两个电流的故事:AC和DC

区别交流电(AC)和直流(DC)

有没有想过为什么你需要一个墙适配器充电手机当你烤面包机插头直接在墙上?答案就在于区别交流电(AC)提供给你的房子,和直流(DC)所需的电力电子装置。了解交流和直流之间的区别是很重要的对于任何想建立自己的数码电子设备。

特斯拉与爱迪生:一场美国电网的未来

此时,您可能想知道,如果数字设备需要直流回路,为什么我们仍生活在一个世界,我们所有的媒体输出交流电源?它与技术之间的一场两个著名的发明家:尼古拉·特斯拉和托马斯·爱迪生。

在1880年代末,世界正处于一个十字路口。爱迪生建立121全美直流电站。甘兹作品刚刚与交流输电线路电气化的罗马。这两种技术似乎可行,直到西屋电气在特斯拉的专利交流电源的帮助大大提高了交流配电系统。与直流电源站的时间只能供电半径1英里内,新的交流电站可以分发长距离交流由于变压器,一个设备可以很容易地改变AC。高电压意味着低的电压电流,这意味着更少的功率损耗由于热发生在更长的距离。在远距离高压直流(HVDC)成为可行的,世界已经很大程度上转向一个交流电网。有趣,而直流电压转换设备仍过于昂贵的距离范围内基本的电网,直流超长距离变得更有效,如在国与国之间的水下电缆。

什么是直流

DC是单向流动的电荷。电视、智能手机、笔记本电脑和其他数字设备运行直流电源。如果你还记得从学校水箱的类比,那里有一个简单的坦克与水管底部;水会流出软管在一个方向上,直到油箱是空的。这是类似于直流电源,像电池在一个方向输出直流直到耗尽它的容量。

常见的直流发电技术包括:

• 电池储存能量电化学。
• 将阳光转换成直流光伏电池。
• 设备,如换向片和整流器交流和将其转换为直流

直流是首选为数码设备充电的电流,因为方向的(因此电压的极性)保持不变,使其更容易使用。许多组件在数码电子产品有极性(正、负两极)如晶体管。因为方向问题在这些组件,直流偏压是必要的正常运转。此外直流是更高效的为低功率设备和提供一个恒定的电压水平。

什么是交流电

交流电比直流电更加复杂,因为电荷的流动的方向和极性的电压周期性反转。交流的主要应用是我们电网分配权力。你的烤面包机,干燥机和冰箱都可以直接运行的交流电源。

教科书水类比的交流是一个封闭的循环水管连接到泵轮驱动水的流动。泵迅速改变水流的方向导致水管道内来回晃动。生产交流的主要方式是通过专门的发电机被称为交流发电机,产生交流的旋转磁场在一组固定线线圈(即应用法拉第电磁感应定律)。

正式描述AC有必要考虑波形。正弦波是最常见的波形用于描述交流电路。例如标准的电源供电,在美国是120 v RMS 60 hz交流。60赫兹的频率指的是60振荡-170 v和+ 170 v之间发生在一个第二。如果你检查你的电源和一个示波器(实际上警告:不要试图用一个示波器测量你的电源插座,这是危险的!)和情节电压随着时间的推移,你会看到一个信号波高峰接近170 v和低谷接近-170 v的质量取决于你的电线。为什么170 v ?因为120 v号用于率我们电源插座是RMS(均方根)的170 v电源电力交流波形:

V (t) = 170(2π60t)罪

RMS是用来更容易比较的AC电源的加热效应等效的直流电源。

进一步的阅读

在DC电路、电荷的流动是单向的,电压是恒定的。在一个交流电路中,电荷的流动相应的周期性变化引起的电压反向。现在你知道交流和直流之间的区别,你就会明白为什么你所有的电子产品必须争夺适配器房地产电源板。更重要的是,你会有坚实的基础你需要处理更高级的主题,比如需要分离PCB电路中的交流和直流信号降噪。即使电子设备是由直流供电,重要的是要记住,在许多情况下,交流组件可能需要在电路中使用。