Asas elektronik: Apakah Isyarat Semasa? - dummies

Arus bolak adalah sangat penting dalam elektronik untuk satu sebab yang mudah: Arus elektrik yang anda boleh akses dengan memasang litar ke soket dinding berlaku untuk seli semasa.

Arus elektrik yang mengalir secara berterusan dalam satu arah dipanggil arus terus , atau DC . Dalam litar semasa langsung, arus adalah disebabkan oleh elektron yang semuanya bersatu dan bergerak dalam satu arah.

Dalam wayar yang membawa arus terus, elektron meloncat dari atom ke atom semasa bergerak ke arah satu arah. Oleh itu, elektron yang diberikan yang memulakan perjalanannya pada satu hujung dawai akan akhirnya berakhir di hujung wayar lain.

Dalam arus bergantian , elektron tidak bergerak dalam satu arah sahaja. Sebaliknya, mereka melompat dari atom ke atom dalam satu arah untuk seketika, dan kemudian berbalik dan melompat dari atom ke atom ke arah yang bertentangan. Selalunya, elektron berubah arah. Dalam arus bolak-balik, elektron tidak bergerak dengan mantap. Sebaliknya, mereka hanya bergerak ke belakang dan sebagainya.

Apabila elektron dalam arah suis arus bergantian, arah arus dan voltan litar membalikkannya. Dalam sistem pengagihan tenaga awam di Amerika Syarikat, (termasuk semasa rumah tangga), voltan membalikkannya sebanyak 60 kali sesaat. Di sesetengah negara, voltan membalikkannya sebanyak 50 kali sesaat.

Kadar di mana arus berputar arah arus dipanggil frekuensi , dinyatakan dalam hertz. Oleh itu, arus isi rumah standard di Amerika Syarikat ialah 60 Hz.

Dalam litar arus bergantian, voltan, dan oleh itu arus, sentiasa berubah. Walau bagaimanapun, voltan itu tidak langsung menolak kekutuban. Sebaliknya, voltan semakin meningkat dari sifar sehingga ia mencapai voltan maksimum, yang dipanggil voltan puncak .

Kemudian, voltan mula berkurang kembali ke sifar. Voltan kemudian membalikkan polariti dan jatuh di bawah sifar, sekali lagi menuju ke voltan puncak tetapi polariti negatif. Apabila ia mencapai puncak voltan negatif, ia mula memanjat kembali sehingga ia menjadi sifar. Kemudian kitaran berulang.

Perubahan berayun voltan adalah penting kerana hubungan asas antara medan magnet dan arus elektrik. Apabila konduktor (seperti wayar) bergerak melalui medan magnet, medan magnet menginduksi arus dalam dawai. Tetapi jika konduktor bergerak relatif terhadap medan magnet, arus tidak digerakkan.

Pergerakan fizikal tidak perlu untuk mewujudkan kesan ini. Jika konduktor tetap berada dalam kedudukan tetap tetapi kemudian intensiti medan magnet meningkat atau berkurang (iaitu, jika medan magnet mengembang atau kontrak), arus diinduksi dalam konduktor yang sama seolah-olah medan magnet tetap dan konduktor bergerak secara fizikal di seluruh bidang.

Oleh kerana voltan dalam arus bolak balik sentiasa meningkat atau berkurang apabila perubahan polaritas berubah dari positif ke negatif dan kembali lagi, medan magnet yang mengelilingi arus sentiasa sama ada runtuh atau berkembang. Oleh itu, jika anda meletakkan konduktor dalam bidang ini yang berkembang dan runtuh magnetik, arus ganti akan diinduksi dalam konduktor.

Ia kelihatan seperti sihir! Dengan arus bolak, ada kemungkinan semasa dalam satu dawai untuk menginduksi arus dalam dawai bersebelahan, walaupun tidak ada hubungan fizikal antara wayar.

Intinya adalah ini: Arus selang boleh digunakan untuk membuat medan magnet yang berubah, dan menukar medan magnet boleh digunakan untuk membuat arus berselang. Hubungan antara arus bolak dan medan magnet membuat tiga peranti penting:

• Alternator: Peranti yang menjana arus bolak dari sumber gerakan yang berputar, seperti turbin yang dikuasakan oleh air atau stim yang mengalir atau kincir angin. Alternator bekerja dengan menggunakan gerakan berputar untuk memutar magnet yang diletakkan dalam gegelung dawai. Apabila magnet berputar, bergerak medan magnetnya, yang menginduksi arus berselang-seli dalam wayar bergelung.

• Motor: Sebaliknya dari alternator. Ia menukar arus bolak kepada pergerakan berputar. Dalam bentuk yang paling sederhana, sebuah motor hanyalah sebuah alternator yang bersambung ke belakang. Magnet dipasang pada aci yang boleh berputar; magnet diletakkan di dalam giliran gegelung dawai.

  Apabila arus bolak digunakan pada gegelung, medan magnet yang semakin meningkat dan jatuh oleh arus menyebabkan magnet berputar, yang memusingkan batang.

• Transformer: Terdiri daripada dua gegelung dawai yang diletakkan berdekatan. Sekiranya aliran arus bergantian diletakkan pada salah satu gegelung, medan magnet yang runtuh dan berkembang akan mendorong arus bergantian pada gegelung yang lain.