אנו מסבירים מהו זרם חילופין וכיצד הוא פועל. כמו כן, דוגמאות וההבדל בין זרם חילופין וישר.
מה זה AC?
הסוג של זרם חילופין (AC) נקראזרם חשמלי יותר בשימוש מקומי, מאופיין בתנודה בצורה קבועה ומחזורית בגודלה ובמובן שלה. הדרך הנפוצה ביותר לייצוג זה היא באמצעות גרף (על ציר x / y) בצורה של גלים סינוסואידים.
כל זרם חשמלי הוא הזרימה של אלקטרונים בכל המבנה המולקולרי של חומר מוליך, תמיד מהקוטב החיובי לקוטב השלילי של החומר (הקטבים הללו מוקצים בצורה קונבנציונלית לחלוטין).
תופעה זו, הידועה עוד מימי קדם האנושית, נובעת מנוכחותם של אלקטרונים חופשיים בשכבה האחרונה של אטומים של חומרים אלה, שמכיוון שהם אינם קשורים מאוד לגרעין האטום, יכולים לנדוד ל אָטוֹם הבא, ובכך ליצור זרם. זה מה שקורה, למשל, כאשר משפשפים חומרים מסוימים.
מצדו, זרם חילופין התגלה על ידי הפיזיקאי, המהנדס והממציא הסרבי ניקולה טסלה בשנת 1882, התאריך שבו תכנן ובנה את המנוע הראשון שישתמש בו לצורך פעולתו.
הגאונות של מהנדס זה נובעת גם מהמערכת המשמשת כיום להפיכת זרם זה, שפליטתו הראשונה התרחשה בשנת 1891 בקולורדו, ארצות הברית, ובכך החלה מה שנקרא מלחמת הזרמים בין טסלה עצמו לבין תומס. אדיסון, שלמרות היתרונות הברורים של זרם חילופין הגן על השימוש בזרם ישר (DC) מכיוון שהיה בבעלותו רוב הפטנטים התעשייתיים של האחרונים.
דוגמאות לזרם חילופין
זרם חילופין הוא המשמש ביותר בחיינו. הוא מופק בדרכים שונות, בתחנות כוח (הידרו-אלקטריות, רוח, גרעיניות וכו') ובאמצעות שימוש באלטרנטורים (כגון אלה במכוניות), המנצלים את הזרם הישר מ. סוללות ומצברים אחרים, ליצירת זרם חילופין על ידי אינדוקציה מגנטית (שינויי קוטביות מתמשכים ב- שדה חשמלי חומר מוליך).
ההבדל בין זרם חילופין לזרם ישר
ההבדל העיקרי בין זרם חילופין לזרם ישר קשור לתכונות של זרימה חשמלית: במקרה של זרם ישר הזרימה יציבה, חד-כיוונית ובלתי משתנה (היא מיוצגת על ציר x/y כקו ישר); בעוד זרם חילופין מתנודד בגודלו ובקוטביותו בצורה מחזורית (הוא מיוצג כגלים סינוסואידים על ציר x / y).
עם זאת, זה מביא למספר תכונות שונות. הרבה יותר קל להפוך זרם חילופין מאשר זרם ישר, שכן כדי להעלות את המתח של האחרון צריך סדרה של דינמות המחוברות בסדרה, וזה לא מעשי במיוחד, בעוד שעם זרם חילופין זה יכול להיעשות פשוט באמצעות שנאי.