Belangrijkste verschil - AC versus DC-stroom

Componenten die zowel op AC- als DC-circuits zijn aangesloten, dissiperen stroom. De termen "wisselstroom" en "gelijkstroom" verwijzen naar het vermogen dat wordt gedissipeerd in deze twee verschillende soorten circuits. Op een fundamenteel niveau worden dezelfde concepten gebruikt om het vermogen in beide soorten circuits te berekenen. Omdat de stroomrichting in wisselstroomcircuits echter altijd verandert, verandert het gedissipeerde vermogen ook periodiek. De belangrijkste verschil tussen wisselstroom en gelijkstroom is dat, in DC-circuits blijft het gedissipeerde vermogen constant terwijl, in wisselstroomcircuits varieert het gedissipeerde vermogen periodiek.

Wat is gelijkstroom?

Gelijkstroom verwijst naar een stroom gevormd door elektronen die continu in één richting stromen. Terwijl de elektronen door verschillende componenten in het circuit stromen, verliezen ze hun elektrische energie. gelijkstroom verwijst naar de hoeveelheid energie die per seconde wordt gedissipeerd door een coulomb elektronen, terwijl ze tussen twee punten in een circuit reizen. In een DC-circuit, als een component een potentiaalverschil heeft

eroverheen en een stroom

er doorheen stroomt, en als de weerstand van het onderdeel

, dan wordt het door de component gedissipeerde vermogen gegeven door:

Als de gelijkstroom constant is, zal het door de component gedissipeerde vermogen ook bijna constant zijn (we gaan ervan uit dat de temperatuur en andere fysieke factoren die de vermogensdissipatie beïnvloeden niet veranderen). De meeste alledaagse componenten, waaronder mobiele telefoons en pc's, gebruiken gelijkstroom om te werken.

Wat is wisselstroom?

Wisselstroom verwijst naar stromen gevormd door elektronen die heen en weer bewegen, opgezet door een terminal met een oscillerende spanning. Tijdens de cyclus van heen en weer bewegen versnellen elektronen periodiek, vertragen ze en komen ze tijdelijk tot stilstand. Daarom verandert de stroom ook periodiek. De onmiddellijke kracht

verwijst naar de hoeveelheid vermogen die op een bepaald moment tussen twee punten in het circuit/door een component wordt gedissipeerd. Het wordt gegeven door:

waar

en

zijn het potentiaalverschil en de stroom op dat moment.

Echter, omdat

en

veranderen altijd, het momentane vermogen verandert ook voortdurend. De gemiddeld vermogen is een veel nuttiger concept voor componenten die zijn aangesloten op AC-circuits. Wanneer de tijd die elektronen nodig hebben om een ​​volledige oscillatie te voltooien (d.w.z. hun periode) wordt gegeven door

, kan het gemiddelde vermogen worden berekend als:

Stel dat potentiaalverschil

over de component sinusvormig varieert, en dat de stroom

blijft achter op de spanning met een fasehoek

. Dan kunnen we laten zien dat het gemiddelde vermogen gegeven kan worden door:

Hier,

en

verwijzen naar de kwadratische waarden van respectievelijk spanning en stroom, d.w.z. wanneer de maximale spanning bereikt tijdens spanningsverandering. is

en de maximale stroom is

, dan:

en

De onderstaande afbeelding laat zien hoe het momentane vermogen varieert samen met het potentiaalverschil en de stroom, in een wisselstroomcircuit waarvan de stroom 30 achterloopt op de spanning^O. Het gemiddelde vermogen is gemarkeerd door de stippellijn.

Variatie van spanning, vermogen en stroom in een wisselstroomcircuit

Merk op dat er kleine tijdsintervallen zijn wanneer het momentane vermogen negatief is. Dit komt omdat in dit circuit, gedurende dit tijdsinterval, energie naar de voeding wordt gestuurd. Dit gebeurt omdat er een inductieve belasting in dit circuit is, die eventuele veranderingen in de stroom tegengaat. Dit is de reden waarom de stroom in de eerste plaats achterblijft bij de spanning.

Verschil tussen wissel- en gelijkstroom

Waarde van macht

In DC-circuits, blijft het vermogen dat over een component wordt gedissipeerd constant (idealiter).

In AC-circuits, verandert het vermogen dat over een component wordt gedissipeerd voortdurend.

Energieverlies door de belasting

In DC-circuits, vindt de vermogensdissipatie slechts in één richting plaats. d.w.z. de belastingen zouden de energie continu uit het circuit en in de omgeving brengen.

In AC-circuits, kunnen de capacitieve / inductieve belastingen zich verzetten tegen stroomveranderingen en dus kunnen ze soms energie in het circuit stoppen.