교류와 직류는 회로에서 두 가지 유형의 전류 흐름을 설명합니다. 직류에서는 전하 또는 전류가 한 방향으로 흐릅니다. 교류에서 전하는 주기적으로 방향이 바뀝니다. AC 회로의 전압은 전류가 방향을 변경하기 때문에 때때로 역전됩니다. 대부분의 디지털 전자 제품 DC를 사용하여 빌드합니다. 그러나 일부 AC 개념을 이해하는 것은 쉽습니다. 대부분의 집은 AC 용으로 배선되어 있으므로 Tardis 멜로디 박스 프로젝트를 콘센트에 연결하려는 경우 AC를 DC로 변환 . AC는 또한 변압기와 같은 단일 구성 요소로 전압 레벨을 변환 할 수있는 것과 같은 몇 가지 유용한 특성을 가지고 있기 때문에 처음에는 장거리 전기를 전송하기 위해 AC 수단을 선택해야합니다.
교류 (AC) 란?
교류는 주기적으로 방향을 바꾸는 전하의 흐름을 의미합니다. 결과적으로 전압 레벨도 전류와 함께 반전됩니다. AC는 주택, 건물, 사무실 등에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.
AC 생성
교류는 교류 발전기라고하는 장치를 사용하여 생산할 수있다. 이 장치는 특별한 유형입니다 발전기 교류를 생성하도록 설계되었습니다.
AC 생성
와이어 루프는 자기장 내부에서 회전하여 와이어를 따라 전류를 유도합니다. 와이어의 회전은 증기 터빈, 풍력 터빈, 흐르는 물 등과 같은 다양한 자원에서 비롯됩니다. 와이어가 주기적으로 회전하고 다른 자기 극성에 들어가기 때문에 전압과 전류가 와이어에서 번갈아 가며 나타납니다. 다음은이 원리를 보여주는 작은 애니메이션입니다.
수도관 세트에서 AC를 생성하기 위해 파이프에서 물을 앞뒤로 움직이는 피스톤의 기계적 특성 (“교류”전류)을 연결합니다.
파형
AC는 전류와 전압이 교류하는 한 여러 파형으로 나타날 수 있습니다. 오실로스코프를 AC 회로에 연결하고 전압을 플로팅하면 오랜 시간 동안 여러 가지 파형을 볼 수 있습니다. 사인파는 가장 일반적인 유형의 AC입니다. 대부분의 가정과 사무실의 AC에는 사인파를 생성하는 진동 전압이 있습니다.
사인파
AC의 다른 형태로는 구형파와 삼각파가 있습니다. 구형파는 종종 디지털 및 스위칭 전자 장치에 사용되며 작동을 테스트합니다.
네모 난 파동
삼각파는 증폭기와 같은 선형 전자 장치를 테스트하는 데 유용합니다.
삼각파
사인파 설명
종종 AC 파형을 수학적 용어로 설명해야합니다. 이 예에서는 공통 사인파를 사용합니다. 사인파에는 주파수, 진폭 및 위상의 세 부분이 있습니다.
전압 만 보면 사인파의 수학적 방정식을 설명 할 수 있습니다.
V (t) = Vp sin (2πft + Ø)
V (t)는 시간 함수로서의 전압이며, 이는 시간이 변함에 따라 전압이 변함을 의미합니다.
VP는 진폭입니다. 이것은 사인파가 어느 방향 으로든 도달 할 수있는 최대 전압을 설명합니다. 즉, 전압은 + VP 볼트, -VP 볼트가 될 수 있습니다.
sin () 함수는 우리의 전압이 0V 주변의 부드러운 진동 인주기적인 사인파의 형태가 될 것임을 나타냅니다.
2π는주기 또는 헤르츠 단위의 주파수를 각 주파수 (초당 라디안)로 변환하는 상수입니다.
f는 사인파의 주파수를 나타냅니다. 이것은 헤르츠 또는 초당 단위의 형태로 제공됩니다.
t는 종속 변수 인 시간 (초 단위로 측정)입니다. 시간에 따라 파형도 달라집니다.
φ는 사인파의 위상을 나타냅니다. 위상은 시간에 대한 파형의 이동 정도를 측정 한 것입니다. 종종 0에서 360 사이의 숫자로 제공되며 각도로 측정됩니다. 정현파의주기적인 특성으로 인해 파형이 360 ° 이동하면 0 ° 이동 한 것처럼 다시 동일한 파형이됩니다. 간단하게하기 위해이 튜토리얼의 나머지 부분에서는 위상이 0 °라고 가정합니다.
AC 파형이 어떻게 작동하는지에 대한 좋은 예를 보려면 신뢰할 수있는 콘센트를 참조하십시오. 미국에서 가정에 제공되는 전력은 약 170V 제로-피크 (진폭) 및 60Hz (주파수)의 AC입니다. 이 숫자를 공식에 대입하여 방정식을 얻을 수 있습니다.
V (t) = 170 sin (2π60t)
편리한 그래프 계산기를 사용하여이 방정식을 그래프로 나타낼 수 있습니다. 그래프 계산기를 사용할 수없는 경우 Desmos와 같은 무료 온라인 그래프 프로그램을 사용할 수 있습니다.
응용
가정 및 사무실 콘센트는 거의 항상 AC에서 사용됩니다. 이것은 장거리에 걸쳐 AC를 생성하고 전송하는 것이 비교적 쉽기 때문입니다. 110kV 이상의 고전압에서는 전력 전송에서 손실되는 에너지가 적습니다. 전압이 높을수록 전류가 낮아지고 전류가 낮을수록 저항으로 인해 전력선에서 발생하는 열이 줄어 듭니다. AC는 변압기를 사용하여 쉽게 고전압에서 변환 할 수 있습니다.
AC는 또한 할 수 있습니다 전동기 구동 . 모터와 발전기는 똑같은 장치이지만 모터는 전기 에너지 기계적 에너지로. 이는 냉장고, 식기 세척기 등과 같이 AC로 작동하는 많은 대형 가전 제품에 유용합니다.
직류 (DC) 란?
직류는 전하의 단방향 흐름을 의미합니다. 배터리, 전원 공급 장치, 태양 전지, 열전대 또는 발전기와 같은 소스에서 생산됩니다. 직류는 와이어와 같은 도체로 흐를 수 있지만 전자 또는 이온 빔에서와 같이 절연체, 반도체 또는 진공을 통해 흐를 수도 있습니다.
DC 생성
DC는 다양한 방법으로 생성 될 수 있습니다.
- '정류자'라는 장치로 준비된 AC 발전기는 직류를 생성 할 수 있습니다.
- '정류기'라고하는 장치의 AC-DC 변환
- 배터리는 배터리 내부의 화학 반응에서 생성되는 DC를 제공합니다.
물 비유를 다시 사용하면 DC는 끝에 호스가있는 물 탱크와 유사합니다.
DC 생성
탱크는 물을 호스 밖으로 밀어 낼 수 있습니다. DC 생산 배터리와 유사하게 탱크가 비면 더 이상 물이 파이프를 통해 흐르지 않습니다.
DC 설명
DC는 전류의 '단방향'흐름으로 정의되며 전류는 한 방향으로 만 흐릅니다. 전압과 전류는 오랜 시간에 걸쳐 변할 수 있으므로 흐름의 방향은 변하지 않습니다. 단순화하기 위해 전압이 일정하다고 가정합니다. 예를 들어, 배터리는 1.5V를 제공하며 수학 방정식으로 다음과 같이 설명 할 수 있습니다.
V (t) = 1.5V
이것을 시간에 따라 플로팅하면 일정한 전압을 볼 수 있습니다.
DC의 플롯
위의 그래프는 대부분의 DC 소스에서 시간이 지남에 따라 일정한 전압을 제공 할 수 있음을 의미합니다. 실제로 배터리는 천천히 방전됩니다. 즉, 배터리를 사용할 때 전압이 떨어집니다. 대부분의 경우 전압이 일정하다고 가정 할 수 있습니다.
응용
모두 전자 프로젝트 DC에서 실행되는 SparkFun에서 판매되는 부품. 배터리를 소모하거나 AC 어댑터로 벽에 연결하거나 전원을 위해 USB 케이블을 사용하는 모든 것은 DC에 의존합니다. DC 전자 장치의 예는 다음과 같습니다.
- 휴대폰
- 손전등
- LilyPad 기반 D & D Dice Gauntlet
- 평면 TV (AC가 TV로 들어가 DC로 변환 됨)
- 하이브리드 및 전기 자동차
따라서 이것은 교류, 직류 및 그 응용에 관한 것입니다. 이 개념을 더 잘 이해 하셨기를 바랍니다. 또한,이 개념 또는 전기 및 전자 프로젝트 , 아래 댓글 섹션에 댓글을 달아 소중한 제안을 보내주세요. 여기에 질문이 있습니다. 교류와 직류의 차이점은 무엇입니까 ?
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