Проблемы с пониманием переменного тока (AC)

Как переменный ток попадает куда-либо, если он движется «назад и вперед» в проводе? Я понимаю, что постоянный ток - это поток электронов через провод, но меня всегда путали с тем, как работает переменный ток. Я ожидаю, что упускаю что-то простое, но может ли кто-нибудь указать мне на ресурс, который хорошо объясняет AC, или, возможно, предложить объяснение самостоятельно? Спасибо!

Энергия, несущая ток или что-либо еще, не нуждается в длительной доставке энергии для доставки энергии. Подумайте, как работают поршни в бензиновом двигателе. Они только ходят туда-сюда и не «никуда», но все же доставляют энергию в другие места (коленчатый вал).

Переменный ток немного похож на поршни. Вы все еще можете извлечь из него полезную работу.

Другой способ взглянуть на переменный ток - это мгновенный постоянный ток, который со временем меняется. Скажем, ток, если следовать синусоидальной функции с пиковой амплитудой 1,41 А. В любой точке цикла протекает некоторое количество мгновенного тока, которое колеблется от -1,41 до +1,41 А. Иногда ток равен 0 и Вы не можете получить какую-либо работу от этого. В других случаях это ненулевое, и вы можете. Если вы разбиваете цикл на множество мгновенных снимков, вы можете найти эквивалентный средний уровень устойчивого тока, из которого вы можете извлечь ту же работу. Это среднеквадратическое значение (среднеквадратичное значение), которое в данном случае составляет 1 А. В любой момент времени вы можете получить чуть больше или чуть меньше, но при усреднении за цикл этот переменный ток будет эквивалентен 1 А постоянного тока для Цель добывающей работы. Это усреднение мгновенных снимков действительно является неотъемлемой частью. Вы можете записать это сами и увидеть результат. Имейте в виду, что работа, которую может выполнять ток, пропорциональна квадрату этого тока, поэтому отрицательные части не отменяют положительные части.

А теперь твой момент дзен.

надевает шляпу дзен

Подумайте о волнах на пляже. Они входят, они выходят. Они входят, они выходят. Теперь, если вы человек с ногами в песке, можно относительно легко сделать вид, что ничего не движется. Если вы рак-отшельник или зебра, однако ...

Теперь давайте рассмотрим движение волн на несколько секунд. Когда они достигают крайностей движения (то есть полностью или полностью), они кажутся совершенно неподвижными . Хм, интересно ...

Теперь вы можете спросить себя, как нежные, ритмичные, периодические движения «делают что-нибудь»? Хорошо, учтите тот факт, что каждая песчинка на этом пляже раньше была частью горы.

Ну хорошо, хотя бы валун.

Физика - заставляет нас чувствовать себя чертовски незначительными с 650 года до нашей эры.

снимает дзен шляпу

Чтобы ответить на ваш вопрос более конкретно, переменный ток состоит из волны, которая входит и выходит гораздо быстрее, чем на пляже - в целом, по крайней мере, в 60 раз быстрее.

Вместо того чтобы думать об электричестве, путешествующем из точки А в точку Б, думайте о нем как о результате реакций между электронами. Хорошее визуальное представление - Колыбель Ньютона .

Расположение подшипников не изменяется, но импульс (энергия) все еще передается.

Я вижу этот вопрос все время и хотел бы предложить этот вклад. Все, кажется, понимают постоянный ток, поэтому на минуту давайте рассмотрим цепь аккумулятора с положительным выводом и отрицательным выводом. Положительная клемма имеет положительное напряжение, а отрицательная клемма обычно считается "землей", а соединение положительное на отрицательное завершает цепь.

Какое напряжение на положительной клемме? 5VDC? 9VDC? 12VDC? Это не должно быть исправлено. «Напряжение» на положительной клемме может быть фиксированным, но оно также может быть переменным.

В источнике переменного напряжения все напряжение появляется на проводе HOT в форме синусоиды. Это переменная от 0 В до + Vpeak обратно до 0 В, затем отрицательно до -Vpeak, затем обратно до 0 В. Другой провод, необходимый для замыкания цепи, НЕЙТРАЛЬНЫЙ, и его цель - обеспечить обратный путь. Это не «земля», в источнике переменного тока нет «земли». Все напряжение в источнике переменного тока поступает от провода HOT, поэтому он называется HOT. В источнике переменного тока сигнал напряжения на проводе HOT меняется от 0 В до + vPeak обратно до 0 В, затем он становится отрицательным до -vPeak, а затем снова до 0 В.

Людям трудно понять идею о том, что HOT может стать отрицательным, потому что они пытаются сравнить его с принципами напряжения постоянного тока, которые используют возврат (отрицательный вывод) в качестве заземления. Источник переменного тока не имеет "заземления". ГОРЯЧИЙ провод передает синусоидальную волну, которая постоянно изменяется от 0 В до + vPeak обратно до 0 В, затем отрицательно до -vPeak, а затем снова до 0 В - обычно в США чередуется около 60 раз в секунду, от 60 Гц

Третий провод, который вы видите в штепсельной вилке переменного тока, называемый заземлением, не похож на землю в цепи постоянного тока. В цепи переменного тока эта «земля» является дополнительным проводом, который обычно подключается к устройству внутренне на другом конце, и обеспечивает безопасный путь, чтобы потребители не были поражены электрическим током в случае, если что-то внутри устройства входит в контакт с ГОРЯЧИМ проводом. В отличие от постоянного тока, в цепи переменного тока заземляющий провод вообще не нужен и не имеет никакого отношения к протеканию переменного тока в устройстве.

В цепи переменного тока НЕЙТРАЛЬНЫЙ провод - это возврат переменного напряжения, которое течет от провода HOT. Если мы подключим трансформатор с центральными выводами между проводами переменного тока HOT и NEUTRAL, то центральный отвод станет «точкой привязки напряжения», которая позволяет нам видеть напряжение + + синусоидальной волны, когда сторона HOT идет в трансформатор, и - Напряжение синусоиды, где НЕЙТРАЛЬНЫЙ провод идет в трансформатор. Напряжение не переключается между НЕЙТРАЛЬНЫМ и ГОРЯЧИМ, провод HOT переносит синусоидальную волну от 0 В до + vPeak, затем возвращается к 0, до -vPeak, а затем возвращается к 0. Еще раз, НЕЙТРАЛЬНЫЙ провод готов завершить Схема - не имеет источника напряжения. Все напряжение в цепи переменного тока поступает от провода HOT.

Вот почему в цепи переменного тока провода помечены как ГОРЯЧИЕ и НЕЙТРАЛЬНЫЕ и необходимы для завершения цепи. Третий провод, заземленный, предназначен только для целей безопасности. HOT несет синусоидальную волну, NEUTRAL - возвращение, а GROUND - строго в целях безопасности.

Еще одна аналогия.

Постоянный ток похож на бензопилу - острые биты перемещаются в одном направлении, выполняя работу (резая дрова), а затем возвращаются в исходное положение. Движение цепи постоянно.

Переменный ток похож на ручную пилу - острые биты движутся в одном направлении, затем кратковременно останавливаются, а затем движутся в противоположном направлении.

Эта аналогия нарушается трехфазным переменным током. Трехфазная система хороша тем, что не имеет нулевых точек (ток всегда течет между двумя проводами) и позволяет создавать эффективные и надежные двигатели без необходимости сложной электроники.