Prąd elektryczny troszkę trudniej

W poprzednim wpisie wprowadziłem wszystkich w podstawy teorii prądu i obwodów elektrycznych. Dzisiaj napiszę coś więcej, i nieco trudniej. Myślę, że jednak nie będzie problemów ze zrozumieniem, gdyż nadal pomijam ogromną ilość wiedzy tajemnej. Życzę miłej lektury i zaczynamy.

Wiedzę z tego artykułu można wykorzystać w odniesieniu do wszystkich urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Do zrozumienia niektórych fragmentów przyda się przeczytanie poprzedniego wpisu o tym czym jest prąd. Pojawi się też kilka nowych zagadnień technicznych.

Przede wszystkim mamy prąd. Prąd może być… stały i przemienny (nie zmienny, bo to co innego).

Prąd (napięcie) przemienny – oznaczany AC lub ~ – to taki prąd, którego wartość chwilowe zmieniają się w sposób cykliczny z określoną częstotliwością. Przemienny jest dla tego, że jego jego wartości są naprzemiennie dodatnie i ujemne. Oznacza to, że ładunki raz płyną w jedną, a raz w drugą stronę obwodu. Najlepiej jest kiedy przepływ napięcia przemiennego jest idealną sinusoidą (zielona linia na wykresie).

W Polsce częstotliwość prądu dostarczanego z elektrowni wynosi 50Hz, czyli jego wartości zmieniają się 50 razy na sekundę. Wartość napięcia fazowego wynosi 230V, a międzyfazowego (tzw. siły) 400V. Taki prąd płynie w instalacjach w naszych domach.

Prąd (napięcie) stały - oznaczany DC lub ⎓ – jego wartość w czasie nie zmienia się i ładunek płynie tylko w jednym kierunku. Tutaj najlepsza sytuacja to taka, kiedy przepływ ładunku da się odwzorować za pomocą idealnie równej linii (tutaj czerwona).

current

Prąd tętniący i zmienny nie mają dla normalnego użytkownika najmniejszego znaczenia. Nie oznacza to jednak, że w ogóle możemy o nich zapomnieć. Co to to nie, nie pozwolę ;)

Wspomniałem jeszcze o czymś takim jak napięcie fazowe i międzyfazowe. Pojęcia te dotyczą tylko prądu przemiennego. Dla nas najważniejszy jest prąd z gniazdka, czyli ten o przebiegu sinusoidalnym. W przypadku prądu stałego mamy do czynienia po prostu z plusem i minusem.

Napięcie fazowe - to napięcie pomiędzy przewodem fazowym a punktem neutralnym w sieci energetycznej. W skrócie pomiędzy przewodem, w którym mamy 230V i tym, w którym napięcie wynosi 0. Odwołajmy się do rysunku poniżej, 230V to pole pomiędzy osią X na naszym wykresie i zieloną sinusoidą. Tak samo dla kolejnych faz.

Napięcie międzyfazowe – to napięcie pomiędzy dwoma (z trzech) przewodów fazowych, w których wartość napięć jest taka sama (230V), ale ich przebieg przesunięty jest względem siebie o 1/3. Oznacza to, że wartość napięcia równa się sumie pól tworzonych przez przez zieloną i żółtą sinusoidę – obrysowane na czerwono. Wartość ta wynosi 230V\cdot\sqrt{3}\approx400V. Następne napięcie między fazowe mierzymy pomiędzy sinusoidami żółtą i niebieską.

current

Źródła zasilania

  • Źródła prądowe – wymuszają one w obwodzie elektrycznym przepływ niezmiennej w czasie ilości prądu [A] podczas gdy napięcie [V] zmienia się, w zależności od obciążenia (mocy urządzeń podłączonych do obwodu). Napięcie w takim źródle osiąga wartość maksymalną w stanie jałowym (bez obciążenia) i minimalną kiedy dołączymy maksymalne dopuszczalne obciążenie.
  • Źródła napięciowe – w obwodzie elektrycznym występuje napięcie [V], które nie zmienia się bez względu na prąd [A] płynący przez obwód.

Artykuł ten, delikatnie mówiąc, nie wyczerpuje wszystkich zagadnień. Więc jeszcze się spotkamy.