Prąd przemienny

Autor: Leandro Alegsa

17-12-2020

Prąd zmienny (AC) jest to prąd elektryczny o różnej wielkości i kierunku, w przeciwieństwie do prądu stałego, którego kierunek pozostaje stały. Oznacza to, że kierunek przepływu prądu w obwodzie jest stale odwracany tam i z powrotem. Odbywa się to przy każdym rodzaju źródła napięcia AC.

Zwykły kształt fali w obwodzie zasilania prądem przemiennym jest sinusoidalny, ponieważ prowadzi on do najbardziej efektywnego przekazywania energii. Jednakże w niektórych zastosowaniach stosuje się różne kształty fal, takie jak fale trójkątne lub kwadratowe. Niedrogie falowniki mocy wytwarzają falę kwadratową z przerwą pomiędzy zmianą kierunku.

Gdy mówi się o prądzie zmiennym, najczęściej odnosi się to do formy, w jakiej energia elektryczna jest dostarczana do przedsiębiorstw i rezydencji. Prąd zmienny pochodzi z elektrowni. Kierunek prądu elektrycznego zmienia się 60 razy na sekundę (lub 50 razy w niektórych częściach świata). Dzieje się to tak szybko, że żarówka nie przestaje świecić.

Ale sygnały audio i radiowe przenoszone na przewodzie elektrycznym są również przykładami prądu zmiennego. W tych zastosowaniach ważnym celem jest często odzyskanie informacji zakodowanych (lub zmodulowanych) na sygnale prądu zmiennego.

Światła miejskie oglądane w ruchu rozmyte. Miganie AC powoduje, że linie są raczej przerywane niż ciągłe.

Historia

Nikola Tesla eksperymentował z rezonansem elektrycznym i badał różne systemy oświetleniowe. Wynalazł silnik indukcyjny, nowe typy generatorów i transformatorów oraz system przenoszenia mocy prądu zmiennego.

William Stanley, Jr. zaprojektował jedno z pierwszych praktycznych urządzeń do efektywnego przenoszenia zasilania prądem zmiennym pomiędzy izolowanymi obwodami. Wykorzystując pary cewek nawiniętych na wspólny żelazny rdzeń, jego konstrukcja, zwana cewkąindukcyjną, była wczesnym prekursorem nowoczesnego transformatora. Stosowany obecnie system został opracowany pod koniec XIX wieku, w dużej mierze przez Nikolę Teslę. Przyczynili się do tego również George Westinghouse, Lucien Gaulard, John Dixon Gibbs, Wilhelm Siemens i Oliver Shallenger. Systemy AC pokonały ograniczenia systemu prądu stałego stosowanego przez Thomasa Edisona do efektywnej dystrybucji energii elektrycznej na duże odległości.

Hydroelektrownia Mill Creek została zbudowana w pobliżu Redlands w Kalifornii w 1893 roku. Zaprojektowana przez Almiriana Deckera, wykorzystywała trójfazową energię elektryczną 10.000 Volt, która ostatecznie stała się standardową metodą dla elektrowni na całym świecie.

Jak to działa?

Zasilanie AC jest tańsze i łatwiejsze do wykonania urządzeń elektronicznych. Przełączniki zasilania AC są również tańsze w wykonaniu. Jest to tańsze niż zasilanie prądem stałym, ponieważ można bardzo łatwo zwiększyć i zmniejszyć prąd. AC może używać wysokiego napięcia przy mniejszym natężeniu prądu, aby zmniejszyć straty podczas wysyłania zasilania. AC zmniejsza nagrzewanie się w przewodach. Moc prądu stałego może być wysyłana, ale straciłbyś dużo energii i musiałbyś włożyć w to więcej pracy, aby wysłać go na duże odległości. Dlatego nie wszędzie mamy stacje transformatorowe. Prąd zmienny działa poprzez ciągłe przełączanie prądu w przód i w tył, podczas gdy wraca on do źródła, z którego pochodzi.

Powiązane strony

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest prąd zmienny (AC)?

O: Prąd zmienny (AC) to prąd elektryczny, którego wielkość i kierunek zmieniają się, w przeciwieństwie do prądu stałego, którego kierunek pozostaje stały.

P: Jaki jest zwykły przebieg obwodu prądu zmiennego?

O: Zwykle kształt fali w obwodzie prądu zmiennego jest sinusoidalny, ponieważ prowadzi do najbardziej efektywnego przekazywania energii.

P: Czy w pewnych zastosowaniach stosuje się różne kształty fal?

O: Tak, w niektórych zastosowaniach używa się różnych przebiegów, takich jak fale trójkątne lub kwadratowe.

P: Jaki rodzaj fali wytwarzają tanie falowniki?

O: Niedrogie przetwornice wytwarzają falę kwadratową z przerwą pomiędzy zmianami kierunku.

P: Skąd się bierze prąd zmienny?

O: Mówiąc o prądzie zmiennym, ma się na myśli przede wszystkim formę, w jakiej energia elektryczna jest dostarczana do firm i mieszkań, a prąd zmienny pochodzi z elektrowni.

P: Ile razy w ciągu sekundy kierunek prądu zmienia się z powrotem?

O: Kierunek prądu zmienia się z powrotem 60 razy na sekundę (lub 50 razy w niektórych częściach świata).

P: Jakie przykłady sygnałów prądu zmiennego są przenoszone przez przewód elektryczny?

O: Sygnały dźwiękowe i radiowe przenoszone przez przewód elektryczny są przykładami prądu zmiennego. W tych zastosowaniach ważnym celem jest często odzyskanie informacji zakodowanej lub zmodulowanej w sygnale prądu zmiennego.