소개
전기 회로는 전자가 소스에서 부하로 그리고 다시 소스로 흐르는 완전한 전도 경로입니다. 그러나 전자 흐름의 방향과 크기는 소스의 종류에 따라 다릅니다. 전기 공학 에서는 기본적으로 회로의 종류를 정의하는 두 가지 유형의 전압 또는 전류 (전기 에너지) 소스가 있습니다. 교류 (또는 전압) 및 직류.
게시물의 다음 커플을 위해, 우리는 교류 전류에 집중되며, 이르기까지 다양한 주제를 통해 이동 전류를 교류 무엇 에 AC 양식 파도 등을.
AC 회로
이름에서 알 수 있듯이 AC 회로 (교류)는 단순히 전압 또는 전류의 교류 소스에 의해 전원이 공급되는 회로입니다. 교류 전류 또는 전압은, 하나되는 전압 또는 주기적으로 특정 평균값 역진 방향에 따라 다름 현재 값 중 하나.
오늘날 대부분의 가정용 및 산업용 기기 및 시스템은 교류를 사용하여 전원을 공급받습니다. 모든 DC 기반 플러그 인 기기 및 충전식 배터리 기반 장치는 모두 배터리 충전 또는 시스템 전원 공급을 위해 AC에서 파생 된 특정 형태의 DC 전원을 사용하기 때문에 기술적으로 교류에서 실행됩니다. 따라서 교류는 전원이 전원에서 전달되는 형태입니다.
Alternating 회로는 1980 년대에 Tesla가 Thomas Edison DC 발전기의 장거리 무능력을 해결하기로 결정했을 때 시작되었습니다. 그는 고전압에서 전기를 전송하는 방법을 모색 한 다음 변압기를 사용하여 분배에 필요할 수있는만큼 위아래로 스텝 업하여 다이렉트의 주요 문제인 먼 거리에서 전력 손실을 최소화 할 수있었습니다. 당시의 현재.
교류 대 직류 (AC 대 DC)
AC와 DC 는 세대마다 전송 및 배포에 따라 여러 가지 방식으로 다르지만 간단하게하기 위해이 게시물의 특성과 비교를 계속할 것입니다.
서로 다른 특성의 원인이기도 한 AC와 DC의 주요 차이점은 전기 에너지의 흐름 방향입니다. DC에서는 전자가 한 방향 또는 앞으로 꾸준히 흐르고 AC에서는 전자가주기적인 간격으로 흐름 방향을 번갈아 가며 흐릅니다. 이것은 또한 전류에 따라 양에서 음으로 전환 될 때 전압 레벨의 교대로 이어집니다.
아래는 AC와 DC 의 차이점 을 보여주는 비교 차트 입니다. 교류 회로를 더 많이 탐구함에 따라 다른 차이점이 강조 될 것입니다.
비교 기준 |
AC |
DC |
에너지 전송 용량 |
에너지 손실을 최소화하면서 장거리 이동 |
장거리 전송시 많은 양의 에너지 손실 |
세대 기본 |
와이어를 따라 자석을 회전합니다. |
와이어를 따라 꾸준한 자기 |
회수 |
일반적으로 국가에 따라 50Hz 또는 60Hz |
주파수는 0입니다. |
방향 |
회로를 통과 할 때 주기적으로 방향을 바꿉니다. |
한 방향으로 일정한 흐름을 유지합니다. |
흐름 |
시간에 따라 크기가 변함 |
일정한 크기 |
출처 |
모든 형태의 교류 발전기 및 전원 |
셀, 배터리, AC에서 변환 |
수동 매개 변수 |
임피던스 (RC, RLC 등) |
저항 만 |
역률 |
0 ~ 1 사이에 있음 |
항상 1 |
파형 |
정현파, 사다리꼴, 삼각형 및 정사각형 |
직선, 때때로 맥동. |
기본 AC 소스 (단일 코일 AC 발전기)
AC 생성 의 원리 는 간단합니다. 자기장이나 자석이 고정 코일 세트 (와이어)를 따라 회전하거나 고정 자기장을 중심으로 코일이 회전하면 교류 발전기 (Alternator)를 사용하여 교류 전류가 생성됩니다.
가장 간단한 형태의 교류 발전기는 자석의 북극과 남극 사이에 위치하면서 축을 중심으로 기계적으로 회전하는 와이어 루프로 구성됩니다.
아래 이미지를 고려하십시오.
전기자 코일이 북극 및 남극 자석에 의해 생성 된 자기장 내에서 회전함에 따라 코일을 통과하는 자속이 변하고 이에 따라 전하가 와이어를 통해 강제되어 유효 전압 또는 유도 전압이 발생합니다. 루프를 통과하는 자속은 자기장의 방향에 대한 루프 각도의 결과입니다. 아래 이미지를 고려하십시오.
위에 표시된 이미지에서 우리는 전기자가 회전함에 따라 특정 수의 자기장 라인이 절단되고 '라인 절단'의 양이 전압 출력을 결정 한다고 추론 할 수 있습니다.. 회전 각도가 변경 될 때마다 전기자의 자력선에 대한 원형 운동의 결과로 '자기 선 절단'의 양도 변경되므로 출력 전압도 변경됩니다. 예를 들어, 0도에서 자른 자기장 선은 결과 전압을 0으로 만드는 0이지만 90도에서는 거의 모든 자기장 선이 끊어져 한 방향으로 최대 전압이 생성됩니다. 270도에서는 반대 방향으로 만 생성됩니다. 따라서 전기자가 자기장 내에서 회전하여 정현파 파형 이 형성됨에 따라 전압의 결과적인 변화가 발생합니다. 결과적으로 유도 된 전압은 정현파이며 각 주파수 ω는 초당 라디안으로 측정됩니다.
위의 설정에서 유도 전류는 다음 방정식으로 제공됩니다.
나는 = V / R
여기서 V = NABwsin (wt)
N = 속도
A = 면적
B = 자기장
w = 각 주파수.
실제 AC 발전기는 분명히 이것보다 더 복잡하지만 위에서 설명한 것과 동일한 전자기 유도의 원리와 법칙에 따라 작동합니다. 교류는 또한 인버터에서 발견되는 특정 종류의 변환기 및 발진기 회로를 사용하여 생성됩니다.
변압기
AC의 기반이되는 유도 원리는 생성에만 국한되지 않고 전송 및 배포에도 적용 됩니다. AC가 계산에 들어갔을 때와 마찬가지로 주요 문제 중 하나는 DC가 장거리로 전송 될 수 없다는 사실이었습니다. 따라서 주요 문제 중 하나 인 AC가 실행 가능해 지려면 해결해야했습니다. KV가 아닌 V 범위의 전압을 사용하는 소비자에게 생성 된 고전압 (KV)을 안전하게 전달합니다. 이것이 변압기가 AC의 주요 원동력 중 하나로 설명되고 그것에 대해 이야기하는 것이 중요한 이유 중 하나입니다.
변압기 에서 두 개의 코일은 하나에 교류가 적용될 때 다른 하나에 전압을 유도하는 방식으로 배선됩니다. 변압기는 변압기의 다른 쪽 끝 (2 차 코일)에서 각각 더 낮거나 더 높은 전압을 생성하기 위해 한쪽 끝 (1 차 코일)에 적용되는 전압을 강압 또는 승압하는 데 사용되는 장치입니다. 2 차 코일의 유도 전압은 항상 1 차 코일에 적용된 전압과 1 차 코일에 대한 2 차 코일의 턴 수 비율을 곱한 값과 같습니다.
따라서 강압 또는 승압 변압기 인 변압기는 2 차 코일의 권선 수 대 1 차 코일의 도체 권선 수의 비율에 따라 달라집니다. 2 차 코일에 비해 1 차 코일에 더 많은 권선 이 있으면 변압기가 전압을 낮추지 만 1 차 코일이 2 차 코일에 비해 권선 수가 적 으면 변압기 가 1 차에 적용된 전압을 올립니다.
변압기는 장거리 전력 분배를 매우 가능하고 비용 효율적이며 실용적으로 만들었습니다. 전송 중 손실을 줄이기 위해 전력은 발전소에서 고전압 및 저 전류로 전송 된 다음 변압기를 사용하여 저전압 및 고전류로 가정과 사무실에 분배됩니다.
그래서 우리는 너무 많은 정보로 기사에 과부하가 걸리지 않도록 여기서 멈출 것입니다. 이 기사의 2 부에서는 AC 파형에 대해 논의하고 몇 가지 방정식과 계산에 대해 알아볼 것입니다. 계속 지켜봐주세요.