Alternatif akım - Alternating current
|yazı dizisi hakkında bir kısmı|
|elektromanyetizm|
Alternatif akım ( AC ) bir olan elektrik akımı periyodik aksine, yönünü tersine çevirir hangi akıma ( DC sadece bir yöne aktığı). Alternatif akım olduğu formdur elektrik güç işletmeler ve konutlar teslim edilir ve bu şeklidir elektrik enerjisinin onlar taktığınızda tüketiciler genellikle kullanmak mutfak aletleri bir içine, televizyon, fanlar ve elektrik lambaları prize . DC gücün çok karşılaşılan bir olan pil hücresi bir de el feneri . Kısaltmalar , AC ve DC genellikle sadece ortalama için kullanılan alternatif ve doğrudan bu değişiklikler olduğu gibi, akım veya gerilim .
Her zamanki dalga biçimi en elektrik devrelerinde alternatif akım a, sinüs dalgası olan pozitif yarım-tersi pozitif akım yönü ve karşılık gelir. Bazı uygulamalarda, farklı dalga formları gibi, kullanılan üçgen ya da kare dalgalar . Ses ve radyo elektrik telleri üzerinde taşınan sinyalleri de alternatif akım örnekleridir. Bazen tarafından taşınan akım taşıyan, ses (ses) olarak bilgi ve görüntü (video) alternatif Bu tür modülasyon AC taşıyıcı sinyalin. Bu akımlar, genellikle elektrik iletiminde kullanılan daha yüksek frekanslarda alternatif.
içindekiler
- 1. Vites, dağıtım, ve iç güç kaynağı
- 2 AC güç kaynağı frekansları
- 3 yüksek frekanslarda Etkileri
- 4 AA gerilim Matematik
- 5 Bilgi aktarma
- 6 Tarih
- 7 Ayrıca bakınız
- 8 Kaynaklar
- 9 Ek okumalar
- 10 Dış bağlantılar
İletim, dağıtım ve iç güç kaynağı
Elektrik enerjisi AC çünkü alternatif akım olarak dağıtılır gerilim artışı veya bir ile azaltılabilir transformatör . Bu güç yoluyla aktarılmasına olanak veren güç hatları nedeniyle ısı olarak kaybedilen enerjiyi azaltan yüksek gerilim, en etkili bir şekilde direnç telinin ve kullanım için daha düşük bir, daha güvenli ve voltaja dönüştürülür. Daha yüksek voltajda kullanılması gücünün önemli ölçüde daha verimli iletim yol açar. Güç kayıpları ( tel) akım (I) 'e ait kare bir ürünü ve vardır direnci , aşağıdaki formül ile tarif edilen tel (K),
Bu durum, kablonun direncinin güç kaybı dörtte biri düşük olacaktır, mevcut yarıya ise, belirli bir tel üzerinde sabit bir güç iletimi sırasında (yani burada, gerilim iki kattır) anlamına gelir.
iletilen güç akım ve gerilim (faz farkı varsayıldığında) çarpımına eşittir; yani,
Sonuç olarak, daha yüksek bir voltajda iletilen güç daha düşük bir voltajda aynı güç için daha az zarar üreten akım gerektirir. Güç genellikle kilovolt yüzlerce iletilen ve 100 V, dönüşür - ev kullanımı için 240 V.
Yüksek voltaj tür güvenli kullanım için gerekli artan izolasyon ve genellikle artmış zorluk olarak dezavantajları vardır. Bir de santral enerji bir tasarım için uygun bir gerilim üretilir jeneratör ve iletim için bir yüksek voltaj hızlandırdı. Yükler civarında, iletim gerilimi ekipmanlarının kullandığı gerilimler için istifa edilir. Tüketici voltajları ülke ve yükün boyutuna bağlı olarak biraz değişebilir, ancak genellikle motor ve aydınlatma fazları arasındaki birkaç yüz volt kadar kullanmak üzere geliştirilmiş. Böyle aydınlatma ve motor yükleri gibi ekipmanların teslim gerilim ekipmanları çalıştırmak için beklenilen gerilimin izin verilen aralığı ile, standardize edilmiştir. Standart Güç kullanım voltaj ve yüzde toleransı farklı değişir şebeke güç sistemleri dünyada buldum. Yüksek voltajlı doğru akım teknolojisi DC gücün voltaj değiştirilerek etkin bir vasıta oluşturmuştur olarak (HVDC) elektrik güç iletim sistemleri daha uygun hale gelmiştir. Yüksek gerilim doğru akımla İletim ilk günlerinde mümkün değildi elektrik iletim sonra böyle aydınlatma akkor ampuller gibi son kullanıcı uygulamaları için DC voltajı düşürmek için hiçbir ekonomik olarak uygun bir yol olarak,.
Üç fazlı elektrik üretimi çok yaygındır. En basit yolu, jeneratör içinde üç ayrı bobinler kullanmaktır stator birbirine fiziksel olarak 120 ° (tam bir 360 ° 'lik fazda üçte biri) bir açı ile ofset. Büyüklük olarak eşittir ve 120 ° üretilir üç akım dalga faz üzerinden birbirlerine. Bobinleri bu (60 ° aralığı) karşı ilave edilir, bunlar, ters polarite ile aynı fazlar oluşturmak ve böylece sadece bir araya bağlanabilir. Uygulamada, daha yüksek "kutup emir" yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, bir 12-kutup makinesi 36 bobinleri (10 ° aralıklı) sahip olacaktır. Avantajı daha düşük dönme hızları aynı frekansı üretmek için kullanılabilir olmasıdır. Örneğin, bir 2-kutup makinesi 3600 rpm'de çalışan ve 600 rpm'de çalışan bir 12-kutup makinesi aynı frekansı üretmek; düşük bir hız daha büyük makineler için tercih edilir. Üç fazlı bir sistemin yük fazlar arasında eşit olarak dengeli, hiçbir akım akar , nötr nokta . Hatta en kötü durum dengesiz (doğrusal) yükte nötr akım faz akımlarının en yüksek geçmeyecektir. Doğrusal olmayan yükler (örn yaygın olarak kullanılan switch mode güç kaynakları) işlemek için yukarı dağıtım panelinde bir büyük boy nötr otobüs ve nötr iletken gerektirebilir harmonikleri . Harmonik nötr iletken akım seviyeleri, bir ya da tüm faz iletkenlerinin bu aşmasına neden olabilir.
Kullanımı, üç-fazlı için dört telli bir sistem genellikle kullanılan voltajları. Üç faz, birincil bir Delta (3-tel) ve bir yıldız ile bir transformatör aşağı atlama zaman besleme tarafında bir nötr için bir ihtiyaç vardır, böylece (4-telli, merkez topraklı) ikinci sıklıkla kullanılmaktadır. Daha küçük müşteriler için sadece bir (ne kadar küçük bir ülke ve kurulum yaşına göre değişir) tek faz özelliğine alınır ve nötr ya da iki aşamadan ve nötr. Büyük kurulumlar için her üç faz ve nötr ana dağıtım panosuna alınır. Üç fazlı ana panelden, tek ve üç-fazlı iki devre dışı yol açabilir. Üç telli tek fazlı sistemleri, iki canlı iletkenleri veren tek merkez aday transformatör ile, Kuzey Amerika'da konut ve küçük ticari binalar için ortak bir dağıtım düzenidir. Bu düzenleme, bazen yanlış "iki faz" olarak adlandırılır. Benzer bir yöntem İngiltere'de inşaat sahalarında farklı bir nedenden dolayı kullanılır. Küçük elektrikli aletler ve aydınlatma her güç iletken ile toprak arasında 55 V'ye ile yerel ortası sıfırlı transformatör tarafından sağlanacak gerekiyor. Bu önemli ölçüde riskini azaltır elektrik çarpması canlı iletkenlerin biri hala araçlarını çalıştırmak için iki iletkenler arasında 110 V makul bir gerilim izin ederken bir ekipman arızası aracılığıyla maruz hale gelmesi durumunda.
Bir üçüncü bir tel bağ (ya da toprak) tel adlandırılan, genellikle olmayan akım taşıyan metal panolar ile toprak arasına bağlanır. Bu iletken nedeniyle taşınabilir cihazların ve araçlar metal kasa devre iletkenlerinin kazara temas elektrik şoku karşı koruma sağlar. Bir tam bir sistem halinde olmayan tüm akım taşıyan metal parçaların yapıştırılması düşük, her zaman olduğu garanti elektrik empedansı herhangi taşımak için yeterli toprak yol hatası sürece Arızayı gidermek için sistem için gereken olduğunca akım. Bu düşük empedans yolu güvenli bir duruma elektrik sistemi getiren açma ya da mümkün olduğu kadar çabuk yakmak için aşırı akım koruma cihazı (kesiciler, sigortalar) neden arıza akımının maksimum miktarda. Mevcut olduğu takdirde nötr / tanımlanan bir iletken olmasından dolayı tüm bağ telleri ana hizmet paneli toprağa bağlanır.
AC güç kaynağı frekansları
Elektrik sistemi frekans ülkeye ve bazen bir ülke içinde değişir; En elektrik 50 veya 60 ya da oluşturulur; Hertz . Bazı ülkeler 50 Hz ve 60 Hz kaynakları, özellikle bir karışımını sahip Japonya'da elektrik enerjisi iletimi . Bir düşük frekanslı ezme ve uygulamaları haddeleme ve komütatör tipi, özellikle de kaldırılması için, elektrik motorları tasarımını kolaylaştırır cer motorları gibi uygulamalar için demiryolları . Ancak, düşük frekanslı da gözle görülür titreşimi neden ark lambaları ve akkor ampuller . Düşük frekanslarda kullanımı da frekansıyla orantılıdır düşük empedanslı kayıpları gibi olanaklar sağladı. Orijinal Niagara Falls jeneratörler hala elektrik lambası (fark titreme ile olmasına rağmen) çalışmasına izin verirken, çekme ve ağır indüksiyon motorları için düşük frekans arasında bir uzlaşma olarak, 25 Hz güç üretmek için yapılmıştır. Bazı 25 Hz endüstriyel müşteriler hala 21. yüzyılın başından itibaren var olmasına rağmen Niagara Şelalesi güç için 25 Hz konut ve ticari müşterilerinin çoğu, 1950'lerin sonlarında tarafından 60 Hz dönüştürülmüştür. (Eski 16 2/3 Hz) 16.7 Hz gücü hala böyle olduğu gibi bazı Avrupa raylı sistemlerde, kullanılan Avusturya , Almanya , Norveç , İsveç ve İsviçre . Off-shore, askeri, tekstil sanayi, deniz, uçak ve uzay aracı uygulamaları bazen tertibatın düşük ağırlığı ya da daha yüksek motor hızı yararları için, 400 Hz kullanın. Bilgisayar anabilgisayar sistemleri genellikle 400 Hz veya yararları için 415 Hz ile güçlendirilmiştir edildi dalgalanma DC dönüşüm ünitelerine daha küçük iç AC kullanırken azaltılması. Herhangi bir durumda, MG kümesine giriş yerel geleneksel gerilim ve frekans, çeşitli 200 V (Japonya), 208 V, 240 V (Kuzey Amerika), 380 V, 400 V veya 415 V (Avrupa) ve çeşitli 50 Hz veya 60 Hz.
Yüksek frekanslarda Etkileri
Bir doğru akım üniform bir telin enine kesiti boyunca eşit akar. Herhangi bir frekansta bir alternatif akım dış yüzeyine doğru, uzak telin merkezine zorlanır. Bir ivme Bunun nedeni, elektrik yükü , bir alternatif akım üretir dalgaları arasında elektromanyetik radyasyon yüksek olan malzemelerin merkezine doğru elektrik yayılma iptal iletkenlik . Bu olgu denir cilt etkisi . Çok yüksek frekanslarda akım artık akar içinde tel, ancak etkili bir şekilde akar üzerinde bir kaç bir kalınlığı içinde, telin yüzeyi yüzey derinliği . Cilt derinlemesine akım yoğunluğu% 63 azaldığı kalınlığıdır. Hatta güç aktarımı (50 Hz - 60 Hz) için kullanılan nispeten düşük frekanslarda, akımın üniform olmayan bir dağılımı hala yeterince kalın oluşur iletkenler . Örneğin, bir bakır iletken cilt derinliği 60 Hz'de 8.57 mm, yaklaşık, yani yüksek akım iletkenleri genellikle kütle ve maliyeti azaltmak için oyuktur. İletkenlerin çevresinde akma eğilimi olduğundan, iletken etkin kesiti azalır. Bu etkili ac arttırır direnç direnç kesit alanı ile ters orantılı olduğu için, iletkenin. AC direnç genellikle nedeniyle çok daha yüksek bir enerji kaybına neden DC direncinden daha çok kat daha yüksek olan omik ısıtma (aynı zamanda adı verilen 2 R kaybı).
AC direncini azaltmaya yönelik teknikler
Orta frekanslara düşük için iletkenler her biri birbirinden yalıtılan, bükülmüş tellerden ayrılabilir ve tek tek şeritlerin birbirlerine göre konumları, özellikle iletken paket içine yerleştirilmiş. Tel adlandırılan bu teknik kullanılarak yapılan Litz teli . Bu önlem, kısmen telli iletkenler toplam enine kesiti boyunca daha eşit bir akım zorlayarak cilt etkisini hafifletmek için yardımcı olur. Litz teli yapmak için kullanılan yüksek-Q indüktörlerinin düşük frekanslarda çok yüksek akım taşıyan esnek iletkenler kayıpları azaltır, ve yüksek taşıma cihazları sargılarında radyo frekansı , örneğin şalterli olarak, (en kilohertz yüzlerce) akım güç kaynağı ve radyo frekans transformatörleri .
Radyasyon kaybını azaltmaya yönelik teknikler
Yukarıda anlatılan, bir alternatif akım yapılmış elektrik yükü periyodik altında hızlanma neden olur, radyasyon ve elektromanyetik dalgalar . Yayılan enerji kaybolur. Sıklığına bağlı olarak, farklı teknikler radyasyon nedeniyle kaybını en aza indirmek için kullanılır.
Twisted çiftleri
Yaklaşık 1 GHz'e kadar frekanslarda, tellerin çiftleri oluşturan bir kabloyla birlikte bükülür bükülü çift . Bu kayıpları azaltır elektromanyetik radyasyon ve endüktif kuplaj . İki kablo eşit fakat ters akım taşıyan, böylece bir bükülü çift dengeli bir sinyal sistemi ile kullanılmalıdır. Bir bükülü her tel bir sinyal yayar, ancak etkili bir şekilde hemen hemen hiç radyasyon kaybı ile sonuçlanan, diğer tel ile ışıma ile iptal edilir.
Koaksiyel kablolar
Koaksiyel kablo yaygın haliyle kullanılan ses frekansları kolaylık için ve yukarıda. Bir koaksiyal kablo, bir ayrılmış iletken bir tüp içinde bir iletken tel, sahip dielektrik tabaka. İç iletken yüzeyi üzerinde akan akımın dış borunun iç yüzeyi üzerinde akan akıma eşit ve ters. Elektromanyetik alan böylece tamamen tüp içinde yer alır ve (ideal olarak) herhangi bir enerji borunun dış radyasyon ya da bağlantı kaybolur. Koaksiyel kablolar yaklaşık 5 GHz'e kadar frekanslar için kabul edilebilecek kadar küçük kayıplar var. İçin mikrodalga 5 GHz daha büyük frekanslar, (esas olarak merkezi iletkenin elektrik direnci nedeniyle) kayıplar verme, çok büyük hale dalga kılavuzlarını enerjisi iletimi için daha etkin bir ortam. Daha az kayıpla da iletim gücü gibi bir yerine hava katı dielektrik koaksiyel kablo tercih edilir.
Dalga kılavuzları
Dalga kılavuzları , hem en büyük fark, dalga kılavuzu bir iç iletken olduğunu olmak üzere boruların içerdiğinden, ortak eksenli kablolar benzerdir. Dalga kılavuzları rasgele bir enine kesite sahip olabilir, ancak dikdörtgen kesitleri en yaygın olanlarıdır. Dalga kılavuzları bir dönüş akımını taşıma bir iç iletken olmadığından, dalga kılavuzları bir vasıtası ile enerjiyi temin edemiyorsa elektrik akımı , daha ziyade bir vasıtası ile yönlendirilen elektromanyetik alan . Her ne kadar yüzey akımları dalga kılavuzlarının iç duvarlarında akış yok, bu yüzey akımları güç taşımaz. Güç güdümlü elektromanyetik alanlar tarafından taşınır. Yüzey akıntıları güdümlü elektromanyetik alanlar tarafından kurulan ve dalga kılavuzu içerdiği alanları tutmak ve dalga kılavuzu dışında uzaya alanların sızıntısını önleme etkisine sahiptir. Dalga kılavuzları karşılaştırılabilir boyutlara sahip dalga boyu iletilecek alternatif akımın, böylece mikrodalga frekanslarında sadece mümkün bulunmaktadır. Bu mekanik fizibilite ek olarak, elektrik dirençli dalga neden duvarlarını oluşturan ideal olmayan metallerin dağılımı gücü (kayıplı akan yüzey akımları iletkenler gücü dağıtır). Daha yüksek frekanslarda, bu dağılımı kaybetti güç kabul edilemeyecek büyük hale gelir.
Fiber optik
200 GHz daha büyük frekanslarda, dalga kılavuzu boyutları impractically küçük hale gelir ve omik kayıpları Cidarda büyük hale gelir. Bunun yerine, fiber optik , dielektrik dalga kılavuzu bir formu vardır, kullanılabilir. Böyle frekanslar için, gerilim ve akımların kavramlar artık kullanılmaktadır.
AA gerilim Matematik
Alternatif akım gerilimleri, alternatif eşlik (veya neden) vardır. Bir AC voltajı V bir matematiksel olarak tarif edilebilir fonksiyon aşağıdaki denklemle zaman:
- ,
nerede
- (: birimi tepe voltajıdır volt ),
-
olan açısal frekans (birim: radyan saniyede )
- Açısal frekans fiziksel frekansı ile ilgilidir (birim = Hertz denklemi ile, saniyede döngü sayısını ifade etmektedir) .
- süresi (: birimidir ikinci ).
AC voltajının tepe-tepe değeri pozitif tepe ve negatif tepe arasındaki fark olarak tanımlanır. Maksimum değeri yana + 1 olup minimum değer -1 arasında, bir AC gerilim dalgalanmaları olan ve . Olarak tepe-tepe voltaj, genellikle yazılı veya , bu nedenle .
Güç
teslim gerilim ve iktidar arasındaki ilişkidir
- burada bir yük direnci temsil eder.
Bunun yerine anlık gücü kullanmak yerine, (ortalama döngü herhangi bir tamsayı numarası üzerinden gerçekleştirilir) güç ortalama bir zaman kullanmak için daha pratiktir. Bu nedenle, AC gerilim genellikle olarak ifade edilir karekök ortalama olarak yazılır (RMS) değeri, çünkü
- Güç salınımı
Kök ortalama kare gerilim
RMS voltajı kare R, bir oot M EAN bir çevrim boyunca G anlık voltaj Quare.
- Keyfi bir periyodik dalga için dönemin :
- Bir sinüs gerilimi için:
- burada trigonometrik kimlik kullanılmıştır ve faktör olarak adlandırılan tepe faktörü , farklı dalga formları için değişiklik gösterir.
- Bir için üçgen dalga biçimi sıfır etrafında merkezlenmiş
- Bir için kare dalga , sıfır ila merkezli
Örnek
Bu kavramları açıklamak için, 230 V AC dikkate şebeke kullanılan arz birçok ülkede dünya çapında. Bu yüzden onun için adlandırılan kök ortalama kare değeri Bu teslim zaman-ortalamalı gücü tepe voltajı (genlik) belirlemek için 230 V DC voltaj ile iletilen gücün eşdeğer olduğu anlamına gelir 230 V olduğu için, yeniden düzenlemek denklemde üzerinde:
230 V AC için, tepe voltaj nedenle , gerilim sıfır ila 325 V'ye yükselir bir devir sırasında yaklaşık 325 V'dir -325 V sıfır ile düşer ve sıfıra geri döner ki.
Bilgi aktarma
Alternatif akım iletmek için kullanılan bilgilerin vakalarında olduğu gibi, telefon ve kablo televizyon . Bilgi sinyalleri AC geniş bir frekans aralığında gerçekleştirilmektedir. POTS telefon sinyalleri yakın 3 kHz bir frekansa sahip ana bant ses frekansı. Kablolu televizyon ve diğer kablo bulaşan bilgi akımları megahertz binlerce onlarca frekanslarda alternatif olabilir. Bu frekanslar daha türde bilgileri aktarmak için kullanılan elektromanyetik dalga frekanslarının benzer şebeke üzerinden .
Tarihçe
İlk alternatör alternatif akımı üretmek için bir oldu dinamo elektrik üreteci dayalı Michael Faraday, Fransız enstrüman yapımcısı tarafından inşa İlke Hippolyte Pixii sonra eklenen 1832. Pixii içinde komütatör (o) daha yaygın olarak kullanılan doğru akım üretmek için onun cihaza. Alternatif akım ilk ve uygulamadan uygulamaya göre olan Guillaume Duchenne , mucit ve geliştirici elektroterapi . 1855 yılında AC göre daha üstün olduğunu açıkladı akıma kas kasılmaları tetikleme elektro tedavi için. Mevcut teknolojiyi Alternatif ilk dolayı çalışmalarına Avrupa'da geliştirdiği Guillaume Duchenne (1850'lerde), Macar Ganz Works şirketi (1870'lerde) ve 1880'lerde: Sebastian Ziani de Ferranti , Lucien Gaulard ve Galileo Ferraris .
1876 yılında Rus mühendis Pavel Yablochkov indüksiyon bobinleri setleri yüksek gerilim AC hattı boyunca monte edilmiş bir aydınlatma sistemi icat etti. Bunun yerine gerilim değişen birincil sargıları bir veya birkaç bağlanmıştır ikincil sargılar güç transfer 'elektrik mumlar' Bütün devreyi devre dışı bırakmasını bir lambanın başarısızlığını saklamak için kullanılan kendi tasarımı (ark lambaları). 1878 yılında Ganz fabrika , Budapeşte, Macaristan, Avusturya-Macaristan ellinin üzerinde sistemlerini kurdu, 1883 tarafından Elektrik ışıklandırma için üretim ekipmanlarını başladı ve. Onların AC sistemleri yay ve akkor lambaları, jeneratörler ve diğer ekipmanlar kullanılır.
Transformers
Alternatif akım sistemlerinde kullanabilirsiniz transformatörleri iletkenlerin ve enerji kayıplarının maliyeti tasarrufları ile, yüksek gerilimde, muhtemelen uzak mesafelerden, düşük gerilimler ancak iletim yüksek seviyede ve arka izin üretimi ve tüketimine düşük voltaj değiştirmek için. Bipolar açık çekirdekli güç transformatörü tarafından geliştirilen Lucien Gaulard ve John Dixon Gibbs 1881'de Londra gösterdi ve ilgisini çekmiştir Westinghouse . Onlar da buluşu sergilenecek Turin açık manyetik devreleri ile bu erken indüksiyon bobinleri e yetki devri de yetersizdir Ancak 1884 yılında yükler . 1880 kadar düşük bir voltaj yüküne bir yüksek voltaj kaynağı AC güç iletimi için bir paradigma seri devre oldu. 1 civarındaki bir oranda Açık çekirdekli transformatörler: 1 lambalar düşük bir voltaj sunulması sırasında iletim için bir yüksek voltaj kullanımına izin vermek için seri olarak kendi primerleri ile bağlanmıştır. Bu yöntemde, doğal kusur tek lamba (ya da başka elektrikli cihaz) kapatarak aynı devre üzerindeki diğer bütün besleme gerilimleri etkileme şekli. Birçok ayarlanabilir transformatör tasarımları çekirdeği ayarlama ya da bir bobin parçası çevresindeki manyetik akı atlayarak kullanıldığında söz konusu yöntemler de dahil olmak üzere dizi devresinin bu sorunlu özelliği, telafi için yapılmıştır. Doğru akım sistemleri erken AC sistemleri üzerinden o önemli avantajlar vererek, bu sakıncaları yoktu.
Öncüler
1884 sonbaharda, Károly Zipernowsky , Ottó Bláthy ve Miksa Déri (ZBD), Ganz fabrikası ile ilişkili üç mühendis, güvenilir bir gerilimi regüle aciz gibi açılır çekirdekli cihazları, pratik olduğu belirlenmiştir. Yeni transformatörler (daha sonra adı ZBD transformatörleri) için ortak 1885 Patent uygulamalarda, bakır sargıları demir tel halka çekirdek etrafına bütünüyle ya da bir yara edildi ya da b) demir tel çekirdek çevrili kapalı manyetik devresi olan iki tasarımları tarif. Her iki sistemde de, primer ve sekonder sarımlar bağlama manyetik akı havada herhangi bir kasıtlı yolu ile, demir çekirdeğin sınırları içinde hemen hemen tamamen, seyahat (bakınız , toroidal çekirdeği ). Yeni transformatörler Gaulard ve Gibbs açık çekirdekli iki kutuplu cihazlara göre 3.4 kat daha etkili idi. 1884 yılında Ganz fabrika dünyanın ilk beş yüksek verimli AC transformatörleri sevk. Bu ilk birim aşağıdaki özelliklere göre imal edilmiş: 1.400 W, 40 Hz, 120: 72 V, 11.6: 19.4 A, oranı 1.67: 1, tek bir faz, kabuk formu.
Birini bağlı paralel kullanımıyla ilgili, yerine serinin bağlı kullanım yükleri, yüksek olmasını yeteneği ilgilendiren diğer besleme şebekesi gerilimi çok daha yüksek olabileceğini tür oran transformatörleri döner (başlangıçta 1400: ZBD patentleri iki diğer önemli birbiriyle yenilikleri dahil kullanım yüklerin voltajı (100 V ilk olarak tercih edilen) 2000 den V V). Paralel bağlı elektrik dağıtım sistemlerinde kullanılmaya zaman kapalı çekirdek transformatörler nihayet teknik ve ekonomik açıdan evler, işyerleri ve kamuya açık alanlarda aydınlatma için elektrik gücü sağlamak üzere yaptı. Diğer önemli kilometre taşı 1885. Ottó Blathy sabit gerilim jeneratörleri icadı ile (VSVI) sistemlerinin da ilk AC icat 'gerilim yoğun gerilim kaynağının' tanıtımı oldu elektrik sayacını .
AC güç sistemleri sınırlamaları aşarak nedeniyle uzun mesafelerde verimli bir şekilde elektrik dağıtma kabiliyeti için geliştirilmiş ve hızla 1886 sonrasında kabul edildi doğru akım sisteminin. 1886 yılında ZBD mühendisleri dünyanın ilk tasarlanmış enerji santrali paralel bağlı ortak elektrik ağı, buharla çalışan Roma-Cerchi enerji santralini çalıştırmak için AC jeneratörler kullanılır. Ganz İşleri sonra AC teknolojisi alınan ivme güvenilirliği büyük Avrupa metropolü elektrikli: Roma 1886 yılında.
İngiltere'de, içinde Sebastian de Ferranti 1882 yılından beri Londra'da AC jeneratörler, transformatörler gelişmekte olan, en AC sistemini yeniden dizayn Grosvenor Galeri güç istasyonunun kendi tasarım ve trafonun alternatörler dahil olmak üzere Londra Electric Supply Corporation'ın (LESCO) için 1886 yılında Gaulard ve Gibbs benzer tasarımlar. 1890 yılında tasarlanan Deptford'daki kendi enerji santrali ve bir içine Thames karşısında Grosvenor Galeri istasyonunu dönüştürülen elektrik trafo evrensel AC besleme sistemine yaşlı bitkiler entegre etmek yolu gösteren,.
ABD ise William Stanley, Jr. izole devreler arasında verimli AC gücünü transfer etmek ilk pratik cihazlardan birini tasarladık. Ortak bir demir çekirdeğe sarılmış bobinlerin çiftleri kullanılarak, kendi tasarımı, adı indüksiyon bobini , bir ilk (1885) olarak transformatör . Stanley ayrıca mühendislik ve böyle ABD girişimci için Gaulard ve Gibbs transformatör gibi Avrupa tasarımlarını adapte etmeye çalışmış George Westinghouse (Edison tarafından geri geç 1887 yılında 1886 yılında bir savunucusu bir itme AC sistemleri Westinghouse ve diğer AC sistemlerinin yaygınlaşması tetiklenen inşa etmeye başladı bir kamu kampanyasında çok tehlikeli olarak alternatif akım gözden düşürmeye teşebbüs eden) akım "olarak adlandırılan Akımlar Savaşı ". 1888 yılında alternatif akım sistemlerinin fonksiyonel tanıtımıyla daha da canlılığını kazanmıştır AC motor , bu sistemler o ana kadar yoksun olduğu şey. Tasarımı, bir indüksiyon motoru , bağımsız bir şekilde, icat edilmiş Galileo Ferrari ve Tesla (Tesla tasarım ABD Westinghouse lisanslı edilir). Bu tasarım ayrıca, modern pratik içine geliştirilen üç fazlı tarafından forma Mikhail Dolivo-Dobrovolski ve Charles Eugene Lancelot Brown .
Ames Hidroelektrik Santralı (1891 baharı) ve orijinal Niagara Şelalesi Adams Santrali (25 Ağustos 1895) ilk hidroelektrik alternatif akım elektrik santralleri arasında yer aldı. Tek fazlı elektrik ilk uzun mesafe iletim 1890'da sokak aydınlatma için şehir Portland on dört mil akıntı gücünü gönderilen Willamette Falls Oregon bir hidroelektrik üreten bitkiden oldu. 1891 yılında, ikinci bir iletim sistemi Telluride Colorado monte edilmiştir. San Antonio Canyon Jeneratör ABD'de üçüncü ticari tek fazlı hidroelektrik AC güç santrali uzun mesafeli elektrik sağlamaktı. Bu tarafından 31 Aralık 1892 tarihinde tamamlanmıştır Almarian William Decker şehrine güç sağlamak için Pomona, Kaliforniya 14 mil ötedeydi. 1893 yılında bir sonraki ilk ticari tasarlanmış üç fazlı hidroelektrik alternatif akım kullanılarak ABD'de santralini edildi Mill Creek 1 numaralı Hidroelektrik Santrali yakınında Redlands, California . Decker tasarımı 10 kV üç fazlı iletimi dahil edilen ve günümüzde kullanılan üretim, iletim ve motorların tam bir sistem için standartlar kurmuştur. Jaruga Hidroelektrik Santrali Hırvatistan'da 28 Ağustos 1895 iki düzenlediği operasyonlarda kuruldu jeneratörler (42 Hz, 550 kW her) ve transformatörler Macar şirketi tarafından üretilen ve yüklenen Ganz . City of santral iletim hattı Šibenik uzun ahşap kulelerde 11.5 km (7.1 mil) ve belediye dağıtım ızgarası 3000 V / 110 V altı transforme istasyonları içermektedir. 19. ve 20. yüzyılın ikinci yarısında hızla gelişen akım devresi teorisini Alternatif. Geçerli hesaplamaları alternatif teorik temele Önemli katkıda bulunur Charles Steinmetz , Oliver Heaviside , ve diğerleri. Dengesiz üç fazlı sistemlerde hesaplamalar ile basitleştirilmiştir simetrik bileşenler tarafından tartışılan yöntemlerden Charles Legeyt Fortescue'ya 1918'de.
Ayrıca bakınız
Referanslar
daha fazla okuma
- Willam A. Meyers, Tarih ve Yol Şeyler Üzerine Düşünceler Were: Mill Creek Santrali - AC ile Geçmiş yapma , IEEE Güç Mühendisliği Review, Şubat 1997, sayfalarında 22-24
|Wikimedia Commons ile ilgili çoklu ortam kategorisi bulunur Alternatif akım .|
- " AC / DC: Fark nedir ? ". Işığın Edison'un Mucize, Amerikan Deneyim . ( PBS )
- " AC / DC: AC Generator İçinde ". Işığın Edison'un Mucize, Amerikan deneyimi. (PBS)
- Kuphaldt Tony R., " Elektrik Devreleri yılında Dersler: Volume II - AC ". 8 Mart 2003. (Design Science Lisans)
- Nave, CR, " Akım Devreleri Kavramları Alternatif ". HyperPhysics.
- " Alternatif Akım (AC) ". Manyetik Parçacık Muayenesi, Tahribatsız Muayene Ansiklopedisi.
- " Alternatif akım ". Analog Proses Kontrol Hizmetleri.
- Hiob Eric, " Dalgalı Akım Trigonometri ve Vektörler Uygulaması ". Teknoloji British Columbia Enstitüsü, 2004.
- " Akım ve transformatörleri alternatif giriş ". Entegre Yayıncılık.
- Chan. Keelin, " cari Araçlar Alternatif ". JC Fizik 2002.
- Williams, Trip "Kingpin", " Anlama Alternatif Akım , bazı daha fazla güç kavramları ".
- " Ülkelere Göre Gerilim, Frekans, TV Yayıncılığı sisteminde, Radyo Yayıncılığı, Tablo ".
- 25 Hz Rankine santralinin Profesör Mark Csele tur
- 50/60 hertz bilgisi
- AA devreleri animasyonlar ve vektörün açıklamalar (fazör) RLC devrenin temsili
- Blalock, Thomas J., " Frekans Değiştirici Dönemi: Döngülerini Değişen sistemler Bağlantılı ". 20. yüzyılın başında ABD'de çeşitli frekanslarda ve ara çevrim şemaları tarihçesi
- (İtalyanca) bir AC gerilim oluşturuluyor . Etkileşimli.
- AC Güç Tarih ve Zaman Çizelgesi