยวกับบทความนี้จะเห็นได้ชัดว่ายิ่งอุปกรณ์อยู่ใกล้กับบุคคลมากเท่าใดก็ยิ่งใช้กระแสตรงบ่อยขึ้นเท่านั้น ยกเว้นมอเตอร์กระแสตรงและการใช้งานทางอุตสาหกรรม นี่เป็นมาตรฐานที่อิงจากข้อเท็จจริงที่ว่าเราพบว่ากระแสใดมีอันตรายมากกว่า กระแสตรงหรือกระแสสลับ ลักษณะของกระแสไฟในครัวเรือนนั้นใช้หลักการเดียวกัน เนื่องจากกระแสสลับ 220V 50Hz เป็นการประนีประนอมระหว่างอันตรายและความสูญเสีย ราคาของการประนีประนอมคือระบบป้องกันอัตโนมัติ: จากฟิวส์ไปจนถึง RCD เมื่อย้ายออกจากมนุษย์ เราพบว่าตัวเองอยู่ในโซนของคุณลักษณะชั่วคราว ซึ่งทั้งกระแสและแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า และไม่คำนึงถึงอันตรายต่อมนุษย์ แต่ให้ความสนใจกับข้อควรระวังด้านความปลอดภัย - โซนการใช้กระแสไฟฟ้าทางอุตสาหกรรม . สิ่งที่ไกลจากมนุษย์มากที่สุด แม้แต่ในอุตสาหกรรม ก็คือการส่งผ่านและการสร้างพลังงาน ไม่มีอะไรที่มนุษย์ต้องทำที่นี่ - นี่คือโซนของมืออาชีพและผู้เชี่ยวชาญที่รู้วิธีจัดการพลังนี้ แต่ถึงแม้จะมีการใช้ไฟฟ้าทุกวัน และแน่นอนว่าเมื่อทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้า การทำความเข้าใจธรรมชาติพื้นฐานของกระแสไฟฟ้าจะไม่มีวันฟุ่มเฟือย

ดี.ซี (กระแสตรง) –นี่คือการเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุในทิศทางเดียวกล่าวอีกนัยหนึ่ง
ปริมาณที่แสดงลักษณะของกระแสไฟฟ้า เช่น แรงดันหรือกระแสไฟฟ้า มีค่าคงที่ทั้งค่าและทิศทาง

ในแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เช่น ในแบตเตอรี่ AA ธรรมดา อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากลบไปบวก แต่ในอดีตทิศทางทางเทคนิคของกระแสถือเป็นทิศทางจากบวกไปลบ

สำหรับกระแสตรง จะใช้กฎพื้นฐานทั้งหมดของวิศวกรรมไฟฟ้า เช่น กฎของโอห์ม และกฎของ Kirchhoff

เรื่องราว

เริ่มแรกกระแสตรงเรียกว่ากระแสไฟฟ้ากัลวานิก เนื่องจากได้รับครั้งแรกโดยใช้ปฏิกิริยากัลวานิก จากนั้น ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 โทมัส เอดิสัน พยายามจัดระเบียบการส่งกระแสตรงผ่านสายไฟ ขณะเดียวกันก็เรียกว่า. “สงครามแห่งกระแส”ซึ่งมีทางเลือกเป็นกระแสหลักระหว่างกระแสสลับและกระแสตรง น่าเสียดายที่กระแสตรง "สูญเสีย" "สงคราม" นี้ไป เพราะไม่เหมือนกับกระแสสลับตรงที่กระแสตรงจะสูญเสียพลังงานจำนวนมากเมื่อส่งผ่านระยะทาง กระแสสลับนั้นง่ายต่อการแปลงและด้วยเหตุนี้จึงสามารถส่งผ่านในระยะทางที่กว้างใหญ่ได้

แหล่งจ่ายไฟกระแสตรง

แหล่งที่มาของกระแสตรงอาจเป็นแบตเตอรี่หรือแหล่งอื่นๆ ที่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมี (เช่น แบตเตอรี่ AA)

นอกจากนี้แหล่งจ่ายกระแสตรงยังสามารถเป็นเครื่องกำเนิดกระแสตรงซึ่งกระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นเนื่องจาก
ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วแก้ไขโดยใช้ตัวสะสม

กระแสตรงสามารถรับได้โดยการแก้ไขกระแสสลับ มีวงจรเรียงกระแสและตัวแปลงหลายแบบเพื่อจุดประสงค์นี้

แอปพลิเคชัน

กระแสตรงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรและอุปกรณ์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ที่บ้าน อุปกรณ์ส่วนใหญ่ เช่น โมเด็มหรือที่ชาร์จโทรศัพท์มือถือ จะใช้กระแสไฟ DC เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์ผลิตและแปลงกระแสตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ อุปกรณ์พกพาใดๆ ก็ตามใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ DC

ในอุตสาหกรรม กระแสตรงถูกใช้ในเครื่องจักรกระแสตรง เช่น มอเตอร์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในบางประเทศ สายไฟ DC ไฟฟ้าแรงสูงมีอยู่

กระแสตรงยังพบการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ด้วย เช่น ในอิเล็กโตรโฟรีซิส ซึ่งเป็นขั้นตอนการรักษาโดยใช้กระแสไฟฟ้า

ในการขนส่งทางรถไฟ นอกจากไฟฟ้ากระแสสลับแล้ว ยังใช้ไฟฟ้ากระแสตรงอีกด้วย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ามอเตอร์ฉุดซึ่งมีลักษณะทางกลที่เข้มงวดมากกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสนั้นเป็นมอเตอร์กระแสตรง

ผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

กระแสตรงแตกต่างจากไฟฟ้ากระแสสลับคือปลอดภัยสำหรับมนุษย์มากกว่า ตัวอย่างเช่น กระแสร้ายแรงสำหรับบุคคลคือ 300 mA หากเป็นกระแสตรงและหากเป็นกระแสสลับที่มีความถี่ 50 Hz แสดงว่า 50-100 mA

ประเภทของกระแส

กระแสไฟฟ้าประเภทต่างๆ ได้แก่:

ดีซี:

การกำหนด (-) หรือ DC (กระแสตรง)

เครื่องปรับอากาศ:

การกำหนด (

) หรือ AC (ไฟฟ้ากระแสสลับ)

ในกรณีของกระแสตรง (-) กระแสจะไหลไปในทิศทางเดียว ตัวอย่างเช่น กระแสไฟฟ้าตรงได้รับการจ่ายโดยแบตเตอรี่แห้ง แผงโซลาร์เซลล์ และแบตเตอรี่สำหรับอุปกรณ์ที่มีการสิ้นเปลืองกระแสไฟฟ้าต่ำ สำหรับกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของอะลูมิเนียม การเชื่อมอาร์กด้วยไฟฟ้า และการทำงานของรางไฟฟ้า จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรงกำลังสูง มันถูกสร้างขึ้นโดยใช้การปรับกระแสไฟ AC หรือใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

ทิศทางทางเทคนิคของกระแสคือไหลจากหน้าสัมผัสที่มีเครื่องหมาย “+” ไปยังหน้าสัมผัสที่มีเครื่องหมาย “-”

ในกรณีไฟฟ้ากระแสสลับ (

) แยกความแตกต่างระหว่างกระแสสลับเฟสเดียว กระแสสลับสามเฟส และกระแสความถี่สูง

ด้วยกระแสสลับกระแสจะเปลี่ยนขนาดและทิศทางอย่างต่อเนื่อง ในระบบส่งไฟฟ้าของยุโรปตะวันตก กระแสไฟฟ้าเปลี่ยนทิศทาง 50 ครั้งต่อวินาที ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงของการแกว่งต่อวินาทีเรียกว่าความถี่ของกระแส หน่วยความถี่คือเฮิรตซ์ (Hz) กระแสสลับเฟสเดียวต้องใช้ตัวนำแรงดันไฟฟ้าและตัวนำส่งคืน

กระแสสลับถูกใช้ในสถานที่ก่อสร้างและในอุตสาหกรรมเพื่อควบคุมเครื่องจักรไฟฟ้า เช่น เครื่องขัดมือ สว่านไฟฟ้า และเลื่อยวงเดือน เช่นเดียวกับไฟส่องสว่างในไซต์งานและอุปกรณ์ในไซต์ก่อสร้าง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสผลิตแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่ 50 เฮิรตซ์ในแต่ละขดลวดทั้งสามขดลวด แรงดันไฟฟ้านี้สามารถจ่ายไฟให้กับเครือข่ายสามเครือข่ายแยกกัน และใช้สายไฟเพียงหกเส้นสำหรับตัวนำไปข้างหน้าและย้อนกลับ หากคุณรวมตัวนำส่งคืนคุณสามารถ จำกัด ตัวเองให้เหลือเพียงสี่สายเท่านั้น

ลวดส่งคืนทั่วไปจะเป็นตัวนำที่เป็นกลาง (N) ตามกฎแล้วจะมีการต่อสายดิน ตัวนำอีกสามตัว (ตัวนำด้านนอก) เป็นตัวย่อ LI, L2, L3 ในตารางเยอรมัน แรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำด้านนอกกับตัวนำที่เป็นกลางหรือกราวด์คือ 230 V แรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำด้านนอกสองตัว เช่น ระหว่าง L1 และ L2 คือ 400 V

กล่าวกันว่ากระแสความถี่สูงเกิดขึ้นเมื่อความถี่การสั่นสูงกว่า 50 Hz (15 kHz ถึง 250 MHz) อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อใช้กระแสไฟฟ้าความถี่สูง คุณสามารถให้ความร้อนแก่วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและแม้แต่ละลายวัสดุเหล่านั้น เช่น โลหะและวัสดุสังเคราะห์บางชนิดได้

ตัวแปลง ค่าคงที่ตัวแปรปัจจุบัน อุปกรณ์.

วาซิลี ซอนกิน

ถ้าคนยืนตลอดวงแหวนสวน จับมือกัน เดินไปในทิศทางเดียวพร้อมๆ กัน ก็จะมีคนจำนวนมากเดินผ่านแต่ละแยก นี่คือกระแสตรง หากเดินไปทางขวาสองสามก้าวแล้วไปทางซ้ายคนจำนวนมากจะผ่านแต่ละแยก แต่จะเป็นคนกลุ่มเดียวกัน นี่คือกระแสสลับ

กระแสคือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง จำเป็นที่อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ในอุปกรณ์ของเราด้วย กระแสไฟฟ้าในเต้าเสียบมาจากไหน?

โรงไฟฟ้าจะแปลงพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า นั่นคือโรงไฟฟ้าพลังน้ำใช้น้ำไหลเพื่อหมุนกังหัน ใบพัดกังหันหมุนลูกบอลทองแดงระหว่างแม่เหล็กสองตัว แม่เหล็กทำให้อิเล็กตรอนในทองแดงเคลื่อนที่ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนในสายไฟที่เชื่อมต่อกับลูกบอลทองแดงเคลื่อนที่ส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็เหมือนกับปั๊มน้ำ และสายไฟก็เหมือนกับสายยาง ปั๊มเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสูบอิเล็กตรอน-น้ำผ่านสายไฟ-ท่อ

กระแสสลับคือกระแสที่เรามีในทางออก เรียกว่าแปรผันเพราะทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ไฟ AC จากเต้ารับมีความถี่และแรงดันไฟฟ้าต่างกัน มันหมายความว่าอะไร? ในปลั๊กไฟของรัสเซีย ความถี่คือ 50 เฮิรตซ์ และแรงดันไฟฟ้าคือ 220 โวลต์ ปรากฎว่าในไม่กี่วินาทีการไหลของอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและประจุจากบวกเป็นลบ 50 เท่า คุณสามารถสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงทิศทางในหลอดฟลูออเรสเซนต์เมื่อเปิดเครื่อง ในขณะที่อิเล็กตรอนกำลังเร่ง มันจะกะพริบหลายครั้ง - นี่คือการเปลี่ยนแปลงทิศทางการเคลื่อนที่ และ 220 โวลต์คือ "แรงดัน" สูงสุดที่เป็นไปได้ซึ่งอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในเครือข่ายนี้

ในไฟฟ้ากระแสสลับ ประจุจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าเป็น 100% จากนั้น 0% และ 100% อีกครั้ง หากแรงดันไฟฟ้าคงที่ 100% ก็จำเป็นต้องใช้ลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ และเมื่อประจุเปลี่ยนไป สายไฟก็อาจจะบางลง สะดวกครับ. โรงไฟฟ้าสามารถส่งโวลต์ได้หลายล้านโวลต์ผ่านสายไฟขนาดเล็ก จากนั้นหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับบ้านแต่ละหลังจะใช้แรงดันไฟฟ้า 10,000 โวลต์ และส่งกระแสไฟ 220 โวลต์ไปยังแต่ละเต้ารับ

กระแสตรงคือกระแสที่คุณมีในแบตเตอรี่โทรศัพท์หรือแบตเตอรี่ของคุณ เรียกว่าคงที่เนื่องจากทิศทางที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไม่เปลี่ยนแปลง เครื่องชาร์จแปลงกระแสสลับจากเครือข่ายเป็นไฟฟ้ากระแสตรง และในรูปแบบนี้จะกลายเป็นแบตเตอรี่

กระแสสลับคืออะไร และแตกต่างจากกระแสตรงอย่างไร?

เครื่องปรับอากาศ ตรงข้ามกับกระแสตรง การเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดและทิศทางอย่างต่อเนื่อง และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นระยะ กล่าวคือ จะเกิดขึ้นซ้ำๆ เป็นระยะสม่ำเสมอ

เพื่อกระตุ้นกระแสดังกล่าวในวงจร จะใช้แหล่งกำเนิดกระแสสลับ เพื่อสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับที่เปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทางเป็นระยะ แหล่งดังกล่าวเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

ในรูป รูปที่ 1 แสดงแผนภาพอุปกรณ์ (รุ่น) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับอย่างง่าย

กรอบสี่เหลี่ยมที่ทำจากลวดทองแดงติดตั้งอยู่บนแกนและหมุนในสนามแม่เหล็กโดยใช้สายพานขับเคลื่อน ปลายของเฟรมถูกบัดกรีเข้ากับวงแหวนหน้าสัมผัสทองแดงซึ่งหมุนไปตามเฟรมแล้วเลื่อนไปตามแผ่นหน้าสัมผัส (แปรง)

รูปที่ 1 แผนผังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับอย่างง่าย

ให้เราตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นแหล่งของ EMF สลับแน่นอน

สมมติว่าแม่เหล็กสร้างสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอระหว่างขั้วของมัน นั่นคือสิ่งหนึ่งที่ความหนาแน่นของเส้นสนามแม่เหล็กในส่วนใดส่วนหนึ่งของสนามเท่ากัน การหมุน เฟรมจะตัดผ่านเส้นสนามแม่เหล็ก และเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในแต่ละด้าน a และ b

ด้าน c และ d ของเฟรมไม่ทำงาน เนื่องจากเมื่อเฟรมหมุน พวกมันจะไม่ตัดกับเส้นสนามแม่เหล็ก ดังนั้น จึงไม่มีส่วนร่วมในการสร้าง EMF

ในช่วงเวลาใดๆ EMF ที่เกิดขึ้นในด้าน a จะอยู่ตรงข้ามกับทิศทางของ EMF ที่เกิดขึ้นในด้าน b แต่ในกรอบ EMF ทั้งสองทำหน้าที่สอดคล้องกัน และโดยรวมแล้วประกอบขึ้นเป็น EMF ทั้งหมด กล่าวคือ ถูกเหนี่ยวนำโดยทั้งเฟรม

ซึ่งง่ายต่อการตรวจสอบว่าคุณใช้กฎมือขวาที่รู้จักกันดีในการกำหนดทิศทางของ EMF หรือไม่

ในการทำเช่นนี้ คุณต้องวางฝ่ามือขวาของคุณให้หันไปทางขั้วเหนือของแม่เหล็ก และนิ้วหัวแม่มือที่งอจะสอดคล้องกับทิศทางการเคลื่อนที่ของด้านนั้นของเฟรมซึ่งเราต้องการกำหนดทิศทางของ อีเอ็มเอฟ จากนั้นทิศทางของ EMF นั้นจะระบุด้วยนิ้วมือที่ยื่นออกมา

สำหรับตำแหน่งใดก็ตามของเฟรมที่เรากำหนดทิศทางของ EMF ในด้าน a และ b พวกมันจะรวมกันและสร้าง EMF ทั้งหมดในเฟรมเสมอ ในกรณีนี้ ในแต่ละการปฏิวัติของเฟรม ทิศทางของ EMF ทั้งหมดในนั้นจะเปลี่ยนไปในทิศทางตรงกันข้าม เนื่องจากแต่ละด้านการทำงานของเฟรมจะผ่านไปใต้ขั้วแม่เหล็กที่แตกต่างกันในการปฏิวัติครั้งเดียว

ขนาดของ EMF ที่เกิดขึ้นในเฟรมก็เปลี่ยนแปลงเช่นกัน เมื่อความเร็วที่ด้านข้างของเฟรมตัดกับเส้นสนามแม่เหล็กเปลี่ยนไป อันที่จริง ณ เวลาที่เฟรมเข้าใกล้ตำแหน่งแนวตั้งและผ่านไป ความเร็วของจุดตัดของเส้นแรงที่ด้านข้างของเฟรมจะยิ่งใหญ่ที่สุด และ EMF ที่ใหญ่ที่สุดจะถูกเหนี่ยวนำในเฟรม ในช่วงเวลาที่เฟรมเคลื่อนผ่านตำแหน่งแนวนอน ด้านข้างของเฟรมดูเหมือนจะเลื่อนไปตามเส้นแรงแม่เหล็กโดยไม่ข้าม และไม่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเกิดขึ้น

ดังนั้นด้วยการหมุนเฟรมที่สม่ำเสมอแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในนั้นโดยจะเปลี่ยนทั้งขนาดและทิศทางเป็นระยะ

EMF ที่เกิดขึ้นในเฟรมสามารถวัดได้ด้วยอุปกรณ์และใช้เพื่อสร้างกระแสในวงจรภายนอก

โดยใช้ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสามารถรับแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสสลับได้

กระแสสลับเพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมและเพื่อให้แสงสว่างผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลังซึ่งขับเคลื่อนโดยกังหันไอน้ำหรือกังหันน้ำและเครื่องยนต์สันดาปภายใน

การแสดงกราฟิกของกระแสตรงและกระแสสลับ

วิธีการแบบกราฟิกทำให้สามารถแสดงกระบวนการเปลี่ยนแปลงตัวแปรเฉพาะตามเวลาได้อย่างชัดเจน

การสร้างกราฟของตัวแปรที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาเริ่มต้นด้วยการสร้างเส้นตั้งฉากสองเส้นซึ่งเรียกว่าแกนของกราฟ จากนั้น ส่วนของเวลาจะถูกพล็อตบนแกนนอนในระดับหนึ่ง และบนแกนตั้ง ในระดับหนึ่งด้วย ค่าของปริมาณที่กราฟจะถูกพล็อต (EMF แรงดันหรือกระแส)

ในรูป 2 แสดงกระแสตรงและกระแสสลับแบบกราฟิก ในกรณีนี้เราพล็อตค่าปัจจุบันและในแนวตั้งขึ้นจากจุดตัดของแกน O เราพล็อตค่าปัจจุบันของทิศทางเดียวซึ่งโดยปกติเรียกว่าบวกและลงจากจุดนี้ - ในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งปกติจะเรียกว่าลบ

รูปที่ 2 การแสดงกราฟิกของกระแส DC และ AC

จุด O ทำหน้าที่พร้อมกันเป็นจุดเริ่มต้นของการนับถอยหลังของค่าปัจจุบัน (แนวตั้งขึ้นและลง) และเวลา (แนวนอนไปทางขวา) กล่าวอีกนัยหนึ่ง จุดนี้สอดคล้องกับค่าศูนย์ของกระแสและช่วงเวลาเริ่มต้นที่เราตั้งใจจะติดตามว่ากระแสจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในอนาคต

ให้เราตรวจสอบความถูกต้องของสิ่งที่สร้างขึ้นในรูป 2 และกราฟกระแสคงที่ 50 mA

เนื่องจากกระแสนี้เป็นค่าคงที่ กล่าวคือ ไม่เปลี่ยนขนาดและทิศทางเมื่อเวลาผ่านไป ค่ากระแสเดียวกัน เช่น 50 mA จะสอดคล้องกับช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ดังนั้นในเวลาเท่ากับศูนย์นั่นคือ ในช่วงเวลาเริ่มต้นของการสังเกตกระแสจะเท่ากับ 50 mA โดยการวาดส่วนที่เท่ากับค่าปัจจุบัน 50 mA บนแกนตั้งขึ้น เราจะได้จุดแรกของกราฟ

เราต้องทำเช่นเดียวกันในช่วงเวลาถัดไป ซึ่งสอดคล้องกับจุดที่ 1 บนแกนเวลา กล่าวคือ แยกส่วนในแนวตั้งขึ้นจากจุดนี้ ซึ่งเท่ากับ 50 mA เช่นกัน จุดสิ้นสุดของกลุ่มจะเป็นตัวกำหนดจุดที่สองของกราฟ

เมื่อทำการก่อสร้างที่คล้ายกันสำหรับจุดต่อ ๆ มาหลายจุดเราจะได้จุดต่างๆ ซึ่งการเชื่อมต่อจะให้เส้นตรงซึ่งเป็นการแสดงกราฟิกของกระแสตรงที่ 50 mA

การพล็อตกราฟของตัวแปร EMF

ตอนนี้เรามาดูกราฟของตัวแปร EMF กันดีกว่า ในรูป 3 ที่ด้านบนแสดงเฟรมที่หมุนในสนามแม่เหล็ก และที่ด้านล่างเป็นการแสดงกราฟิกของตัวแปร EMF ที่เกิดขึ้น

รูปที่ 3 การพล็อตกราฟของตัวแปร EMF

มาเริ่มหมุนเฟรมตามเข็มนาฬิกาอย่างสม่ำเสมอและติดตามความคืบหน้าของการเปลี่ยนแปลงใน EMF โดยยึดตำแหน่งแนวนอนของเฟรมเป็นช่วงเวลาเริ่มต้น

ในช่วงเวลาเริ่มต้นนี้ EMF จะเป็นศูนย์ เนื่องจากด้านข้างของกรอบไม่ตัดกับเส้นแรงแม่เหล็ก บนกราฟ ค่า EMF เป็นศูนย์ซึ่งสอดคล้องกับช่วงเวลา t = 0 จะแสดงด้วยจุดที่ 1

เมื่อหมุนเฟรมมากขึ้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเริ่มปรากฏขึ้นและจะเพิ่มขนาดจนกว่าเฟรมจะถึงตำแหน่งแนวตั้ง บนกราฟ การเพิ่มขึ้นของ EMF นี้จะแสดงเป็นเส้นโค้งขึ้นเรียบจนถึงจุดสูงสุด (จุดที่ 2)

เมื่อเฟรมเข้าใกล้ตำแหน่งแนวนอน แรงเคลื่อนไฟฟ้าในเฟรมจะลดลงและลดลงเหลือศูนย์ บนกราฟจะแสดงเป็นเส้นโค้งเรียบจากมากไปน้อย

ดังนั้นในช่วงเวลาที่สอดคล้องกับครึ่งการปฏิวัติของเฟรม EMF ในนั้นสามารถเพิ่มจากศูนย์เป็นค่าสูงสุดและลดลงเหลือศูนย์อีกครั้ง (จุดที่ 3)

เมื่อหมุนเฟรมต่อไป แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้นอีกครั้งในนั้นและจะค่อยๆ เพิ่มขนาด แต่ทิศทางของมันจะเปลี่ยนไปในทางตรงกันข้าม ซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยใช้กฎมือขวา

กราฟคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของ EMF โดยที่เส้นโค้งที่แสดง EMF ตัดกับแกนเวลาและตอนนี้อยู่ใต้แกนนี้ EMF เพิ่มขึ้นอีกครั้งจนกว่าเฟรมจะอยู่ในตำแหน่งแนวตั้ง จากนั้น EMF จะเริ่มลดลง และค่าของมันจะเท่ากับศูนย์เมื่อเฟรมกลับสู่ตำแหน่งเดิม โดยเสร็จสิ้นการปฏิวัติเต็มหนึ่งครั้ง บนกราฟจะแสดงโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเส้นโค้ง EMF เมื่อถึงจุดสูงสุดในทิศทางตรงกันข้าม (จุดที่ 4) แล้วบรรจบกับแกนเวลา (จุดที่ 5)

สิ่งนี้จะสิ้นสุดหนึ่งรอบของการเปลี่ยน EMF แต่ถ้าเราหมุนเฟรมต่อไป รอบที่สองจะเริ่มต้นทันที โดยทำซ้ำครั้งแรกอย่างแน่นอน ซึ่งจะตามมาด้วยรอบที่สาม จากนั้นรอบที่สี่ และต่อไปเรื่อยๆ จนกระทั่ง เราหยุดกรอบการหมุน

ดังนั้นสำหรับการปฏิวัติเฟรมแต่ละครั้ง EMF ที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเต็มวงจร

หากเฟรมปิดกับวงจรภายนอกใด ๆ กระแสสลับจะไหลผ่านวงจรซึ่งกราฟจะมีลักษณะเหมือนกับกราฟ EMF

เส้นโค้งคล้ายคลื่นที่เราได้รับเรียกว่าคลื่นไซน์ และกระแส EMF หรือแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปตามกฎหมายนี้เรียกว่าไซน์ซอยด์

เส้นโค้งนั้นเรียกว่าคลื่นไซน์เนื่องจากเป็นการแสดงปริมาณตรีโกณมิติแบบแปรผันแบบกราฟิกที่เรียกว่าไซน์

ธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันเป็นลักษณะไซน์ซอยด์ที่พบได้บ่อยที่สุดในวิศวกรรมไฟฟ้า ดังนั้น เมื่อพูดถึงกระแสสลับ ในกรณีส่วนใหญ่เราหมายถึงกระแสไซน์ซอยด์

เพื่อเปรียบเทียบกระแสสลับที่แตกต่างกัน (EMF และแรงดันไฟฟ้า) มีปริมาณที่ระบุลักษณะเฉพาะของกระแสไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้เรียกว่าพารามิเตอร์ AC

คาบ แอมพลิจูด และความถี่ - พารามิเตอร์ของกระแสสลับ

กระแสสลับนั้นมีพารามิเตอร์สองตัวคือคาบและแอมพลิจูดโดยรู้ว่าเราสามารถตัดสินได้ว่าเป็นกระแสสลับประเภทใดและสร้างกราฟปัจจุบัน

รูปที่ 4 เส้นโค้งกระแสไซน์

ช่วงเวลาที่การเปลี่ยนแปลงปัจจุบันเกิดครบวงจรเรียกว่าช่วงเวลา ระยะเวลาถูกกำหนดด้วยตัวอักษร T และวัดเป็นวินาที

ช่วงเวลาที่การเปลี่ยนแปลงปัจจุบันเกิดขึ้นครึ่งหนึ่งของรอบทั้งหมดเรียกว่าครึ่งรอบ ดังนั้นระยะเวลาของการเปลี่ยนแปลงของกระแส (EMF หรือแรงดันไฟฟ้า) ประกอบด้วยสองครึ่งรอบ เห็นได้ชัดว่าทุกช่วงเวลาของกระแสสลับเดียวกันมีค่าเท่ากัน

ดังที่เห็นได้จากกราฟ ในช่วงหนึ่งของการเปลี่ยนแปลง กระแสไฟฟ้าจะถึงสองเท่าของค่าสูงสุด

ค่าสูงสุดของกระแสสลับ (แรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า) เรียกว่าค่าแอมพลิจูดหรือค่ากระแสแอมพลิจูด

โดยทั่วไปแล้ว Im, Em และ Um เป็นที่ยอมรับกันสำหรับการกำหนดแอมพลิจูดของกระแส EMF และแรงดันไฟฟ้า

ก่อนอื่นเราให้ความสนใจกับค่าแอมพลิจูดของกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตามดังที่เห็นได้จากกราฟ มีค่ากลางที่น้อยกว่าแอมพลิจูดจำนวนนับไม่ถ้วน

ค่าของกระแสสลับ (EMF, แรงดันไฟฟ้า) ที่สอดคล้องกับช่วงเวลาที่เลือกใด ๆ เรียกว่าค่าทันที

ฉัน. โดยทั่วไปแล้ว e และ u เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปสำหรับค่ากระแสแรงเคลื่อนไฟฟ้าและแรงดันทันที

ค่าปัจจุบันขณะขณะนั้นรวมถึงค่าแอมพลิจูดของค่านั้นสามารถกำหนดได้อย่างง่ายดายโดยใช้กราฟ ในการทำเช่นนี้จากจุดใดก็ได้บนแกนนอนที่สอดคล้องกับช่วงเวลาที่เราสนใจให้วาดเส้นแนวตั้งไปยังจุดตัดกับเส้นโค้งปัจจุบัน ส่วนผลลัพธ์ของเส้นตรงแนวตั้งจะกำหนดค่าของ กระแส ณ เวลาที่กำหนด เช่น มูลค่าปัจจุบันของมัน

เห็นได้ชัดว่าค่าปัจจุบันหลังจากเวลา T/2 จากจุดเริ่มต้นของกราฟจะเท่ากับศูนย์ และหลังจากเวลา T/4 ค่าแอมพลิจูดของค่าดังกล่าว กระแสยังถึงค่าแอมพลิจูดด้วย แต่ไปในทิศทางตรงกันข้ามหลังจากผ่านไประยะหนึ่งเท่ากับ 3/4 T

ดังนั้น กราฟจะแสดงให้เห็นว่ากระแสในวงจรเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป และแต่ละช่วงเวลาสอดคล้องกับค่าเฉพาะเพียงค่าเดียวของทั้งขนาดและทิศทางของกระแส ในกรณีนี้ ค่าของกระแส ณ เวลาที่กำหนด ณ จุดหนึ่งในวงจรจะเท่ากันทุกประการที่จุดอื่นๆ ในวงจรนี้

จำนวนคาบที่สมบูรณ์ที่ทำโดยกระแสใน 1 วินาทีเรียกว่าความถี่ของกระแสสลับและเขียนแทนด้วยตัวอักษรละติน f

เพื่อกำหนดความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับนั่นคือค้นหาว่ากระแสไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงกี่ช่วงภายใน 1 วินาที จำเป็นต้องหาร 1 วินาทีด้วยเวลาหนึ่งช่วง f = 1/T เมื่อทราบความถี่ของกระแสสลับ คุณสามารถกำหนดระยะเวลาได้: T = 1/f

ความถี่ของกระแสสลับวัดในหน่วยที่เรียกว่าเฮิรตซ์

หากเรามีกระแสสลับ ซึ่งความถี่ของการเปลี่ยนแปลงคือ 1 เฮิรตซ์ ดังนั้นคาบของกระแสดังกล่าวจะเท่ากับ 1 วินาที และในทางกลับกัน ถ้าคาบของการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันคือ 1 วินาที ความถี่ของกระแสนั้นจะเท่ากับ 1 เฮิรตซ์

ดังนั้นเราจึงได้กำหนดพารามิเตอร์ของกระแสสลับ - คาบ, แอมพลิจูดและความถี่ - ซึ่งช่วยให้คุณสามารถแยกแยะกระแสสลับ, EMF และแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน และสร้างกราฟเมื่อจำเป็น

เมื่อพิจารณาความต้านทานของวงจรต่างๆ ต่อกระแสสลับ ให้ใช้ปริมาณเสริมอื่นที่ระบุลักษณะของกระแสสลับ ซึ่งเรียกว่าความถี่เชิงมุมหรือความถี่วงกลม

ความถี่วงกลมถูกกำหนดด้วยตัวอักษร #969 และสัมพันธ์กับความถี่ f ตามความสัมพันธ์ #969 = 2#960 f

ให้เราอธิบายการพึ่งพานี้ เมื่อสร้างกราฟของตัวแปร EMF เราพบว่าในระหว่างการปฏิวัติเฟรมเต็มหนึ่งครั้ง วงจรการเปลี่ยนแปลง EMF ที่สมบูรณ์จะเกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง เพื่อให้เฟรมทำการปฏิวัติหนึ่งครั้ง กล่าวคือ หมุนได้ 360° จะใช้เวลาเท่ากับหนึ่งช่วงเวลา นั่นคือ T วินาที จากนั้นภายใน 1 วินาที เฟรมจะหมุน 360°/T ดังนั้น 360°/T คือมุมที่เฟรมหมุนใน 1 วินาที และแสดงความเร็วในการหมุนของเฟรม ซึ่งโดยปกติเรียกว่าความเร็วเชิงมุมหรือความเร็ววงกลม

แต่เนื่องจากคาบ T สัมพันธ์กับความถี่ f ด้วยอัตราส่วน f = 1/T ความเร็ววงกลมจึงสามารถแสดงเป็นความถี่ได้ และจะเท่ากับ #969 = 360°f

เราจึงได้ข้อสรุปว่า #969 = 360°f อย่างไรก็ตาม เพื่อความสะดวกในการใช้ความถี่วงกลมในการคำนวณทุกประเภท มุม 360° ที่สัมพันธ์กับการปฏิวัติหนึ่งครั้งจะถูกแทนที่ด้วยนิพจน์แนวรัศมีเท่ากับ 2 #960 เรเดียน โดยที่ #960 = 3.14 ในที่สุดเราก็ได้ #969 = 2 #960 f ดังนั้นเพื่อกำหนดความถี่วงกลมของกระแสสลับ (แรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า) ความถี่ในหน่วยเฮิรตซ์จะต้องคูณด้วยจำนวนคงที่ 6.28

เว็บไซต์ของเราบน Facebook:

เครื่องปรับอากาศ ตรงกันข้ามกับ เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องทั้งขนาดและทิศทาง และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นระยะๆ นั่นคือเกิดขึ้นซ้ำๆ ในช่วงเวลาเท่ากัน

พวกเขาใช้เพื่อกระตุ้นกระแสดังกล่าวในวงจร แหล่งกำเนิดกระแสสลับที่สร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับที่เปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทางเป็นระยะแหล่งดังกล่าวเรียกว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

ในรูป รูปที่ 1 แสดงแผนภาพของอุปกรณ์ (รุ่น) ที่ง่ายที่สุด

กรอบสี่เหลี่ยมที่ทำจากลวดทองแดงถูกติดตั้งบนแกนและหมุนในสนามโดยใช้สายพานขับเคลื่อน ปลายของเฟรมถูกบัดกรีเข้ากับวงแหวนหน้าสัมผัสทองแดงซึ่งหมุนไปตามเฟรมแล้วเลื่อนไปตามแผ่นหน้าสัมผัส (แปรง)

รูปที่ 1 แผนผังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับอย่างง่าย

มาตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมีอยู่จริง แหล่งที่มาของตัวแปร EMF

ให้เราสมมติว่าแม่เหล็กสร้างขึ้นระหว่างขั้วของมัน กล่าวคือ ขั้วหนึ่งมีความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กในส่วนใดๆ ของสนามแม่เหล็กเท่ากัน การหมุนกรอบจะตัดเส้นสนามแม่เหล็กและในแต่ละด้านของ a และ b

นี่เป็นเรื่องง่ายที่จะตรวจสอบว่าเราใช้สิ่งที่เรารู้เพื่อกำหนดทิศทางของ EMF หรือไม่ กฎมือขวา.

ดังนั้น, ด้วยการหมุนเฟรมสม่ำเสมอ EMF จะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดและทิศทางเป็นระยะ

การใช้ คุณจะได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสสลับ

กระแสสลับมีไว้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมและผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากำลังสูงที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันไอน้ำหรือกังหันน้ำ และเครื่องยนต์สันดาปภายใน

การแสดงกราฟิกของกระแสตรงและกระแสสลับ

วิธีการแบบกราฟิกทำให้สามารถเห็นภาพกระบวนการเปลี่ยนแปลงตัวแปรเฉพาะโดยขึ้นอยู่กับเวลา

ในรูป 2 มีการแสดงภาพกราฟิก กระแสตรงและกระแสสลับ- ในกรณีนี้เราพล็อตค่าปัจจุบันและในแนวตั้งขึ้นจากจุดตัดของแกน O เราพล็อตค่าปัจจุบันของทิศทางเดียวซึ่งโดยปกติเรียกว่าบวกและลงจากจุดนี้ - ในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งปกติจะเรียกว่าลบ

รูปที่ 2 การแสดงภาพกราฟิกของกระแสตรงและกระแสสลับ

จุด O ทำหน้าที่พร้อมกันเป็นจุดเริ่มต้นของการนับถอยหลังของค่าปัจจุบัน (แนวตั้งขึ้นและลง) และเวลา (แนวนอนไปทางขวา) กล่าวอีกนัยหนึ่ง จุดนี้สอดคล้องกับค่าปัจจุบันเป็นศูนย์และช่วงเวลาเริ่มต้นที่เราตั้งใจจะติดตามว่ากระแสจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรในอนาคต

เมื่อดำเนินการก่อสร้างที่คล้ายกันในช่วงเวลาต่อ ๆ มาเราจะได้คะแนนหลายจุดซึ่งการเชื่อมต่อจะให้เส้นตรงซึ่งก็คือ การแสดงกราฟิกของกระแส DCค่า 50 มิลลิแอมป์

ตอนนี้เรามาศึกษาต่อกันดีกว่า กราฟแรงเคลื่อนไฟฟ้าตัวแปร- ในรูป 3 ที่ด้านบนแสดงเฟรมที่หมุนในสนามแม่เหล็ก และที่ด้านล่างเป็นการแสดงกราฟิกของตัวแปร EMF ที่เกิดขึ้น

รูปที่ 3 การพล็อตกราฟของตัวแปร EMF

มาเริ่มหมุนเฟรมตามเข็มนาฬิกาอย่างสม่ำเสมอและติดตามความคืบหน้าของการเปลี่ยนแปลงใน EMF ในนั้นโดยให้ตำแหน่งแนวนอนของเฟรมเป็นช่วงเวลาเริ่มต้น

เมื่อหมุนเฟรมมากขึ้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้นอีกครั้งในนั้นและจะค่อยๆ เพิ่มขนาด แต่ทิศทางของมันจะเปลี่ยนไปในทางตรงกันข้าม ซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยใช้กฎมือขวา

จากนั้น EMF จะเริ่มลดลง และค่าของมันจะเท่ากับศูนย์เมื่อเฟรมกลับสู่ตำแหน่งเดิม โดยเสร็จสิ้นการปฏิวัติเต็มหนึ่งครั้ง บนกราฟจะแสดงโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเส้นโค้ง EMF เมื่อถึงจุดสูงสุดในทิศทางตรงกันข้าม (จุดที่ 4) แล้วบรรจบกับแกนเวลา (จุดที่ 5)

สิ่งนี้จะสิ้นสุดหนึ่งรอบของการเปลี่ยน EMF แต่ถ้าเราหมุนเฟรมต่อไป รอบที่สองจะเริ่มต้นทันที โดยทำซ้ำครั้งแรกอย่างแน่นอน ซึ่งจะตามมาด้วยรอบที่สาม และรอบที่สี่ และต่อไปเรื่อยๆ จนกระทั่ง เราหยุดกรอบการหมุน

เส้นโค้งคล้ายคลื่นที่เราได้รับเรียกว่าคลื่นไซน์ และกระแส แรงเคลื่อนไฟฟ้า หรือแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามกฎนี้เรียกว่า ไซน์.

เพื่อเปรียบเทียบกระแสสลับที่แตกต่างกัน (EMF และแรงดันไฟฟ้า) มีปริมาณที่ระบุลักษณะเฉพาะของกระแสไฟฟ้า พวกเขาถูกเรียกว่า พารามิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ.

คาบ แอมพลิจูด และความถี่ - พารามิเตอร์ของกระแสสลับ

รูปที่ 4 เส้นโค้งกระแสไซน์

ช่วงเวลาที่การเปลี่ยนแปลงปัจจุบันเกิดครบวงจรเรียกว่าช่วงเวลาระยะเวลาถูกกำหนดด้วยตัวอักษร T และวัดเป็นวินาที

ช่วงเวลาที่การเปลี่ยนแปลงปัจจุบันเกิดขึ้นครึ่งหนึ่งของรอบทั้งหมดเรียกว่าครึ่งรอบดังนั้นระยะเวลาการเปลี่ยนแปลงของกระแส (EMF หรือแรงดันไฟฟ้า) ประกอบด้วยสองครึ่งรอบ เห็นได้ชัดว่าทุกช่วงเวลาของกระแสสลับเดียวกันมีค่าเท่ากัน

ก่อนอื่นเราให้ความสนใจ อย่างไรก็ตามดังที่เห็นได้จากกราฟมีค่ากลางจำนวนนับไม่ถ้วนที่เล็กกว่าแอมพลิจูด

โดยทั่วไปแล้ว i, e และ u เป็นที่ยอมรับกันสำหรับค่าปัจจุบัน, แรงเคลื่อนไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้า

ค่าปัจจุบันขณะขณะนั้นรวมถึงค่าแอมพลิจูดของค่านั้นสามารถกำหนดได้อย่างง่ายดายโดยใช้กราฟ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ จากจุดใดๆ บนแกนนอนที่สอดคล้องกับช่วงเวลาที่เราสนใจ ให้วาดเส้นแนวตั้งไปยังจุดตัดกับเส้นโค้งปัจจุบัน ส่วนผลลัพธ์ของเส้นตรงแนวตั้งจะกำหนดค่าของกระแส ณ ขณะหนึ่งที่กำหนด เช่น ค่าทันทีของมัน

เรียกว่าจำนวนงวดที่สมบูรณ์โดยกระแสใน 1 วินาที ความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับและเขียนแทนด้วยอักษรละติน f

เพื่อกำหนดความถี่ของกระแสสลับเช่น ค้นหา กระแสการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นกี่ช่วงภายใน 1 วินาที?จำเป็นต้องหาร 1 วินาทีด้วยเวลาหนึ่งช่วง f = 1/T เมื่อทราบความถี่ของกระแสสลับ คุณสามารถกำหนดระยะเวลาได้: T = 1/f

มีหน่วยวัดเป็นหน่วยเรียกว่าเฮิรตซ์

หากเรามีกระแสสลับซึ่งมีความถี่เท่ากับ 1 เฮิรตซ์ ระยะเวลาของกระแสดังกล่าวจะเท่ากับ 1 วินาที และในทางกลับกัน ถ้าคาบของการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันคือ 1 วินาที ความถี่ของกระแสนั้นจะเท่ากับ 1 เฮิรตซ์

ดังนั้นเราจึงได้กำหนดไว้ พารามิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ - คาบ แอมพลิจูด และความถี่, - ซึ่งทำให้สามารถแยกแยะกระแสสลับ แรงเคลื่อนไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้าออกจากกัน และสร้างกราฟได้เมื่อจำเป็น

เมื่อพิจารณาความต้านทานของวงจรต่าง ๆ ต่อกระแสสลับ ให้ใช้ปริมาณเสริมอื่นที่ระบุลักษณะของกระแสสลับที่เรียกว่า ความถี่เชิงมุมหรือวงกลม.

ความถี่แบบวงกลมแสดงว่าเกี่ยวข้องกับความถี่ f โดยความสัมพันธ์ 2пif

ให้เราอธิบายการพึ่งพานี้ เมื่อสร้างกราฟของตัวแปร EMF เราพบว่าในระหว่างการปฏิวัติเฟรมเต็มหนึ่งครั้ง การเปลี่ยนแปลง EMF จะเกิดขึ้นครบวง กล่าวอีกนัยหนึ่ง เพื่อให้เฟรมทำการปฏิวัติหนึ่งครั้ง กล่าวคือ หมุนได้ 360° จะใช้เวลาเท่ากับหนึ่งช่วงเวลา นั่นคือ T วินาที จากนั้นภายใน 1 วินาที เฟรมจะหมุน 360°/T ดังนั้น 360°/T จึงเป็นมุมที่เฟรมหมุนใน 1 วินาที และแสดงความเร็วของการหมุนของเฟรม ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า ความเร็วเชิงมุมหรือวงกลม

แต่เนื่องจากคาบ T สัมพันธ์กับความถี่ f ด้วยอัตราส่วน f = 1/T ความเร็ววงกลมจึงสามารถแสดงในรูปของความถี่และจะเท่ากับ 360°f

เราจึงได้ข้อสรุปว่า 360°f อย่างไรก็ตาม เพื่อความสะดวกในการใช้ความถี่วงกลมในการคำนวณทุกประเภท มุม 360° ที่สัมพันธ์กับการปฏิวัติหนึ่งครั้งจะถูกแทนที่ด้วยนิพจน์แนวรัศมีเท่ากับ 2pi เรเดียน โดยที่ pi = 3.14 ในที่สุดเราก็ได้ 2pif ดังนั้นในการกำหนดความถี่วงกลมของกระแสสลับ () จำเป็นต้องคูณความถี่เป็นเฮิรตซ์ด้วยค่าคงที่หมายเลขคือ 6.28.

กระแสสลับคือกระแสที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทางซ้ำเป็นระยะๆ ในช่วงเวลาเท่ากัน T

ในด้านการผลิต การส่ง และการกระจายพลังงานไฟฟ้า กระแสสลับมีข้อดีหลักสองประการเหนือกระแสตรง:

1) ความสามารถ (การใช้หม้อแปลงไฟฟ้า) ในการเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้าอย่างง่ายดายและประหยัด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการส่งพลังงานในระยะทางไกล

2) ความเรียบง่ายที่มากขึ้นของอุปกรณ์มอเตอร์ไฟฟ้าและทำให้ต้นทุนลดลง

ค่าของปริมาณตัวแปร (กระแส, แรงดัน, แรงเคลื่อนไฟฟ้า) ในเวลาใดๆ จะถูกเรียก t มูลค่าทันที และเขียนแทนด้วยตัวอักษรพิมพ์เล็ก (ปัจจุบัน i, แรงดันไฟฟ้า u, แรงเคลื่อนไฟฟ้า - e)

ค่าที่ใหญ่ที่สุดในทันทีของการเปลี่ยนแปลงกระแสแรงดันไฟฟ้าหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็นระยะเรียกว่า สูงสุด หรือ แอมพลิจูด ค่าและกำหนดด้วยอักษรตัวใหญ่ด้วยดัชนี "m" (I m, U m)

ช่วงเวลาที่สั้นที่สุดหลังจากนั้นเรียกว่าค่าทันทีของปริมาณตัวแปร (กระแส, แรงดัน, แรงเคลื่อนไฟฟ้า) ในลำดับเดียวกัน ระยะเวลา T และผลรวมของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระหว่างงวดคือ วงจร

ส่วนกลับของช่วงเวลาเรียกว่าความถี่และเขียนแทนด้วยตัวอักษร f

เหล่านั้น. ความถี่ – จำนวนช่วงเวลาต่อ 1 วินาที

หน่วยความถี่ 1/วินาที - เรียกว่า เฮิรตซ์ (เฮิร์ตซ์) หน่วยความถี่ที่ใหญ่กว่าคือกิโลเฮิรตซ์ (kHz) และเมกะเฮิรตซ์ (MHz)

การได้รับกระแสสลับไซน์ซอยด์

ในเทคโนโลยีจะหากระแสสลับและแรงดันไฟฟ้าตามกฎงวดที่ง่ายที่สุด - ไซน์ซอยด์ เนื่องจากไซน์ซอยด์เป็นฟังก์ชันคาบเดียวที่มีอนุพันธ์คล้ายกับตัวมันเอง ส่งผลให้รูปร่างของเส้นโค้งแรงดันและกระแสในการเชื่อมโยงทั้งหมดของวงจรไฟฟ้าเหมือนกัน ซึ่งทำให้การคำนวณง่ายขึ้นอย่างมาก

หากต้องการรับกระแสความถี่อุตสาหกรรม ให้ใช้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งการดำเนินการเป็นไปตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเมื่อวงจรปิดเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในนั้น

แผนภาพวงจรของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับอย่างง่าย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับกำลังสูงที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้า 3-15 kV ทำด้วยขดลวดที่อยู่นิ่งบนสเตเตอร์ของเครื่องจักรและโรเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าแบบหมุน ด้วยการออกแบบนี้ทำให้ง่ายต่อการป้องกันสายไฟของขดลวดคงที่และง่ายกว่าในการเปลี่ยนกระแสไปยังวงจรภายนอก

การปฏิวัติโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสองขั้วหนึ่งครั้งสอดคล้องกับช่วงเวลาหนึ่งของการสลับ EMF ที่เกิดจากการม้วน

หากโรเตอร์ทำการปฏิวัติ n รอบต่อนาที แสดงว่าความถี่ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

เพราะ ในกรณีนี้คือความเร็วเชิงมุมของเครื่องกำเนิด
จากนั้นระหว่างมันกับความถี่ที่เกิดจาก EMF จะมีความสัมพันธ์กัน
.

เฟส. การเปลี่ยนเฟส

สมมติว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีการหมุนสองรอบที่เหมือนกันที่กระดองซึ่งเลื่อนไปในอวกาศ เมื่อกระดองหมุน EMF ที่มีความถี่เท่ากันและมีแอมพลิจูดเท่ากันจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดการหมุน เนื่องจาก ขดลวดหมุนด้วยความเร็วเท่ากันในสนามแม่เหล็กเดียวกัน แต่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของการหมุนในอวกาศ EMF จึงไม่สามารถเข้าถึงสัญญาณแอมพลิจูดพร้อมกันได้

หากในขณะนี้การนับเวลาเริ่มต้นขึ้น (t=0) เทิร์น 1 จะอยู่ที่มุมสัมพันธ์กับระนาบที่เป็นกลาง
และเทิร์นที่ 2 อยู่ในมุม
- จากนั้น EMF จะเกิดขึ้นในเทิร์นแรก:

และในวินาที:

เมื่อถึงเวลานับถอยหลัง:

มุมไฟฟ้า และ เรียกว่าการกำหนดค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในช่วงเวลาเริ่มต้น ระยะเริ่มต้น

เรียกว่าความแตกต่างในระยะเริ่มต้นของปริมาณไซน์ซอยด์สองปริมาณที่มีความถี่เท่ากัน มุมเฟส .

ปริมาณที่ค่าศูนย์ (หลังจากนั้นใช้กับค่าบวก) หรือค่าแอมพลิจูดที่เป็นบวกจะได้รับเร็วกว่าค่าอื่นที่ถือว่า ขั้นสูงในเฟส และสิ่งที่ได้รับค่าเดียวกันในภายหลัง - ล้าหลังในเฟส

ถ้าปริมาณไซน์ซอยด์สองปริมาณถึงแอมพลิจูดและค่าศูนย์พร้อมกัน ก็จะกล่าวว่าปริมาณดังกล่าวเป็น ในเฟส - หากมุมการเปลี่ยนเฟสของปริมาณไซน์ซอยด์คือ 180 0
แล้วพวกเขาก็บอกว่าจะเปลี่ยนเข้ามา แอนติเฟส

กระแสไฟฟ้ามีสองประเภทคือกระแสตรงและกระแสสลับ อุปกรณ์ยังต้องการกระแสไฟฟ้าประเภทใดประเภทหนึ่งในการจ่ายไฟ ความเป็นไปได้ของการทำงานและบางครั้งความสมบูรณ์หลังจากเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ถูกต้องขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ เราจะบอกคุณว่ากระแสสลับแตกต่างจากกระแสตรงในบทความนี้อย่างไรโดยให้คำตอบสั้น ๆ ด้วยคำที่ง่ายที่สุด

คำนิยาม

กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ในทิศทางของอนุภาคที่มีประจุ นี่คือคำจำกัดความจากหนังสือเรียนวิชาฟิสิกส์ พูดง่ายๆ ก็คือสามารถแปลได้ว่าส่วนประกอบต่างๆ ของมันมักจะมีทิศทางบางอย่างอยู่เสมอ ที่จริงแล้วทิศทางนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการสนทนาวันนี้

กระแสสลับ (AC) แตกต่างจากกระแสตรง (DC) ตรงที่อิเล็กตรอน (ตัวพาประจุ) ของตัวหลังจะเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวเสมอ ดังนั้นความแตกต่างระหว่างกระแสสลับก็คือทิศทางการเคลื่อนที่และความแรงของมันขึ้นอยู่กับเวลา ตัวอย่างเช่น ในเต้ารับ ทิศทางและขนาดของแรงดันไฟฟ้า ตามลำดับกระแส เปลี่ยนแปลงตามกฎไซน์ซอยด์ที่มีความถี่ 50 เฮิรตซ์ (ขั้วระหว่างสายไฟเปลี่ยนแปลง 50 ครั้งต่อวินาที)

สำหรับช่างไฟฟ้า เราจะพรรณนาสิ่งนี้บนกราฟ โดยที่แกนตั้งแสดงขั้วและแรงดันไฟฟ้า และแกนนอนแสดงเวลา:

เส้นสีแดงแสดงแรงดันไฟฟ้าคงที่ แต่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป ยกเว้นว่าจะเปลี่ยนแปลงเมื่อเปลี่ยนโหลดที่มีกำลังสูงหรือลัดวงจร คลื่นสีเขียวแสดงกระแสไซน์ซอยด์ จะเห็นได้ว่ากระแสไหลไปในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่ง ต่างจากกระแสตรง โดยที่อิเล็กตรอนจะไหลจากลบไปบวกเสมอ และทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าจะถูกเลือกให้มาจากบวกไปลบ

พูดง่ายๆ ก็คือ ข้อแตกต่างในสองตัวอย่างนี้คือค่าคงที่บวกและลบจะอยู่บนเส้นลวดเส้นเดียวกันเสมอ ถ้าเราพูดถึงการสลับจะใช้แนวคิดของเฟสและศูนย์ในแหล่งจ่ายไฟ หากเราพิจารณาโดยการเปรียบเทียบกับค่าคงที่ เฟสและศูนย์จะบวกและลบ มีเพียงขั้วเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง 50 ครั้งต่อวินาที (ในสหรัฐอเมริกาและประเทศอื่น ๆ อีกหลายประเทศ 60 ครั้งต่อวินาที และในเครื่องบินมากกว่า 400 ครั้ง)

ต้นทาง

ความแตกต่างระหว่าง AC และ DC อยู่ที่ต้นกำเนิด กระแสไฟฟ้าตรงสามารถรับได้จากเซลล์กัลวานิก เช่น แบตเตอรี่และตัวสะสมพลังงาน

นอกจากนี้ยังสามารถรับได้โดยใช้ไดนาโมซึ่งเป็นชื่อที่ล้าสมัยสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง อย่างไรก็ตาม ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา พลังงานจึงถูกสร้างขึ้นสำหรับเครือข่ายไฟฟ้าแห่งแรก เราได้พูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทความเกี่ยวกับ ในบันทึกเกี่ยวกับสงครามแห่งความคิดระหว่างเทสลาและเอดิสัน ต่อมาเป็นชื่อที่ตั้งให้กับเครื่องปั่นไฟขนาดเล็กที่ใช้จ่ายไฟให้กับไฟหน้าจักรยาน

กระแสสลับยังผลิตโดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นแบบสามเฟส

นอกจากนี้ยังสามารถรับแรงดันไฟฟ้าทั้งสองได้โดยใช้ตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์และวงจรเรียงกระแส ดังนั้นคุณจึงสามารถแก้ไขกระแสสลับหรือทำให้เหมือนเดิมโดยการแปลงกระแสตรง

สูตรคำนวณกระแสตรง

ความแตกต่างระหว่างตัวแปรและค่าคงที่ยังเป็นสูตรสำหรับการคำนวณกระบวนการที่เกิดขึ้นในวงจร ดังนั้นความต้านทานจึงถูกคำนวณสำหรับส่วนของวงจรหรือวงจรทั้งหมด:

E=ฉัน/(R+r)

พลังงานยังคำนวณได้ง่าย:

สูตรคำนวณกระแสสลับ

ในการคำนวณวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ความแตกต่างในสูตรเกิดจากความแตกต่างในกระบวนการที่เกิดขึ้นในตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ จากนั้นสูตรของกฎของโอห์มจะเป็นของความต้านทานแบบแอคทีฟ