دلایل انتشار برق استاندارد به صورت جریان متناوب
چرا برق استاندارد فقط به شکل جریان متناوب انتشارمی یابد؟ دلایل متعددی وجوددارد ولی یکی ازمهمترین آنها اینست که یک سیگنال AC به آسانی قابلیت تبدیل یکسطح ولتاژ به سطح دیگررا با استفاده ازیک ترانسفورماتور دارا میباشد درحالیکهترانسفورماتوردرجریان مستقیم کارنمیکند.
این قابلیت به شرکتها اجازه میدهد کهالکتریسیته را با راندمان بیشتری تولید و توزیع کنند. آنها الکتریسیته را با ولتاژ بالادرمسافتهای طولانی ارسال میکنند وبه این ترتیب اتلاف انرژی ناشی ازمقاومتسیمهای انتقال کاهش می یابد. دلیل دیگراینست که تولید جریان متناوب بطریقمکانیکی ساده ترازجریان مستقیم میباشد .
کامپیوترها فقط ازجریان مستقیم استفاده میکنند ومعنای آن اینست که برق متناوبتولیدی توسط شرکتهای نیروباید قبل ازاستفاده به برق مستقیم تبدیل شود که این ،اولین عملکرد منبع تغذیه شما میباشد.
انرژی واقعی وانرژی ظاهری :
اگرالکتریسیته داشته باشیم با آن چه میکنیم؟
میتوان با الکتریسیته کارانجام داد که درفیزیک ازآن بعنوان انتقال انرژی از یک جسم بهجسم دیگر دراثراعمال نیرو یاد شده است. درواقع هروقت که شما مداری داشته باشیدکه درآن الکتریسیته جریان دارد وعملی را با آن انجام میدهید به لحاظ فیزیکی “کار”انجام داده اید. واحد کار وانرژی در سیستم متریک “ژول” میباشد .
حال بالاخره به نقطه ای که دربحث الکتریسیته میخواستیم، رسیدیم. “تعریف انرژی”به عبارت ساده انرژی عبارت است ازسرعت انجام کار. هرچه انرژی شما در یک سیستمبیشتر باشد کار بیشتری درزمان یکسان انجام خواهدشد .
افزایشانرژی
در زبان الکتریسیته، افزایشانرژی موجب توانایی کارالکتریکی بیشتر خواهد شد (برای مثال وجود وسایل برقیبیشتری درمدار، چرخش سریعتر یک موتور یا راه اندازی یک پردازشگرسریعتر و…)درزمان یکسان. انرژی با وات اندازه گیری میشود واز آنجا که انرژی ، سرعت انجام کاراست ، یک وات مساوی با انجام یک ژول کار در زمان یک ثانیه خواهد بود .
Power (W) = Work (J) / Time (seconds)
متناظراً مقدارانرژی مصرف شده توسط یک وسیله عبارت ازمیزان وات مصرفی درزمانمصرف آن برحسب ثانیه است.
Work (J) = Power (W) * Time (seconds)
محاسبه انرژی الکتریکی بسته به نوع الکتریسیته میتواند بسیارساده یا بسیارپیچیدهباشد ، بگذارید باجریان مستقیم شروع کنیم. دراینجا انرژی مصرفی برحسب وات صرفاًبرای تولید ولتاژ(برحسب ولت) وجریان مدار(برحسب آمپر) میباشد.
P (W) = V (V) * I (A)
یک فرمول بسیارساده وقابل درک
یک فرمول بسیارساده وقابل درک. وقتی که الکترونها با نیروی بیشتری رانده میشوند(ولتاژ بیشتر) وهمینطور وقتی تعداد بیشتری الکترون درواحد زمان وجود داشته باشد(جریان بیشتر) کاربیشتری انجام خواهد شد. از آنجا که P = V*I و I = V/R بنابراین،فرمول فوق را بطریق P = V² / R نیز میتوان بیان کرد.
برای مثال اگریک مدار ساده 5ولتی ویک مقاومت 20 اهمی داشته باشیم ، جریان عبوری از مدار 250 میلی آمپر خواهد
حال اگرولتاژ را دوبرابر کنیم (10 ولت) انرژی مصرفی دوبرابر نخواهد شد بلکه چهاربرابر میشود زیرا دوبرابر شدن ولتاژدرحالیکه مقاومت ثابت مانده است جریان رادوبرابر خواهد کرد. انرژی کلی در اینحالت 5 وات میباشد .
جای تعجب نیست که درحالت جریان متناوب ، پاسخ بسیارپیچیده تر است. برای فهممطلب،لازم است که مفهوم فاز را تعریف کنیم که من سعی میکنم بدون اینکه مطلبپیچده شود آنرا بیان کنم (کار ساده ای نیست) . یک سیگنال جریان متناوب (کهدرقسمت جریان مستقیم ومتناوب توضیح داده شده است ، موج ولتاژی است که بینیک مقدار مثبت و منفی در نوسان است وموج جریان نیز با آن حرکت میکند.
اگرچهبعضی اوقات جریان و ولتاژ همزمان به نقطه اوج نمیرسند. اختلاف زمانی بین جریانوولتاژدر یک سیکل را “فاز” آن میگویند که برحسب درجه بیان میشود زیراسیکل یکموج سینوسی مشابه یک دایره است. 360 درجه یک سیکل کامل است، 180 درجه نصفسیکل و…
