Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom

Hauptunterschied - AC vs. DC Power

Komponenten, die an Wechselstrom- und Gleichstromkreise angeschlossen sind, verbrauchen Strom. Die Ausdrücke "Wechselstrom" und "Gleichstrom" beziehen sich auf die in diesen beiden verschiedenen Arten von Schaltungen abgegebene Leistung. Grundsätzlich werden in beiden Schaltungstypen dieselben Konzepte zur Berechnung der Leistung verwendet. Da sich die Stromrichtung in Wechselstromkreisen jedoch ständig ändert, ändert sich auch die Verlustleistung periodisch. Das Hauptunterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom ist dass, In Gleichstromkreisen bleibt die Verlustleistung konstant während, In Wechselstromkreisen variiert die Verlustleistung periodisch.

Was ist Gleichstrom?

Gleichstrom bezieht sich auf einen Strom, der von Elektronen gebildet wird, die kontinuierlich in eine Richtung fließen. Wenn die Elektronen durch verschiedene Komponenten im Stromkreis fließen, verlieren sie ihre elektrische Energie. Gleichstrom bezieht sich auf die Energiemenge, die pro Sekunde von einem Coulomb von Elektronen verbraucht wird, wenn sie sich zwischen zwei Punkten in einem Kreislauf bewegen. In einem Gleichstromkreis, wenn eine Komponente eine Potenzialdifferenz aufweist  darüber und eine Strömung  durchfließt und wenn der Widerstand des Bauteils ist , dann wird die von der Komponente abgegebene Leistung gegeben durch:

Wenn der Gleichstrom konstant ist, ist auch die von der Komponente abgegebene Leistung nahezu konstant (wir gehen davon aus, dass sich die Temperatur und andere physikalische Faktoren, die die Verlustleistung beeinflussen, nicht ändern). Die meisten Komponenten des Alltags, einschließlich Mobiltelefone und PCs, verwenden zum Betrieb Gleichstrom.

Was ist Wechselstrom?

Wechselstrom bezieht sich auf Ströme, die von Elektronen gebildet werden, die sich vor und zurück bewegen und von einem Anschluss mit oszillierender Spannung aufgebaut werden. Während des Zyklus der Hin- und Herbewegung beschleunigen, verlangsamen die Elektronen periodisch und bleiben vorübergehend stehen. Daher ändert sich der Strom auch periodisch. Das augenblickliche Kraft  bezieht sich auf die zwischen zwei Punkten in der Schaltung / von einer Komponente verbrauchte Leistung zu jeder Zeit. Es ist gegeben durch:

woher  und  sind die Potenzialdifferenz und der Strom zu dieser Zeit.

Aber weil und ändern sich ständig, ändert sich auch die momentane Kraft ständig. Das durchschnittliche Kraft ist ein viel nützlicheres Konzept für Komponenten, die an Wechselstromkreise angeschlossen sind. Wenn die zur Vollendung einer vollen Oszillation durch Elektronen (d. H. Ihre Periode) benötigte Zeit um ist , Die durchschnittliche Leistung kann wie folgt berechnet werden:

 

Angenommen, ein möglicher Unterschied  über die Komponente variiert sinusförmig und damit der Strom verzögert die Spannung um einen Phasenwinkel . Dann können wir zeigen, dass die durchschnittliche Leistung gegeben werden kann durch:

Hier,  und beziehen sich auf die quadratischer Mittelwert Werte von Spannung bzw. Strom, d. h. wenn die maximale Spannung, die während der Spannungsänderung erreicht wird, ist  und der maximale Strom ist , dann:

und 

Die folgende Abbildung zeigt, wie sich die Momentanleistung zusammen mit der Potenzialdifferenz und dem Strom in einem Wechselstromkreis ändert, dessen Strom der Spannung um 30 nacheilt^O. Die durchschnittliche Leistung wurde durch die gestrichelte Linie hervorgehoben.

Änderung von Spannung, Leistung und Strom in einem Wechselstromkreis

Beachten Sie, dass es kleine Zeitintervalle gibt, wenn die Momentanleistung negativ ist. Dies liegt daran, dass in dieser Schaltung während dieses Zeitintervalls Energie gesendet wird in die Stromversorgung. Dies geschieht, weil sich in dieser Schaltung eine induktive Last befindet, die gegen Stromänderungen wirkt. Deshalb bleibt der Strom in erster Linie hinter der Spannung zurück.

Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom

Wert der Leistung

Im Gleichstromkreise, die an einer Komponente abgegebene Leistung bleibt konstant (idealerweise).

Im Wechselstromkreise, Die über eine Komponente abgeführte Leistung ändert sich ständig.

Energieverlust durch die Last

Im Gleichstromkreise, Die Verlustleistung erfolgt nur in eine Richtung. Das heißt, die Lasten würden die Energie kontinuierlich aufbringen aus die Schaltung und in die Umgebung.

Im Wechselstromkreise, Die kapazitiven / induktiven Lasten können Stromänderungen entgegentreten und so Energie erzeugen in die Schaltung zu Zeiten.