AC thực sự là gì?

Điều gì thực sự là dòng điện xoay chiều (AC)? Và dòng điện trực tiếp (DC)? Tôi đã đọc một vài cuốn sách về phân tích mạch điện cơ bản và chúng trái ngược nhau.

1. Một số sách nói rằng AC giống như trạng thái đứng yên hình sin. Đó là, một hàm sin hoặc cosine (thực ra, chúng giống nhau chỉ được dịch chuyển theo chiều ngang). Chẳng hạn, . Theo những cuốn sách này, DC hoàn toàn đứng yên (tĩnh), nghĩa là điện áp và dòng điện không phụ thuộc vào thời gian ( , trong đó ). Dòng điện có dạng giống như điện áp trên mỗi trường hợp này.v ( t ) = k k = c o n s t $v(t) = A \sin(\omega t + \phi)$$v(t) = k$$k = \mathrm{const.}$
2. Theo các sách khác, AC là bất kỳ dòng điện nào đang thay đổi (đó là xen kẽ) dấu hiệu của anh ấy theo thời gian ( ). Với ký hiệu toán học: và đối với một số và trong đó . Nó có thể có bất kỳ hình dạng nào miễn là nó xen kẽ dấu hiệu của anh ấy.i ( t 1 ) < 0 i ( t 2 ) > 0 t 1 t $t$$i(t_1) < 0$$i(t_2) > 0$$t_1$$t_2$$t_1 \neq t_2$

Tôi có xu hướng nghĩ rằng trong thực tế chiến thắng tùy chọn đầu tiên nhưng có lẽ nó tốt hơn từ nguyên của tùy chọn thứ hai.

Một số dấu hiệu khác có liên quan đến điều này:

1. AC có phải là điện áp là tổng của trạng thái đứng yên hình sin và điện áp không đổi? Chẳng hạn, .$v(t) = A \sin(\omega t + \phi) + k$
2. AC có phải là sóng Shawtooth không?

AC không có nghĩa chính xác, ý nghĩa của nó có thể phụ thuộc vào ngữ cảnh. Có lẽ tốt hơn để xác định các dạng sóng khác nhau và hỏi xem chúng có thể được gọi là AC không.

Một dạng sóng hình sin có trung bình bằng 0 chắc chắn sẽ được tính là AC.

Một hình vuông, hình tam giác hoặc bất kỳ hình sóng nào khác có trung bình bằng 0 cũng sẽ được tính là AC.

Nếu bất kỳ dạng sóng nào trong số này có trung bình nhỏ khác không, chúng có thể được mô tả là AC với thành phần DC nhỏ.

Nói chung với AC, phần 'xen kẽ' của mô tả cho thấy (nhưng chỉ yếu như gợi ý) rằng dạng sóng đảo ngược cực tính theo thời gian. Nếu một trong các dạng sóng ở trên có trung bình DC lớn, sao cho nó không đảo ngược, thì nó có thể được mô tả là DC dao động hoặc DC có gợn sóng (như Michael K chỉ ra), hoặc có thể được gọi là AC trên đỉnh DC hoặc AC với thành phần DC lớn. Tất cả sẽ đúng, hoặc ít nhất, không ai trong số họ sai.

Trong mọi trường hợp, nếu nó thực sự quan trọng hình thức sóng là gì, thì hãy mô tả điện áp dạng sóng là một hàm của thời gian, đừng gác máy về cách những người khác nhau cố gắng đặt tên cho nó. Nếu đó là trong một bài kiểm tra hoặc bài tập trên lớp, thì hãy ghi nhớ những gì gia sư của bạn mong đợi để xem (nó sẽ có trong ghi chú của họ) và chỉ cần sao chép nó cho các điểm.

Đó thực sự là một câu hỏi phức tạp hơn bạn tưởng tượng.

Theo mệnh giá, chúng ta nghĩ về các vôn hình sin đi ra khỏi tường là AC và các vôn phát ra từ pin như DC, nhưng thực tế đó chỉ là hai ví dụ gần như thuần túy, phổ biến.

Như @ThePhoton đề cập, trong thực tế, tất cả các điện áp có thể được biểu thị là có hai thành phần. Một phần DC và một số chức năng thời gian AC. Hàm thời gian có thể là bất cứ thứ gì. Một sin đơn giản, một tam giác, sóng xung, bất cứ thứ gì bạn thích với biên độ trung bình bằng không.

Rõ ràng là ổ cắm trên tường có hoặc nên có một phần DC bằng 0 và pin nên có chức năng AC bằng không. Tuy nhiên, trong thực tế hầu hết mọi tín hiệu đều có cả mức độ này hay mức độ khác.

Trong thực tế, việc chúng ta gọi tín hiệu AC hay DC phụ thuộc phần lớn vào thông tin mà tín hiệu mang theo và cách chúng ta dự định sử dụng nó.

Ví dụ 1: Xem xét đầu ra của bộ chỉnh lưu cầu.

Rõ ràng đầu vào ở đây là AC, nhưng chúng ta gọi đầu ra là gì.

Nếu chúng ta sẽ sử dụng nó cho chức năng thông thường để tạo nguồn điện DC, chúng ta gọi nó là DC, mặc dù thực tế nó thực sự là chức năng AC với thành phần DC.

Tuy nhiên, nếu chúng tôi dự định đưa sóng được chỉnh lưu đầy đủ đó vào bộ khuếch đại dưới dạng tín hiệu, chúng tôi sẽ gọi đó là tín hiệu AC.

Ví dụ 2: Xem xét bộ khuếch đại thiên vị DC đơn giản

Một lần nữa, đầu vào rõ ràng là AC cổ điển, nhưng để hoạt động chính xác, một thành phần điện áp DC được thêm vào và đầu ra kết thúc bằng một thành phần DC của Q. Tuy nhiên, chúng ta vẫn gọi đầu ra là tín hiệu AC mặc dù sai lệch.

Trong thực tế, điều này vẫn đúng ngay cả khi tín hiệu đầu vào bị loại bỏ. Trên phạm vi, đầu ra có thể trông giống như một điện áp DC, nhưng chúng ta sẽ gọi nó là tín hiệu AC có biên độ (sai lệch).

Ví dụ 3: Là AC hay DC?

Bạn có thể gọi dạng sóng này là điện áp DC bằng gợn hoặc bạn có thể gọi nó là điện áp xoay chiều có độ lệch DC lớn.

Hoặc là có thể đúng. Cái nào đúng hơn phụ thuộc hoàn toàn vào cách sử dụng tín hiệu. Trong một số ứng dụng, cả hai thậm chí có thể đúng.

Tóm lại là:

Khác với các ví dụ đơn giản nhất về điện áp dòng và pin, các thuật ngữ AC và DC là tương đối và ứng dụng cụ thể. Những thuật ngữ bạn sử dụng hoặc nghe nên gọi một ý nghĩa thực dụng cao hơn.

Có hai định nghĩa khác nhau về AC và DC không hoàn toàn đồng ý với nhau.

1. Tín hiệu là DC nếu nó luôn có cùng dấu, luôn luôn dương hoặc luôn âm. Một tín hiệu là AC nếu đôi khi âm và đôi khi dương.

2. Tín hiệu là DC nếu nó không thay đổi theo thời gian và AC nếu nó thay đổi theo thời gian và có giá trị trung bình là 0. (Nb: điều này có nghĩa là không phải mọi tín hiệu đều có thể được phân loại thành AC hoàn toàn hoặc DC thuần túy, như chúng ta sẽ xem bên dưới)

Tôi không biết định nghĩa đầu tiên đến từ đâu hoặc trường con nào thích nó, nhưng tôi đã thấy nó được sử dụng và bảo vệ mạnh mẽ một vài lần trên Stackexchange và các trang web trực tuyến khác.

Định nghĩa thứ hai là định nghĩa được sử dụng trong lý thuyết mạch và hầu hết các công việc học thuật trong EE, theo kinh nghiệm của tôi. Giá trị của định nghĩa này là bất kỳ tín hiệu nào cũng có thể được chia thành các thành phần AC và DC như

$v_{dc}(t) = {\rm constant}$

Với các định nghĩa này, trong nhiều mạch chúng ta có thể tìm cách hiểu hành vi mạch bằng cách phân tích các tác động của các thành phần DC và AC của tín hiệu một cách riêng biệt. Ví dụ, nếu biên độ của thành phần AC nhỏ, có thể phân tích hành vi của nó trong mô hình tuyến tính của mạch, ngay cả khi mạch là phi tuyến.

Như bạn đã nhận thấy, "AC" là một thuật ngữ có nhiều định nghĩa.

• AC có nghĩa là dòng điện xoay chiều! Giai đoạn = Stage! Đừng nghe bất cứ ai khác !!!

:)

• AC chỉ có nghĩa là sóng hình sin: Điện áp xoay chiều và dòng điện xoay chiều. (Chà, cosine cũng được chấp nhận.)

• AC có nghĩa là "động" hoặc "thay đổi." Nếu nó không thay đổi, thì nó là tĩnh và DC.

Trong trường hợp đó, điện áp hẹp không phải là AC, vì nó không phải là dòng điện, mà còn hoàn toàn là AC, vì nó thay đổi nhanh. Nhưng thực sự đó không phải là AC, vì nó chỉ có một cực; nó không vượt qua 0 hoặc thay đổi qua lại. Nhưng cũng không phải AC vì nó không phải hình sin !!!

Tránh tranh luận ngu ngốc, và luôn luôn cẩn thận khi theo đuổi "Ý nghĩa thực sự duy nhất" của các từ. Đó gọi là "Trận chiến Swiftian".

Điều này đã được nhại lại trong Gulliver's Travels, nơi Liliputian có một cuộc chiến giữa những người cuối cùng lớn và những người cuối cùng nhỏ. Có vẻ như Johnathan Swift có thể nhìn thấy tương lai và internet sắp tới. Cuộc chiến Liliputian ngu ngốc liên quan đến: những kho báu khổng lồ và đáng quý ... của những người nhỏ bé ... ở cổ họng của nhau ... chiến đấu về cách One True Way để phá vỡ một quả trứng.

Hiện tại là phong trào của phí. Các hạt mang điện trong một vật liệu dẫn điện như dây đồng là các electron.

Nếu có một lực tác dụng lên một electron, nó sẽ di chuyển. Khi làm việc với điện, chúng ta quan tâm đến lực điện từ .

Đối với dòng điện xoay chiều, các electron trung bình đi qua lại, qua lại, v.v. nhưng vị trí trung bình của chúng không thay đổi.

Đối với dòng điện trực tiếp, các electron trung bình đi theo một hướng.

Xem thêm: Wikipedia: Vận tốc trôi .