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交流電(diàn)压:初學(xué)者指南
AC代表交流電(diàn),它是指電(diàn)子在导體(tǐ)中如何沿交流方向移动。在電(diàn)子學(xué)中,電(diàn)子从负電(diàn)位移动到正電(diàn)位。通过以固定的时间间隔(频率)在两个端子之间切换電(diàn)势来产生交流電(diàn)。
正负端子之间的電(diàn)势差以伏特表示。因此,术语交流電(diàn)压用(yòng)于确定交流電(diàn)在其中流动的端子之间的電(diàn)势差值。
為(wèi)负载供電(diàn)的交流電(diàn)源。
当在图表上绘制时,AC電(diàn)压呈正弦波形状。在一个周期中,AC電(diàn)压从0V开始,上升到峰值,然后通过0V返回到其负峰值,然后上升回0V。随着交流電(diàn)压值在整个周期内变化,它以其峰值(V peak)和均方根值(V rms)表示。
V peak是正弦波形的最大幅度,而V rms是通过以下公式得出的:
V rms = V峰值x 0.7071
Vrms也被标识為(wèi)V ac。它代表直流输出的等效電(diàn)压。在美國(guó),主電(diàn)源提供120 V交流電(diàn),而英國(guó)使用(yòng)230 V交流電(diàn)。
交流電(diàn)压如何产生?
一个简单的交流发電(diàn)机為(wèi)灯供電(diàn)。
由于法拉第感应定律,交流電(diàn)压成為(wèi)可(kě)能(néng)。该法则规定了当动圈以直角切入磁通量时如何在动圈中感应出電(diàn)流。電(diàn)流变化与磁通量变化率成正比。
交流发電(diàn)机或发電(diàn)机是根据法拉第定律制造的组件。它们涉及在磁场中旋转导體(tǐ)环。当环路切穿磁场时,電(diàn)流开始沿一个方向流动,当环路垂直于磁场时,電(diàn)流达到最大值。
环路继续旋转,直到导體(tǐ)与磁通量平行為(wèi)止,这将导致零電(diàn)流。電(diàn)流开始以与环路相反的方向流动,这与回路开始切割磁通量相反。
電(diàn)阻器,電(diàn)容器和電(diàn)感器如何在交流電(diàn)压下工作
電(diàn)感器和電(diàn)容器中的交流電(diàn)。
就像解决魔方的单面和六面的區(qū)别一样,使用(yòng)電(diàn)阻器,電(diàn)容器和電(diàn)感器的電(diàn)路分(fēn)析也变得更加复杂。与直流電(diàn)压不同,与交流電(diàn)压一起使用(yòng)时,这些组件的行為(wèi)不再简单。
電(diàn)阻的测量值表示為(wèi)交流電(diàn)路中的阻抗(Z),而不是直流電(diàn)路中的電(diàn)阻(R)。電(diàn)阻值没有(yǒu)差异,与交流電(diàn)压的幅度或频率无关。之所以存在术语差异,是因為(wèi)在将電(diàn)阻表示為(wèi)電(diàn)压和電(diàn)流的函数时如何考虑相量差异。
更有(yǒu)趣的是,施加交流電(diàn)压时電(diàn)容器和電(diàn)感器的行為(wèi)。这些组件在直流電(diàn)源的作用(yòng)下分(fēn)别表现為(wèi)开路和短路,但在交流電(diàn)下所有(yǒu)这些变化。電(diàn)容器随着交流電(diàn)压从其峰值开始上升和下降而存储和释放電(diàn)荷。此行為(wèi)导致電(diàn)压使電(diàn)流滞后90度。
当使用(yòng)交流電(diàn)压工作时,電(diàn)容器的電(diàn)阻特性定义為(wèi)電(diàn)容電(diàn)抗,其公式為(wèi):
X C = 1 /2πƒC
同时,在交流電(diàn)压下,電(diàn)感器的行為(wèi)由伦兹定律决定,并开始与改变其磁通量的電(diàn)流方向相反。因此,流过電(diàn)感器的電(diàn)流使交流電(diàn)压滞后90度。该行為(wèi)的特征在于電(diàn)感電(diàn)抗,具有(yǒu)以下公式:
X L =2πƒL
考虑到交流電(diàn)压会增加電(diàn)路分(fēn)析的复杂性,因此有(yǒu)助于使用(yòng)能(néng)够预先计算复杂電(diàn)路参数的PCB设计和分(fēn)析软件。OrCAD的混合信号仿真工具可(kě)让您分(fēn)析施加交流電(diàn)压时的電(diàn)路行為(wèi)。在设计过程中使用(yòng)这些工具可(kě)以提高设计的质量和可(kě)靠性,并有(yǒu)助于确保您第一次就可(kě)以正确使用(yòng)它们。