Was ist eigentlich AC?

Was ist eigentlich Wechselstrom ? Und Gleichstrom (DC)? Ich habe mehrere Bücher über grundlegende Analysen elektrischer Schaltkreise gelesen und sie sind widersprüchlich.

1. Einige Bücher sagen, dass Wechselstrom der gleiche ist wie der sinusförmige stationäre Zustand. Das heißt, eine Sinus- oder Cosinusfunktion (tatsächlich sind sie nur horizontal verschoben). Zum Beispiel ist . Acording auf diese Bücher, DC völlig stationär ist (statisch), das heißt, ist die Spannung und den Strom nicht zeitabhängig ( v ( t ) = k , wobei k = c o n s t . ). Ströme haben in jedem dieser Fälle die gleiche Form wie Spannungen.$v(t) = A \sin(\omega t + \phi)$$v(t) = k$$k = \mathrm{const.}$
2. Anderen Büchern zufolge ist Wechselstrom jeder Strom, der sein Vorzeichen im Laufe der Zeit ändert (dh abwechselt) ( ). Mit mathematischer Notation: i ( t 1 ) < 0 und i ( t 2 ) > 0 für einige t 1 und t 2, wobei t 1 ≠ t 2 ist . Es könnte jede Form haben, solange es sein Zeichen wechselt.$t$$i(t_1) < 0$$i(t_2) > 0$$t_1$$t_2$$t_1 \neq t_2$

Ich neige dazu zu denken, dass in der Praxis die erste Option gewinnt, aber vielleicht ist es besser die Etymologie der zweiten Option.

Einige andere Fragen beziehen sich darauf:

1. Ist Wechselstrom eine Spannung, die die Summe eines sinusförmigen stationären Zustands und einer konstanten Spannung ist? Zum Beispiel, .$v(t) = A \sin(\omega t + \phi) + k$
2. Ist AC eine Shawtooth-Welle?

AC hat keine genaue Bedeutung, seine Bedeutung kann kontextabhängig sein. Es ist wahrscheinlich besser, verschiedene Wellenformen zu identifizieren und zu fragen, ob sie als Wechselstrom bezeichnet werden könnten.

Eine Sinuswellenform mit einem Mittelwert von Null würde sicherlich als Wechselstrom gelten.

Ein Quadrat, ein Dreieck oder eine andere Wellenform mit einem Durchschnitt von Null würde ebenfalls als Wechselstrom gelten.

Wenn eine dieser Wellenformen einen kleinen Mittelwert ungleich Null hatte, könnten sie als Wechselstrom mit einer kleinen Gleichstromkomponente beschrieben werden.

Im Allgemeinen deutet der "alternierende" Teil der Beschreibung bei Wechselstrom darauf hin (aber er ist nur so schwach wie vorgeschlagen), dass die Wellenform von Zeit zu Zeit die Polarität umkehrt. Wenn eine der obigen Wellenformen einen großen Gleichstromdurchschnitt hatte, so dass sie sich nicht umkehrte, könnte sie als schwankender Gleichstrom oder Gleichstrom mit Welligkeit (wie Michael K betont) oder als Wechselstrom über Gleichstrom bezeichnet werden oder Wechselstrom mit einer großen Gleichstromkomponente. Alles wäre richtig, oder zumindest ist keiner von ihnen falsch.

In allen Fällen, wenn es wirklich darauf ankommt, was die Wellenform ist, dann beschreiben Sie die Wellenformspannung als Funktion der Zeit. Lassen Sie sich nicht davon abhalten, wie verschiedene Personen versuchen, sie zu benennen. Wenn es sich um eine Prüfung oder eine Klassenaufgabe handelt, merken Sie sich, was Ihr Tutor erwartet (in den Notizen), und reproduzieren Sie dies einfach für die Noten.

Das ist eigentlich eine komplexere Frage, als Sie sich vorstellen.

Zum Nennwert betrachten wir die sinusförmigen Volt, die aus der Wand kommen, als Wechselstrom und die Volt, die aus einer Batterie als Gleichstrom kommen, aber in Wirklichkeit sind dies nur zwei, fast reine, allgemein verfügbare Beispiele.

Wie @ThePhoton erwähnt, können in Wirklichkeit alle Spannungen mit zwei Komponenten ausgedrückt werden. Ein DC-Teil und eine AC-Zeitfunktion. Die Zeitfunktion kann alles sein. Ein einfacher Sinus, ein Dreieck, eine Pulswelle, alles, was Sie wollen, mit einer durchschnittlichen Amplitude von Null.

Offensichtlich hat oder sollte die Steckdose einen Null-Gleichstromteil haben, und die Batterie sollte eine Null-Wechselstromfunktion haben. In der Realität hat jedoch fast jedes Signal in gewissem Maße beides.

In der Praxis hängt es zum größten Teil davon ab, welche Informationen das Signal enthält und wie wir es verwenden möchten, ob wir ein Signal AC oder DC nennen.

Beispiel 1: Betrachten Sie den Ausgang eines Brückengleichrichters.

Natürlich ist der Eingang hier AC, aber wie nennen wir den Ausgang?

Wenn wir es für die reguläre Funktion verwenden, um eine Gleichstromquelle zu erzeugen, nennen wir es Gleichstrom, obwohl es sich tatsächlich um eine Wechselstromfunktion mit einer Gleichstromkomponente handelt.

Wenn wir jedoch beabsichtigen, diese voll gleichgerichtete Welle als Signal in einen Verstärker einzuspeisen, würden wir dies als Wechselstromsignal bezeichnen.

Beispiel 2: Betrachten Sie einen einfachen DC-vorgespannten Verstärker

Wieder ist der Eingang offensichtlich klassischer Wechselstrom, aber um richtig zu funktionieren, wird eine Gleichspannungskomponente hinzugefügt und der Ausgang endet mit einer Gleichstromkomponente von Q. Wir würden den Ausgang jedoch trotz der Vorspannung immer noch als Wechselstromsignal bezeichnen.

Tatsächlich gilt dies auch dann, wenn das Eingangssignal entfernt wird. Auf dem Oszilloskop mag der Ausgang wie eine Gleichspannung aussehen, aber wir würden ihn als ein (vorgespanntes) Wechselstromsignal mit einer Amplitude von Null bezeichnen.

Beispiel 3: Ist es AC oder DC?

Sie können diese Wellenform als Gleichspannung mit einer Welligkeit oder als Wechselspannung mit großem Gleichstromversatz bezeichnen.

Beides könnte richtig sein. Welches korrekter ist, hängt ganz davon ab, wie das Signal verwendet wird. In einigen Anwendungen können beide sogar zutreffen.

Abschließend:

Anders als die einfachsten Beispiele für Netz- und Batteriespannungen sind die Begriffe AC und DC relativ und anwendungsspezifisch. Welchen Begriff Sie verwenden oder hören, sollte eine bestimmte höhere utilitaristische Bedeutung haben.

Es gibt zwei verschiedene Definitionen von AC und DC, die nicht vollständig miteinander übereinstimmen.

1. Ein Signal ist DC, wenn es immer das gleiche Vorzeichen hat, entweder immer positiv oder immer negativ. Ein Signal ist Wechselstrom, wenn es manchmal negativ und manchmal positiv ist.

2. Ein Signal ist DC, wenn es sich nicht zeitlich ändert, und AC, wenn es sich zeitlich ändert und einen Mittelwert von 0 hat. (Nb: Dies bedeutet, dass nicht jedes Signal wie wir als rein AC oder rein DC kategorisiert werden kann siehe unten)

Ich weiß nicht, woher die erste Definition kommt oder welches Unterfeld sie bevorzugt, aber ich habe gesehen, dass sie einige Male auf Stackexchange und anderen Online-Sites verwendet und energisch verteidigt wurde.

Die zweite Definition ist nach meiner Erfahrung diejenige, die in der Schaltungstheorie und den meisten akademischen Arbeiten in EE verwendet wird. Der Wert dieser Definition ist, dass jedes Signal in AC- und DC-Komponenten wie unterteilt werden kann

$v_{dc}(t) = {\rm constant}$

Mit diesen Definitionen können wir in vielen Schaltkreisen Wege finden, das Schaltkreisverhalten zu verstehen, indem wir die Auswirkungen der DC- und AC-Komponenten des Signals getrennt analysieren. Wenn beispielsweise die Amplitude der Wechselstromkomponente klein ist, kann ihr Verhalten möglicherweise in einem linearisierten Modell einer Schaltung analysiert werden, selbst wenn die Schaltung nichtlinear ist.

Wie Sie bemerkt haben, ist "AC" ein Begriff mit mehreren Definitionen.

• Wechselstrom bedeutet Wechselstrom! Zeitraum! Hör nicht auf andere !!!

:) :)

• Wechselstrom bedeutet nur Sinuswellen: Wechselspannung und Wechselstrom. (Nun, Cosinus ist auch akzeptabel.)

• AC bedeutet "dynamisch" oder "sich ändernd". Wenn es sich nicht ändert, ist es statisch und DC.

In diesem Fall ist eine schmale Spannungsspitze kein Wechselstrom, weil sie kein Strom ist, sondern auch nur Wechselstrom, da sie sich schnell ändert. Aber es ist wirklich kein Wechselstrom, da es nur eine Polarität hat; es überschreitet nicht Null oder ändert sich nicht hin und her. Aber es ist auch keine Klimaanlage, weil es nicht sinusförmig ist !!!

Vermeiden Sie dumme Argumente und achten Sie immer darauf, der "Single True Meaning" von Wörtern nachzujagen. Das nennt man eine "schnelle Schlacht".

Dies wurde in Gullivers Reisen gut parodiert, wo die Liliputaner einen Krieg zwischen Big-Endianern und Little-Endianern hatten. Es sieht so aus, als könnte Johnathan Swift die Zukunft und das Internet kommen sehen. Der dumme Liliputanische Krieg beinhaltete: riesige und wimmelnde Scharen ... von winzigen kleinen Leuten ... an den Kehlen der anderen ... die um den One True Way-Weg kämpfen , um ein Ei zu knacken.

Strom ist die Ladungsbewegung. Die Ladungsträger in einem leitenden Material wie einem Kupferdraht sind Elektronen.

Wenn auf ein Elektron eine Kraft ausgeübt wird, bewegt es sich. Beim Umgang mit Elektrizität geht es um die elektromagnetische Kraft .

Bei Wechselstrom bewegen sich die Elektronen im Durchschnitt hin und her, hin und her usw., aber ihre durchschnittliche Position ändert sich nicht.

Bei Gleichstrom bewegen sich die Elektronen im Durchschnitt in eine Richtung.

Siehe auch: Wikipedia: Driftgeschwindigkeit .