جریان متناوب و جریان مستقیم

جریان متناوب و جریان مستقیم

در سیستم‌های برقی و الکترونیکی همواره با دو نوع جریان متناوب و جریان مستقیم سر و کار داریم. جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) دو شکل اصلی جریان الکتریکی هستند. در این مقاله در مورد این دو نوع جریان الکتریکی در مدارات و بردهای الکتریکی صحبت شده و تعاریف و تفاوت‌های این دو نوع جریان مورد بررسی قرار می‌گیرد.

بیشتر بخوانید: مدار الکتریکی چیست؟

جریان متناوب و جریان مستقیم چیست؟

جریان متناوب(Alternative Current) نوعی جریان الکتریکی است که در آن بارهای الکتریکی به صورت نوسانی و در طول یک دوره زمانی خاص به صورت مداوم در حال تغییر جهت حرکت می‌باشند. در سیستم‌های AC، الکترون‌ها در جهت‌های مثبت و منفی نوسان می‌کنند و یک شکل موج سینوسی یا متناوب ایجاد می‌کنند. ولتاژ و جریان AC به طور متداول دارای فرکانس 50 یا 60 هرتز است.

برق AC توسط ژنراتورهای دوار در نیروگاه‌ها تولید می‌شود و در مسافت‌های طولانی از طریق خطوط انتقال و توزیع برق منتقل می‌شود. جریان AC به دلیل قابلیت آسان تغییر سطح ولتاژ توسط ترانسفورماتورها و انتقال کارآمد آن در فواصل طولانی، از جذابیت بیشتری در تامین انرژی بخش‌های مختلف از جمله مسکونی، تجاری و صنعتی برخوردار است.

از طرف دیگر، جریان مستقیم(Direct Current) نوعی جریان الکتریکی است که در آن بار الکتریکی تنها در یک جهت حرکت می‌کند و الکترون‌ها پیوسته در یک جهت از طریق یک هادی یا سیم جریان می‌یابند. جهت این جریان همواره از ولتاژ و پتانسیل بالاتر به سمت ولتاژ پایین‌تر می‌باشد. برق DC می تواند از منابعی مثل باتری، سلول‌های خورشیدی و یکسو کننده‌ها تولید شود.

یکی از ویژگی‌های مهم جریان DC، ثابت بودن مقدار ولتاژ در طول زمان است. وجود ولتاژ و جریان ثابت برای دستگاه‌های الکترونیکی مثل لپ‌تاپ، تلفن‌های هوشمند و چراغ قوه که با برق DC کار می‌کنند، لازم و ضروری است. در تصویر زیر شکل موج برق AC و برق DC را مشاهده می‌فرمایید:

شکل موج جریان AC و حریان DCهمچنین در تصویر زیر، جهت عبور جریان متناوب و مستقیم را مشاهده می‌کنید:

جهت عبور جریان AC و DC

تفاوت جریان متناوب و جریان مستقیم

جریان الکتریکی متناوب و مستقیم دارای تفاوت‌های بسیار مهمی هستند که در این بخش به تعدادی از آنها اشاره شده است:

الف) نیاز به تجهیزات مختلف

جریان DC همیشه دارای سطح ولتاژ ثابتی است و این امر، تنظیم ولتاژ و تحویل توان را در سیستم‌های DC ساده می‌کند. در مقابل، ولتاژ AC دائماً بین مقادیر مثبت و منفی در نوسان است و به اجزای اضافی مانند ترانسفورماتورها و تنظیم کننده‌های ولتاژ و گاها یکسوسازها به منظور کنترل سطوح ولتاژ و سازگاری با دستگاه های مختلف نیاز دارد.

ب) کاربردهای مختلف

برق DC معمولاً در مدارات ولتاژ پایین مانند وسایل الکترونیکی و دستگاه‌‌های دارای باتری، که نیاز به منبع تغذیه جریان ثابت دارند به کار می‌رود. در حالیکه از برق متناوب بیشتر در کاربردهای ولتاژ بالا، از جمله تامین برق مسکونی و صنعتی استفاده می‌شود. البته امروزه از سیستم‌های HVDC یا همان سیستم‌های دارای ولتاژ بالای DC به منظور انتقال برق برای مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود.

ج) اثرات سلفی و خازنی

یکی از مزایای برق DC، عدم ایجاد خاصیت سلفی و خازنی در مدارات است. در سیستم‌های جریان متناوب، به علت وجود تغییرات ولتاژ و جریان، در هادی‌ها و دستگاه‌ها خاصیت سلفی و خازنی ایجاد می‌شود که موجب ایجاد تلفات و اثرات نامطلوب در سیستم برق‌رسانی و انتقال خواهد شد. به همین خاطر، در سیستم‌های AC به مداراتی جهت حذف اثر سلفی و خازنی نیاز خواهد بود.

جمع بندی

در این مقاله، ابتدا تعاریف و توضیحات مربوط به جریان مستقیم و متناوب به طور کامل ارائه گردید. سپس، تفاوت‌های مهم جریان متناوب و جریان مستقیم مورد بحث و بررسی قرار گرفت. تمامی موارد فوق را به صورت عملی همراه با نکات تجربی دیگر در مورد برق AC و برق DC به طور کامل در دوره جامع آموزش الکترونیک بررسی کرده ایم.

در پایان، ممنون که همراه ما بودید. هر سوال یا ابهامی در مورد مطالب ارائه شده در این مقاله دارید حتما در کامنت ها بنویسید، به تمام سوالات پاسخ داده میشه. اگه انتقاد یا پیشنهادی هم داشتید ممنون میشم با ما در میان بزارید.

منابع: SparkFun OpenStax

سجاد قابلی

57 مطلب منتشر شده

سجاد قابلی هستم، دکترای الکترونیک قدرت. اینجا هستم تا باهم کلی تجربه ی خوب در مورد برق و الکترونیک به دست بیاریم.

درباره این مطلب نظر دهید !
قالب فروش فایل

مطالب مرتبط