Elementele electronice de bază: Ce este curentul alternativ? - manechinele

Curentul alternativ este de o importanță vitală în electronică pentru un singur motiv simplu: Curentul electric pe care îl puteți accesa prin conectarea unui circuit într-o priză de perete se întâmplă să fie alternant actual.

Curentul electric care curge continuu într-o singură direcție este denumit curent direct sau DC . Într-un circuit de curent continuu, curentul este cauzat de electroni care se aliniază și se mișcă într-o singură direcție.

În interiorul unui fir care transportă curent continuu, electronii se hrănesc de la atom la atom în timp ce se mișcă într-o singură direcție. Astfel, un electron dat care începe trecerea la un capăt al firului va ajunge în cele din urmă la celălalt capăt al firului.

În curent alternativ , electronii nu se mișcă într-o singură direcție. În schimb, aceștia urc de la un atom la altul într-o direcție pentru o vreme, apoi se întorc și se rostogolesc de la atom la atom în direcția opusă. Atât de des, electronii schimbă direcția. În curent alternativ, electronii nu se mișcă în mod constant înainte. În schimb, se mișcă doar înainte și înapoi.

Atunci când electronii în sensul comutatorului de curent alternativ, direcția curentului și tensiunea circuitului se inversează. În sistemele publice de distribuție a energiei electrice din Statele Unite (inclusiv curentul casnic), tensiunea se inversează de 60 de ori pe secundă. În unele țări, tensiunea se inversează de 50 de ori pe secundă.

Rata la care direcția de inversare a curentului alternativ se numește frecvența , exprimată în hertz. Astfel, curentul de uz casnic din Statele Unite este de 60 Hz.

Într-un circuit de curent alternativ, tensiunea și, prin urmare, curentul se schimbă întotdeauna. Cu toate acestea, tensiunea nu inversează imediat polaritatea. În schimb, tensiunea crește constant de la zero până când atinge o tensiune maximă, care se numește tensiunea de vârf .

Apoi, tensiunea începe să scadă din nou la zero. Tensiunea inversă polaritatea și scade sub zero, îndreptându-se din nou spre tensiunea de vârf, dar cu polaritate negativă. Când atinge tensiunea negativă de vârf, începe să urce înapoi până când ajunge la zero. Apoi ciclul se repetă.

Schimbarea de tensiune variază datorită relației de bază dintre câmpurile magnetice și curenții electrici. Atunci când un conductor (cum ar fi un fir) se deplasează printr-un câmp magnetic, câmpul magnetic induce un curent în fir. Dar dacă conductorul staționează în raport cu câmpul magnetic, nu este indus nici un curent.

Mișcarea fizică nu este necesară pentru a crea acest efect. Dacă conductorul rămâne într-o poziție fixă, dar intensitatea câmpului magnetic crește sau descrește (adică dacă câmpul magnetic se extinde sau se contractă), un curent este indus în conductor la fel ca în cazul în care câmpul magnetic este fix și conductorul se mișca fizic pe câmp.

Deoarece tensiunea la un curent alternativ este întotdeauna fie în creștere, fie în scădere pe măsură ce polaritatea se schimbă de la pozitiv la negativ și din nou, câmpul magnetic care înconjoară curentul este întotdeauna ori să se prăbușească sau să se extindă. Deci, dacă plasați un conductor în acest câmp magnetic expandat și colaps, curentul alternativ va fi indus în conductor.

Se pare că este magic! Cu curent alternativ, este posibil ca curentul într-un fir să inducă curent într-un fir adiacent, chiar dacă nu există niciun contact fizic între fire.

Linia de jos este următoarea: Curentul alternativ poate fi folosit pentru a crea un câmp magnetic în schimbare, iar schimbarea câmpurilor magnetice poate fi utilizată pentru a crea curent alternativ. Această relație între câmpurile de curent alternativ și câmpurile magnetice face posibilă utilizarea a trei dispozitive importante:

• Alternator: Un dispozitiv care generează curent alternativ dintr-o sursă de mișcare rotativă, cum ar fi o turbină alimentată de apă sau abur sau de o moară de vânt. Alternatoarele funcționează utilizând mișcarea de rotație pentru a roti un magnet care este plasat într-o bobină de sârmă. Pe măsură ce magnetul se rotește, câmpul său magnetic se mișcă, ceea ce induce un curent alternativ în sârma spiralată.

• Motor: Opusul unui alternator. Convertește curentul alternativ la mișcarea de rotație. În cea mai simplă formă, un motor este pur și simplu un alternator care este conectat înapoi. Un magnet este montat pe un arbore care se poate roti; magnetul este plasat în interiorul roților unei bobine de sârmă.

  Atunci când se aplică curent alternativ la bobină, câmpul magnetic în creștere și în cădere, creat de curent, determină rotirea magnetului, care transformă arborele.

• Transformator: Se compune din două bobine de sârmă plasate în imediata vecinătate. Dacă un curent alternativ este plasat pe una dintre bobine, câmpul magnetic care se prăbușește și se extinde va induce un curent alternativ în cealaltă bobină.