Electric Current Tutorial Includes:
Wat is elektrische stroom Stroomeenheid – Ampère AC & DC
Eén van de belangrijkste verschillen in het type stroom dat in een stroomkring vloeit, is of de stroom een wisselstroom, AC, of een gelijkstroom, DC, is.
AC & DC-elektriciteit worden beide op grote schaal gebruikt in elektrische en elektronische schakelingen, en worden elk voor verschillende doeleinden gebruikt.
Zowel wisselstroom als gelijkstroom hebben hun eigen kenmerken en bieden verschillende voordelen die in verschillende situaties kunnen worden gebruikt.
Wat is gelijkstroom, DC
Zoals de naam al aangeeft is gelijkstroom, DC een vorm van elektriciteit die in één richting stroomt – het is direct en daaraan dankt het zijn naam.
De karakteristiek van gelijkstroom, DC kan worden weergegeven op een grafiek. Hier is te zien dat de stroom alleen positief of alleen negatief is.
Toepassingen gelijkstroom, DC
Directe stroom, DC wordt op zeer veel gebieden gebruikt:
- Batterijen: Batterijen, zowel niet-oplaadbare als oplaadbare, kunnen alleen gelijkstroom leveren. De oplaadbare batterijen moeten ook worden opgeladen met gelijkstroom.
- Elektronische apparatuur: Alle apparatuur zoals computers, radio’s, mobiele telefoons, en in feite alle elektronische apparatuur maakt gebruik van gelijkstroom om de elektronische circuits van stroom te voorzien. Bipolaire transistors, FET’s en de geïntegreerde schakelingen die deze componenten gebruiken, hebben allemaal gelijkstroom nodig om ze van stroom te voorzien en raken beschadigd als een omgekeerde polariteit wordt toegevoerd. Hoewel veel van deze artikelen op wisselstroom werken, is er in het apparaat een eenheid die voeding wordt genoemd en die de inkomende wisselstroom omzet in gelijkstroom met de juiste spanning(en) binnen het elektronische artikel.
- Sommige elektrische apparatuur: Hoewel veel elektrische apparatuur wisselstroom gebruikt, gebruiken sommige gelijkstroom.
- Zonnepanelen: Zonnepanelen die worden gebruikt voor het opwekken van elektriciteit produceren gelijkstroom rechtstreeks uit de zonnepanelen zelf. Wanneer ze worden gebruikt om het lichtnet te voeden of om plaatselijke wisselstroom te leveren, is een apparaat nodig dat een omvormer wordt genoemd om de gelijkstroom, DC van de zonnepanelen om te zetten in AC.
Wat is wisselstroom, AC
Wisselstroom, AC is anders dan gelijkstroom. Zoals de naam al zegt, stroomt het eerst in de ene richting en dan in de andere.
De bovenstaande grafiek toont de stroomgolfvorm die varieert als een sinusgolf, waarbij de stroom eerst in de ene en dan in de andere richting gaat.
Vaak is het gebruikelijker om de spanningsvariaties te zien. Ook bij een wisselende golfvorm zal de spanning positief en negatief variëren.
Zowel bij de stroom als bij de spanning is te zien dat de golfvorm varieert en in dit voorbeeld eerst positief en dan negatief wordt.
De sinusgolf is eenvoudig te presenteren en te begrijpen, maar een grote verscheidenheid aan andere golfvormen kan ook een wisselgolfvorm met wisselstroom vormen.
Er zijn een paar saillante punten over wisselende golfvormen. Het eerste is de tijdsperiode van de golfvorm. Dit is de tijd van een punt op een cyclus van de golfvorm tot de identieke pint op de volgende cyclus. Vaak is de piek het gemakkelijkst te zien zoals afgebeeld, maar elk willekeurig punt kan worden genomen – bijvoorbeeld wanneer een bepaalde spanning in een bepaalde richting wordt bereikt – dit kan een spanningstriggerpunt zijn, enz. Nuldoorgangen zijn een ander gemakkelijk punt om te identificeren.
Een ander punt van een wisselende golfvorm is de frequentie. Dit is het aantal keren dat een bepaald punt op de golfvorm binnen een seconde te zien is en wordt gemeten in Hertz, Hz, waarbij 1 Hz één cyclus per seconde is. Het getoonde voorbeeld heeft een frequentie van 3 Hz, omdat er binnen een seconde drie cycli te zien zijn.
Net als andere voorbeelden heeft netstroom een frequentie van 50 Hz of 60 Hz, afhankelijk van het land. Europa en veel andere landen gebruiken 50 Hz, terwijl Noord-Amerika, het Caribisch gebied en sommige Zuid-Amerikaanse landen 60 Hz gebruiken.
Wisselstroomtoepassingen
Wisselstroom wordt meestal gebruikt voor stroomdistributie. Het heeft het voordeel dat het gemakkelijk kan worden omgezet naar andere spanningen met behulp van een eenvoudige transformator – transformatoren werken niet met gelijkstroom.
Als de stroom wordt gedistribueerd met een hoge spanning, zijn de verliezen veel lager. Neem het voorbeeld van een voeding van 250 volt met 4 ampère en een draadweerstand van 1 Ω. Aangezien vermogen, watt = volt x ampère, is het vermogen dat wordt vervoerd 1000 watt. Het vermogensverlies is I2 x R = 16 watt.
Als een spanningslijn 4 ampère vervoert maar een spanning heeft van 250 000, volt, d.w.z. 250 kV, en de lijn draagt 4 ampère, dan is het vermogensverlies nog steeds hetzelfde, maar het totale transmissiesysteem draagt 1 MW en 16 watt is een bijna te verwaarlozen verlies.
Het is om deze reden dat hoge spanningen worden gebruikt voor elektriciteitstransmissie, en vervolgens worden teruggebracht tot een relatief veilig niveau voor gebruik binnen woningen en commerciële eigendommen.
Omdat wisselstroom wordt gebruikt voor het voedingssysteem, wordt het ook gebruikt in motoren, voor verwarming en voor vele andere zaken zonder dat het in gelijkstroom hoeft te worden omgezet.
AC vs DC
Op veel gebieden kan er een beslissing genomen worden over AC vs DC en welke vorm van voeding het beste is voor een bepaalde toepassing.
Wisselstroom, AC en gelijkstroom, DC hebben beide hun voor- en nadelen, maar dit betekent dat er een keuze is om de beste optie te kiezen voor een bepaald gebruik of toepassing. Wisselstroom (AC) wordt over het algemeen gebruikt voor de distributie van stroom, vandaar dat de stopcontacten in onze huizen en op het werk voorzien zijn van wisselstroom om te voeden wat nodig is, maar gelijkstroom (DC) wordt meer gebruikt voor de elektronicaborden zelf en voor vele andere toepassingen.
Zowel wisselstroom als gelijkstroom worden veel gebruikt in de elektrische en elektronica-industrie, elk op hun eigen gebied van voordeel.
Zowel wisselstroom als gelijkstroom zijn in staat om elektrisch vermogen over te brengen, maar met enigszins verschillende voordelen.
Meer Elektronica Basisbegrippen:
Voltage Stroom Vermogen Weerstand Capaciteit Inductantie Transformatoren Decibel, dB Kirchoff’s Wetten Q, kwaliteitsfactor RF ruis
Terug naar menu Elektronica Basisbegrippen . . .