Kandungan
- Apakah Listrik DC?
- Contoh Semasa Langsung
- Apakah AC Elektrik?
- Contoh Semasa Gantian
- Perbezaan Antara AC dan DC
- Menukar AC ke DC dan Kembali Lagi
Setakat saintis kini memahami elektrik menjadi salah satu fenomena paling asas dalam alam semula jadi. Impuls elektrik terus berjalan di seluruh badan kita, dan bahkan perkara dunia kita dipegang bersama dengan caj elektrik. Walaupun begitu, elektrik masih perlu ditemui, dan terdapat beberapa kontroversi mengenai siapa yang pertama melakukannya.
Penyelidik itu mungkin merupakan doktor Inggeris William Gilbert, yang pertama kali menggunakan perkataan "electricus" pada tahun 1600. Ia mungkin juga saintis Inggeris, Thomas Browne, yang mencipta perkataan "elektrik" beberapa tahun kemudian.
Orang Amerika suka mempercayai ia adalah pencipta Benjamin Franklin, yang membuktikan bahawa kilat adalah elektrik pada tahun 1752. Terdapat bukti yang menunjukkan bahawa orang Yunani purba dan Persia tahu tentang elektrik. Siapa pun yang mendapat hadiah itu, pertaruhan pasti mereka menemui elektrik DC (arus terus). Elektrik AC (arus bergantian) tidak datang sehingga abad ke-19.
Apakah Listrik DC?
Para saintis memvisualisasikan elektrik sebagai aliran zarah-zarah bercas negatif yang disebut elektron. Mereka adalah zarah yang sama yang mengorbit nukleus semua atom yang membentuk benda.
Dua undang-undang asas elektrik adalah yang bertentangan menarik dan seperti menangkis seperti. Akibatnya, elektron akan mengalir ke arah terminal positif dan jauh dari yang negatif. Aliran berlaku hanya dalam satu arah, dan kekuatan aliran, atau arus, bergantung pada perbezaan di antara dua terminal. Perbezaan ini ialah voltan antara terminal.
Dengan tiada input luaran, elektron akan berkumpul di terminal positif dan mengurangkan perbezaan potensi di antara dua terminal, dan akhirnya aliran akan berhenti.
Contoh Semasa Langsung
Mungkin contoh aliran arus DC paling terkenal ialah mogok kilat. Membuktikan kilat itu adalah fenomena elektrik adalah pencapaian sebenar Benjamin Franklins. Franklin menerbangkan layang-layang dalam ribut petir dan melekatkan kunci pada tali layang. Apabila kunci itu dikenakan elektrik dan memberinya kejutan ringan, dia gembira. Dia telah membuktikan bahawa caj elektrik dibina di awan, dan kilat itu adalah pelepasan tenaga elektrik dalam kilat semasa DC semasa.
Bateri merupakan sumber biasa elektrik DC. Ia terdiri daripada sepasang terminal bermuatan bertentangan, dan apabila anda menyambungkan terminal dengan konduktor, arus elektrik mengalir dari terminal negatif (katod) ke yang positif (anod).
Perbezaan caj dalam bateri biasanya disediakan oleh proses kimia dalam terasnya, dan proses ini dapat diteruskan hanya untuk waktu yang terbatas. Sekiranya anda terus menarik kuasa dari bateri, ia akhirnya berhenti mengeluarkan caj dan mati.
Apakah AC Elektrik?
Ahli fizik Inggeris Michael Faraday mendapati induksi elektromagnetik pada tahun 1831 apabila dia mendapati bahawa dia boleh menjana arus elektrik dalam gegelung mengendalikan dawai dengan menggerakkan magnet ke belakang dalam gegelung.
Secara kritis, Faraday menyatakan bahawa arus berubah ketika setiap kali ia mengubah arah magnet. Pembuat peralatan Perancis Hippolyte Pixii menggunakan penemuan ini untuk membina penjana arus berselang pertama pada tahun 1832.
Elektrik AC sentiasa dihasilkan oleh penjana induksi jenis yang dibina oleh Pixii, walaupun penjana moden jauh lebih canggih daripada mesin Pixiis. Penjana mungkin menggunakan magnet berputar, atau ia mungkin mempunyai gegelung berputar, tetapi selalu terdapat beberapa jenis putaran yang terlibat, dan tempoh putaran menentukan berapa kali perubahan arah semasa.
Kerana ia mengubah hala tuju, elektrik AC mempunyai kekerapan yang berkaitan, yang merupakan bilangan kali sesaat ia membalikkan.
Contoh Semasa Gantian
Anda tidak perlu melihat jauh untuk mencari contoh elektrik AC. Lampu di dalam bilik di mana anda duduk, serta penghawa dingin, pemanas elektrik dan semua peralatan, berjalan pada kuasa AC, yang dihasilkan di stesen janakuasa tempatan anda.
Kebanyakan stesen kuasa menggunakan stim yang dihasilkan oleh bahan api fosil, pembelahan nuklear atau proses geoterma untuk memutar turbin. Turbin menjana elektrik dengan induksi elektromagnetik, dan kelajuan putaran diarahkan dengan teliti untuk menghasilkan elektrik dengan frekuensi tetap. Di Amerika Utara, kekerapannya adalah 60 Hz (kitaran sesaat), tetapi di sebahagian besar seluruh dunia, iaitu 50 Hz.
Kincir angin adalah sumber tenaga boleh diperbaharui yang juga menjana elektrik AC, tetapi mereka bergantung kepada angin untuk memutar turbin mereka bukannya bahan api fosil atau bahan api nuklear. Beberapa generator gelombang juga mempunyai turbin yang menghasilkan kuasa AC. Apabila gelombang memampatkan sistem hidraulik atau poket udara tertutup, tenaga tersimpan digunakan untuk memutar turbin.
Perbezaan Antara AC dan DC
Dalam dunia elektrik abad ke-21, sukar untuk membayangkan masa apabila tiada elektrik, tetapi masa itu tidak lama dahulu. Pada akhir abad ke-19, mentol lampu telah dicipta, tetapi tidak ada cara untuk menjana kuasa dan membawanya ke rumah supaya orang dapat menggunakan ciptaan baru.
Thomas Edison, yang membantu mengembangkan dan memasarkan mentol cahaya, memihak kepada rangkaian stesen janakuasa DC, sementara Nikola Tesla, seorang pencipta Serbia dan bekas pekerja Edisons, menyukai penjana AC. Tesla menang, dan berikut adalah beberapa sebab:
Menukar AC ke DC dan Kembali Lagi
Walaupun elektrik yang datang melalui saluran kuasa adalah AC, peralatan elektronik sering memerlukan elektrik DC. Dalam gambarajah litar, simbol arus langsung adalah garisan lurus dengan tiga titik atau garisan di bawahnya, manakala bagi arus bolak ialah garis bergelombang tunggal. Untuk menukar arus AC ke DC, pakar elektronik biasanya menggunakan komponen litar yang dipanggil dioda, atau penerus. Ia melewati arus dalam satu arah sahaja, sekali gus mewujudkan isyarat DC yang berputar dari sumber arus AC.
Alat untuk menukar DC ke AC semasa dipanggil penyongsang. Ia menggunakan transistor, yang merupakan komponen litar yang boleh menghidupkan dan mematikan dengan pantas, untuk mengarahkan arus sepanjang siri laluan litar yang secara efektif mengubah arahnya di sepasang terminal pusat, yang merupakan bahagian litar yang anda sertakan Beban AC. Inverter digunakan dalam kenderaan elektrik. Mereka juga digunakan dalam sistem photovoltaic untuk menukar elektrik DC yang dihasilkan oleh panel solar kepada arus AC untuk digunakan di rumah.