กระแสสลับ

จาก Wikipedia สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทางข้ามไปที่การค้นหา
กระแสสลับ (เส้นโค้งสีเขียว) แกนนอนวัดเวลา (ยังแสดงถึงแรงดันไฟฟ้า / กระแสเป็นศูนย์) แนวตั้งกระแสหรือแรงดัน

กระแสสลับ ( AC ) เป็นกระแสไฟฟ้าที่ย้อนกลับทิศทางเป็นระยะและเปลี่ยนขนาดอย่างต่อเนื่องตามเวลาตรงกันข้ามกับกระแสตรง (DC) ซึ่งไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น กระแสสลับเป็นรูปแบบที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งให้กับธุรกิจและที่อยู่อาศัยและมันก็เป็นรูปแบบของพลังงานไฟฟ้าที่ผู้บริโภคมักจะใช้เมื่อพวกเขาเสียบเครื่องใช้ในครัว , โทรทัศน์แฟน ๆ และหลอดไฟฟ้าเป็นซ็อกเก็ตผนังแหล่งที่พบบ่อยของไฟฟ้ากระแสตรงเป็นเซลล์แบตเตอรี่ในไฟฉายตัวย่อACและDCมักจะใช้ในความหมายเพียงแค่สลับและตรงตามที่เมื่อพวกเขาปรับเปลี่ยนในปัจจุบันหรือแรงดันไฟฟ้า [1] [2]

รูปคลื่นตามปกติของกระแสสลับในวงจรพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่คือคลื่นไซน์ซึ่งครึ่งคาบบวกจะสอดคล้องกับทิศทางบวกของกระแสและในทางกลับกัน ในการใช้งานบางอย่างเช่นแอมป์กีต้าร์ , รูปคลื่นที่แตกต่างกันมีการใช้เช่นคลื่นสามเหลี่ยมหรือตารางคลื่น สัญญาณเสียงและวิทยุที่อยู่บนสายไฟฟ้ายังเป็นตัวอย่างของกระแสสลับ ประเภทของกระแสสลับเหล่านี้มีข้อมูลเช่นเสียง (เสียง) หรือภาพ (วิดีโอ) บางครั้งมีการมอดูเลตของสัญญาณผู้ให้บริการ AC โดยทั่วไปกระแสเหล่านี้จะสลับกันที่ความถี่สูงกว่าที่ใช้ในการส่งกำลัง

การส่งการกระจายและแหล่งจ่ายไฟในประเทศ[ แก้ไข]

แผนผังแสดงการส่งพลังงานไฟฟ้าทางไกล จากซ้ายไปขวา: G = เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, U = step up transformer, V = แรงดันไฟฟ้าที่จุดเริ่มต้นของสายส่ง, Pt = กำลังเข้าสู่สายส่ง, I = กระแสในสายไฟ, R = ความต้านทานรวมในสายไฟ, Pw = กำลังที่สูญเสียไปในการส่ง สาย Pe = กำลังถึงจุดสิ้นสุดของสายส่ง D = ลดขั้นตอนหม้อแปลง C = ผู้บริโภค

พลังงานไฟฟ้ากระจายเป็นกระแสสลับเพราะ AC แรงดันไฟฟ้าอาจจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงด้วยหม้อแปลงทำให้สามารถส่งพลังงานผ่านสายไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยไฟฟ้าแรงสูงซึ่งจะช่วยลดพลังงานที่สูญเสียไปเป็นความร้อนเนื่องจากความต้านทานของสายไฟและเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าปลอดภัยกว่าสำหรับการใช้งาน การใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นทำให้การส่งผ่านพลังงานมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การสูญเสียพลังงาน ( ) ในสายไฟเป็นผลคูณของกำลังสองของกระแส (I) และความต้านทาน (R) ของสายไฟที่อธิบายโดยสูตร:

ซึ่งหมายความว่าเมื่อส่งกำลังไฟฟ้าคงที่บนสายที่กำหนดหากกระแสไฟฟ้าลดลงครึ่งหนึ่ง (เช่นแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า) การสูญเสียพลังงานเนื่องจากความต้านทานของสายไฟจะลดลงเหลือหนึ่งในสี่

กำลังส่งเท่ากับผลคูณของกระแสและแรงดันไฟฟ้า (สมมติว่าไม่มีความแตกต่างของเฟส) นั่นคือ,

ดังนั้นพลังงานที่ส่งด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจึงต้องใช้กระแสไฟฟ้าที่สูญเสียน้อยกว่าสำหรับพลังงานเดียวกันที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า พลังงานมักจะถูกส่งไปที่เสาหลายร้อยกิโลโวลต์บนเสาและเปลี่ยนเป็นหลายสิบกิโลโวลต์เพื่อส่งไปยังสายระดับล่างและในที่สุดก็เปลี่ยนเป็น 100 V - 240 V สำหรับใช้ในบ้าน

สายส่งไฟฟ้าแรงสูงสามเฟสใช้กระแสสลับเพื่อกระจายกำลังไฟฟ้าในระยะทางไกลระหว่างโรงงานผลิตไฟฟ้าและผู้บริโภค เส้นในภาพที่ตั้งอยู่ในภาคตะวันออกของยูทาห์

แรงดันไฟฟ้าสูงมีข้อเสียเช่นต้องใช้ฉนวนเพิ่มขึ้นและโดยทั่วไปจะเพิ่มความยากลำบากในการจัดการที่ปลอดภัย ในโรงไฟฟ้าพลังงานจะถูกสร้างขึ้นด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สะดวกสำหรับการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากนั้นเพิ่มขึ้นเป็นไฟฟ้าแรงสูงสำหรับการส่งผ่าน ใกล้โหลดแรงดันไฟฟ้าจะลดลงไปที่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้โดยอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้าของผู้บริโภคจะแตกต่างกันไปบ้างขึ้นอยู่กับประเทศและขนาดของโหลด แต่โดยทั่วไปมอเตอร์และไฟถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้งานได้ถึงสองสามร้อยโวลต์ระหว่างเฟส แรงดันไฟฟ้าที่ส่งไปยังอุปกรณ์เช่นไฟส่องสว่างและโหลดของมอเตอร์เป็นมาตรฐานโดยมีช่วงแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตซึ่งคาดว่าอุปกรณ์จะทำงานได้ แรงดันไฟฟ้าในการใช้พลังงานมาตรฐานและความทนทานต่อเปอร์เซ็นต์แตกต่างกันไประบบไฟฟ้าหลักที่พบในโลกระบบส่งกำลังไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง (HVDC) มีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากเทคโนโลยีได้จัดหาวิธีการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่มีประสิทธิภาพ การส่งด้วยไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูงไม่สามารถทำได้ในช่วงแรก ๆ ของการส่งพลังงานไฟฟ้าเนื่องจากไม่มีวิธีใดที่ประหยัดได้ในการลดแรงดันไฟฟ้าของกระแสตรงสำหรับการใช้งานของผู้ใช้ปลายทางเช่นหลอดไส้ให้แสงสว่าง

การผลิตไฟฟ้าสามเฟสเป็นเรื่องปกติมาก วิธีที่ง่ายที่สุดคือใช้ขดลวดสามตัวแยกกันในสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยหักล้างกันทางกายภาพด้วยมุม 120 ° (หนึ่งในสามของเฟส 360 °ที่สมบูรณ์) ซึ่งกันและกัน รูปคลื่นกระแสไฟฟ้าสามรูปถูกสร้างขึ้นที่มีขนาดเท่ากันและอยู่นอกเฟส 120 °ซึ่งกันและกัน. หากเพิ่มขดลวดตรงข้ามกับสิ่งเหล่านี้ (ระยะห่าง 60 °) พวกมันจะสร้างเฟสเดียวกันโดยมีขั้วย้อนกลับและสามารถต่อสายเข้าด้วยกันได้ ในทางปฏิบัติมักใช้ "คำสั่งเสา" ที่สูงกว่า ตัวอย่างเช่นเครื่อง 12 ขั้วจะมี 36 ขดลวด (ระยะห่าง 10 °) ข้อดีคือสามารถใช้ความเร็วในการหมุนที่ต่ำกว่าเพื่อสร้างความถี่เดียวกันได้ ตัวอย่างเช่นเครื่อง 2 ขั้วที่ทำงานที่ 3600 รอบต่อนาทีและเครื่อง 12 ขั้วที่ทำงานที่ 600 รอบต่อนาทีจะสร้างความถี่เดียวกัน ความเร็วที่ต่ำกว่าเป็นที่นิยมสำหรับเครื่องจักรขนาดใหญ่ หากโหลดในระบบสามเฟสสมดุลเท่า ๆ กันระหว่างเฟสจะไม่มีกระแสไหลผ่านจุดที่เป็นกลาง. แม้ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดโหลดไม่สมดุล (เชิงเส้น) กระแสไฟฟ้าที่เป็นกลางจะไม่เกินค่าสูงสุดของกระแสเฟส โหลดไม่เชิงเส้น (เช่นอุปกรณ์ไฟฟ้าสวิทช์โหมดการใช้กันอย่างแพร่หลาย) อาจต้องใช้รถบัสขนาดใหญ่กลางและดนตรีที่เป็นกลางในแผงกระจายต้นน้ำเพื่อจับฮาร์โมนิฮาร์มอนิกสามารถทำให้ระดับกระแสของตัวนำที่เป็นกลางสูงกว่าตัวนำเฟสหนึ่งหรือทั้งหมด

สำหรับแรงดันไฟฟ้าสามเฟสที่ใช้งานมักใช้ระบบสี่สาย เมื่อก้าวลงสามเฟสมักใช้หม้อแปลงที่มีเดลต้า (3 สาย) หลักและรองแบบ Star (4 สายสายดินตรงกลาง) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเป็นกลางที่ด้านอุปทาน สำหรับลูกค้าที่มีขนาดเล็ก (เพียงเล็กน้อยแตกต่างกันไปตามประเทศและอายุของการติดตั้ง) จะมีการนำไปยังสถานที่ให้บริการเพียงเฟสเดียวและเป็นกลางหรือสองเฟสและเป็นกลาง สำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่ทั้งสามเฟสและเป็นกลางจะถูกนำไปที่แผงจำหน่ายหลัก จากแผงหลักสามเฟสอาจทำให้วงจรทั้งเฟสเดียวและสามเฟสดับได้สามสายเฟสเดียวระบบที่มีหม้อแปลงแบบเคาะตรงกลางตัวเดียวที่ให้ตัวนำไฟฟ้าสองตัวเป็นโครงการจำหน่ายทั่วไปสำหรับอาคารที่พักอาศัยและอาคารพาณิชย์ขนาดเล็กในอเมริกาเหนือ การจัดเรียงนี้บางครั้งเรียกอย่างไม่ถูกต้องว่า "สองเฟส" วิธีการที่คล้ายกันนี้ใช้ด้วยเหตุผลที่แตกต่างกันในสถานที่ก่อสร้างในสหราชอาณาจักร เครื่องมือไฟฟ้าและไฟขนาดเล็กควรได้รับการจัดหาโดยหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเคาะตรงกลางที่มีแรงดันไฟฟ้า 55 V ระหว่างตัวนำไฟฟ้าและสายดินแต่ละตัว สิ่งนี้ช่วยลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อตได้อย่างมากในกรณีที่ตัวนำไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งสัมผัสกับความผิดปกติของอุปกรณ์ในขณะที่ยังคงปล่อยให้แรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม 110 V ระหว่างตัวนำทั้งสองสำหรับการเรียกใช้เครื่องมือ

ลวดที่สามเรียกว่าพันธบัตร (หรือดิน) ลวดมักจะมีการเชื่อมต่อระหว่างที่ไม่ใช่กระแสเปลือกโลหะและพื้นดินแผ่นดิน ตัวนำนี้ให้การป้องกันไฟฟ้าช็อตเนื่องจากการสัมผัสโดยบังเอิญของตัวนำวงจรกับโครงโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้าและเครื่องมือแบบพกพา การเชื่อมชิ้นส่วนโลหะที่ไม่ใช้กระแสไฟฟ้าทั้งหมดเข้ากับระบบเดียวทำให้มั่นใจได้ว่ามีเส้นทางอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าต่ำไปยังกราวด์อยู่เสมอเพียงพอที่จะเกิดข้อผิดพลาดใด ๆปัจจุบันตราบเท่าที่ระบบใช้เวลาในการล้างข้อผิดพลาด เส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำนี้ช่วยให้กระแสไฟฟ้าผิดพลาดสูงสุดทำให้อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกิน (เบรกเกอร์ฟิวส์) เดินทางหรือเผาไหม้ให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ทำให้ระบบไฟฟ้าอยู่ในสถานะที่ปลอดภัย สายพันธะทั้งหมดถูกเชื่อมต่อกับกราวด์ที่แผงบริการหลักเช่นเดียวกับตัวนำที่เป็นกลาง / ระบุถ้ามี

ความถี่แหล่งจ่ายไฟ AC [ แก้ไข]

ความถี่ของระบบไฟฟ้าแตกต่างกันไปตามประเทศและบางครั้งภายในประเทศ; พลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่จะถูกสร้างขึ้นที่ทั้ง 50 หรือ 60  เฮิร์ตซ์บางประเทศมีส่วนผสมของ 50 Hz และ 60 Hz อุปกรณ์สะดุดตาไฟฟ้าระบบส่งกำลังในประเทศญี่ปุ่นความถี่ต่ำลดการออกแบบของมอเตอร์ไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ hoisting บดและการประยุกต์ใช้กลิ้งและสับเปลี่ยนชนิดฉุดมอเตอร์สำหรับการใช้งานเช่นรถไฟอย่างไรก็ตามความถี่ต่ำยังทำให้เกิดการสั่นไหวอย่างเห็นได้ชัดในหลอดอาร์คและหลอดไส้. การใช้ความถี่ที่ต่ำกว่ายังให้ประโยชน์จากการสูญเสียอิมพีแดนซ์ที่ต่ำกว่าซึ่งเป็นสัดส่วนกับความถี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Niagara Falls ดั้งเดิมถูกสร้างขึ้นเพื่อผลิตพลังงาน 25 Hz ซึ่งเป็นการประนีประนอมระหว่างความถี่ต่ำสำหรับมอเตอร์แรงดึงและมอเตอร์เหนี่ยวนำหนักในขณะที่ยังคงให้แสงจากหลอดไส้ทำงานได้ (แม้ว่าจะมีการกะพริบอย่างเห็นได้ชัดก็ตาม) ลูกค้าที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรม 25 Hz ส่วนใหญ่สำหรับ Niagara Falls ถูกแปลงเป็น 60 Hz ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 แม้ว่าจะมีบางคน[ ไหน? ]ลูกค้าอุตสาหกรรม 25 เฮิรตซ์ยังคงมีอยู่ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 21 16.7 เฮิรตซ์ (เดิม 16 2/3 Hz) ยังคงใช้ในบางระบบรถไฟในยุโรปเช่นในออสเตรีย , เยอรมนี , นอร์เวย์ ,สวีเดนและสวิตเซอร์ การใช้งานนอกชายฝั่งการทหารอุตสาหกรรมสิ่งทอการเดินเรือเครื่องบินและยานอวกาศบางครั้งใช้ 400 เฮิรตซ์เพื่อประโยชน์ในการลดน้ำหนักของอุปกรณ์หรือความเร็วมอเตอร์ที่สูงขึ้น คอมพิวเตอร์เมนเฟรมระบบมักจะถูกขับเคลื่อนโดย 400 Hz หรือ 415 Hz สำหรับประโยชน์ของการกระเพื่อมลดลงในขณะที่ใช้ AC ภายในขนาดเล็กเพื่อการแปลงหน่วย DC [3]

เอฟเฟกต์ที่ความถี่สูง[ แก้ไข]

File:22. Теслин трансформатор.ogvเล่นสื่อ
ขดลวดเทสลาผลิตความถี่สูงในปัจจุบันที่ไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ แต่ไฟโคมไฟเรืองแสงเมื่อนำมาใกล้มัน

กระแสตรงไหลสม่ำเสมอตลอดหน้าตัดของสายไฟสม่ำเสมอ กระแสสลับของความถี่ใด ๆ จะถูกบังคับให้ห่างจากศูนย์กลางของเส้นลวดไปยังพื้นผิวด้านนอก เพราะนี่คือการเร่งความเร็วของนั้นค่าใช้จ่ายไฟฟ้าในกระแสสลับผลิตคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ยกเลิกการแพร่กระจายของกระแสไฟฟ้าไปยังศูนย์ของวัสดุที่มีความสูงการนำไฟฟ้าปรากฏการณ์นี้เรียกว่าผิวผลที่ความถี่สูงมากกระแสจะไม่ไหลในสายไฟอีกต่อไปแต่ไหลอย่างมีประสิทธิภาพบนพื้นผิวของเส้นลวดภายในความหนาไม่กี่ระดับความลึกของผิว. ความลึกของผิวหนังคือความหนาที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าลดลง 63% แม้ที่ความถี่ค่อนข้างต่ำที่ใช้สำหรับระบบส่งกำลัง (50 Hz - 60 Hz) การกระจายไม่สม่ำเสมอในปัจจุบันยังคงเกิดขึ้นในหนาพอตัวนำตัวอย่างเช่นความลึกผิวของตัวนำทองแดงอยู่ที่ประมาณ 8.57 มม. ที่ 60 เฮิรตซ์ดังนั้นตัวนำกระแสไฟฟ้าที่สูงจึงมักจะกลวงเพื่อลดมวลและต้นทุน เนื่องจากกระแสมีแนวโน้มที่จะไหลในรอบนอกของตัวนำทำให้หน้าตัดที่มีประสิทธิภาพของตัวนำลดลง สิ่งนี้จะเพิ่มความต้านทาน AC ที่มีประสิทธิภาพของตัวนำเนื่องจากความต้านทานเป็นสัดส่วนผกผันกับพื้นที่หน้าตัด ความต้านทานกระแสสลับมักจะสูงกว่าความต้านทานกระแสตรงหลายเท่าทำให้สูญเสียพลังงานสูงกว่ามากเนื่องจากความร้อนแบบโอห์มมิก (เรียกอีกอย่างว่าการสูญเสียI 2 R)

เทคนิคการลดความต้านทานกระแสสลับ[ แก้ไข]

สำหรับความถี่ต่ำถึงปานกลางตัวนำสามารถแบ่งออกเป็นสายที่ตีเกลียวซึ่งแต่ละสายหุ้มฉนวนจากสายอื่น ๆ โดยมีตำแหน่งสัมพัทธ์ของแต่ละเส้นที่จัดไว้เป็นพิเศษภายในมัดตัวนำ ลวดสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคนี้เรียกว่าลวด Litzมาตรการนี้ช่วยลดผลกระทบของผิวหนังบางส่วนโดยการบังคับให้กระแสไฟฟ้าเท่ากันมากขึ้นตลอดทั้งส่วนตัดขวางของตัวนำที่ควั่น ลวดลิทซ์ใช้สำหรับสร้างตัวเหนี่ยวนำQ สูง ลดการสูญเสียในตัวนำที่มีความยืดหยุ่นซึ่งมีกระแสสูงมากที่ความถี่ต่ำและในขดลวดของอุปกรณ์ที่มีกระแสความถี่วิทยุสูงกว่า(สูงถึงหลายร้อยกิโลเฮิรตซ์) เช่นแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์และความถี่วิทยุ หม้อแปลง

เทคนิคการลดการสูญเสียรังสี[ แก้]

ตามที่เขียนไว้ข้างต้นกระแสสลับที่ทำจากค่าใช้จ่ายไฟฟ้าภายใต้ระยะเร่งซึ่งเป็นสาเหตุของการฉายรังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พลังงานที่แผ่ออกมาจะสูญเสียไป เทคนิคต่าง ๆ ใช้เพื่อลดการสูญเสียอันเนื่องมาจากการฉายรังสีทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความถี่

คู่บิด[ แก้ไข]

ที่ความถี่ได้ถึงประมาณ 1 GHz, คู่สายอยู่ด้วยกันบิดในสายเคเบิลขึ้นรูปคู่บิด ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและเหนี่ยวนำ ต้องใช้คู่บิดกับระบบการส่งสัญญาณที่สมดุลเพื่อให้สายไฟทั้งสองมีกระแสเท่ากัน แต่ตรงข้ามกัน ลวดแต่ละเส้นในคู่บิดจะแผ่กระจายสัญญาณ แต่จะถูกยกเลิกอย่างมีประสิทธิภาพโดยการแผ่รังสีจากลวดอีกเส้นหนึ่งซึ่งส่งผลให้แทบไม่มีการสูญเสียรังสี

สายโคแอกเชียล[ แก้ไข]

สายโคแอกเชียลมักใช้ที่ความถี่เสียงขึ้นไปเพื่อความสะดวก สายโคแอกเชียลมีลวดนำไฟฟ้าอยู่ภายในท่อนำไฟฟ้าคั่นด้วยชั้นอิเล็กทริกกระแสที่ไหลบนผิวของตัวนำด้านในมีค่าเท่ากันและตรงข้ามกับกระแสที่ไหลบนผิวด้านในของท่อด้านนอก ดังนั้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจึงบรรจุอยู่ภายในท่ออย่างสมบูรณ์และ (โดยหลักการแล้ว) จะไม่มีพลังงานสูญเสียไปกับการแผ่รังสีหรือการมีเพศสัมพันธ์ภายนอกท่อ สายโคแอกเชียลมีการสูญเสียเล็กน้อยที่ยอมรับได้สำหรับความถี่สูงถึง 5 GHz สำหรับความถี่ไมโครเวฟที่มากกว่า 5 GHz การสูญเสีย (เนื่องจากส่วนใหญ่เป็นฉนวนที่แยกท่อด้านในและด้านนอกซึ่งเป็นฉนวนที่ไม่เหมาะ) จะมีขนาดใหญ่เกินไปทำให้ท่อนำคลื่นสื่อที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการส่งผ่านพลังงาน สายโคแอกเซียลมักใช้ชั้นอิเล็กทริกที่มีรูพรุนเพื่อแยกตัวนำด้านในและด้านนอกออกเพื่อลดพลังงานที่ไดอิเล็กตริกกระจายให้เหลือน้อยที่สุด

ท่อนำคลื่น[ แก้ไข]

ท่อนำคลื่นมีลักษณะคล้ายกับสายโคแอกเซียลเนื่องจากทั้งคู่ประกอบด้วยท่อโดยความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือท่อนำคลื่นไม่มีตัวนำภายใน ท่อนำคลื่นสามารถมีหน้าตัดตามอำเภอใจ แต่ส่วนตัดขวางเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากท่อนำคลื่นไม่มีตัวนำภายในที่จะนำกระแสย้อนกลับท่อนำคลื่นจึงไม่สามารถส่งพลังงานด้วยกระแสไฟฟ้าได้แต่ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้านำทาง แทน แม้ว่ากระแสน้ำผิวดินไหลบนผนังด้านในของท่อนำคลื่นกระแสน้ำที่ผิวน้ำเหล่านั้นไม่ได้มีอำนาจ กำลังดำเนินการโดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีคำแนะนำ กระแสพื้นผิวถูกตั้งค่าโดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้านำทางและมีผลในการรักษาสนามภายในท่อนำคลื่นและป้องกันการรั่วไหลของสนามไปยังช่องว่างนอกท่อนำคลื่น ท่อนำคลื่นมีขนาดเทียบได้กับความยาวคลื่นของกระแสสลับที่จะส่งดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่ความถี่ไมโครเวฟเท่านั้น นอกเหนือจากความเป็นไปได้เชิงกลนี้แล้วความต้านทานไฟฟ้าของโลหะที่ไม่เหมาะที่ก่อตัวเป็นผนังของท่อนำคลื่นทำให้เกิดการกระจายพลังงาน (กระแสไฟฟ้าที่ไหลบนตัวนำที่สูญเสียกระจายอำนาจ). ที่ความถี่สูงขึ้นพลังที่สูญเสียไปจากการกระจายนี้จะมีขนาดใหญ่อย่างไม่อาจยอมรับได้

ไฟเบอร์ออปติก[ แก้ไข]

ที่ความถี่มากกว่า 200 GHz ขนาดของท่อนำคลื่นจะมีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถใช้งานได้จริงและการสูญเสียโอห์มมิคในผนังท่อนำคลื่นจะมีขนาดใหญ่ แต่สามารถใช้ไฟเบอร์ออปติกซึ่งเป็นรูปแบบของท่อนำคลื่นอิเล็กทริกได้ สำหรับความถี่ดังกล่าวจะไม่ใช้แนวคิดเรื่องแรงดันไฟฟ้าและกระแสอีกต่อไป

คณิตศาสตร์ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ[ แก้]

แรงดันไฟฟ้าสลับไซน์
  1. จุดสูงสุดยังแอมพลิจูด
  2. สูงสุดถึงจุดสูงสุด
  3. มูลค่าที่มีประสิทธิภาพ
  4. ระยะเวลา
คลื่นไซน์มากกว่าหนึ่งรอบ (360 °) เส้นประแสดงถึงค่ากำลังสองรากเฉลี่ย (RMS) ที่ประมาณ 0.707

กระแสสลับจะมาพร้อมกับ (หรือเกิด) โดยแรงดันไฟฟ้าสลับ แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับvสามารถอธิบายได้ทางคณิตศาสตร์ว่าเป็นฟังก์ชันของเวลาโดยสมการต่อไปนี้:

,

ที่ไหน

  • คือแรงดันไฟฟ้าสูงสุด (หน่วย: โวลต์ )
  • คือความถี่เชิงมุม (หน่วย: เรเดียนต่อวินาที )
    ความถี่เชิงมุมที่เกี่ยวข้องกับความถี่ทางกายภาพ(หน่วย: เฮิรตซ์ ) ซึ่งหมายถึงจำนวนรอบต่อวินาทีโดยสมการ
  • คือเวลา (หน่วย: วินาที )

ค่าสูงสุดถึงจุดสูงสุดของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างระหว่างยอดบวกและจุดสูงสุดที่เป็นลบ ตั้งแต่ค่าสูงสุดคือ 1 และค่าต่ำสุดคือ -1 เป็นชิงช้า AC แรงดันไฟฟ้าระหว่างและ จุดสูงสุดต่อยอดแรงดันไฟฟ้ามักจะเขียนเป็นหรือเป็นดังนั้น

อำนาจ[ แก้ไข]

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกำลังส่งคือ:

โดยที่แสดงถึงความต้านทานต่อโหลด

แทนที่จะใช้กำลังในทันทีการใช้กำลังเฉลี่ยของเวลาจะเป็นประโยชน์มากกว่า (โดยที่การหาค่าเฉลี่ยจะดำเนินการกับจำนวนรอบจำนวนเต็มใด ๆ ) ดังนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับมักแสดงเป็นค่ากำลังสองราก (RMS) โดยเขียนเป็นเพราะ

การสั่นของกำลัง

แรงดันไฟฟ้ากำลังสองหมายถึงราก[ แก้ไข]

ภายใต้รูปคลื่น AC (ที่ไม่มีส่วนประกอบ DC ) จะถือว่า

แรงดัน RMS คือรากที่สองของค่าเฉลี่ยในหนึ่งรอบของกำลังสองของแรงดันไฟฟ้าทันที

  • สำหรับรูปคลื่นของช่วงเวลาโดยพลการ:
  • สำหรับแรงดันไฟฟ้าไซน์:
    ที่ซึ่งมีการใช้เอกลักษณ์ตรีโกณมิติ และปัจจัยที่เรียกว่าปัจจัยยอดซึ่งแตกต่างกันไปตามรูปคลื่นที่แตกต่างกัน
  • สำหรับรูปคลื่นสามเหลี่ยมที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ศูนย์
  • สำหรับรูปคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ศูนย์

ตัวอย่างไฟฟ้ากระแสสลับ[ แก้ไข]

เพื่อแสดงแนวคิดเหล่านี้ให้พิจารณาแหล่งจ่ายไฟ AC 230 V ที่ใช้ในหลายประเทศทั่วโลก เรียกอย่างนั้นเพราะค่ากำลังสองเฉลี่ยรากคือ 230 V ซึ่งหมายความว่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยตามเวลาที่ส่งจะเทียบเท่ากับกำลังไฟฟ้าที่ส่งโดยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 230 โวลต์ในการกำหนดแรงดันไฟฟ้าสูงสุด (แอมพลิจูด) เราสามารถจัดเรียงใหม่ เหนือสมการเป็น:

สำหรับ 230 V AC แรงดันไฟฟ้าสูงสุดจึงอยู่ที่ประมาณ 325 V ในช่วงหนึ่งรอบแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจากศูนย์ถึง 325 V ตกผ่านศูนย์ถึง −325 V และกลับสู่ศูนย์

การส่งข้อมูล[ แก้ไข]

กระแสสลับจะใช้ในการส่งข้อมูลเช่นเดียวกับในกรณีของโทรศัพท์และเคเบิ้ลทีวี สัญญาณข้อมูลถูกส่งผ่านความถี่ AC ที่หลากหลาย สัญญาณโทรศัพท์POTSมีความถี่ประมาณ 3 kHz ใกล้เคียงกับความถี่เสียงเบสแบนด์ เคเบิลทีวีและกระแสข้อมูลที่ส่งผ่านเคเบิลอื่น ๆ อาจสลับกันที่ความถี่หลายหมื่นถึงหลายพันเมกะเฮิรตซ์ ความถี่เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับความถี่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามักจะใช้ในการส่งประเภทเดียวกันของข้อมูลผ่านทางอากาศ

ประวัติ[ แก้ไข]

ครั้งแรกกระแสสลับเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขึ้นอยู่กับไมเคิลฟาราเดย์หลักการ 's สร้างขึ้นโดยผู้ผลิตเครื่องดนตรีฝรั่งเศสฮิปโปไลต์พิกกซ่ใน 1832 [4] Pixii ภายหลังเพิ่มกระแสไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์ของเขาในการผลิต (แล้ว) ใช้กันอย่างแพร่หลาย กระแสตรง. ที่เก่าแก่ที่สุดที่บันทึกโปรแกรมการปฏิบัติของกระแสสลับโดยGuillaume Duchenneประดิษฐ์และนักพัฒนาของไฟฟ้าในปีพ. ศ. 2398 เขาประกาศว่า AC เหนือกว่ากระแสตรงในการกระตุ้นการหดตัวของกล้ามเนื้อด้วยไฟฟ้า[5]สลับเทคโนโลยีในปัจจุบันได้รับการพัฒนาต่อไปโดยฮังการีGanz ธิบริษัท (1870) และในยุค 1880: เซบาสเตียนเดอ Ziani Ferranti , Lucien Gaulardและกาลิเลโอเฟอร์รารี่

ในปีพ. ศ. 2419 Pavel Yablochkovวิศวกรชาวรัสเซียได้คิดค้นระบบแสงสว่างที่มีการติดตั้งขดลวดเหนี่ยวนำตามสายไฟฟ้ากระแสสลับแรงสูง แทนที่จะเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขดลวดหลักจะถ่ายโอนพลังงานไปยังขดลวดทุติยภูมิซึ่งเชื่อมต่อกับ'เทียนไฟฟ้า' (หลอดอาร์ค) หนึ่งหรือหลายอันในแบบของเขาเอง[6] [7]ใช้เพื่อป้องกันความล้มเหลวของหลอดไฟหนึ่งหลอดจากการปิดใช้งาน วงจรทั้งหมด[6]ในปีพ. ศ. 2421 โรงงาน Ganzบูดาเปสต์ฮังการีเริ่มผลิตอุปกรณ์สำหรับไฟฟ้าแสงสว่างและในปีพ. ศ. 2426 ได้ติดตั้งระบบมากกว่าห้าสิบระบบในออสเตรีย - ฮังการี ระบบ AC ของพวกเขาใช้หลอดอาร์กและหลอดไส้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่น ๆ[8]

Transformers [ แก้ไข]

ระบบไฟฟ้ากระแสสลับสามารถใช้หม้อแปลงเพื่อเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากระดับต่ำไปสูงและด้านหลังทำให้สามารถสร้างและบริโภคที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ แต่ส่งผ่านได้ในระยะทางไกลที่แรงดันไฟฟ้าสูงโดยประหยัดค่าใช้จ่ายของตัวนำและการสูญเสียพลังงาน สองขั้วเปิด-core หม้อแปลงไฟฟ้าที่พัฒนาโดยLucien Gaulardและจอห์นดิกสันกิ๊บส์ได้แสดงให้เห็นในกรุงลอนดอนในปี 1881 และดึงดูดความสนใจของWestinghouse พวกเขายังจัดแสดงสิ่งประดิษฐ์ในตูรินในปี 2427 อย่างไรก็ตามขดลวดเหนี่ยวนำในช่วงต้นที่มีวงจรแม่เหล็กแบบเปิดไม่มีประสิทธิภาพในการถ่ายโอนพลังงานไปยังโหลด. จนกระทั่งประมาณปีพ. ศ. 2423 กระบวนทัศน์ในการส่งไฟฟ้ากระแสสลับจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงสูงไปยังโหลดแรงดันไฟฟ้าต่ำเป็นวงจรอนุกรม หม้อแปลงแบบโอเพ่นคอร์ที่มีอัตราส่วนใกล้ 1: 1 เชื่อมต่อกับไพรมารีเป็นชุดเพื่อให้สามารถใช้ไฟฟ้าแรงสูงในการส่งผ่านในขณะที่ให้แรงดันไฟฟ้าต่ำไปยังหลอดไฟ ข้อบกพร่องโดยธรรมชาติของวิธีนี้คือการปิดหลอดไฟดวงเดียว (หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ) ส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับวงจรอื่น ๆ ทั้งหมดในวงจรเดียวกัน การออกแบบหม้อแปลงแบบปรับได้หลายแบบถูกนำมาใช้เพื่อชดเชยลักษณะที่เป็นปัญหาของวงจรอนุกรมรวมถึงวิธีการใช้วิธีการปรับแกนหรือข้ามฟลักซ์แม่เหล็กรอบ ๆ ส่วนของขดลวด [9] ระบบไฟฟ้ากระแสตรงไม่มีข้อบกพร่องเหล่านี้ทำให้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือระบบ AC ในยุคแรก ๆ

ผู้บุกเบิก[ แก้ไข]

ทีม "ZBD" ของฮังการี ( Károly Zipernowsky , OttóBláthy , Miksa Déri ) ผู้ประดิษฐ์หม้อแปลงเชื่อมต่อแบบปิดแกนปิดประสิทธิภาพสูงรายแรก
ต้นแบบของหม้อแปลง ZBD ที่จัดแสดงในนิทรรศการอนุสรณ์SzéchenyiIstvánเมืองNagycenkในฮังการี

ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2427 Károly Zipernowsky , OttóBláthyและMiksa Déri (ZBD) วิศวกรสามคนที่เกี่ยวข้องกับงานGanzแห่งบูดาเปสต์ระบุว่าอุปกรณ์โอเพนคอร์ใช้งานไม่ได้เนื่องจากไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้อย่างน่าเชื่อถือ[10]ในการยื่นขอสิทธิบัตรสำหรับหม้อแปลงใหม่ในปีพ. ศ. 2428 (ต่อมาเรียกว่าหม้อแปลง ZBD) พวกเขาอธิบายการออกแบบสองแบบด้วยวงจรแม่เหล็กแบบปิดที่ขดลวดทองแดงพันรอบแกนวงแหวนของสายเหล็กหรืออื่น ๆ ที่ล้อมรอบด้วยแกนของสายเหล็ก[9]ในการออกแบบทั้งสองฟลักซ์แม่เหล็กที่เชื่อมโยงขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเดินทางเกือบทั้งหมดภายในขอบเขตของแกนเหล็กโดยไม่มีทางเดินผ่านอากาศโดยเจตนา (ดูแกน toroidal ) หม้อแปลงรุ่นใหม่นี้มีประสิทธิภาพมากกว่าอุปกรณ์ไบโพลาร์แบบเปิดของ Gaulard และ Gibbs ถึง 3.4 เท่า[11]โรงงาน Ganz ในปีพ. ศ. 2427 ส่งหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับประสิทธิภาพสูงห้าตัวแรกของโลก[12]หน่วยแรกนี้ได้รับการผลิตตามข้อกำหนดต่อไปนี้: 1,400 W, 40 Hz, 120: 72 V, 11.6: 19.4 A, อัตราส่วน 1.67: 1, หนึ่งเฟส, รูปแบบเปลือก[12]

สิทธิบัตร ZBD รวมถึงนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกันที่สำคัญอีกสองอย่างหนึ่งที่เกี่ยวกับการใช้การเชื่อมต่อแบบขนานแทนการเชื่อมต่อแบบอนุกรมการใช้โหลดการใช้ประโยชน์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการมีหม้อแปลงอัตราส่วนการหมุนที่สูงซึ่งแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายอุปทานอาจสูงกว่ามาก (เริ่มแรก 1,400 V ถึง 2000 V) มากกว่าแรงดันไฟฟ้าของโหลดการใช้งาน (แนะนำให้ใช้ 100 V ในตอนแรก) [13] [14]เมื่อใช้ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบขนานในที่สุดหม้อแปลงแบบแกนปิดก็ทำให้มันมีความเป็นไปได้ทางเทคนิคและทางเศรษฐกิจที่จะให้พลังงานไฟฟ้าสำหรับแสงสว่างในบ้านธุรกิจและพื้นที่สาธารณะ[15] [16] Bláthyแนะนำให้ใช้แกนปิด Zipernowsky ได้แนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อ shunt แบบขนานและDériได้ทำการทดลอง; [17] ขั้นตอนสำคัญอื่น ๆ คือการเปิดตัวระบบ 'แหล่งกำเนิดแรงดัน, แรงดันไฟฟ้าเข้มข้น' (VSVI) ' [18]โดยการประดิษฐ์เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าคงที่ในปี พ.ศ. 2428 [19]ในช่วงต้นปี พ.ศ. 2428 วิศวกรทั้งสามได้ขจัดปัญหาดังกล่าวด้วย ของการสูญเสียกระแสวนด้วยการประดิษฐ์การเคลือบแกนแม่เหล็กไฟฟ้า[20] OttóBláthyยังได้ประดิษฐ์เครื่องวัดไฟฟ้ากระแสสลับเครื่องแรก[21] [22] [23] [24]

ระบบไฟฟ้ากระแสสลับได้รับการพัฒนาและนำมาใช้อย่างรวดเร็วหลังปีพ. ศ. 2429 เนื่องจากสามารถกระจายไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพในระยะทางไกลเอาชนะข้อ จำกัด ของระบบไฟฟ้ากระแสตรง ในปีพ. ศ. 2429 วิศวกรของ ZBD ได้ออกแบบสถานีไฟฟ้าแห่งแรกของโลกที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อจ่ายไฟให้กับเครือข่ายไฟฟ้าทั่วไปที่เชื่อมต่อแบบขนานซึ่งเป็นโรงไฟฟ้า Rome-Cerchi ที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ [25]ความน่าเชื่อถือของเทคโนโลยี AC ได้รับแรงผลักดันหลังจากที่ Ganz Works ขับเคลื่อนเมืองใหญ่ในยุโรป: โรมในปี พ.ศ. 2429 [25]

Westinghouse Early AC System 1887
( สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกา 373035 )

ในสหราชอาณาจักรSebastian de Ferrantiผู้พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับและหม้อแปลงไฟฟ้าในลอนดอนตั้งแต่ปี พ.ศ. 2425 ได้ออกแบบระบบ AC ใหม่ที่สถานีไฟฟ้า Grosvenor Galleryในปี พ.ศ. 2429 สำหรับ London Electric Supply Corporation (LESCo) รวมถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่ออกแบบเองและหม้อแปลงไฟฟ้า การออกแบบคล้ายกับ Gaulard และ Gibbs [26]ในปี 1890 เขาได้รับการออกแบบสถานีพลังงานของพวกเขาที่ปท์[27]และเปลี่ยนสถานี Grosvenor แกลลอรี่ข้ามแม่น้ำเทมส์เป็นสถานีไฟฟ้าแสดงให้เห็นวิธีการที่จะบูรณาการพืชเก่าเป็นระบบการจัดหา AC สากล[28]

ในสหรัฐอเมริกาWilliam Stanley, Jr.ได้ออกแบบอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงชิ้นแรกเพื่อถ่ายโอนไฟฟ้ากระแสสลับอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างวงจรแยก การใช้ขดลวดคู่บนแกนเหล็กทั่วไปการออกแบบของเขาเรียกว่าขดลวดเหนี่ยวนำเป็นหม้อแปลงในยุคแรกๆ Stanley ยังทำงานด้านวิศวกรรมและปรับการออกแบบของยุโรปเช่นหม้อแปลง Gaulard และ Gibbs สำหรับผู้ประกอบการชาวสหรัฐฯGeorge Westinghouseที่เริ่มสร้างระบบ AC ในปี 1886 การแพร่กระจายของ Westinghouse และระบบ AC อื่น ๆ กระตุ้นให้เกิดการผลักดันกลับในปลายปี 1887 โดยThomas Edison (ผู้เสนอ กระแสตรง) ที่พยายามทำให้เสียชื่อเสียงกระแสสลับว่าอันตรายเกินไปในการรณรงค์สาธารณะที่เรียกว่า " สงครามแห่งกระแสน้ำ". ในปีพ. ศ. 2431 ระบบไฟฟ้ากระแสสลับได้รับความเป็นไปได้มากขึ้นด้วยการเปิดตัวมอเตอร์ AC ที่ใช้งานได้ซึ่งระบบเหล่านี้ยังขาดอยู่จนถึงตอนนั้นการออกแบบซึ่งเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำได้รับการคิดค้นโดยGalileo FerrarisและNikola Tesla (โดยการออกแบบของ Tesla ได้รับอนุญาตจาก Westinghouse ในสหรัฐอเมริกา). การออกแบบนี้ได้รับการพัฒนาต่อไปในการปฏิบัติที่ทันสมัยสามเฟสแบบฟอร์มโดยมิคาอิลโดลิโวโด โบรฟลสกี , ชาร์ลส์ยูจีน Lancelot สีน้ำตาล . [29]และโจนาสเวนสตรม

Ames ไฟฟ้าฝ่ายผลิตโรงงานเดิมและน้ำตกพืชอดัมส์พาวเวอร์เป็นกลุ่มแรกพลังน้ำสลับพืชพลังงานในปัจจุบัน การส่งกระแสไฟฟ้าเฟสเดียวทางไกลครั้งแรกมาจากโรงงานผลิตไฟฟ้าพลังน้ำในโอเรกอนที่ Willamette Falls ซึ่งในปีพ. ศ. 2433 ได้ส่งกระแสไฟฟ้าไปยังตัวเมืองพอร์ตแลนด์เป็นระยะทาง 15 ไมล์[30] ในปีพ. ศ. 2434 ระบบเกียร์ที่สองได้รับการติดตั้งในเทลลูไรด์โคโลราโด[31]เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซานอันโตนิโอแคนยอนเป็นโรงไฟฟ้ากระแสสลับพลังน้ำเฟสเดียวเชิงพาณิชย์แห่งที่สามในสหรัฐอเมริกาเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าทางไกล เสร็จสมบูรณ์ในวันที่ 31 ธันวาคม พ.ศ. 2435 โดยAlmarian William Deckerเพื่อให้พลังงานแก่เมืองโพโมนาแคลิฟอร์เนียซึ่งอยู่ห่างออกไป 14 ไมล์ ในปี 1893 เขาได้รับการออกแบบเชิงพาณิชย์ครั้งแรกสามเฟสโรงไฟฟ้าในประเทศสหรัฐอเมริกาโดยใช้กระแสสลับที่ผลิตไฟฟ้าพลังน้ำห้วยโรงไฟฟ้าหมายเลข 1 โรงงานซึ่งอยู่ใกล้กับเรดแลนด์, แคลิฟอร์เนียการออกแบบของ Decker ประกอบด้วยระบบเกียร์สามเฟส 10 kV และสร้างมาตรฐานสำหรับระบบการผลิตเกียร์และมอเตอร์ที่ใช้ในปัจจุบันโรงไฟฟ้าพลังน้ำ Jarugaในโครเอเชียถูกกำหนดในการดำเนินงานที่ 28 สิงหาคม 1895 ทั้งสองเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (42 Hz, 550 กิโลวัตต์) และหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังผลิตและติดตั้งโดย บริษัท ฮังการีGanz. สายส่งจากโรงไฟฟ้าไปยังเมืองŠibenikยาว 11.5 กิโลเมตร (7.1 ไมล์) บนเสาไม้และช่องจ่ายไฟ 3000 V / 110 V ของเทศบาลรวมสถานีเปลี่ยนรูปหกแห่ง ทฤษฎีวงจรไฟฟ้ากระแสสลับได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงหลังของศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 ผู้มีส่วนร่วมที่โดดเด่นในพื้นฐานทางทฤษฎีของการคำนวณกระแสสลับ ได้แก่Charles Steinmetz , Oliver Heavisideและอื่น ๆ อีกมากมาย [32] [33]การคำนวณในระบบสามเฟสที่ไม่สมดุลถูกทำให้ง่ายขึ้นโดยวิธีส่วนประกอบสมมาตรที่Charles Legeyt Fortescueกล่าวไว้ในปีพ. ศ. 2461

ดูเพิ่มเติม[ แก้ไข]

  • ไฟฟ้ากระแสสลับ
  • สายไฟฟ้า
  • ปลั๊กไฟสำหรับงานหนัก
  • เฮิรตซ์
  • ระบบไฟฟ้าหลัก
  • ปลั๊กและซ็อกเก็ตไฟ AC
  • ความถี่ยูทิลิตี้
  • สงครามแห่งกระแสน้ำ
  • การออกแบบตัวรับ AC / DC

อ้างอิง[ แก้ไข]

  1. ^ NN Bhargava และ DC Kulshreshtha (1983) Basic Electronics & เชิงเส้นวงจร Tata McGraw-Hill การศึกษา น. 90. ISBN 978-0-07-451965-3.
  2. ^ สมาคมแสงไฟฟ้าแห่งชาติ (2458) คู่มือ meterman ไฟฟ้าของ กด Trow น. 81.
  3. ^ "พื้นฐานของ 400 Hz Power Systems" การก่อสร้างและการบำรุงรักษาไฟฟ้า (EC & M) นิตยสาร 1 มีนาคม 2538
  4. ^ "Pixii เครื่องคิดค้นโดยฮิปโปไลต์พิกกซ่แห่งชาติสูงแม่เหล็กทดลอง" สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2008-09-07 . สืบค้นเมื่อ2012-03-23 .
  5. ^ Licht ซิดนีย์เฮอร์แมน. "ประวัติความเป็นมาของการไฟฟ้า" ในการรักษาไฟฟ้าและรังสีอัลตราไวโอเลต 2 เอ็ด. เอ็ด Sidney Licht, New Haven: E.Licht, 1967, Pp. 1-70.
  6. ^ "สแตนเลย์ Transformer" ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos ; มหาวิทยาลัยฟลอริดา สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2009-01-19 . สืบค้นเมื่อ9 ม.ค. 2552 .
  7. ^ De Fonveille, W. (22 มกราคม 1880) "ก๊าซและไฟฟ้าในปารีส" . ธรรมชาติ . 21 (534) : 283. Bibcode : 1880Natur..21..282D . ดอย : 10.1038 / 021282b0 . สืบค้นเมื่อ9 ม.ค. 2552 .
  8. ^ ฮิวจ์ส, โทมัสพี (1993) Networks of Power: Electrification in Western Society, 1880–1930 . บัลติมอร์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ น. 96. ISBN 0-8018-2873-2. สืบค้นเมื่อ9 ก.ย. 2552 .
  9. ^ a b Uppenborn, FJ (1889) ประวัติของหม้อแปลง ลอนดอน: E. & FN Spon หน้า 35–41
  10. ^ ฮิวจ์ส (1993) , หน้า 95.
  11. ^ Jeszenszky, Sándor "ไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้ากระแสที่มหาวิทยาลัยศัตรูพืชในช่วงกลางศตวรรษที่ 19" (PDF) มหาวิทยาลัยเวีย สืบค้นเมื่อ3 มีนาคม 2555 .
  12. ^ a b Halacsy, AA; Von Fuchs, GH (เมษายน 2504). “ หม้อแปลงไฟฟ้าคิดค้น 75 ปีที่แล้ว”. ธุรกรรม IEEE ของสถาบันวิศวกรไฟฟ้าแห่งสหรัฐอเมริกา 80 (3): 121–125. ดอย : 10.1109 / AIEEPAS.1961.4500994 . S2CID 51632693 
  13. ^ "ฮังการีประดิษฐ์และสิ่งประดิษฐ์ของพวกเขา" สถาบันพัฒนาพลังงานทางเลือกในละตินอเมริกา สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2012-03-22 . สืบค้นเมื่อ3 มีนาคม 2555 .
  14. ^ "Bláthyอ็อตโต Titusz" บูดาเปสต์มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีและเศรษฐศาสตร์, ศูนย์ข้อมูลแห่งชาติเทคนิคและห้องสมุด สืบค้นเมื่อ29 กุมภาพันธ์ 2555 .
  15. ^ "Bláthy, Ottó Titusz (1860–1939)" . สำนักงานสิทธิบัตรฮังการี สืบค้นเมื่อ29 ม.ค. 2547 .
  16. ^ Zipernowsky, K.; เดรี, ม.; Bláthy, OT "ขดลวดเหนี่ยวนำ" (PDF) สหรัฐอเมริกาสิทธิบัตร 352 105 ออก 2 พฤศจิกายน 1886 สืบค้นเมื่อ8 กรกฎาคม 2552 .
  17. ^ Smil, Vaclav (2005). สร้างในศตวรรษที่ยี่สิบ: นวัตกรรมทางเทคนิคของ 1867-1914 และผลกระทบยาวนานของพวกเขา Oxford: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด น. 71 . ISBN 978-0-19-803774-3. หม้อแปลง ZBD
  18. ^ American Society for Engineering Education Conference - 1995: Annual Conference Proceedings, Volume 2, (PAGE: 1848)
  19. ^ ฮิวจ์ส (1993) , หน้า 96.
  20. ^ สมาคมไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยคอร์แนล (2439) กิจการของสมาคมไฟฟ้าของมหาวิทยาลัยคอร์เนล Andrus & Church. น. 39.
  21. ^ Eugenii Katz "แบลที" . People.clarkson.edu. ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 25 มิถุนายน 2008 สืบค้นเมื่อ2009-08-04 .
  22. ^ Ricks, GWD (มีนาคม 2439) "มิเตอร์จ่ายไฟฟ้า" . วารสารสถาบันวิศวกรไฟฟ้า . 25 (120): 57–77. ดอย : 10.1049 / jiee-1.1896.0005 . กระดาษของนักเรียนอ่านเมื่อวันที่ 24 มกราคม พ.ศ. 2439 ในที่ประชุมนักเรียน
  23. ^ ช่างไฟฟ้าเล่ม 50 2466
  24. ^ ราชกิจจานุเบกษาอย่างเป็นทางการของสำนักงานสิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา: เล่มที่ 50 (พ.ศ. 2433)
  25. ^ "ออตโต้บลาตี้, มิกซาเดรี่, คาโรลีซิเปอร์นาฟสกี" IEC Techline ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 30 กันยายน 2007 สืบค้นเมื่อ16 เม.ย. 2553 .
  26. ^ ฮิวจ์ส (1993) , หน้า 98.
  27. ^ Ferranti Timeline เก็บถาวร 2015-10-03 ที่ Wayback Machine -พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม (เข้าถึง 22-02-2012)
  28. ^ ฮิวจ์ส (1993) , หน้า 208.
  29. ^ อาร์โนลด์เฮีร์ตีมาร์ค Perlman id = qQMOPjUgWHsC & PG = PA138 และ lpg = PA138 & DQ = เทสลา + มอเตอร์ + จุดประกาย + เหนี่ยวนำ + มอเตอร์ & source = BL & OTS = d0d_SjX8YX & sig = sA8LhTkGdQtgByBPD_ZDalCBwQA & hl = th & SA = X & EI = XoVSUPnfJo7A9gSwiICYCQ และโดยผู้ดูแลระบบ = 0CEYQ6AEwBA # v = onepage & q = เทสลา% 20motors% 20sparked% 20induction% 20motor & f = False Evolving Technology and Market Structure: Studies in Schumpeterian Economics , หน้า 138
  30. ^ "ระบบส่งกำลังไฟฟ้า" General Electric Review . XVIII . พ.ศ. 2458
  31. ^ "ระบบส่งกำลังไฟฟ้า" เจเนอรัลอิเล็กทริก . XVIII . พ.ศ. 2458
  32. ^ Grattan-กินเนสส์ครั้งที่หนึ่ง (19 กันยายน 2003) สารานุกรมประวัติศาสตร์และปรัชญาของวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์ . JHU กด. ISBN 978-0-8018-7397-3 - ผ่าน Google หนังสือ
  33. ^ ซูซูกิเจฟฟ์ (27 สิงหาคม 2009) คณิตศาสตร์ในบริบททางประวัติศาสตร์ MAA. ISBN 978-0-88385-570-6 - ผ่าน Google หนังสือ

อ่านเพิ่มเติม[ แก้ไข]

  • Willam A. Meyers ประวัติศาสตร์และการสะท้อนวิถีของสิ่งต่างๆ: โรงไฟฟ้า Mill Creek - การสร้างประวัติศาสตร์ด้วย AC , IEEE Power Engineering Review, กุมภาพันธ์ 1997, หน้า 22–24

ลิงก์ภายนอก[ แก้ไข]

  • " AC / DC: มีอะไรที่แตกต่าง ? " เอดิสันมิราเคิลของแสงอเมริกันประสบการณ์ ( พีบีเอส )
  • " AC / DC: ภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ " มหัศจรรย์แห่งแสงของเอดิสันประสบการณ์แบบอเมริกัน (พีบีเอส)
  • Kuphaldt, Tony R. , " Lessons In Electric Circuits: Volume II - AC " 8 มีนาคม 2546 (ใบอนุญาตวิทยาศาสตร์การออกแบบ)
  • การเดินทางของศาสตราจารย์ Mark Csele เกี่ยวกับสถานีสร้าง Rankine 25 Hz
  • Blalock, Thomas J. , " The Frequency Changer Era: Interconnecting Systems of Varying Cycles " ประวัติความเป็นมาของความถี่และรูปแบบการแลกเปลี่ยนระหว่างกันในสหรัฐอเมริกาเมื่อต้นศตวรรษที่ 20
  • ประวัติไฟฟ้ากระแสสลับและไทม์ไลน์