וועקסל-שטראָם גלייכונג

וועקסל-שטראָם גלייכונג

וועקסלשטראָם, אדער AC, איז אַ טיפּ עלעקטרישער שטראָם וואָס ווערט אָפט גענוצט אין וואָכעדיקן לעבן. נישט ווי גלייכשטראָם (DC), האט וועקסלשטראָם די אייגנשאַפט פון פּעריִאָדיש ענדערן ביידע זיין גרייס און ריכטונג. פֿאַרשטיין די וועקסלשטראָם גלייכונג איז קריטיש, ספּעציעל פֿאַר עלעקטרישע אינזשענירן, טעכניקער און אַקאַדעמיקער, ווייל עס קען השפּעה האָבן אויף ווי עלעקטראָנישע און עלעקטרישע דעוויסעס אַרבעטן.

גרונטלעכע פארשטאנד פון וועקסלשטראָם

אין עיקר, וועקסלשטראָם איז אַ שטראָם וואָס טוישט ריכטונג פּעריִאָדיש. דער שטראָם ווערט פּראָדוצירט דורך וועקסלשטראָם קראַפטווערק ווי וועקסלשטראָם דזשענעראַטאָרן. וועקסלשטראָם פליסט מיט אַ קאָנסטאַנטן קורס פון נול ביז זיין פּאָזיטיוון שפּיץ, דערנאָך פאַרקלענערט זיך צוריק צו נול און גייט ווייטער ביז ער דערגרייכט זיין נעגאַטיוון שפּיץ, און אַזוי ווייטער. דער ציקל איבערחזרט זיך אין פעסטע אינטערוואַלן, געוויינטלעך סעקונדעס אָדער מיליסעקונדעס.

סינוסאָידאַל גלייכונג פון וועקסלשטראָם

צו באשרייבן וועקסלשטראָם מאַטעמאַטיש, ניצן מיר אַ סינוסאָידאַל פונקציע. די אַלגעמיינע פאָרעם פון דער וועקסלשטראָם גלייכונג איז:

\[ I(t) = I_m \sin(Ωκt + π) \]

דימאַנאַ:

– \( I(t) \) איז דער קראַנט אין צייט t
– \(I_m \) איז דער מאַקסימום קראַנט אָדער אַמפּליטוד
– \( \omega \) איז די ווינקל-פרעקווענץ (ראַד/ס)
– \(t \) איז צייט
– \( \phi \) איז די ערשטע פאַזע

א סינוסאָידאַל פונקציע באַשרײַבט אַז דער קראַנט ווערט ענדערט זיך פּעריִאָדיש מיט דער צײַט. די ווינקל־פֿרעקווענץ Ω איז פֿאַרבונדן מיט דער פֿרעקווענץ Ω אין הערץ דורך דער באַציִונג Ω = 2π, f).

וואָולטאַזש פֿאַרבונדן מיט וועקסל קראַנט

די וואָולטאַזש אין אַן וועקסלשטראָם סיסטעם קען אויך אויסגעדריקט ווערן אין סינוסאָידאַלער פאָרעם, נעמלעך:

\[ V(t) = V_m \sin(Ωκt + π) \]

דימאַנאַ:

– \( V(t) \) איז די וואָולטאַזש אין צייט t
– \(V_m \) איז די מאַקסימום וואָולטאַזש אָדער אַמפּליטוד
– \( \omega \) איז די ווינקל-פרעקווענץ
– \(t \) איז צייט
– \( \phi \) איז די ערשטע פאַזע

וואָולטאַזש און קראַנט קאָוכיזשאַן אין אַן RLC קרייַז

אין אַן עלעקטרישן קרייז וואָס באַשטייט פון אַ רעזיסטאָר (R), אַן אינדוקטאָר (L), און אַ קאַפּאַסיטאָר (C), וועלן די וואָולטאַזש און קראַנט זיין אין פֿאַרשידענע פֿאַזעס. דאָס איז צוליב דער נאַטור פֿון יעדן קאָמפּאָנענט'ס רעאַקציע צו קראַנט. צו דערקלערן:

1. רעזיסטאָר (R):
אין אַ רעזיסטאָר, זענען די וואָולטאַזש און קראַנט אין פאַזע. אָהם'ס גלייכונג גילט נאָך אַלץ:

\[ V_R(t) = I(t) ⋅ R \]

2. אינדוקטאָר (L):
אין אַן אינדוקטאָר, פירט די וואָולטאַזש 90 גראַד העכער דעם קראַנט (π/2). די גלייכונג איז:

\[ V_L(t) = L \frac{di(t)}{dt} \]

3. קאַפּאַסיטאָר (C):
אין אַ קאַפּאַסיטאָר, פירט דער קראַנט דעם וואָולטאַזש מיט 90 גראַד (π/2). די גלייכונג איז:

\[ I_C(t) = C \frac{dV(t)}{dt} \]

מאַכט אין וועקסלשטראָם

מאַכט אין אַן אָלטערנייטינג קראַנט סיסטעם האט עטלעכע קאָמפּאָנענטן, אַרייַנגערעכנט פאַקטיש מאַכט, רעאַקטיוו מאַכט, און אויסזענדיק מאַכט.

– רעאַלע מאַכט (P):

[P = V_{rms} I_{rms} γθ]

– רעאַקטיווע מאַכט (Q):

\[ Q = V_{rms} I_{rms} \sin \phi \]

– אויסזעענדיקע מאַכט (S):

\[ S = V_{rms} I_{rms} \]

וואו π איז דער פאַזע ווינקל צווישן וואָלטאַזש און קראַנט, (V_{rms}) איז די RMS (וואָרצל מיטל קוואַדראַט) וואָלטאַזש, און (I_{rms}) איז דער RMS קראַנט.

וואָרצל מיטל קוואַדראַט (RMS) אין וועקסלשטראָם

דער RMS ווערט איז דער עפעקטיווער ווערט פון וועקסלשטראָם און וואָולטאַזש וואָס פּראָדוצירט די זעלבע מאַכט ווי אַ פאַרגלייַכבארער גלייכשטראָם. דער RMS ווערט איז וויכטיק ווייַל רובֿ עלעקטרישע און עלעקטראָנישע מעסטונג אינסטרומענטן מעסטן RMS ווערטן. פֿאַר אַ סינוסאָידאַל וועקסלשטראָם, איז די RMS באַציִונג:

\[ I_{rms} = \frac{I_m}{\sqrt{2}} \]

און

\[ V_{rms} = \frac{V_m}{\sqrt{2}} \]

מיטן RMS ווערט קענען מיר לייכט אויסרעכענען די מאכט וואס ווערט גענערירט אדער גענוצט דורך דער לאסט.

טראַנספאָרמאַטאָרן און וועקסלשטראָם

איינער פון די מעלות פון ניצן וועקסלשטראָם איז זיין מעגלעכקייט צו לייכט טראַנספאָרמירן עס צו אַ העכער אָדער נידעריקער וואָולטאַזש מיט אַ טראַנספאָרמאַטאָר. דער גרונטפּרינציפּ פון אַ טראַנספאָרמאַטאָר איז צו אינדוצירן אַ וואָולטאַזש דורך צוויי שפּולן פון דראָט פארבונדן דורך אַ געמיינזאַמען אייַזן קערן. די פאַרהעלטעניש פון די וואָולטאַזשן צווישן די שפּולן איז גלייך צו די פאַרהעלטעניש פון די נומער פון דרייען אויף די צוויי שפּולן:

[\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p} \]

דימאַנאַ:

– \(V_s \) און \(V_p \) זענען די צווייטיקע און ערשטיקע וואָולטאַזשן,
– \(N_s \) און \(N_p \) זענען די צאָל פון דרייען אויף די סעקונדערי און ערשטיק.

מעלות און חסרונות פון וועקסלשטראָם

וידעפדיק:

1. טראַנסמיסיע עפעקטיווקייט:
די נוצן פון טראַנספאָרמאַטאָרן מאַכט עס גרינגער צו טראַנסמיטירן עלעקטריע איבער לאַנגע דיסטאַנצן דורך קאָנווערטירן הויכע צו נידעריקע וואָולטאַזשעס מיט הויך עפעקטיווקייט.

2. גרינגקייט פון מאַכט דזשענעריישאַן:
AC גענעראַטאָרן זענען גרינגער און מער עקאָנאָמיש צו בויען און אָפּערירן ווי DC גענעראַטאָרן.

שוואַכקייַט:

1. ענערגיע פארלוסט:
AC עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע פאַראורזאַכט ענערגיע פארלוסט אין דער פאָרעם פון היץ אין קאַבלען און אנדערע עלעקטרישע דעוויסעס.

2. מער קאָמפּליצירט אין סעטאַפּ:
פאַרשפּרייטונג און שוץ סיסטעמען זענען מער קאָמפּליצירט קאַמפּערד צו גלייַך קראַנט רעכט צו זיין פּעריאָדיש נאַטור און פאַזע ענדערונגען.

וועקסל קראַנט אַפּלאַקיישאַנז

רובֿ הויזגעזינדלעכע און אינדוסטריעלע עלעקטרישע סיסטעמען נוצן וועקסלשטראָם. וועקסלשטראָם ווערט גענוצט אין:
– פאַרשפּרייטונג פון עלעקטרישע ענערגיע דורך די עלעקטריע נעץ.
– אפעראציע פון ​​עלעקטרישע מאטארן אין הויזגעזינד און פאבריק אפאראטן.
– עלעקטראָנישע דעוויסעס ווי קאָמפּיוטערס, טעלעוויזיעס און סעלפאָונז דורך אַן אַדאַפּטער אָדער מאַכט צושטעלן.

קלאָוזינג

פֿאַרשטיין די גרונטלעכע גלייכונגען און קאָנצעפּטן פֿון וועקסלשטראָם איז קריטיש אין עלעקטרישער אינזשעניריע. דורך פֿאַרשטיין ווי קראַנט און וואָולטאַזש זיך פֿירן און ווי מאַכט ווערט אויסגערעכנט, קענען מיר פּלאַנירן און אָפּערירן עלעקטרישע סיסטעמען מער עפֿעקטיוו און זיכער. גרינגע וואָולטאַזש טראַנספֿאָרמאַציע און הויך טראַנסמיסיע עפֿעקטיווקייט מאַכן וועקסלשטראָם די הויפּט ברירה פֿאַר פֿאַרשפּרייטן עלעקטרישע ענערגיע וועלטווייט. מיט דעם וויסן, קענען מיר האָפֿנטלעך זיין מער פֿאָרזיכטיק אין אונדזער טעגלעכן באַניץ און נוצן פֿון עלעקטרישע ענערגיע.