A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Striedavý prúd je elektrický prúd, ktorého smer a veľkosť sa v závislosti od času menia. Elektrický prúd v obvyklej elektrickej sieti má sínusovitý priebeh, bez fázového posunu.
Jeho vynálezcom je Nikola Tesla. Veľkou výhodou striedavého prúdu je to, že jeho transformácia prebieha takmer bez strát pomocou transformátora, ktorý sa skladá z primárneho a sekundárneho vinutia, tzn. že je pomerne ľahké zmeniť ho z malého na veľké a naopak.
Pri transformátore platí pravidlo, keď sa zvýši napätie 2-krát, prúd sa zníži 2-krát. Tento jav sa využíva pri prenose prúdu na diaľku.
V praxi sa môžu vyskytovať prúdy, ktoré majú aj striedavú aj jednosmernú zložku.
Označenie
V schémach elektrických obvodov a na elektrických spotrebičoch sa striedavý prúd označuje:
- ~
- AC anglická skratka striedavého prúdu (alternating current)
Priebeh striedavého prúdu
Najčastejšou formou striedavého prúdu je tzv. harmonický striedavý prúd, v ktorom má okamžitá hodnota prúdu i napätí v čase t podobu sínusoidy:
kde Im je amplitúda striedavého prúdu, Um amplitúda striedavého napätia, ω je uhlová frekvencia, φ0 je začiatočná fáza striedavého prúdu a φ'0 je začiatočná fáza striedavého napätia.
Okrem harmonického striedavého prúdu sa môžu vyskytovať aj iné priebehy, napr. trojuholníkový, pílový, obdĺžnikový a pod. Harmonický priebeh však umožňuje optimálny prenos energie a dá sa ľahko vyrábať (pozri ďalej), takže sa používa najčastejšie.
Striedavý prúd a napätie v obvode
Striedavý prúd a striedavé napätie v jednom obvode majú rovnakú frekvenciu, ale môžu mať rôznu začiatočnú fázu. Niektoré súčiastky spôsobujú fázový posun – rozdiel medzi fázami prúdu a napätia. Súčiastky s kapacitou (kondenzátor) posúvajú elektrický prúd pred napätie, súčiastky s indukčnosťou (cievka) posúvajú napätie pred prúd (pozri aj obvod RLC). Súčiastky iba s elektrickým odporom (rezistor) nevytvárajú žiadne fázové posunutie.
Vzťah medzi napätím a prúdom v striedavom obvode vyjadruje veličina impedancia. Veľkosť impedancie je vždy väčšia alebo sa rovná celkovému elektrickému odporu v obvode a závisí od zdanlivých odporov (induktancii a kapacitancii) jednotlivých súčiastok proti priechodu striedavého prúdu.
Napätie
Určenie napätia je komplikovanejšie, pretože tu rozlišujeme tri druhy napätia a podobne a tri druhy prúdu, ktoré sa od seba (pre sínusové kmity) líšia len v konštantnom pomere:
- Umax je maximálne napätie. V obvode sa vyskytuje len v dvoch momentoch – v 1/4 periódy kladnej a v 3/4 periódy zápornej.
- Uef sa bežne udáva ako skutočné napätie, preto sa väčšinou značí ako samotné U. Získame ho ako odmocninu z priemeru druhých mocnín okamžitého napätia. Možno to znie zložito, ale podstata je prostá. Okamžitý výkon na rezistore je priamo úmerný druhej mocnine okamžitého napätia. Spriemerujeme teda výkon a keď priemer odmocníme, získame napätie, ktoré by malo rovnaký výkon ako naše striedavé, keby bolo jednosmerné. Platí, že:
- Ustr sa používa pomerne málo, pretože v praxi má väčší význam sa zaoberať druhou mocninou napätia. Je to priemer absolútnych hodnôt napätia, čiže také U nameriame jednosmerným voltmetrom, keď napätie predtým usmerníme (priemer z neusmerneného U by bol samozrejme nula). K ostatným má vzťah:
Príklad: v domových zásuvkách na Slovensku je striedavé napätie s frekvenciou 50 Hz a nominálnou efektívnou hodnotou Uef = 230 V. Jeho maximálna hodnota (amplitúda) je približne Umax = √2 × 230 ≈ 325 V a stredná hodnota Ustr = √8 / π × 230 ≈ 207 V.
Výkon striedavého prúdu
Pre neustále sa meniacu okamžitú hodnotu striedavého prúdu a napätia sa mení aj elektrický výkon. Priemerný elektrický výkon striedavého prúdu možno vypočítať:
- ,
kde U a I sú efektívne hodnoty striedavého prúdu a napätia, φ je fázový posun medzi prúdom a napätím, člen cos φ sa nazýva účinník.
Efektívne hodnoty striedavého prúdu a napätia sú hodnoty takého jednosmerného prúdu a napätia, ktorého výkon by bol rovnaký ako je výkon daného striedavého prúdu a napätia. Veľkosť efektívnej hodnoty striedavého prúdu a napätia s harmonickým priebehom je
- ,
- ,
kde Im je amplitúda striedavého prúdu a Um je amplitúda striedavého napätia.
Výroba striedavého prúdu
Striedavý prúd vzniká elektromagnetickou indukciou v generátore, nazývanom alternátor. Frekvencia otáčania rotora v generátore určuje frekvenciu striedavého prúdu. Ak sa otáčanie rotora deje so stálou uhlovou rýchlosťou, vzniknutý striedavý prúd má harmonický priebeh.
Trojfázový prúd
Praktická výroba striedavého prúdu sa deje v generátoroch obsahujúcich 3 cievky. Striedavý prúd, vznikajúci v takom generátore sa nazýva trojfázový prúd. Striedavý prúd, ktorý sa indukuje v každej z cievok, sa nazýva fáza.
Vodivým spojením jednej svorky od každej cievky vznikne vodič s nulovým elektrickým potenciálom, ktorý sa nazýva nulovací vodič (v žargóne nulák). Elektrické napätie medzi nulovacím vodičom a druhou svorkou cievky sa nazýva fázové napätie, napätie medzi dvomi fázami sa nazýva združené napätie. Pre harmonický priebeh platí:
- .
Striedavý prúd sa používa kvôli jeho ľahšej výrobe v elektrárňach a menej stratovému prenosu na diaľku oproti jednosmernému prúdu. Menšie straty sa dosahujú transformáciou vyrobenej elektriny na veľmi vysoké napätie a nízky prúd, čím sa znižuje prílišné zahrievanie vedenia. Transformácia prúdu a napätia prebieha v transformátoroch.
Použitie striedavého prúdu
Striedavý prúd (v Európe s frekvenciou 50 Hz a v Severnej Amerike s frekvenciou 60 Hz) sa používa v bežných domácich elektrických spotrebičoch (žiarovka, žiarivka, spotrebiče obsahujúce elektromotor). V niektorých spotrebičoch (počítač) treba použiť jednosmerný prúd obvykle s nižším napätím, ktorý môže vzniknúť transformáciou a potom usmernením striedavého prúdu.
Pre použitie v domácnostiach sa vysoké napätie znižuje v rozvodniach a uličných transformátoroch na efektívnu hodnotu fázového napätia 230 V. V bytovom rozvode sa väčšinou vytvára niekoľko okruhov (zásuvky, svetlá, elektrický sporák), z ktorých každý sa pre rovnomernejšie zaťaženie pripája k inej fáze. Pre silnejšie elektromotory sa používa združené trojfázové napätie 400 V. V Severnej Amerike sa v domácnostiach používa elektrický prúd s napätím 110 V a frekvenciou 60 Hz
Striedavý prúd sa používa aj v palubných sieťach niektorých dopravných prostriedkov (lietadlá, lode). V týchto prípadoch sa zvyčajne používa striedavý prúd s vyššou frekvenciou (typicky 400 Hz) na zníženie strát a zmenšenie rozmerov a hmotnosti transformátorov.
Pozri aj
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antény
Chemické zdroje elektriny
Chladenie v elektrotechnike
Elektrická sústava automobilu
Elektrická trakcia
Elektrické prístroje
Elektrické súčiastky
Elektrické spotrebiče
Elektrické stroje
Čítanie (elektrotechnika)
Činný výkon
Štatistická dynamika
Živý vodič
Admitancia
Antiparalelné zapojenie
Asynchrónny motor
Blúdivý prúd
Bočník (elektrotechnika)
Diak (polovodičový prvok)
Displej s kvapalnými kryštálmi
Elektrická inštalácia
Elektrická rezonancia
Elektrická sila
Elektrická vodivosť
Elektrické zariadenie
Elektrický obvod
Elektrický zvonec
Elektroenergetika
Elektromer
Elektrometer
Elektromobil
Elektromotor
Elektromotorické napätie
Elektrotechnický náučný slovník
Elektrotechnika
Elektrotechnológia
Fázor
Faradayova klietka
Frekvencia (fyzika)
Graetzov mostík
Impedancia
Indukčnosť
Induktancia
Istič
Izolácia (elektrotechnika)
Izolant
Jadro vodiča
Jednobran
Jednosmerný prúd
Joulovo teplo
Katóda
Koaxiálny kábel
Kompenzácia účinníka
Konduktometria
Konektor (elektrotechnika)
Korónový výboj
Lanko (elektrotechnika)
Leptanie
Logické hradlo
Magnetická susceptibilita
Magnetizácia (veličina)
Merný elektrický odpor
Mobilné zariadenie
Napájací zdroj
Napäťový chránič
Napäťový násobič
Nortonova veta
Odpínač
Odpojovač
OLED
Olovený akumulátor
Paralelné zapojenie
Peltierov článok
Plošná hustota elektrického prúdu
Poistka (elektrotechnika)
Posuvný prúd
Prúdový chránič
Prenosové médium
Prieletový klystrón
Primárny elektrochemický článok
Reaktancia
Rekuperácia (dopravný prostriedok)
Relé
Reproduktorová výhybka
Rezistancia
Rozhranie (interface)
Sériové zapojenie
Seebeckov jav
Sekundárny elektrochemický článok
Settopbox
Skrat
Sonar
Spínač
Spínaný zdroj
Straty v mikropásikových vedeniach
Striedavý prúd
Stupeň ochrany krytom
Svetelná výbojka
Symetrizačný člen
Technická normalizácia
Tepelné relé
Tepelne vodivostný detektor
Termočlánok
Théveninova veta
Transformátor
Transformátor s fázovou reguláciou
Trojfázová sústava
Tuhá fáza (elektronika)
Tyratrón
Usmerňovač (elektrotechnika)
Uzemnenie
Uzol (vodiče)
Vírivý prúd
Výbojka
Varistor
Ventilátor
Vodič (elektrotechnika)
Voltov stĺp
Vstavaný systém
Zásuvka (elektrotechnika)
Zdroj (elektrotechnika)
Zisk antény
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk