Probleme beim Verständnis von Wechselstrom (AC)

Wie kommt Wechselstrom irgendwohin, wenn er im Draht "hin und her" fließt? Ich verstehe, dass Gleichstrom ein Elektronenfluss durch einen Draht ist, aber ich war immer verwirrt darüber, wie Wechselstrom funktioniert. Ich gehe davon aus, dass mir etwas Einfaches fehlt, aber könnte mich jemand auf eine Ressource verweisen, die AC gut erklärt, oder vielleicht selbst eine Erklärung anbieten? Vielen Dank!

Strom oder irgendetwas anderes, das Energie trägt, muss nicht langfristig "irgendwohin" gelangen, um Energie zu liefern. Denken Sie daran, wie Kolben in einem Benzinmotor funktionieren. Sie gehen nur hin und her und "gehen nirgendwo hin", liefern aber dennoch Strom an eine andere Stelle (die Kurbelwelle).

Wechselstrom ist ein bisschen wie die Kolben. Sie können immer noch nützliche Arbeiten daraus extrahieren.

Eine andere Möglichkeit, Wechselstrom zu betrachten, ist der momentane Gleichstrom, der sich im Laufe der Zeit ändert. Nehmen wir den Strom an, wenn Sie einer Sinusfunktion mit einer Spitzenamplitude von 1,41 A folgen. Zu jedem Zeitpunkt im Zyklus fließt ein gewisser Momentanstrom, der zwischen -1,41 A und +1,41 A liegt. Manchmal beträgt der Strom 0 und Sie können keine Arbeit davon bekommen. In anderen Fällen ist es nicht Null und Sie können. Wenn Sie den Zyklus in viele, viele Momentaufnahmen aufteilen, finden Sie den entsprechenden durchschnittlichen Dauerstrompegel, aus dem Sie dieselbe Arbeit extrahieren können. Dies ist der Effektivwert (Root Mean Square), der in diesem Fall 1 A beträgt. Zu jedem Zeitpunkt erhalten Sie möglicherweise etwas mehr oder etwas weniger, aber gemittelt über einen Zyklus entspricht dieser Wechselstrom 1 A DC für der Zweck der Arbeitsextraktion. Diese Mittelung der augenblicklichen Schnappschüsse ist wirklich das Integrale. Sie können es selbst aufschreiben und das Ergebnis sehen. Denken Sie daran, dass die Arbeit, die ein Strom leisten kann, proportional zum Quadrat dieses Stroms ist, weshalb die negativen Teile die positiven Teile nicht aufheben.

Und jetzt dein Moment des Zen.

setzt den Hut des Zen auf

Denken Sie an Wellen am Strand. Sie gehen hinein, sie kommen heraus. Sie gehen hinein, sie kommen heraus. Wenn Sie ein Mensch mit den Füßen im Sand sind, können Sie relativ leicht so tun, als würde sich nichts bewegen. Wenn Sie jedoch ein Einsiedlerkrebs oder eine Zebramuschel sind ...

Lassen Sie uns nun einige Sekunden lang die Bewegung der Wellen untersuchen. Wenn sie die Extreme der Bewegung erreichen (dh ganz hinein oder ganz heraus), scheinen sie vollkommen still zu stehen . Hmmm, interessant ...

Nun fragen Sie sich vielleicht, wie kann eine sanfte, rhythmische, periodische Bewegung "etwas bewirken"? Bedenken Sie, dass jedes einzelne Sandkorn an diesem Strand Teil eines Berges war.

Na gut, zumindest ein Felsbrocken.

Physik - wir fühlen uns seit 650 v. Chr. Verdammt unbedeutend.

entfernt den Zen-Hut

Um Ihre Frage genauer zu beantworten, besteht der Wechselstrom aus einer Welle, die viel schneller ein- und ausgeht als die am Strand - im Allgemeinen mindestens 60-mal schneller.

Anstatt an Elektrizität zu denken, die von Punkt A nach Punkt B wandert, denken Sie an Elektrizität als Ergebnis von Reaktionen zwischen Elektronen. Eine gute visuelle Darstellung ist Newtons Wiege .

Die Positionen der Lager ändern sich nicht, aber der Impuls (Energie) wird immer noch übertragen.

Ich sehe diese Frage die ganze Zeit und möchte diesen Beitrag anbieten. Jeder scheint Gleichstrom zu verstehen. Betrachten wir für einen Moment einen Batteriekreis mit einem positiven und einem negativen Anschluss. Der positive Anschluss hat eine positive Spannung und der negative Anschluss wird normalerweise als "Masse" betrachtet und eine positive zu negative Verbindung vervollständigt die Schaltung.

Was ist die Spannung am Pluspol? 5VDC? 9VDC? 12VDC? Es muss nicht repariert werden. Die "Spannung" am Pluspol kann fest, aber auch variabel sein.

Bei einer Wechselspannungsquelle erscheint die gesamte Spannung in Form einer Sinuswelle auf dem HEISSEN Draht. Es ist variabel von 0V bis + Vpeak zurück zu 0V, dann negativ zu -Vpeak und dann zurück zu 0V. Der andere Draht, der zur Vervollständigung der Schaltung benötigt wird, ist der NEUTRAL und sein gesamter Zweck besteht darin, einen Rückweg bereitzustellen. Es ist keine "Erdung", es gibt keine "Erdung" in einer Wechselstromquelle. Die gesamte Spannung in einer Wechselstromquelle kommt vom HOT-Kabel, weshalb sie als HOT bezeichnet wird. In einer Wechselstromquelle wechselt das Spannungssignal auf dem HOT-Kabel von 0 V zu + vPeak zurück zu 0 V, dann geht es negativ zu -vPeak und dann zurück zu 0 V.

Es fällt den Menschen schwer, die Idee zu begreifen, dass das HOT negativ werden kann, weil sie versuchen, es mit den Prinzipien von Gleichspannungen zu vergleichen, die den Rücklauf (negativer Anschluss) als ERDUNG verwenden. Eine Wechselstromquelle hat keine "Masse". Der HOT-Draht führt eine Sinuswelle, die sich ständig von 0 V auf + vPeak zurück auf 0 V, dann negativ auf -vPeak und dann wieder auf 0 V ändert - in den USA normalerweise etwa 60 Mal pro Sekunde oder 60 Hz

Das dritte Kabel, das Sie in einem Netzstecker sehen, das als Erdung bezeichnet wird, entspricht nicht der Erdung in einem Gleichstromkreis. In einem Wechselstromkreis ist diese "Masse" ein zusätzliches Kabel, das normalerweise intern am anderen Ende mit dem Gerät verbunden ist und einen Sicherheitspfad bietet, damit Verbraucher keinen Stromschlag erleiden, falls etwas im Gerät in Kontakt kommt mit dem heißen Draht. Im Gegensatz zu Gleichstrom wird in einem Wechselstromkreis das Erdungskabel überhaupt nicht benötigt und hat nichts mit dem Wechselstromfluss im Gerät zu tun.

In einem Wechselstromkreis ist das NEUTRALE Kabel die Rückleitung für die Wechselspannung, die vom heißen Kabel fließt. Wenn wir einen Transformator mit Mittelabgriff zwischen den Kabeln HOT und NEUTRAL AC anschließen, wird der Mittelabgriff zu einem "SPANNUNGSREFERENZPUNKT", mit dem wir die + Spannung der Sinuswelle sehen können, bei der die HOT-Seite in den Transformator eintritt, und die - Spannung der Sinuswelle, bei der der NEUTRAL-Draht in den Transformator führt. Die Spannung schaltet nicht zwischen NEUTRAL und HOT hin und her, der HOT-Draht führt eine Sinuswelle von 0 V zu + vPeak, dann zurück zu 0 bis -vPeak und dann zurück zu 0. Wieder ist der NEUTRAL-Draht zum Vervollständigen da die Schaltung - Es hat keine Quellenspannungen. Die gesamte Spannung in einem Wechselstromkreis kommt vom HEISSEN Kabel.

Aus diesem Grund sind in einem Wechselstromkreis die Drähte mit HOT und NEUTRAL gekennzeichnet und werden zur Vervollständigung des Stromkreises benötigt. Der dritte Draht, BODEN, dient nur zu Sicherheitszwecken. HOT trägt eine Sinuswelle, NEUTRAL ist die Rückkehr und GROUND ist ausschließlich aus Sicherheitsgründen da.

Noch eine Analogie.

Gleichstrom ist wie eine Kettensäge - die scharfen Teile bewegen sich bei der Arbeit in eine Richtung (Holz schneiden) und kehren dann an ihren ursprünglichen Ort zurück. Die Bewegung der Kette ist konstant.

Wechselstrom ist wie eine Handsäge - die scharfen Bits bewegen sich in eine Richtung, halten dann kurz an und bewegen sich dann in die entgegengesetzte Richtung.

Diese Analogie bricht mit dreiphasigem Wechselstrom zusammen. Dreiphasig ist gut, weil es keine Nullpunkte hat (Strom fließt immer zwischen mindestens zwei Drähten) und es ermöglicht, effiziente und zuverlässige Motoren ohne die Notwendigkeit einer komplexen Elektronik zu konstruieren.