در جریان مستقیم بارهای الکتریکی فقط در یک جهت جریان دارند ولی در جریان متناوب بارهای الکتریکی به صورت متناوب در هر دو جهت به جریان در می آیند.

همچنین ولتاژ نیز به صورت دوره ای در مدارات الکتریکی به دلیل تغییر جهت جریان برعکس می شود.

بیشتر مدارات الکترونیکی که ما با آنها سروکار داریم با جریان DC‌کار می کنند با این وجود درک درستی از جریان AC بسیار مهم است.

قبل از خواندن ادامه مطلب حتما مطلب زیر را مطالعه کنید.

ولتاژ، جریان، مقاومت و قانون اهم

جریان متناوب یا Alternative Current به صورت اختصار با AC نشان داده می شود.

در جریان متناوب بارهای الکتریکی به صورت متناوب در هر دو جهت به جریان در می آیند.

همچنین ولتاژ نیز به صورت دوره ای به دلیل تغییر جهت جریان برعکس می شود.

از جریان متناوب برای تامین برق منازل و ساختمان ها و…به وفور استفاده می شود.

برق AC را میتوان توسط دستگاهی بنام آلترناتور(Alternator) تولید کرد. این دستگاه نوع خاصی از ژنراتور است که برای تولید جریان متناوب استفاده می شود.

در درون این دستگاه حلقه های بافته شده سیم در درون یک میدان مغناطیسی است که یک جریان را در امتداد سیم القا می کنند.

برای شبیه سازی برق AC یک میل لنگ را به یک پیستون متصل می کنیم و با استفاده از آن آب را به صورت متناوب در لوله جابجا می کنیم.

در شکل بخش هایی که آب سخت عبور می کند همانند مقاومت بر سر راه آب هستند.

شکل موج جریان AC به شیوه های مختلف است که معمول ترین آن شکل موج سینوسی است که در شکل زیر مشاهده می کنید.

شکل موج سینوسی

یک موج سینوسی سه تا بخش دارد: دامنه، فرکانس و فاز

V(t) که نشان دهنده ولتاژ بر حسب زمان است و بسته به علامت سینوس تغییر علامت می دهد.

V_Pنشان دهنده دامنه است و میزان حداکثر مقدار ولتاژ یا همان نوک قله نمودار را نشان می دهد.

۲π : مقدار ثابتی است که برای تبدیل فرکانس از سیکل(بر حسب هرتز) به فرکانس زاویه ای(رادیان بر ثانیه) است.

f: فرکانس موج سینوسی است.

 φ : فاز موج سینوسی است و عددی از ۰ تا ۳۶۰ درجه است.

فاز مقدار انتقال موج سینسوسی بر روی نمودار بر حسب زمان است.

شکل موج مربعی

جریان متناوب و مستقیم

شکل موج مثلثی

جریان مستقیم یا Direct Current به صورت اختصار با DC نشان داده می شود.

باتری ها نمونه ای از ولتاژ DC هستند.

فهم جریان مستقیم خیلی آسونه چون ولتاژ و جریان ثابت است.

مثل جریان آبی است که فقط در یک جهت جریان دارد و به راهش ادامه می دهد!

شکل زیر هم نمودار ولتاژ بر حسب زمان جریان مستقیم را نشان می دهد.

ولتاژ DC طبق زمان باید یک ولتاژ ثابتی رو برای ما تامین کنه

ولی در واقعیت باتری به مرور زمان دچار افت ولتاژ میشه

ولی در کاربردها ما فرض می کنیم که ولتاژ ثابت است.

در جریان متناوب اصطلاحی بنام فرکانس داریم که به صورت زیر است.

تعداد دفعاتی که یک موج در مدت زمان یک ثانیه تکرار می شود را فرکانس می نامند و عکس آن پریود نامیده می شود.

شکل زیر را نگاه کنید در هر نموداری که جریان متناوب بیشتر بالا و پایین رفته فرکانس بالاتر است.

بیشتر کشورهای جهان از دو فرکانس ۶۰ و ۵۰ هرتز استفاده می کنند.

از همه پریزهای دیوارها برق AC بیرون می آید ولی همه میکروکنترلرها و… از برق DC استفاده می کنند.

پس برق DC مورد نیاز میکروکنترلر ها از کجا تامین می شود؟

اصولا برای تبدیل جریان AC به AC از ترانسفورمر استفاده میکنیم و برای تبدیل جریان AC به DC از ترانسفورمر + دیودها یا همان رکتیفایر(rectifier) استفاده میکنیم.

شارژهای گوشی و لپ تاپ از ساده ترین ترانسفورمرها هستند که ما روزانه با آنها سروکار داریم و جریان AC روی دیوار را به DC برای ما تبدیل می کنند.

البته ما به اینها آداپتور می گوییم که به معنای تبدیل AC به DC به این نام خوانده می شوند.

اطلاعات پشت این آداپتورها هم به صورت زیر است.

اگر این آداپتورها را باز کنید یک هسته مغناطیسی در درونشان است که به صورت زیر است.

در درون این آداپتورها یک هسته مغناطیسی وجود دارد که کار تبدیل را انجام می دهند.

مزایای برق AC

مناسب برای انتقال در فواصل دور

مزایای برق DC

قابلیت ذخیره شدن دارد

آسان تر بودن کار با برق DC

برای مثبت و منفی بودن ولتاژ چیزی که داره اتفاق میفته در حقیقت بازی با اعداد و نمادهای ریاضی است و الکترونها مثل همیشه سرجای خودشون هستن و به کارشون ادامه میدن یعنی مثل همیشه الکترونهای منفی در حال حرکتند!.

در ولتاژ DC با تغییر علامت به راحتی منفی و مثبت تغییر می کند ولی در ولتاژAC باید زاویه فاز را تغییر داد تا به نتیجه مطلوب رسید یعنی اینکه هر زاویه ای که داشتید با تغییر ۱۸۰درجه ای آن به زاویه مقابل می رسید و برعکس می شود.

جریان متناوب و مستقیم / منبع : robouav.org

برای دریافت آخرین مطالب سایت  و همچنین مطالب منحصر به فرد دیگر که در سایت منتشر نمی شوند میتوانید در کانال تلگرام ما عضو شوید:

https://t.me/sbargh

https://fapool.ir/file/51987/?ref=sbargh.ir