Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Mbadala wa sasa

Mbadala wa sasa (curve ya kijani). Mhimili usio usawa hupima wakati; wima, sasa au voltage.

Mchanganyiko wa sasa ( AC ) ni sasa umeme ambayo inarudia mara kwa mara mwelekeo, kinyume na sasa ya moja kwa moja ( DC ) ambayo inapita tu katika mwelekeo mmoja. Mbadala wa sasa ni fomu ambayo umeme hutolewa kwa biashara na makazi, na ni aina ya nishati ya umeme ambayo wateja hutumikia wakati wa kuziba vifaa vya jikoni , televisheni na taa za umeme ndani ya tundu la ukuta . Chanzo cha kawaida cha nguvu DC ni seli ya betri katika tochi . Vifupisho vya AC na DC mara nyingi hutumiwa kumaanisha kubadili tu na kwa moja kwa moja , kama wakati wa kubadilisha sasa au voltage . [1] [2]

Kawaida waveform ya mchanganyiko wa sasa katika nguvu mzunguko zaidi ya umeme ni wimbi sine . Katika programu fulani, mawimbi ya mawimbi tofauti hutumiwa, kama vile mawimbi ya pembe tatu au mraba . Ishara za sauti na redio zilizofanywa kwenye waya za umeme pia ni mifano ya sasa ya kubadilisha. Aina hizi za sasa zinazobadili hubeba habari zilizosajiliwa (au zilizowekwa ) kwenye ishara ya AC, kama sauti (sauti) au picha (video). Maji haya kawaida hubadilishana kwa frequencies ya juu kuliko yale yaliyotumiwa katika uhamisho wa nguvu.

Yaliyomo

Uhamishaji, usambazaji, na nguvu za ndani

Uwakilishi wa miradi ya maambukizi ya nguvu ya umbali mrefu wa umeme. C = watumiaji, D = hatua chini ya transformer, G = generator, I = sasa ndani ya waya, Pe = nguvu kufikia mwisho wa mstari wa maambukizi, Pt = nguvu kuingia line ya maambukizi, Pw = nguvu kupotea katika mstari wa maambukizi, R = jumla ya upinzani katika waya, V = voltage mwanzoni mwa mstari wa maambukizi, U = hatua ya transformer.

Nishati ya umeme ni kusambazwa kama sasa mbadala kwa sababu voltage AC inaweza kuongezeka au kupungua kwa transformer . Hii inaruhusu uwezo wa kupitishwa kupitia mistari ya nguvu kwa ufanisi katika voltage ya juu, ambayo inapunguza nishati iliyopotea kama joto kutokana na upinzani wa waya, na kubadilishwa kwa chini, salama, voltage kwa matumizi. Matumizi ya voltage ya juu inaongoza kwa maambukizi makubwa ya nguvu. Hasara za nguvu ( ) katika waya ni bidhaa ya mraba wa sasa (I) na upinzani (R) wa waya, iliyoelezwa na fomu

Hii inamaanisha kwamba wakati wa kupitisha nguvu ya kudumu kwenye waya iliyotolewa, ikiwa sasa ni nusu (yaani voltage imeongezeka mara mbili), hasara ya nguvu itakuwa mara nne chini.

Nguvu iliyopitishwa ni sawa na bidhaa ya sasa na voltage (bila kuchukua tofauti ya awamu); hiyo ni,

Kwa hiyo, nguvu zinazoambukizwa kwenye voltage ya juu inahitaji chini ya kutosha-inayozalisha sasa kuliko nguvu sawa katika voltage ya chini. Nguvu mara nyingi hutolewa kwa mamia ya kilovolts, na kubadilishwa hadi 100 V - 240 V kwa matumizi ya ndani.

Mifumo ya maambukizi ya voltage hutoa nguvu kutoka kwa mimea ya kizazi cha umeme juu ya umbali mrefu kwa kutumia mbadala ya sasa. Mistari hii iko katika mashariki mwa Utah .

Vikwazo vikubwa vina hasara, kama vile kuongezeka kwa insulation inahitajika, na kwa ujumla huongezeka ugumu katika utunzaji wao salama. Katika kupanda nguvu , nishati huzalishwa kwa voltage rahisi kwa ajili ya kubuni jenereta , na kisha kupitiwa kwa voltage ya juu kwa ajili ya maambukizi. Karibu na mizigo, voltage ya maambukizi imepungua kwenye voltage inayotumiwa na vifaa. Mizigo ya watumiaji hutofautiana kwa kiasi fulani kulingana na nchi na ukubwa wa mzigo, lakini kwa ujumla motors na taa hujengwa kutumia hadi volts mia chache kati ya awamu. Vipuri vinavyotolewa kwa vifaa kama vile taa na mizigo ni sawa, kwa kiwango cha kutosha cha voltage ambayo vifaa vinavyotarajiwa kufanya kazi. Vigezo vya matumizi ya nguvu ya kawaida na uvumilivu wa asilimia hutofautiana katika mifumo tofauti ya nguvu za mains zilizopatikana duniani. Mfumo wa maambukizi ya nguvu ya umeme ya juu-voltage (HVDC) umekuwa na nguvu zaidi kama teknolojia imetoa njia nzuri za kubadilisha voltage ya nguvu DC. Mifumo ya HVDC, hata hivyo, huwa ni ghali zaidi na yenye ufanisi zaidi ya umbali mfupi zaidi kuliko watengenezaji. [ Inahitajika ] Uhamisho na sasa ya juu ya voltage haukuwezekani katika siku za mwanzo za maambukizi ya nguvu za umeme , kwa kuwa hakuna njia nzuri ya kiuchumi ya kupungua chini ya voltage ya DC kwa matumizi ya mwisho ya mtumiaji kama vile taa za incandescent za taa.

Kizazi cha umeme cha awamu ya tatu ni kawaida sana. Njia rahisi ni kutumia coils tofauti tatu katika jenereta stator kimwili kukabiliana na angle ya 120 ° (moja ya tatu ya kukamilisha 360 ° awamu) na kila mmoja. Vifomu tatu hivi sasa vinazalishwa ambazo ni sawa kwa ukubwa na 120 ° nje ya awamu kwa kila mmoja. Ikiwa coil huongezwa kinyume na haya (nafasi 60), huzalisha awamu sawa na polarity ya reverse na hivyo inaweza kuwa wired pamoja. Katika mazoezi, "maagizo ya pole" ya juu hutumiwa kwa kawaida. Kwa mfano, mashine 12 ya pole ingekuwa na coils 36 (10 ° nafasi). Faida ni kwamba kasi kasi ya mzunguko inaweza kutumika ili kuzalisha mzunguko huo. Kwa mfano, mashine 2-pole inayoendesha saa 3600 rpm na mashine 12-pole inayoendesha saa 600 rpm huzalisha mzunguko huo; kasi ya chini ni bora kwa mashine kubwa. Ikiwa mzigo kwenye mfumo wa awamu ya tatu ni usawa sawa kati ya awamu, hakuna sasa inapita kwa njia ya neutral . Hata katika mzigo usio na usawa (linear), sasa haipaswi kuzidi mikondo ya juu zaidi. Mipaka isiyo ya mstari (kwa mfano, vifaa vya nguvu za kubadilisha nguvu zinazotumiwa sana) zinaweza kuhitaji basi ya msimamo usio na msimamo na conductor wasio na upande katika jopo la usambazaji wa juu ili kushughulikia harmonics . Harmonics inaweza kusababisha ngazi za sasa za conductor zisizo za kutosha kuzidi ile ya moja au wote wasimamizi wa awamu.

Kwa awamu tatu katika matumizi ya voltage mfumo wa waya nne hutumiwa mara nyingi. Wakati wa kushuka kwa awamu ya tatu, transformer yenye msingi wa Delta (3 waya) na nyota (sekondari 4, katikati) imetumika mara nyingi kwa hiyo hakuna haja ya upande wowote kwenye upande wa usambazaji. Kwa wateja wadogo (jinsi gani ndogo hutofautiana na nchi na umri wa ufungaji) tu awamu moja na neutral, au awamu mbili na neutral, ni kuchukuliwa kwa mali. Kwa mitambo kubwa kila awamu tatu na neutral zinachukuliwa kwenye jopo kuu la usambazaji. Kutoka jopo kuu la awamu tatu, nyaya zote mbili na moja ya awamu zinaweza kuondokana. Mifumo ya awamu moja ya waya moja , yenye transformer moja katikati ya kituo kinatoa maelekeo mawili ya kuishi, ni mpango wa usambazaji wa kawaida kwa majengo ya makazi na ndogo ya kibiashara huko Amerika ya Kaskazini. Mpango huu wakati mwingine hujulikana kama "awamu mbili". Njia kama hiyo hutumiwa kwa sababu tofauti kwenye maeneo ya ujenzi nchini Uingereza. Vifaa vidogo vya umeme na taa vinatakiwa kutolewa na transformer ya katikati ya ndani na voltage ya 55 V kati ya kila conductor na ardhi. Hii hupunguza hatari ya mshtuko wa umeme katika tukio hilo kwamba moja ya watendaji wa maisha inakuwa wazi kwa njia ya kosa la vifaa wakati bado kuruhusu voltage busara ya 110 V kati ya conductors mbili kwa ajili ya kuendesha zana.

Waya wa tatu , inayoitwa wire (au dunia) waya, mara nyingi huunganishwa kati ya miundo ya chuma isiyo na sasa na ardhi ya ardhi. Kondokta hii hutoa ulinzi kutokana na mshtuko wa umeme kutokana na kuwasiliana kwa ajali ya wasimamizi wa mzunguko na chasisi ya chuma ya vifaa vya vifaa na zana. Kuunganisha sehemu zote za chuma zisizo za sasa katika mfumo kamili huhakikisha kuwa daima kuna njia ya chini ya impedance ya umeme hadi chini ya kutosha kubeba kosa lolote la sasa kwa muda mrefu kama inachukua kwa mfumo wa kufuta kosa. Njia hii ya chini ya impedance inaruhusu kiasi cha juu cha kosa sasa, na kusababisha kifaa cha ulinzi overcurrent (breakers, fuses) kutembea au kuchoma haraka iwezekanavyo, kuleta mfumo wa umeme kwa hali salama. Wafungo wote wa dhamana huwekwa chini kwenye jopo la huduma kuu, kama vile msimamo wa upande wowote / aliyejulikana ikiwa ni sasa.

Mifumo ya umeme wa AC

Mzunguko wa mfumo wa umeme unatofautiana na nchi na wakati mwingine ndani ya nchi; zaidi nguvu za umeme yanayotokana katika ama 50 au 60 hertz . Nchi nyingine zina mchanganyiko wa vifaa vya Hz 50 na 60 Hz, hasa uhamisho wa nguvu za umeme nchini Japan . Mzunguko wa chini hupunguza uendeshaji wa motors umeme, hasa kwa kuomba, kusagwa na kuomba maombi, na mitambo ya traction ya aina kwa ajili ya maombi kama vile reli . Hata hivyo, mzunguko wa chini pia husababisha flicker inayoonekana katika taa za arc na balbu za mwanga za incandescent . Matumizi ya mzunguko wa chini pia yalitoa faida ya hasara ya chini ya impedance, ambayo ni sawa na mzunguko. Jenereta za awali za Niagara Falls zilijengwa ili kuzalisha umeme wa Hz 25, kama kuingiliana kati ya mzunguko wa chini wa traction na motors nzito induction, wakati bado kuruhusu taa incandescent kufanya kazi (ingawa na kuonekana flicker). Wengi wa wateja 25 wa makazi na wa kibiashara kwa nguvu za Niagara Falls waligeuzwa kuwa 60 Hz mwishoni mwa miaka ya 1950, ingawa baadhi [ya ? ] Wateja 25 wa viwanda vya Hz bado walikuwepo kama mwanzo wa karne ya 21. Nguvu 16.7 za Hz (zamani ya 16 2/3 Hz) bado hutumiwa katika mifumo ya reli za Ulaya, kama vile Austria , Ujerumani , Norway , Uswidi na Uswisi . Mbali za pwani, kijeshi, sekta ya nguo, baharini, ndege na matumizi ya spacecraft wakati mwingine hutumia 400 Hz, kwa manufaa ya kupunguzwa kwa vifaa au kasi ya kasi ya magari. Kompyuta mainframe mifumo mara nyingi inaendeshwa na 400 Hz au 415 Hz kwa faida ya alika kupunguza wakati kwa kutumia ndogo AC ndani hadi vitengo DC kubadilika. [3] Kwa hali yoyote, pembejeo ya MG imewekwa ni ya kawaida ya voltage ya kawaida na mzunguko, tofauti ya 200 V (Japan), 208 V, 240 V (Amerika ya Kaskazini), 380 V, 400 V au 415 V (Ulaya) na mbalimbali 50 Hz au 60 Hz.

Athari katika viwango vya juu

Cola ya Tesla inayozalisha sasa ya juu ya mzunguko ambayo haina maana kwa wanadamu, lakini hua taa ya fluorescent wakati inapoleta karibu nayo

Sasa moja kwa moja inapita kwa sare katika sehemu ya msalaba wa waya sare. Sasa mbadala ya mzunguko wowote unalazimishwa mbali na kituo cha waya, kuelekea uso wake wa nje. Hii ni kwa sababu kasi ya umeme katika hali ya mbadala inazalisha mawimbi ya mionzi ya umeme ambayo inaweza kufuta uenezi wa umeme kuelekea kituo cha vifaa na conductivity ya juu. Sifa hii inaitwa ngozi athari . Katika mzunguko wa juu sana sasa haiingii tena katika waya, lakini kwa ufanisi hutembea juu ya uso wa waya, ndani ya unene wa kina cha kina cha ngozi . Upana wa ngozi ni unene ambapo wiani wa sasa unapungua kwa 63%. Hata katika mzunguko wa chini uliotumiwa kwa uhamisho wa nguvu (50 Hz - 60 Hz), usambazaji usio sare wa sasa unaendelea kwa wasanii wa kutosha. Kwa mfano, kina cha ngozi cha conductor ya shaba ni takribani 8.57 mm kwa 60 Hz, hivyo viongozi wa sasa wa juu kwa kawaida ni mashimo kupunguza idadi na gharama zao. Kwa kuwa sasa inaelekea mtiririko katika pembeni ya wasimamizi, sehemu ya ufanisi ya kondakta imepunguzwa. Hii huongeza upinzani wa AC bora wa conductor, kwani upinzani ni sawa na uwiano na sehemu ya sehemu ya msalaba. Upinzani wa AC mara nyingi mara nyingi zaidi kuliko upinzani wa DC, na kusababisha hasara kubwa zaidi ya nishati kutokana na joto la ohmic (pia huitwa I 2 R hasara).

Mbinu za kupunguza AC upinzani

Kwa mistari ya chini na ya kati, waendeshaji wanaweza kugawanywa katika waya zilizopigwa, kila mmoja akijitenga, na nafasi za jamaa za vipande maalum ambazo hupangwa ndani ya kifungu cha conductor. Mjengo ulijengwa kwa kutumia mbinu hii inaitwa waya ya Litz . Kipimo hiki kinasaidia kupunguza kiasi cha athari ya ngozi kwa kulazimisha sasa zaidi ya sasa katika sehemu ya msalaba wa waendeshaji waliopigwa. Litz waya hutumiwa kwa ajili ya kufanya high-Q inductors , kupunguza hasara katika makondakta rahisi kubeba mikondo ya juu sana katika masafa ya chini, na katika windings ya vifaa kufanya juu radio frequency sasa (hadi mamia ya kilohertz), kama vile kubadili-mode nguvu vifaa na transfoma ya mzunguko wa redio .

Mbinu za kupunguza mionzi hasara

Kama ilivyoandikwa hapo juu, sasa mabadiliko yanafanywa kwa malipo ya umeme chini ya kasi ya upimaji, ambayo husababisha mionzi ya mawimbi ya umeme . Nishati ambayo imeangazwa imepotea. Kulingana na mzunguko, mbinu tofauti hutumiwa kupunguza hasara kutokana na mionzi.

Jozi zilizopendekezwa

Kwa upeo hadi 1 GHz, jozi za waya zinazunguka pamoja kwenye cable, na kuunda jozi iliyopotoka . Hii inapunguza hasara kutoka kwa mionzi ya umeme na kuunganisha kwa uvumbuzi . Jozi iliyopotoka inapaswa kutumiwa kwa mfumo wa kusawazisha, hivyo kwamba waya mbili zina na mikondo sawa lakini kinyume. Kila waya katika jozi iliyopotoka huangaza ishara, lakini inafutwa kwa ufanisi na mionzi kutoka kwa waya mwingine, na kusababisha hasara karibu hakuna radiation.

Cables coaxial

Cables coaxial hutumiwa kwa kawaida kwenye frequency za sauti na juu kwa urahisi. Cable coaxial ina waya conductive ndani ya tube conductive, kutengwa na safu ya dielectric . Ya sasa inapita juu ya uso wa conductor ya ndani ni sawa na kinyume na sasa inayozunguka juu ya uso wa ndani wa tube nje. Shamba ya umeme hutolewa kabisa ndani ya tube, na (wala) hakuna nishati iliyopotea kwa mionzi au kuunganisha nje ya tube. Cables coaxial kuwa na hasara ndogo kwa kukubalika kwa kasi hadi 5 GHz. Kwa mzunguko wa microwave zaidi ya 5 GHz, hasara (hasa kutokana na upinzani wa umeme wa katikati ya conductor) huwa kubwa sana, na hufanya viwango vya mawimbi kuwa kati ya ufanisi zaidi kwa kupeleka nishati. Cables coaxial na hewa badala ya dielectric imara ni preferred kama wao kupeleka nguvu na kupoteza chini.

Waveguides

Waveguides ni sawa na nyaya za coaxial, kwa kuwa zote mbili zinajumuisha zilizopo, na tofauti kubwa ni kuwa wimbi la wimbi halikuwa na conductor wa ndani. Waveguides inaweza kuwa na sehemu ya msalaba wowote, lakini sehemu ya msalaba mstatili ni ya kawaida. Kwa sababu viungo vya wimbi havi na conductor ya ndani ili kubeba kurudi sasa, vivuli vya wimbi haviwezi kutoa nishati kwa njia ya umeme wa sasa , bali kwa njia ya uwanja unaoongozwa wa umeme . Ingawa mikondo ya uso inapita kati ya kuta za ndani za mawimbi, mawimbi hayo ya uso hayachukua nguvu. Nguvu inafanywa na mashamba ya kuongozwa ya umeme. Maabara ya uso yanaanzishwa na maeneo ya umeme yaliyoongozwa na yana athari za kuweka mashamba ndani ya mwongozo na kuzuia uvujaji wa mashamba kwenye nafasi nje ya mwongozo wa wimbi. Waveguides ina vipimo vinavyolingana na wavelength ya sasa ya kupitisha ili kuenea, hivyo ni rahisi tu katika viwango vya microwave. Mbali na ufanisi huu wa mitambo, upinzani wa umeme wa metali zisizo bora zinazounda kuta za wimbi husababisha kuenea kwa nguvu (mikondo ya uso inayozunguka kwa wastaafu waliopotea kupoteza nguvu). Katika frequencies ya juu, nguvu iliyopotea kwa upungufu huu inakuwa haikubaliki.

Fiber optics

Katika mfululizo mkubwa zaidi ya 200 GHz, vipimo vya mwongozo wa wimbi hupungua kidogo, na hasara za ohmic katika kuta za mawimbi zinakuwa kubwa. Badala yake, optical fiber , ambazo ni aina ya viungo vya mawimbi vya dielectric, zinaweza kutumika. Kwa mizunguko hiyo, dhana za voltages na mikondo hazitumiwi tena.

Hisabati ya voltage za AC

A voltage sinusoidal alternating.
1 = kilele, pia amplitude,
2 = Peak-to-kilele,
3 = thamani ya ufanisi,
4 = Kipindi



Sine wimbi, zaidi ya mzunguko mmoja (360 °). Mstari uliotenganishwa unawakilisha thamani ya mraba (RMS) ya thamani ya karibu 0.707

Mipangilio mbadala huongozana (au inasababishwa) kwa kubadili mipaka. V voltage AC inaweza kuelezewa hisabati kama kazi ya muda na equation yafuatayo:

,

wapi

  • ni kilele cha voltage (kitengo: volt ),
  • ni frequency ya angular (kitengo: radians kwa pili )
    • Frequency angular ni kuhusiana na mzunguko wa kimwili, (kitengo = hertz ), ambayo inawakilisha idadi ya mzunguko kwa pili, na equation .
  • ni wakati (kitengo: pili ).

Thamani ya juu ya kilele cha voltage ya AC inaelezewa kama tofauti kati ya kilele chake cha juu na kilele chake cha hasi. Tangu thamani ya juu ya ni +1 na thamani ya chini ni -1, voltage AC katikati na . Voltage kilele hadi kilele, kawaida huandikwa kama au , kwa hiyo .

Power

Uhusiano kati ya voltage na nguvu iliyotolewa ni

wapi inawakilisha upinzani wa mzigo.

Badala ya kutumia nguvu za haraka, , ni vyema zaidi kutumia nguvu ya muda (ambapo wastani hufanyika juu ya mzunguko wowote wa mzunguko). Kwa hiyo, voltage AC mara nyingi inaelezwa kama thamani ya mizizi ya mraba (RMS), iliyoandikwa kama , kwa sababu

Uchimbaji wa nguvu

Root maana voltage mraba

Chini ni kudhaniwaformform ya AC (bila sehemu ya DC ).

  • Kwa fomu ya mawimbi ya mara kwa mara ya kipindi :
  • Kwa voltage sinusoidal:
ambapo utambulisho wa trigonometric imetumiwa na jambo inaitwa sababu ya msingi , ambayo inatofautiana kwa mawimbi tofauti.
  • Kwa fomu ya mawimbi ya pembetatu ilizingatia kuhusu sifuri
  • Kwa waveform ya mraba iliyozingatia kuhusu sifuri

mfano

Ili kuonyesha dhana hizi, fikiria ugavi wa mazao 230 V AC uliotumiwa katika nchi nyingi ulimwenguni kote. Inaitwa kwa sababu mizizi yake inamaanisha thamani ya mraba ni 230 V. Hii inamaanisha kuwa nguvu ya kutolewa wakati ni sawa na nguvu iliyotolewa na voltage DC ya 230 V. Kuamua voltage ya kilele (amplitude), tunaweza kuhariri upya juu ya usawa kwa:

Kwa 230 V AC, voltage kilele kwa hiyo , ambayo ni karibu 325 V. Wakati wa mzunguko mmoja, voltage inaongezeka kutoka sifuri hadi 325 V, inapita kupitia sifuri hadi -325 V, na inarudi hadi sifuri.

Uhamisho wa habari

Mchanganyiko wa sasa unatumiwa kupitisha habari , kama katika kesi za televisheni ya simu na cable . Ishara za habari zinafanywa juu ya masafa mbalimbali ya AC. POTS simu za simu zina mzunguko wa karibu 3 kHz, karibu na mzunguko wa sauti ya msingi . Televisheni ya cable na nyingine mikondo ya habari inayoambukizwa kwa cable huenda ikawa mbadala katika mzunguko wa makumi hadi maelfu ya megahertz. Mifumo hii ni sawa na frequency za mawimbi ya umeme hutumiwa kutumikia aina hiyo ya habari juu ya hewa .

Historia

Alternator ya kwanza ya kuzalisha sasa mbadala ilikuwa jenereta ya umeme ya dynamo kulingana na kanuni za Michael Faraday zilizotengenezwa na mtengenezaji wa vyombo vya Kifaransa Hippolyte Pixii mwaka 1832. [4] Baada ya hapo Pixii aliongeza commutator kwenye kifaa chake ili kuzalisha (basi) zaidi ya kawaida kutumika moja kwa moja sasa. Matoleo ya awali ya matumizi ya kubadilisha sasa ni Guillaume Duchenne , mvumbuzi na mtengenezaji wa electrotherapy . Mnamo mwaka wa 1855, alitangaza kuwa AC ilikuwa bora kuliko sasa kwa ajili ya kuchochea electrotherapeutic ya contraction misuli. [5] Mchanganyiko wa teknolojia ya sasa ilianza kuendeleza Ulaya kutokana na kazi ya Guillaume Duchenne (1850s), kampuni ya Hungarian Ganz Works (1870s), na katika miaka ya 1880: Sebastian Ziani de Ferranti , Lucien Gaulard , na Galileo Ferraris .

Mnamo mwaka wa 1876, mhandisi Kirusi Pavel Yablochkov alinunua mfumo wa taa ambapo seti za coils za uingizaji ziliwekwa kwenye mstari wa juu wa AC voltage. Badala ya kubadilisha voltage, vilima vya msingi vilihamisha nguvu kwa windings ya sekondari ambazo ziliunganishwa na moja au kadhaa ya 'taa za umeme' (taa za arc) za kubuni yake mwenyewe, [6] [7] iliendelea kushindwa kwa taa moja kutoka kwa ulemavu mzunguko mzima. [6] Mwaka 1878, Ganz kiwanda , Budapest, Hungary, alianza utengenezaji wa vifaa kwa ajili ya taa za umeme na, kwa 1883, alikuwa imewekwa juu ya hamsini mifumo Austria-Hungaria. Mfumo wao wa AC hutumia taa za arc na incandescent, jenereta, na vifaa vingine. [8]

Transformers

Mipangilio ya sasa ya mchanganyiko inaweza kutumia transfoma kubadili voltage kutoka chini hadi ngazi ya juu na nyuma, kuruhusu kizazi na matumizi katika voltages chini lakini maambukizi, labda juu ya umbali mkubwa, kwa voltage, na akiba kwa gharama ya conductors na hasara ya nishati. Bipolar wazi-msingi nguvu transformer iliyoandaliwa na Lucien Gaulard na John Dixon Gibbs ilionyeshwa huko London mwaka wa 1881, na kuvutia maslahi ya Westinghouse . Pia walionyesha uvumbuzi huko Turin mnamo mwaka 1884. Hata hivyo, nyuso hizi za kwanza za kuingizwa na nyaya za magnetic wazi hazifanyi kazi katika kuhamisha nguvu za mizigo . Hadi kufikia 1880, dhana ya uhamisho wa nguvu za AC kutoka kwa usambazaji wa juu wa voltage kwa mzigo wa voltage ya chini ilikuwa mzunguko wa mfululizo. Wafunguaji wa msingi wa msingi na uwiano karibu na 1: 1 waliunganishwa na msingi wao katika mfululizo kuruhusu matumizi ya voltage ya juu kwa ajili ya maambukizi wakati wa kuwasilisha voltage ya chini kwa taa. Fawa ya asili kwa njia hii ilikuwa kwamba kuzima taa moja (au kifaa kingine cha umeme) kiliathiri voltage inayotolewa kwa wengine wote kwenye mzunguko huo. Maboresho mengi ya kubadilisha transformer yalitengenezwa ili kulipa fidia tabia hii ya shida ya mzunguko wa mfululizo, ikiwa ni pamoja na njia hizo za kutumia kurekebisha msingi au kupitisha upepo wa magnetic karibu sehemu ya coil. [9] Mifumo ya moja kwa moja ya sasa haijawa na vikwazo hivi, na kutoa faida kubwa juu ya mifumo ya AC mapema.

Waanzilishi

Timu ya Hungarian "ZBD" ( Károly Zipernowsky , Ottó Bláthy , Miksa Déri ), wavumbuzi wa ufanisi wa kwanza wa juu, wafungwa -msingi shunt connection transformer
Mfano wa transformer ya ZBD inayoonyeshwa kwenye Maonyesho ya Széchenyi István Memorial, Nagycenk huko Hungary

Katika msimu wa 1884, Károly Zipernowsky , Ottó Bláthy na Miksa Déri (ZBD), wahandisi watatu waliohusishwa na kiwanda cha Ganz, walitambua kwamba vifaa vya msingi vya msingi havikuwezekana, kwa sababu hawakuweza kutegemea voltage. [10] Katika maombi yao ya pamoja ya 1885 ya ruhusa ya wasanii wa riwaya (ambao baadaye huitwa transfoma ya ZBD), walielezea miundo miwili na mizunguko ya magneti iliyofungwa ambapo upepo wa shaba ulikuwa jeraha kuzunguka msingi wa pete ya waya au b) iliyozungukwa na msingi wa waya wa chuma. [9] Katika miundo mawili, upepo wa magnetic unaounganisha upepo wa msingi na wa sekondari ulisafiri karibu kabisa ndani ya msingi wa chuma, bila njia ya upepo kupitia hewa (tazama vidonda vya toroidal ). Vipimaji vipya vilikuwa na mara 3.4 zaidi ya ufanisi zaidi kuliko vifaa vya msingi vya bipolar ya Gaulard na Gibbs. [11] Kiwanda cha Ganz mnamo mwaka 1884 kilipeleka wazalishaji wa kwanza wa tano wa juu wa ufanisi wa AC. [12] Kitengo hiki cha kwanza kilikuwa kimeundwa kwa maelezo yafuatayo: 1,400 W, 40 Hz, 120: 72 V, 11.6: 19.4 A, uwiano 1.67: 1, awamu moja, fomu ya shell. [12]

Hati za ZBD zilijumuisha ubunifu viwili vingi vilivyohusiana: moja kuhusu matumizi ya sambamba kushikamana, badala ya mfululizo kushikamana, matumizi ya mizigo, nyingine kuhusiana na uwezo wa kuwa na mzunguko wa upeo wa uwiano kama vile voltage mtandao wa usambazaji inaweza kuwa kubwa zaidi (mwanzo 1400 V hadi 2000 V) kuliko mzigo wa mizigo ya matumizi (100 V awali ilipendelea). [13] [14] Wakati walioajiriwa katika mifumo ya usambazaji wa umeme inayofanana, wafuasi wa msingi wa kufungwa walitengeneza uwezo wa kiufundi na kiuchumi ili kutoa umeme kwa taa katika nyumba, biashara na nafasi za umma. [15] [16] Hatua nyingine muhimu ilikuwa kuanzishwa kwa 'chanzo cha voltage, mifumo ya voltage' (VSVI) ' [17] kwa uvumbuzi wa jenereta za voltage mara kwa mara mwaka 1885. [18] Ottó Bláthy pia alinunua AC ya kwanza ya umeme mita . [19] [20] [21] [22]

Mfumo wa nguvu za AC ulianzishwa na kukubaliwa haraka baada ya 1886 kutokana na uwezo wake wa kusambaza umeme kwa ufanisi juu ya umbali mrefu, kushinda mapungufu ya mfumo wa sasa wa sasa . Mwaka wa 1886, wahandisi wa ZBD walitengeneza kituo cha nguvu cha kwanza cha ulimwengu kilichotumia jenereta za AC ili kuwezesha mtandao wa umeme wa kawaida unaofanana, nguvu ya nguvu ya Roma-Cerchi yenye nguvu ya mvuke. [23] Kuaminika kwa teknolojia ya AC ilipata msukumo baada ya Ujenzi wa Ganz umeme umeme mkuu wa Ulaya: Roma mwaka 1886. [23]

Westinghouse System ya awali ya AC 1887
( Hati miliki ya Marekani 373035 )

Uingereza, Sebastian de Ferranti , ambaye alikuwa akiendeleza jenereta za AC na transfoma huko London tangu mwaka wa 1882, aliweka upya mfumo wa AC kwenye kituo cha nguvu cha sanaa cha Grosvenor mwaka 1886 kwa shirika la umeme la London (LESCO) ikiwa ni pamoja na alternators ya kubuni na transformer yake mwenyewe miundo sawa na Gaulard na Gibbs. [24] Mwaka wa 1890 aliunda vituo vyao vya nguvu huko Deptford [25] na akageuza kituo cha sanaa cha Grosvenor kando ya Thames kwenye sehemu ya umeme , kuonyesha njia ya kuunganisha mimea ya zamani katika mfumo wa utoaji wa AC. [26]

Kwenye Marekani William Stanley, Jr. alifanya moja ya vifaa vya kwanza vitendo kuhamisha nguvu ya AC kwa ufanisi kati ya nyaya za pekee. Kutumia jozi ya coils jeraha juu ya msingi msingi wa chuma, design yake, inayoitwa coil induction , ilikuwa transformer mapema (1885). Stanley pia alifanya kazi juu ya uhandisi na kurekebisha miundo ya Ulaya kama vile Gaulard na Gibbs transformer kwa mjasiriamali wa Marekani George Westinghouse ambaye alianza kujenga mifumo ya AC mwaka 1886. Kuenea kwa Westinghouse na mifumo mingine ya AC ilisababisha kushinikiza nyuma mwishoni mwa 1887 na Edison (mshiriki wa moja kwa moja sasa) ambao walijaribu kudharau sasa mbadala kama hatari sana katika kampeni ya umma inayoitwa " Vita vya Currents ". Katika 1888 mifumo mingine ya sasa ya kupatikana ilipata ufanisi zaidi na kuanzishwa kwa motor ya AC , kitu ambacho mifumo hii haikuwepo hadi wakati huo. Design, motor motor , ilikuwa kujitegemea zuliwa na Galileo Ferraris na Nikola Tesla (pamoja na design Tesla kuwa leseni na Westinghouse nchini Marekani). Mpangilio huu uliendelezwa zaidi katika fomu ya kisasa ya awamu ya tatu kwa Mikhail Dolivo-Dobrovolsky na Charles Eugene Lancelot Brown . [27]

Kituo cha Kuzalisha Maji ya Ames (chemchemi ya mwaka 1891) na awali ya Plant ya Adams ya Adams ya Niagara (Agosti 25, 1895) walikuwa miongoni mwa mitambo ya umeme ya sasa inayoendelea ya umeme. Upepo wa kwanza wa umbali mrefu wa umeme wa awamu moja ulikuwa kutoka kwa kupanda kwa maji ya umeme huko Oregon huko Willamette Falls ambayo mwaka wa 1890 ilipeleka nguvu kumi na nne maili chini hadi jiji la Portland kwa taa za barabarani. [28] Mnamo 1891, mfumo wa pili wa maambukizi uliwekwa katika Telluride Colorado. [29] Jenereta ya San Antonio Canyon ilikuwa ya kibiashara ya tatu ya awamu ya umeme ya umeme wa umeme AC nchini Marekani ili kutoa umeme wa umbali mrefu. Ilikamilishwa Desemba 31, 1892 na Almarian William Decker ili kutoa nguvu kwa mji wa Pomona, California ambao ulikuwa umbali wa maili 14. Mnamo mwaka wa 1893, baadaye aliunda mmea wa kwanza wa nguvu wa awamu tatu za biashara nchini Marekani kwa kutumia mzunguko wa sasa ulikuwa ni Mto Mill Creek wa Nishati ya Umeme nambari 1 ya Hydroelectric karibu na Redlands, California . Muundo wa Decker umehusishwa na maambukizi ya awamu ya tatu kV na kuanzisha viwango vya mfumo kamili wa maambukizi ya kizazi, maambukizi na matumizi yaliyotumika leo. Jaruga Power Power Plant nchini Kroatia ilianzishwa tarehe 28 Agosti 1895. Jenereta mbili (42 Hz, 550 kW kila mmoja) na transfoma yalizalishwa na kuwekwa na kampuni ya Hungarian Ganz . Mstari wa maambukizi kutoka kwa mmea wa nguvu hadi Mji wa Šibenik ulikuwa kilomita 11.5 (7.1 mi) kwa muda mrefu kwenye minara ya mbao, na gridi ya usambazaji wa manispaa 3000 V / 110 V ikiwa ni pamoja na sita vituo vya kubadilisha. Mbadala ya mzunguko wa sasa wa mzunguko uliendelezwa haraka katika sehemu ya mwisho ya karne ya 19 na mapema ya karne ya 20. Washiriki wanaojulikana kwa misingi ya kinadharia ya mahesabu ya sasa yanajumuisha Charles Steinmetz , Oliver Heaviside , na wengine wengi. [30] [31] Mahesabu katika mifumo isiyo na usawa ya awamu ya tatu yalifanywa rahisi na vipengele vilivyozingatiwa vilivyojadiliwa na Charles Legeyt Fortescue mwaka wa 1918.

Angalia pia

  • Nguvu ya AC
  • Kwa moja kwa moja sasa
  • Umeme wa sasa
  • Wiring ya umeme
  • Plugs nguvu-wajibu
  • Hertz
  • Mifumo ya nguvu za ufanisi
  • Vipuri vya nguvu za AC na matako
  • Mzunguko wa utumishi
  • Vita vya Currents
  • Mpangilio wa AC / DC

Marejeleo

  1. ^ N. N. Bhargava & D. C. Kulshreshtha (1983). Basic Electronics & Linear Circuits . Tata McGraw-Hill Education. p. 90. ISBN 978-0-07-451965-3 .
  2. ^ National Electric Light Association (1915). Electrical meterman's handbook . Trow Press. p. 81.
  3. ^ The Basics of 400-Hz Power Systems
  4. ^ Pixii Machine invented by Hippolyte Pixii, National High Magnetic Field Laboratory
  5. ^ Licht, Sidney Herman., "History of Electrotherapy", in Therapeutic Electricity and Ultraviolet Radiation, 2nd ed., ed. Sidney Licht, New Haven: E. Licht, 1967, Pp. 1-70.
  6. ^ a b "Stanley Transformer" . Los Alamos National Laboratory ; University of Florida . Retrieved Jan 9, 2009 .
  7. ^ De Fonveille, W. (Jan 22, 1880). "Gas and Electricity in Paris" . Nature . 21 (534): 283. Bibcode : 1880Natur..21..282D . doi : 10.1038/021282b0 . Retrieved Jan 9, 2009 .
  8. ^ Hughes, Thomas P. (1993). Networks of Power: Electrification in Western Society, 1880-1930 . Baltimore: The Johns Hopkins University Press. p. 96. ISBN 0-8018-2873-2 . Retrieved Sep 9, 2009 .
  9. ^ a b Uppenborn, F. J. (1889). History of the Transformer . London: E. & F. N. Spon. pp. 35–41.
  10. ^ Hughes, p. 95
  11. ^ Jeszenszky, Sándor. "Electrostatics and Electrodynamics at Pest University in the Mid-19th Century" (PDF) . University of Pavia . Retrieved Mar 3, 2012 .
  12. ^ a b Halacsy, A. A.; Von Fuchs, G. H. (April 1961). "Transformer Invented 75 Years Ago" . IEEE Transactions of the American Institute of Electrical Engineers . 80 (3): 121–125. doi : 10.1109/AIEEPAS.1961.4500994 . Retrieved Feb 29, 2012 .
  13. ^ "Hungarian Inventors and Their Inventions" . Institute for Developing Alternative Energy in Latin America. Archived from the original on 2012-03-22 . Retrieved Mar 3, 2012 .
  14. ^ "Bláthy, Ottó Titusz" . Budapest University of Technology and Economics, National Technical Information Centre and Library . Retrieved Feb 29, 2012 .
  15. ^ "Bláthy, Ottó Titusz (1860 - 1939)" . Hungarian Patent Office . Retrieved Jan 29, 2004 .
  16. ^ Zipernowsky, K.; Déri, M.; Bláthy, O.T. "Induction Coil" (PDF) . U.S. Patent 352 105, issued Nov. 2, 1886 . Retrieved July 8, 2009 .
  17. ^ American Society for Engineering Education. Conference - 1995: Annual Conference Proceedings, Volume 2, (PAGE: 1848)
  18. ^ Thomas Parke Hughes: Networks of Power: Electrification in Western Society, 1880-1930 (PAGE: 96)
  19. ^ Eugenii Katz. "Blathy" . People.clarkson.edu. Archived from the original on June 25, 2008 . Retrieved 2009-08-04 .
  20. ^ Ricks, G.W.D. (March 1896). "Electricity Supply Meters" . Journal of the Institution of Electrical Engineers . 25 (120): 57–77. doi : 10.1049/jiee-1.1896.0005 . Student paper read on January 24, 1896 at the Students' Meeting.
  21. ^ The Electrician, Volume 50. 1923
  22. ^ Official gazette of the United States Patent Office: Volume 50. (1890)
  23. ^ a b "Ottó Bláthy, Miksa Déri, Károly Zipernowsky" . IEC Techline. Archived from the original on September 30, 2007 . Retrieved Apr 16, 2010 .
  24. ^ Hughes, Thomas P. (1993). Networks of Power: Electrification in Western Society, 1880-1930. Baltimore: The Johns Hopkins University Press. p. 98. ISBN 0-8018-2873-2
  25. ^ Ferranti Timeline Archived 2015-10-03 at the Wayback Machine . – Museum of Science and Industry (Accessed 22-02-2012)
  26. ^ Hughes, Thomas P. (1993). Networks of Power: Electrification in Western Society, 1880-1930. Baltimore: The Johns Hopkins University Press. p. 208. ISBN 0-8018-2873-2
  27. ^ Arnold Heertje , Mark Perlman Evolving Technology and Market Structure: Studies in Schumpeterian Economics , page 138
  28. ^ "Electric Transmission of Power". General Electric Review . XVIII. 1915.
  29. ^ "Electric Transmission of Power". General Electric . XVIII. 1915.
  30. ^ I. Grattan-Guinness, History and Philosophy of the Mathematical Sciences - 2003, Page 1229
  31. ^ Jeff Suzuki, Mathematics in Historical Context - 2009, page 329

Kusoma zaidi

  • Willam A. Meyers, History and Reflections on the Way Things Were: Mill Creek Power Plant – Making History with AC , IEEE Power Engineering Review, February 1997, pages 22–24

Viungo vya nje