Elektronikk Grunnleggende: Hva er vekselstrøm? - dummies

Vekselstrøm er av avgjørende betydning i elektronikk av en enkel grunn: Den elektriske strømmen du kan få tilgang til ved å koble en krets til en stikkontakt, skjer for å skifte nåværende.

Elektrisk strøm som strømmer kontinuerlig i en enkelt retning kalles likestrøm , eller DC . I en likestrømskrets er strømmen forårsaket av elektroner som alle rager opp og beveger seg i en retning.

I en ledningsstrøm med likestrøm hopper elektroner fra atom til atom mens de beveger seg i en enkelt retning. Således vil en gitt elektron som starter sin trek i den ene enden av ledningen til slutt ende opp i den andre enden av ledningen.

I vekselstrøm beveger elektronene ikke inn i én retning. I stedet hopper de fra atom til atom i en retning for en stund, og så snu og hoppe fra atom til atom i motsatt retning. Hver så ofte endrer elektronene retning. I vekselstrømmen beveger elektronene seg ikke jevnt fremover. I stedet beveger de bare frem og tilbake.

Når elektronene i vekselstrømbryterretningen, reverserer strømretningen og spenningen til kretsen seg selv. I offentlige kraftdistribusjonssystemer i USA, (inkludert husholdningsstrøm), reverserer spenningen seg selv 60 ganger per sekund. I noen land reverserer spenningen seg selv 50 ganger per sekund.

Den hastighet der vekselstrøm reverserer retning kalles sin frekvens , uttrykt i hertz. Dermed er standard husstandsstrøm i USA 60 Hz.

I en vekselstrømskrets endres alltid spenningen og dermed strømmen. Spenningen reverserer imidlertid ikke umiddelbart polariteten. I stedet øker spenningen jevnt fra null til den når maksimal spenning, som kalles toppspenning .

Så begynner spenningen å senke igjen tilbake til null. Spenningen reverserer deretter polariteten og faller under null, igjen på toppspenningen, men negativ polaritet. Når den når den maksimale negative spenningen, begynner den å klatre tilbake igjen til den kommer til null. Da gjentas syklusen.

Den svingende spenningsendringen er viktig på grunn av det grunnleggende forholdet mellom magnetfelter og elektriske strømmer. Når en leder (som en ledning) beveger seg gjennom et magnetfelt, inducerer magnetfeltet en strøm i ledningen. Men hvis lederen er stasjonær i forhold til magnetfeltet, blir ingen strøm indusert.

Fysisk bevegelse er ikke nødvendig for å skape denne effekten. Hvis lederen forblir i en fast stilling, men øker eller avtar intensiteten i magnetfeltet (det vil si hvis magnetfeltet ekspanderer eller kontrakterer), induceres en strøm i lederen samme som om magnetfeltet ble fikset og lederen beveget seg fysisk over feltet.

Fordi spenningen i en vekselstrøm alltid øker eller avtar når polariteten svinger fra positiv til negativ og tilbake igjen, er magnetfeltet som omgir gjeldende, alltid enten kollapsende eller ekspanderende. Så, hvis du plasserer en leder i dette ekspanderende og kollapsende magnetfeltet, vil vekselstrøm bli indusert i lederen.

Det virker som magi! Med vekselstrøm er det mulig for strøm i en ledning å indusere strøm i en tilstøtende ledning, selv om det ikke er fysisk kontakt mellom ledningene.

Bunnlinjen er dette: Vekselstrøm kan brukes til å opprette et skiftende magnetfelt, og endring av magnetfelt kan brukes til å skape vekselstrøm. Dette forholdet mellom vekselstrøm og magnetfelter gjør det mulig for tre viktige enheter:

• Generator: En enhet som genererer vekselstrøm fra en roterende kilder, for eksempel en turbin drevet av rennende vann eller damp eller en vindmølle. Alternatorer jobber ved å bruke den roterende bevegelsen for å spinne en magnet som er plassert i en spole. Når magneten roterer, beveger dens magnetfelt seg, noe som induserer en vekselstrøm i spolen.

• Motor: Det motsatte av en generator. Den konverterer vekselstrøm til roterende bevegelse. I sin enkleste form er en motor bare en generator som er koblet bakover. En magnet er montert på en aksel som kan rotere; Magneten er plassert innenfor sving av en ledningspole.

  Når vekselstrøm påføres spolen, forårsaker det stigende og fallende magnetfeltet som er opprettet av strømmen at magneten skal snurre, som vrider akselen.

• Transformer: Består av to spoler av ledning plassert i umiddelbar nærhet. Hvis en vekselstrøm er plassert på en av spolene, vil det kollapsende og ekspanderende magnetfeltet indusere en vekselstrøm i den andre spolen.