Основное различие - мощность переменного и постоянного тока

Компоненты, подключенные к цепям переменного и постоянного тока, рассеивают мощность. Термины «мощность переменного тока» и «мощность постоянного тока» относятся к мощности, рассеиваемой в этих двух различных типах цепей. На фундаментальном уровне для расчета мощности в цепях обоих типов используются одни и те же концепции. Однако, поскольку направление тока в цепях переменного тока всегда меняется, рассеиваемая мощность также периодически изменяется. В основное различие между питанием переменного и постоянного тока в том, что, в цепях постоянного тока рассеиваемая мощность остается постоянной в то время как, в цепях переменного тока рассеиваемая мощность периодически меняется.

Что такое мощность постоянного тока

Под постоянным током понимается ток, образованный электронами, непрерывно текущими в одном направлении. Когда электроны проходят через различные компоненты цепи, они теряют свою электрическую энергию. Мощность постоянного тока относится к количеству энергии, рассеиваемой за секунду кулоном электронов, когда они проходят между двумя точками в цепи. В цепи постоянного тока, если компонент имеет разность потенциалов

через него и течение

протекает через него, и если сопротивление компонента

, то мощность, рассеиваемая компонентом, определяется выражением:

Если постоянный ток постоянный, то мощность, рассеиваемая компонентом, также будет почти постоянной (мы предполагаем, что температура и другие физические факторы, влияющие на рассеиваемую мощность, не изменяются). Большинство повседневных компонентов, включая мобильные телефоны и персональные компьютеры, используют для работы постоянный ток.

Что такое мощность переменного тока

Переменный ток относится к токам, образованным электронами, движущимися вперед и назад, создаваемым клеммой, которая имеет колеблющееся напряжение. Во время цикла обратного движения электроны периодически ускоряются, замедляются и на мгновение останавливаются. Поэтому ток тоже периодически меняется. В мгновенная мощность

относится к количеству мощности, рассеиваемой между двумя точками в цепи / компонентом в любой момент времени. Выдается:

куда

а также

- разность потенциалов и ток в это время.

Однако, поскольку

а также

постоянно меняются, мгновенная мощность также постоянно меняется. В средняя мощность - это гораздо более полезная концепция для компонентов, подключенных к цепям переменного тока. Когда время, необходимое для полного колебания электронов (т. Е. Их период), определяется выражением

, средняя мощность может быть рассчитана как:

Предположим, что разность потенциалов

через компонент изменяется синусоидально, и что ток

отстает от напряжения на фазовый угол

. Тогда мы можем показать, что средняя мощность может быть выражена следующим образом:

Здесь,

а также

относятся к среднеквадратичным значениям напряжения и тока соответственно, т.е. когда максимальное напряжение, достигаемое при изменении напряжения, равно

и максимальный ток

, тогда:

а также

На рисунке ниже показано, как мгновенная мощность изменяется вместе с разностью потенциалов и током в цепи переменного тока, ток которой отстает от напряжения на 30^о. Средняя мощность выделена пунктирной линией.

Изменение напряжения, мощности и силы тока в цепи переменного тока

Обратите внимание, что есть небольшие промежутки времени, когда мгновенная мощность отрицательна. Это связано с тем, что в этой схеме в течение этого промежутка времени энергия передается в источник питания. Это происходит потому, что в этой цепи присутствует индуктивная нагрузка, которая предотвращает любые изменения тока. Это, в первую очередь, причина того, что ток отстает от напряжения.

Разница между мощностью переменного и постоянного тока

Ценность власти

В Цепи постоянного тока, мощность, рассеиваемая через компонент, остается постоянной (в идеале).

В Цепи переменного токамощность, рассеиваемая компонентом, постоянно изменяется.

Потери энергии нагрузкой

В Цепи постоянного тока, рассеивание мощности происходит только в одном направлении. то есть нагрузки будут постоянно отдавать энергию из цепи в окружающую среду.

В Цепи переменного тока, емкостные / индуктивные нагрузки могут противодействовать изменениям тока и, таким образом, время от времени могут передавать энергию в цепь.