Al món actual, l’electricitat és el més important al costat de l’oxigen de l’ésser humà. Quan es va inventar l'electricitat, s'han produït molts canvis al llarg dels anys. El planeta fosc es va convertir en un planeta de llums. De fet, va fer la vida tan senzilla en totes les circumstàncies. Tots els dispositius, indústries, oficines, cases, tecnologia, ordinadors funcionen amb electricitat. Aquí l’energia serà de dues formes, és a dir, corrent altern (CA) i corrent continu (CC) . Pel que fa a aquests corrents i la diferència entre corrent altern i corrent continu, es discutirà detalladament, la seva funció bàsica i els seus usos. Les seves propietats també es discuteixen en una columna tabular.
Diferència entre corrent altern i corrent continu
El flux d'electricitat es pot fer de dues maneres, com ara CA (corrent altern) i CC (corrent continu). L’electricitat es pot definir com el flux d’electrons a través d’un conductor, com ara un cable. La principal disparitat entre AC i DC es troba principalment en la direcció on subministren els electrons. En corrent continu, el flux d'electrons serà en una sola direcció i en el corrent altern el flux d'electrons canviarà les seves direccions com anar cap endavant i tornar cap enrere. La diferència entre CA i CC inclou principalment el següent
Diferència entre corrent altern i corrent continu
Corrent altern (CA)
El corrent altern es defineix com el flux de càrrega que canvia de direcció periòdicament. El resultat obtingut serà que el nivell de tensió també inverteixi juntament amb el corrent. Bàsicament, la CA s’utilitza per subministrar energia a indústries, cases, edificis d’oficines, etc.
Font del corrent altern
Generació de corrent altern
La CA es produeix mitjançant un alternador anomenat. Està dissenyat per produir corrent altern. A l'interior d'un camp magnètic, es gira un bucle de filferro, a partir del qual fluirà el corrent induït al llarg del filferro. Aquí la rotació del cable pot provenir de qualsevol no mitjà, és a dir, d’una turbina de vapor, d’aigua que flueix, d’un aerogenerador, etc. Això es deu al fet que el fil gira i entra en polaritat magnètica periòdicament, el corrent i el voltatge s’alternen al fil.
Generació de corrent alternatiu
A partir d’això, el corrent generat pot ser de moltes formes d’ona com sinus, quadrat i triangle. Però, en la majoria dels casos, es prefereix l’ona sinusoïdal perquè és fàcil de generar i els càlculs es poden fer amb facilitat. No obstant això, la resta de l'ona requereix un dispositiu addicional per convertir-les en formes d'ona respectives o s'ha de canviar la forma de l'equip i els càlculs seran massa difícils. A continuació es descriu la descripció de la forma d'ona sinusoidal.
Descrivint una onada sinusoidal
En general, la forma d'ona AC es pot entendre fàcilment amb l'ajut de termes matemàtics. Per a aquesta ona sinusoïdal, les tres coses que es requereixen són l'amplitud, la fase i la freqüència.
En mirar només el voltatge, es pot descriure una ona sinusoïdal com la següent funció matemàtica:
V (t) = VPàgSin (2πft + Ø)
V (t): És una funció del temps una tensió. Això significa que a mesura que canvia el temps, també canvia la nostra tensió. A l'equació anterior, el terme que es troba a la dreta del signe d'igualtat descriu com canvia la tensió amb el pas del temps.
VP: És l'amplitud. S’estableix el màxim de voltatge que podria arribar l’ona sinusoïdal en qualsevol direcció, és a dir -VP volts, + VP volts o en algun lloc intermedi.
La funció sin () estableix que el voltatge serà en forma d’ona sinusoïdal periòdica i actuarà com una oscil·lació suau a 0V.
Aquí 2π és constant. Converteix la freqüència de cicles en Hz a freqüència angular en radians per segon.
Aquí f descriu la freqüència d'ona sinusoïdal. Això tindrà la forma d'unitats per segon o hertz. La freqüència indica quantes vegades es produeix una forma d'ona en un segon.
Aquí t és una variable dependent. Es mesura en segons. Quan el temps varia, la forma d'ona també varia.
La φ descriu la fase de l'ona sinusoïdal. La fase es defineix com el desplaçament de la forma d'ona respecte al temps. Es mesura en graus. La naturalesa periòdica de l'ona sinusoïdal canvia de 360 ° i es converteix en la mateixa forma d'ona quan es desplaça en 0 °.
Per a la fórmula anterior, s’afegeixen els valors de l’aplicació en temps real prenent els Estats Units com a referència
El quadrat mitjà arrel (RMS) és un altre concepte petit que ajuda a calcular la potència elèctrica.
V (t) = 170 Sin (2π60t)
Aplicacions de l'AC
- Els punts de venda d’oficines i llars s’utilitzen AC.
- És fàcil generar i transmetre energia CA per a llargues distàncies.
- Es perd menys energia transmissió d'energia elèctrica per a tensions altes (> 110kV).
- Les tensions més altes impliquen corrents més baixos i, per als corrents més baixos, es genera menys calor a la línia elèctrica, cosa que és obviament deguda a la baixa resistència.
- La CA es pot convertir fàcilment d’alta tensió a baixa tensió i viceversa amb l’ajut de transformadors.
- Alimentació de CA motors elèctrics .
- També és útil per a molts electrodomèstics grans com neveres, rentaplats, etc.
- Corrent continu
El corrent continu (CC) és el moviment dels portadors de càrrega elèctrica, és a dir, electrons en un flux unidireccional. En CC, la intensitat del corrent variarà juntament amb el temps, però la direcció del moviment es manté la mateixa sempre. Aquí es coneix com CC una tensió la polaritat de la qual mai no inverteix.
Font DC
En un circuit de corrent continu, els electrons surten del pol negatiu o negatiu i es mouen cap al pol positiu o positiu. Alguns dels físics defineixen la CC ja que viatja de més a menys.
Font DC
Generalment, la font bàsica de corrent continu la produeixen les bateries, les cèl·lules electroquímiques i les fotovoltaiques. Però AC és el més preferit a tot el món. En aquest escenari, AC es pot convertir a CC. Això passarà en diversos passos. Inicialment, el fitxer font d'alimentació consisteix en un transformador, que més tard es va convertir en corrent continu amb l’ajut d’un rectificador. Evita la inversió del flux de corrent i s’utilitza un filtre per eliminar les pulsacions de corrent a la sortida del rectificador. És el fenomen de com AC es converteix en CC
Exemple de bateria de recàrrega
No obstant això, perquè tot el maquinari electrònic i electrònic funcioni, necessiten CC. La majoria dels equips d'estat sòlid requereixen un rang de tensió entre 1,5 i 13,5 volts. Les demandes actuals varien segons els dispositius que s’utilitzin. Per exemple, el rang de pràcticament zero per a un rellotge de polsera electrònic a més de 100 amperes per a un amplificador de potència de comunicacions per ràdio. L’equip que utilitza un transmissor o televisor de ràdio o transmissió d’alta potència o una pantalla CRT (tub de raigs catòdics) o tubs de buit requereix d’uns 150 volts fins a diversos milers de volts de CC.
Exemple de bateria de recàrrega
La principal diferència entre CA i CC es discuteix en el següent gràfic de comparació
| S No | Paràmetres | Corrent altern | Corrent continu |
1 | La quantitat d'energia que es pot transportar | És segur transferir-se a distàncies més llargues de la ciutat i proporcionarà més energia. | Pràcticament la tensió de CC no pot viatjar molt lluny fins que comença a perdre energia. |
2 | La causa de la direcció del flux d’electrons | Es denota imant giratori al llarg del fil. | Es denota magnetisme constant al llarg del filferro |
3 | Freqüència | La freqüència del corrent altern serà de 50Hz o 60Hz segons el país. | La freqüència de corrent continu serà nul·la. |
4 | Direcció | Inverteix la seva direcció mentre circula en un circuit. | Només flueix en una direcció del circuit. |
5 | Actual | És el corrent de magnitud que varia amb el temps | És el corrent de magnitud constant. |
6 | Flux d'electrons | Aquí els electrons continuaran canviant de direcció, cap endavant i cap enrere. | Els electrons es mouen constantment en una direcció o ‘cap endavant’. |
7 | Obtingut de | La font de disponibilitat és A.C Generator i la xarxa elèctrica. | La font de disponibilitat és Cell o Battery. |
8 | Paràmetres passius | És la impedància. | Única resistència |
9 | Factor de potència | Bàsicament es troba entre 0 i 1. | Sempre serà 1. |
10 | Tipus | Serà de diferents tipus com a sinusoïdal, trapezoïdal quadrat i triangular. | Serà pur i palpitant. |
Diferències clau del corrent altern (CA) i del corrent continu (CC)
Les diferències clau entre AC i DC inclouen les següents.
- La direcció del flux de corrent canviarà a l'interval de temps normal; llavors es coneix aquest tipus de corrent de corrent altern o corrent altern, mentre que el corrent continu és unidireccional, perquè flueix en una sola direcció.
- El flux de portadors de càrrega en una CA correrà girant una bobina dins del camp magnètic, en cas contrari, girant un camp magnètic dins d’una bobina immòbil. A CC, els portadors de càrrega fluiran mantenint el magnetisme estable juntament amb el cable.
- La freqüència de la CA varia de 50 Hz a 60 Hz segons l'estàndard del país, mentre que la freqüència de corrent continu continua sent nul·la.
- El PF (factor de potència) de la CA es troba entre 0 i 1, mentre que el factor de potència de CC continua sent un.
- La generació de corrent altern es pot fer mitjançant un alternador, mentre que la corrent continu es pot generar mitjançant la bateria, les cel·les i el generador.
- La càrrega de CA és resistiva inductiva en cas contrari, és capacitiva, mentre que la càrrega de CC és resistiva sempre a la natura.
- La representació gràfica d'una CA es pot fer a través de diferents formes d'ona desiguals com periòdica, triangular, sinusoïdal, quadrada, dent de serra, etc. mentre que la CC es representa a través de la línia recta.
- La transmissió de corrent altern es pot fer a gran distància mitjançant algunes pèrdues, mentre que el corrent continu transmet amb pèrdues lleus a distàncies extremadament llargues.
- La conversió de CA a CC es pot fer mitjançant un rectificador, mentre que l’inversor s’utilitza per convertir de CC a CA.
- La generació i transmissió de corrent altern es pot fer mitjançant algunes subestacions, mentre que la corrent continu utilitza més subestacions.
- Les aplicacions de corrent altern inclouen fàbriques, llars, indústries, etc. mentre que el corrent continu s’utilitza en il·luminació de flaix, equips electrònics, galvanoplàstia, electròlisi, vehicles híbrids i commutació del bobinat de camp al rotor.
- El corrent continu és molt perillós en comparació amb el corrent altern. En corrent altern, el flux de magnitud del corrent és alt i baix en un interval de temps normal, mentre que, en corrent continu, la magnitud també serà la mateixa. Una vegada que el cos humà es xoca, llavors el corrent altern entrarà i sortirà del cos humà en un interval de temps normal, mentre que el corrent continu afectarà el cos humà.
Quins són els avantatges de la CA sobre la CC?
Els principals avantatges de la CA en comparació amb la CC inclouen els següents.
- El corrent altern no és car i genera el corrent fàcilment en comparació amb el corrent continu.
- L'espai tancat a través del corrent altern és més que CC.
- En CA, la pèrdua d’energia és menor mentre es transmet en comparació amb la CC.
Per què es tria el voltatge de CA per sobre del voltatge de CC?
Els principals motius per seleccionar la tensió de CA sobre la tensió de CC inclouen principalment els següents.
La pèrdua d’energia en transmetre la tensió de corrent altern és baixa en comparació amb la tensió de corrent continu. Sempre que el transformador es troba a certa distància, la instal·lació és molt senzilla. L’avantatge del voltatge de CA és augmentar i baixar el voltatge segons la necessitat.
AC & DC Origins
Un camp magnètic proper a un cable pot causar el flux d’electrons d’una manera única a través del cable, ja que són repel·lits des de la part negativa d’un imant i atrets en la direcció de la part positiva. D’aquesta manera, es va establir la potència d’una bateria que es va reconèixer a través del treball de Thomas Edison. Els generadors de corrent altern van canviar lentament el sistema de bateries de corrent continu d’Edison, ja que el corrent altern està molt segur per transmetre energia a llargues distàncies per generar més energia.
El científic Nikola Tesla ha utilitzat un imant rotatiu en lloc d’aplicar el magnetisme a través del fil gradualment. Una vegada que l’imant es va inclinar en una sola direcció, els electrons fluiran en la direcció del positiu, però, sempre que es giri la direcció de l’imant, també es giraran els electrons.
Aplicacions d'AC i CC
La CA s’utilitza en la distribució d’energia i inclou molts avantatges. Això es pot convertir fàcilment a altres voltatges amb l’ajut d’un transformador perquè els transformadors no utilitzen CC.
A alta tensió, sempre que es transmeti la potència, hi haurà menys pèrdues. Per exemple, un subministrament de 250V té una resistència d'1 Ω i una potència de 4 amperes. Com que la potència, els watts són iguals a volts x amperes, de manera que la potència que es transporta pot ser de 1000 watts mentre que la pèrdua de potència és de I2 x R = 16 watts.
La CA s’utilitza per la transmissió d’energia de tensió alta.
Si una línia de tensió té una potència de 4 amperes, però té una potència de 250 kV, té una potència de 4 amperes, però la pèrdua de potència és la mateixa, però tot el sistema de transmissió té 1 MW i 16 watts, una pèrdua aproximadament insignificant.
El corrent continu s’utilitza en bateries, alguns dispositius electrònics i elèctrics i panells solars.
Fórmules per a corrent, tensió, resistència i potència de corrent altern
A continuació es discuteixen les fórmules de corrent altern, voltatge, resistència i potència.
Corrent de corrent altern
La fórmula dels circuits de corrent altern monofàsica és
I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)
La fórmula dels circuits de corrent altern trifàsica és
I = P / √3 * V * Cosθ
Tensió de corrent altern
Per als circuits monofàsics de CA, la tensió de CA és de
V = P / (I x Cosθ) = I / Z
Per als circuits de corrent altern trifàsics, la tensió de corrent altern és
Per a la connexió en estrella, VL = √3 EPH en cas contrari VL = √3 VPH
Per a la connexió delta, VL = VPH
Resistència AC
En cas de càrrega inductiva, Z = √ (R2 + XL2)
En cas de càrrega capacitiva, Z = √ (R2 + XC2)
En ambdós casos com capacitiu i inductiu Z = √ (R2 + (XL– XC) 2
Alimentació de corrent altern
Per als circuits monofàsics de CA, P = V * I * Cosθ
Potència activa per a circuits alternatius trifàsics
P = √3 * VL * IL * Cosθ
P = 3 * VPh * IPh * Cosθ
P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)
Potència reactiva
Q = V I * Sinθ
VAR = √ (VA2 - P2) & kVAR = √ (kVA2 - kW2)
Poder aparent
S = √ (P + Q2)
kVA = √kW2 + kVAR2
Potència complexa
S = V I
Per a càrrega inductiva, S = P + jQ
Per a càrrega capacitiva, S = P - jQ
Fórmules per a corrent continu, voltatge, resistència i potència
A continuació es discuteixen les fórmules de corrent continu, voltatge, resistència i potència.
Corrent continu
L’equació de corrent continu és I = V / R = P / V = √P / R
Voltatge continu
L'equació de tensió CC és
V = I * R = P / I = √ (P x R)
Resistència de CC
L’equació de resistència de CC és R = V / I = P / I2 = V2 / P
Alimentació CC
L'equació de potència de CC és P = IV = I2R = V2 / R
A partir de les equacions AC i DC anteriors, on
A partir de les equacions anteriors, on
'I' és les mesures actuals en A (Amperes)
'V' és la mesura de tensió en V (volts)
'P' és la mesura de potència en watts (W)
'R' és Mesures de resistència en ohm (Ω)
R / Z = Cosθ = PF (factor de potència)
‘Z’ és impedància
'IPh' és el corrent de fase
'IL' és corrent de línia
'VPh' és la tensió de fase
'VL' és tensió de línia
'XL' = 2πfL, és una reactància inductiva, on 'L' és una inductància dins d'Henry.
'XC' = 1 / 2πfC, és la reactància capacitiva, on 'C' és capacitat dins de Farads.
Per què fem servir l'AC a les nostres llars?
El subministrament actual que s’utilitza a les nostres llars és de corrent altern perquè, ja que podem alterar el corrent altern de manera senzilla mitjançant el transformador. L’alta tensió experimenta una pèrdua d’energia extremadament baixa a la línia o canals de transmissió llarga i es redueix la tensió per utilitzar-la de forma segura a casa amb l’ajut del transformador de baixada.
La pèrdua de potència dins del cable es pot donar com a L = I2R
On
‘L’ és la pèrdua de poder
‘Jo’ és l’actual
‘R’ és la resistència.
La transmissió de potència es pot donar a través de la relació com P = V * I
On
‘P’ és el poder
‘V’ és el voltatge
Un cop el voltatge augmenti, el corrent serà menor. Així, podem transmetre la mateixa potència disminuint la pèrdua d’energia perquè l’alta tensió proporciona el rendiment més excel·lent. Per aquest motiu, el corrent altern s’utilitza a les llars en lloc de la corrent continu.
La transmissió d’alta tensió també es pot fer a través de corrent continu, tot i que no és fàcil reduir la tensió per utilitzar-la de forma segura a les llars. En l'actualitat, s'utilitzen convertidors de CC avançats per disminuir el voltatge de CC.
En aquest article Quina és la diferència entre corrents de corrent altern i corrent continu s’explica amb detall. Espero que tots els punts s’entenguin clarament sobre el corrent altern, el corrent continu, les formes d’ona, l’equació, les diferències de CA i CC a les columnes tabulars juntament amb les seves propietats. Encara no puc entendre cap dels temes dels articles o per implementar els darrers projectes elèctrics , no dubteu a plantejar-vos una pregunta al quadre de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta, quin és el factor de potència d’un corrent altern?
Crèdits fotogràfics:
- Forma d'ona sinusoidal cançonsdelecosmos
- RMS Sine Waveform doctronic
- Exemple de bateria de recàrrega washington
