Elektronik-Grundlagen: Was ist Wechselstrom?

Wechselstrom ist von entscheidender Bedeutung in der Elektronik aus einem einfachen Grund: Der elektrische Strom Sie durch Einstecken einer Schaltung in eine Steckdose geschieht Strom werden abwechselnd zugreifen können.

Elektrischer Strom, der kontinuierlich in einer einzigen Richtung fließt heißt a Gleichstrom, oder DC. In einem Gleichstromkreis wird der Strom durch Elektronen verursacht, die alle Zeile nach oben und in eine Richtung bewegen.

Innerhalb eines Drahtgleichstrom führt, werden Elektronen von Atom zu Atom hop während in einer einzigen Richtung zu bewegen. Somit wird eine gegebene Elektron, das an einem Ende des Drahts seine Wanderung beginnt schließlich am anderen Ende des Drahtes enden.

Im Wechselstrom, Die Elektronen bewegen sich nicht nur in einer Richtung. Stattdessen werden sie von Atom Hop in einer Richtung für eine Weile Atom, und dann umkehren und von Atom zu Atom in der entgegengesetzten Richtung hüpfen. Jeder so oft ändern sich die Elektronen Richtung. In Wechselstrom, nicht ständig nach vorne bewegen sich die Elektronen. Stattdessen werden sie nur hin und her bewegen.

Wenn die Elektronen in Stromschaltrichtung abwechseln, die Richtung des Stroms und die Spannung der Schaltung umkehrt selbst. In der öffentlichen Stromverteilungssysteme in den Vereinigten Staaten (einschließlich Haushaltsstrom), kehrt die Spannung sich 60 mal pro Sekunde. In einigen Ländern, kehrt sich die Spannung sich 50 mal pro Sekunde.

Die Rate, mit der Wechselstromrichtung umkehrt heißt seine Frequenz, in Hertz ausgedrückt. Somit ist Standard-Haushaltsstrom in den Vereinigten Staaten 60 Hz.

In einem Wechselstromkreis, der Spannung und damit der Strom, verändert sich immer. Allerdings ist die Spannung nicht sofort umpolen. Stattdessen steigt die Spannung stetig von Null bis er eine maximale Spannung erreicht, die der aufgerufen wird Spitzenspannung.

Dann beginnt die Spannung wieder zu verringern, auf Null zurück. Die Spannung kehrt dann Polarität und fällt unter Null, wieder für die Spitzenspannung Überschrift aber negativer Polarität. Wenn es die negative Spitzenspannung erreicht, beginnt sie klettern wieder zurück, bis er auf Null geht. Dann wiederholt sich der Zyklus.

Die Schwing Änderung der Spannung ist wichtig, weil der Grund Beziehung zwischen Magnetfeldern und elektrischen Strömen. Wenn ein Leiter (beispielsweise ein Draht) durch ein Magnetfeld bewegt, induziert das Magnetfeld einen Strom in dem Draht. Aber wenn der Leiter stationär relativ zu dem Magnetfeld ist, wird kein Strom induziert.





Körperliche Bewegung ist nicht notwendig, diesen Effekt zu erzeugen. Wenn der Leiter bleibt in einer festen Position, aber dann Intensität des magnetischen Feldes zunimmt oder abnimmt (das heißt, wenn das magnetische Feld ausdehnt oder zusammenzieht), wird ein Strom durch die gleiche, als wenn das Magnetfeld fixiert wurden in dem Leiter induziert, und die Leiter körperlich wurde über das Feld bewegen.

Da die Spannung in einem Wechselstrom immer entweder zunimmt oder wie die Polarität Schwankungen von positiv zu negativ abnimmt und wieder zurück, das Magnetfeld, das die aktuelle umgibt immer entweder zu minimieren oder zu erweitern. Also, wenn Sie einen Leiter, der in diesem Auf- und Zuklappen Magnetfeld platzieren, Wechselstrom in dem Leiter induziert werden.

Es scheint wie Magie! Mit Wechselstrom, ist es möglich, Strom in einem Draht in einem benachbarten Draht zu induzieren Strom, obwohl es keinen physischen Kontakt zwischen den Drähten ist.

Unterm Strich ist dies: Wechselstrom verwendet werden kann, ein wechselndes Magnetfeld zu erzeugen, und das Ändern Magnetfelder können verwendet werden, Wechselstrom zu erzeugen. Diese Beziehung zwischen Wechselstrom und magnetischen Feldern macht drei wichtige Geräte möglich:

  • Generator: Eine Vorrichtung, die Wechselstrom von einer Quelle der Drehbewegung, wie beispielsweise einer Turbine erzeugt, angetrieben durch Wasser oder Dampf oder eine Windmühle fließt. Lichtmaschinen arbeiten durch die Drehbewegung mittels eines Magneten zu drehen, die innerhalb einer Drahtspule platziert ist. Wenn sich der Magnet dreht, wird sein Magnetfeld bewegt, die einen Wechselstrom in dem gewendelten Draht induziert.

  • Motor: Das Gegenteil von einem Wechselstromgenerator. Er wandelt Wechselstrom zur Bewegung dreht. In seiner einfachsten Form ist ein Motor einfach ein Generator, der nach hinten verbunden ist. Ein Magnet ist auf einer Welle montiert ist, dass der Magnet angeordnet ist innerhalb der Windungen einer Spule aus Draht rotate- kann.

    Wenn Wechselstrom an die Spule angelegt wird, die steigende und fallende Magnetfeld, das durch den Strom erzeugt bewirkt, dass der Magnet sich zu drehen, was die Welle dreht.

  • Transformator: Besteht aus zwei Drahtspulen in unmittelbarer Nähe platziert. Wenn ein Wechselstrom an eine der Spulen angeordnet ist, das Kollabieren und Expandieren Magnetfeld wird ein Wechselstrom in der anderen Spule induziert.


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