بسیاری از سیگنالهای موجود در شبکه های برق به صورت سیگنال های ac و یا dc هستند. در ادامه با جزئیات بیشتری از این سیگنال ها آشنا می شویم.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:AC به معنی جریان متناوب و DC به معنی جریان مستقیم میباشد. این دو مولفه گاهی به سیگنالهای الکتریکی (مثلاً ولتاژ) هم که جریان نیستند اطلاق میشود. بنابراین سیگنالهای الکتریکی جریان یا ولتاژی هستند که منتقل کننده اطلاعات (که معمولا ولتاژ میباشد) هستند.
جریان متناوب AC
سیگنالهای متناوب در یک مسیر منتشر میشوند و سپس تغییر مسیر میدهند و این عمل دائماً تکرار میشود. یعنی ابتدا یک سیکل مثبت و بعد یک سیکل منفی و به همین ترتیب تکرار میشوند.
یک ولتاژ متناوب دائماً بین مثبت و منفی تغییر میکند و بصورت موجی تکرار میشود.
به هر تغییرات بین مثبت و منفی، یک سیکل گفته میشود و واحد آن هرتز میباشد. در ایران وسائل الکتریکی با فرکانس ۵۰ هرتز کار میکنند.
شکل بالا شکل موج یک منبع تغذیه متناوب است که به آن موج سینوسی اطلاق میشود و به شکل پائین از آنجا که مستقیماً بین مثبت و منفی تغییر میکند، شکل موج مثلثی اطلاق میشود.
سیگنالهای متناوب برای راه اندازی وسائلی از قبیل: لامپها و گرم کنندهها بکار میروند ولی اکثر مدارهای الکتریکی برای کار نیاز به یک ولتاژ مستقیم دارند که در زیر به آن اشاره شده است.
جریان مستقیم DC
جریان مستقیم همیشه در یک مسیر جاری میشود (همیشه مثبت و یا همیشه منفی است) ولی ممکن است میزان آن کاهش یا افزایش پیدا کند.
باتریها و رگولاتورها ولتاژ مستقیم میدهند و این ولتاژ برای مدارهای الکترونیکی مناسب است. اکثر منابع تغذیه شامل یک تبدیل کننده ترانسفورماتوری هستند که جریان اصلی غیر مستقیم را به یک جریان غیر مستقیم کم و بی خطر تبدیل میکنند.
سیگنالهای متناوب در یک مسیر منتشر میشوند و سپس تغییر مسیر میدهند و این عمل دائماً تکرار میشود. یعنی ابتدا یک سیکل مثبت و بعد یک سیکل منفی و به همین ترتیب تکرار میشوند.
یک ولتاژ متناوب دائماً بین مثبت و منفی تغییر میکند و بصورت موجی تکرار میشود.
به هر تغییرات بین مثبت و منفی، یک سیکل گفته میشود و واحد آن هرتز میباشد. در ایران وسائل الکتریکی با فرکانس ۵۰ هرتز کار میکنند.
شکل بالا شکل موج یک منبع تغذیه متناوب است که به آن موج سینوسی اطلاق میشود و به شکل پائین از آنجا که مستقیماً بین مثبت و منفی تغییر میکند، شکل موج مثلثی اطلاق میشود.
سیگنالهای متناوب برای راه اندازی وسائلی از قبیل: لامپها و گرم کنندهها بکار میروند ولی اکثر مدارهای الکتریکی برای کار نیاز به یک ولتاژ مستقیم دارند که در زیر به آن اشاره شده است.
جریان مستقیم DC
جریان مستقیم همیشه در یک مسیر جاری میشود (همیشه مثبت و یا همیشه منفی است) ولی ممکن است میزان آن کاهش یا افزایش پیدا کند.
باتریها و رگولاتورها ولتاژ مستقیم میدهند و این ولتاژ برای مدارهای الکترونیکی مناسب است. اکثر منابع تغذیه شامل یک تبدیل کننده ترانسفورماتوری هستند که جریان اصلی غیر مستقیم را به یک جریان غیر مستقیم کم و بی خطر تبدیل میکنند.
سپس این جریان کم و بی خطر توسط مدارات یکسو کننده جریان از غیر مستقیم به مستقیم تبدیل میشود. البته این ولتاژ مستقیم یک ولتاژ متغییر میباشد و برای مدارهای الکترونیکی مناسب نیست و لذا برای صاف کردن سطح ولتاژ مستقیم از یک خازن استفاده میشود تا ولتاژ مستقیم برای مدارات الکترونیکی حساس قابل استفاده شود.
در شکل مقابل بالا شکل موج یک ولتاژ مستقیم ثابت و یکنواخت که از طریق باتری تامین میشود نشانداده شده است.
شکل وسط یک ولتاژ مستقیم با صاف کننده سطح ولتاژ (خازن) است که مناسب بعضی از مدارهای الکترونیکی میباشد؛ و شکل پائین یک ولتاژ مستقیم بدون استفاده از خازن را نشان میدهد .
مشخصات سیگنالهای الکتریکی
همانطور که بیان شد، سیگنالهای الکتریکی ولتاژ یا جریانی هستند که انتقال دهنده اطلاعات که معمولا ولتاژ است، هستند.
در نمودار مقابل مشخصات مختلفی از سیگنال الکتریکی نشان داده شده است. یکی از این مشخصات فرکانس است که به تعداد سیکلها در ثانیه اطلاق میشود.
Amplitude ماکزیمم ولتاژی است که سیگنال دارد و Peak voltage نام دیگری برای Amplitude است.
پیک تو پیک (Peak-peak voltage) دو برابر مقدار پیک ولتاژ میباشد.
دوره تناوب (Time period) زمانی است که برای طی شدن یک سیکل کامل نیاز است. این زمان بر حسب ثانیه اندازهگیری میشود و در زمانهای خیلی کوتاه از واحدهای میکروثانیه هم استفاده میشود.
فرکانس (Frequency) به تعداد سیکلها در هر ثانیه اطلاق میشود و واحد آن هرتز است. در اندازه گیری فرکانسهای بالا از واحدهای کیلوهرتز و مگاهرتز نیز استفاده میشود.
در ایران فرکانس شبکه برق ۵۰ هرتز است بنابراین دوره تناوب برابر است با ۲۰ میکروثانیه.
1/50 = 0.2s = 20ms
۱kHz = ۱۰۰۰Hz و ۱MHz = ۱۰۰۰۰۰۰Hz.
ارزش و مقدار RMS (ولتاژ مؤثر)
در ولتاژ غیر مستقیم، ولتاژ از صفر شروع و به پیک مثبت میرسد و دوباره به صفر رسیده و سپس به پیک منفی میرسد و لذا در بیشتر اوقات، ولتاژ از مقدار پیک ولتاژ کمتر است؛ لذا از یک مقدار موثر استفاده میکنیم که همان RMS است. مقدار ولتاژ RMS برابر است با 0.7 ولتاژ پیک
VRMS = 0.7 × Vpeak and Vpeak =1.4 × VRMS
ارزش یا معیار RMS یک ارزش موثر ولتاژ یا جریان متغییر میباشد، بدین معنی که این ولتاژ تاثیر اصلیش در مدار معادل آن مقدار است. بعنوان مثال یک لامپ که به ولتاژ ۶ ولت RMS متصل شده، همان مقدار روشنائی را دارد که اگر به یک ولتاژ 6 ولت مستقیم متصل میشد. به هر حال نور لامپی که با ولتاژ 6 ولت RMS روشن شود، کمتر است از نور لامپی که با 6 ولت مستقیم روشن شود. چون ولتاژ موثر 6 ولت غیر مستقیم برابر است با 2.4 ولت یعنی برابر با 2.4 ولت مستقیم نور میدهد.
بحث ولتاژ مؤثر این فکر را بوجود میاورد که مقدار RMS نوع دیگری از میانگین است ولی بخاطر داشته باشید که این مقدار قطعاً میانگین نیست. در واقع ولتاژ یا جریان میانگین غیر مستقیم، صفر خواهد بود. چون بخشهای مثبت و منفی سیگنال هم را خنثی میکنند و وقتی میانگین میگیریم، میانگین براببر با صفر خواهد بود. بنابراین ولتاژ RMS قطعاً یک ولتاژ میانگین نیست.
اینک این سوال پیش میاید که یک ولتمتر AC چه مقداری را نشان میدهد، مقدار مؤثر یا مقدار پیک ولتاژ؟
پاسخ این است که ولتمترهای AC مقدار موثر ولتاژ یا جریان را نشان میدهند در ولتاژهای مستقیم هم مقدار مؤثر DC نشانداده میشود.
سؤال دیگری که مطرح است این است که بطور مثال 6 ولت مستقیم دقیقاً چه معنائی دارد، مقدار مؤثر یا مقدار پیک ولتاژ معنی دارد؟
در این موارد اگر منظور پیک ولتاژ باشد معمولاً قید میشود و در غیر اینصورت منظور مقدار مؤثر خواهد بود. برای مثال وقتی میگوئیم 6 ولت AC به معنی 6 ولت مؤثر است که پیک ولتاژ آن 8.6 ولت است.
در ایران ولتاژ 220 ولت برای مصارف عمده الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد، این به معنی 220 ولت موثر بوده و پیک آن حدود 320 ولت است.
لینک کوتاه
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.