Що насправді змінного струму?

Що насправді змінного струму (змінного струму)? А постійний струм (постійний струм)? Я читав кілька книг про аналіз основних електричних ланцюгів, і вони суперечать один одному.

1. У деяких книгах сказано, що змінна струм - це те саме, що і синусоїдальний стаціонарний стан. Тобто синусоїдальна або косинусна функція (насправді вони однакові лише зміщені по горизонталі). Наприклад,$v(t) = A \sin(\omega t + \phi)$. Згідно з цими книгами, постійний струм є повністю нерухомим (статичним), тобто напруга і струм не залежать від часу ($v(t) = k$, де $k = \mathrm{const.}$). Струми мають таку ж форму, як напруги для кожного з цих випадків.
2. Згідно з іншими книгами, AC - це будь-який струм, який змінює (тобто чергується) свій знак з часом ($t$). З математичним позначенням:$i(t_1) < 0$ і $i(t_2) > 0$ для деяких $t_1$ і $t_2$ де $t_1 \neq t_2$. Він може мати будь-яку форму, доки він чергує його знак.

Я схильний думати, що на практиці виграє перший варіант, але, можливо, краще етимологія другого варіанту.

Деякі інші підказки мають відношення до цього:

1. Чи є змінна напруга, яка є сумою синусоїдального стаціонарного стану і постійної напруги? Наприклад,$v(t) = A \sin(\omega t + \phi) + k$.
2. Чи змінна зубна хвиля?

AC не має точного значення, його значення може залежати від контексту. Можливо, краще визначити різні форми хвиль і запитати, чи можна їх назвати змінними.

Синусоїдальна хвиля з нульовим середнім значенням, безумовно, вважатиметься змінного струму.

Квадрат, трикутник або будь-яка інша хвильова форма з нульовим середнім також вважатиметься змінного струму.

Якщо будь-яка з цих форм хвиль мала невелике ненульове середнє значення, їх можна було б охарактеризувати як змінного струму з невеликою складовою постійного струму.

Як правило, при зміні змінного струму частина «опису», що описується, говорить про те, що форма хвилі час від часу перетворює полярність. Якщо одна з вищевказаних форм хвиль мала велику величину постійного струму, щоб вона не була зворотною, то її можна було б охарактеризувати як коливання постійного струму, або постійного струму з пульсацією (як вказує Майкл К), або можна назвати змінного струму на вершині постійного струму або змінного струму з великим компонентом постійного струму. Все було б правильно, або, принаймні, жодне з них не помиляється.

У всіх випадках, якщо насправді важливо, що таке форма хвилі, то опишіть напругу хвилі як функцію часу, не зациклюйтесь на тому, як різні люди намагаються її назвати. Якщо це в іспиті чи в класі, тоді запам’ятайте те, що ваш репетитор очікує побачити (це буде в їх конспектах), і просто відтворіть це для оцінок.

Це насправді складніше питання, ніж ви собі уявляєте.

За номіналом ми думаємо про синусоїдальних вольтах, які виходять зі стіни як змінного струму, і вольтах, що виходять із акумулятора як постійний струм, але насправді це лише два, майже чисті, загальнодоступні приклади.

Як згадує @ThePhoton, насправді всі напруги можна виразити такими, що мають дві складові. Частина постійного струму та деяка функція змінного часу. Функція часу може бути будь-якою. Простий синус, трикутник, імпульсна хвиля, все, що вам подобається, із середньою амплітудою нуля.

Очевидно, настінна розетка має або повинна мати нульову частину постійного струму, а акумулятор повинен мати нульову функцію змінного струму. Однак насправді кожен сигнал має певну або іншу міру.

На практиці, чи називаємо ми ми сигнал змінного чи постійного струму, здебільшого залежить від того, яку інформацію несе сигнал і як ми маємо намір його використовувати.

Приклад 1: Розглянемо вихід мостового випрямляча.

Очевидно, вхід тут - змінне, але що ми називаємо вихідним.

Якщо ми збираємось використовувати його для звичайної функції для генерації джерела живлення постійного струму, ми називаємо це постійним струмом, незважаючи на те, що це дійсно функція змінного струму з компонентом постійного струму.

Якщо ж ми мали намір подати цю повну випрямлену хвилю в підсилювач як сигнал, ми би назвали це сигналом змінного струму.

Приклад 2: Розглянемо простий підсилювач постійного струму

Знову ж вхід, очевидно, класичний змінного струму, але для правильного функціонування додається компонент напруги постійного струму і вихід закінчується компонентом постійного струму Q. Однак ми все ще називатимемо вихідний сигнал змінного струму, незважаючи на зміщення.

Насправді це все ще справедливо, навіть якщо вхідний сигнал знятий. З точки зору вихідний сигнал може виглядати як напруга постійного струму, але ми називаємо це амплітудою нульової (зміщеної) сигналу змінного струму.

Приклад 3: це AC або DC?

Ви можете назвати цю форму хвилі постійною напругою за допомогою пульсації, або ви можете назвати її напругою змінного струму з великим зміщенням постійного струму.

Будь-яке може бути правильним. Який з них більш правильний, повністю залежить від того, як використовується сигнал. У деяких додатках і те, і інше може бути правдою.

На завершення:

Окрім найпростіших прикладів лінійних та акумуляторних напруг, терміни змінного струму та постійного струму відносні і залежать від застосування. Який термін ви використовуєте чи чуєте, має посилатися на певне вище утилітарне значення.

Є два різних визначення змінного та постійного струму, які не повністю узгоджуються між собою.

1. Сигнал є постійним струмом, якщо він завжди має один і той же знак, або завжди позитивний, або завжди негативний. Сигналом є змінного струму, якщо він іноді негативний, а іноді позитивний.

2. Сигнал є постійним струмом, якщо він не змінюється за часом, і змінного струму, якщо він змінюється за часом і має середнє значення 0. (Nb: це означає, що не кожен сигнал може бути віднесений до чистого змінного або чисто постійного струму, як ми Дивись нижче)

Я не знаю, звідки походить перше визначення або яке підполе надає перевагу, але я бачив, як воно кілька разів використовувалося та енергійно захищало на Stackexchange та інших веб-сайтах.

Друге визначення - це те, що використовується в теорії ланцюгів і більшості наукових робіт з ЕЕ, на мій досвід. Значення цього визначення полягає в тому, що будь-який сигнал може бути розбитий на компоненти змінного та постійного струму

де частина постійного струму фактично є постійною ($v_{dc}(t) = {\rm constant}$), а середнє значення частини змінного струму дорівнює 0.

За допомогою цих визначень ми можемо в багатьох схемах знайти способи зрозуміти поведінку ланцюга, аналізуючи вплив компонентів постійного та змінного струму окремо. Наприклад, якщо амплітуда компонента змінного струму невелика, можливо, можливо проаналізувати його поведінку в лінеаризованій моделі схеми, навіть якщо схема є нелінійною.

Як ви помітили, "AC" - це термін з декількома визначеннями.

• Змінного струму означає змінний струм! Період! Не слухайте інших !!!

:)

• AC означає лише синусоїди: напруга змінного струму та змінного струму. (Ну, і косинус прийнятний.)

• AC означає "динамічний" або "мінливий". Якщо він не змінюється, то це статичний і постійний.

У цьому випадку вузький сплеск напруги не є змінним, тому що він не струм, але також він є чисто змінним, оскільки він швидко змінюється. Але насправді це не зміна струму, оскільки він має лише одну полярність; він не перетинає нуль і не змінюється вперед і назад. Але також це не AC, тому що це не синусоїда !!!

Уникайте дурних аргументів і завжди остерігайтесь переслідувати за "Єдиним істинним значенням" слів. Це називається "Свіфтійська битва".

Це добре пародіювало у «Подорожах Гуллівера», де ліліпути вели війну між великими ендіанцями та малолітинцями. Схоже, Джоннатан Свіфт міг бачити майбутнє та Інтернет. У тупій ліліпутській війні брали участь: величезні і кричущі скарбниці ... крихітних маленьких людей ... за горло один одного ... боротьба за спосіб "Єдиний справжній шлях", щоб зламати яйце.

Струм - це рух заряду. Носіями заряду в провідному матеріалі, такому як мідний дріт, є електрони.

Якщо є сила на електрон, він рухатиметься. У роботі з електрикою ми переймаємося електромагнітною силою .

Для змінного струму електрони в середньому йдуть вперед-назад, вперед-назад і т. Д., Але їх середнє положення не змінюється.

За постійним струмом електрони в середньому йдуть в одному напрямку.

Дивіться також: Вікіпедія: швидкість дрейфу .