برق AC یا جریان متناوب چیست؟(نحوه عملکرد و کاربرد) 

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )


نکته : جریان برق شهری همان جریان AC میباشد .

جریان متناوب جریانی است که به طور منظم تغییر جهت می‌دهد. نتیجه‌ی این تغییرات این است که سطح ولتاژ نیز همزمان با تغییر جهت جریان، معکوس می‌شود. از جریان AC برای رساندن برق به خانه‌ها، ساختمان‌های اداری و سایر مکان‌ها استفاده می‌شود. جریان AC توسط دستگاهی به نام مولد جریان متناوب (alternator) تولید می‌شود. این دستگاه یک نوع خاصی از ژنراتور برق است که برای تولید جریان متناوب ساخته شده‌است.

یک حلقه از سیم‌ها در یک مدار مغناطیسی چرخیده شده‌اند که این مدار مغناطیسی جریان را درون این سیم‌ها القا می‌کند. چرخش سیم‌ها می‌تواند با استفاده از یک توربین بادی، توربین بخار، آب جاری و روش‌های دیگر اتفاق بیفتد. از آنجایی که سیم‌ها همواره در حال چرخش هستند و به طور منظم در قطب‌های مغناطیسی متفاوت قرار می‌گیرند، جریان و ولتاژ نیز تغییر می‌کنند. 


شکل موج جریان AC

جریان AC می‌تواند چندین شکل و حالت داشته باشد، درواقع هر موقع جریان و ولتاژ متناوب باشند آن جریان AC است، حال به هر شکلی که باشد. اگر یک اسیلوسکوپ به یک مدار با جریان AC وصل کنیم و ولتاژ آن را دنبال کنیم، ممکن است به چندین شکل موجی متفاوت برخورد کنیم. در بیشتر اوقات جریان AC موج سینوسی تولید می‌کند. جریان AC که در اکثر خانه‌ها و ادارات وجود دارد، دارای یک ولتاژ نوسان‌دار است

کاربرد فرکانسهای AC برق شهری  در کشورها

اکثر کشورهای جهان سیستمهای الکتریکی‌شان را روی یکی از دو فرکانس 60 و 50 هرتز استاندارد کرده‌اند. لیست کشورهای 60 هرتز که اغلبشان در دنیای جدید قرار دارند کوتاهتر است، اما نمی‌توان گفت که 60 هرتز کمتر معمول است.


  • کشورهای 60 هرتز عبارتند از: ساموای امریکا ، آنتیگوا و باربودا ، آروبا ، باهاماس ، بلیز ، برمودا ، کانادا ، جزایر کیمان ، کلمبیا ، کاستاریکا ، کوبا ، جمهوری دمونیکن ، السالوادور ، پلینسیای فرانسه ، گوام ، گواتمالا ، گیانا ، هاییتی ، هندوراس ، کره جنوبی ، لیبریا ، جزایر مارشال ، مکزیک ، میکرونسیا ، مونت سرات ، نیکاراگویه ، جزایر ماریانای شمالی ، پالایو ، پاناما ، پرو ، فیلیپین ، پرتوریکو ، ساین کیتس و نویس ، سورینام ، تایوان ، ترینیداد توباگو ، جزایر ترکس و کیاکوس ، ایالات متحده ، ونزولا ، جزایر ویرجین ، جزیره ویک.

  • این کشورها دارای سیستمهایی با فرکانس مختلط 60 و 50 هرتز‌اند: بحرین ، برزیل (اغلب فرکانس 60) ، ژاپن (فرکانس 60 هرتز در زمان حضور غربیها).

    اغلب کشورها به گونه‌ای استاندارد تلویزیون شان را انتخاب کرده اند که با فرکانس  خطوط برقشان متناسب باشد. استاندارد NTSC برای کار با فرکانس خطوط برق 60 هرتز طراحی شده است، در حالیکه PAL و SECAM برای فرکانس خطوط 50 هرتز طراحی شده است، اما نسخه 60 هرتز PAL هم وجود دارد، برای مثال در برزیل PAL-M ارائه دهنده وضوح PAL و چشمک تصویر پایین NTSC است.

    عموماً این مطلب پذیرفته شده است که نیکلا تسلا فرکانس 60 هرتز را به عنوان کمترین فرکانسی که منجر به عدم بروز پدیده چشمک زنی قابل مشاهده در روشناییهای خیابانها می‌شد، انتخاب کرد. توان 25 هرتز بیش از آنی که در آبشار نیاگارا تولید شود، در اونتاریو و آمریکای شمالی استفاده می‌شده است.

    هنوز هم ممکن است برخی از ژنراتورهای 25 هرتز در آبشار نیاگارا مورد استفاده واقع شوند. فرکانس پایین طراحی موتورهای الکتریکی کم سرعت را ساده می‌سازد و می‌توان آنرا بصورت بهتر و موثرتری تولید کرده و انتقال داد، اما منجر به چشمک زنی قابل ملاحظه‌ای در روشناییها می‌شود. کاربردهای ساحلی و دریایی ممکن است گاها فرکانس 400 هرتز را به علت مزیتهای مختلف فنی مورد استفاده قرار دهند. برق 16.67 هرتزی هم هنوز در برخی از سیستمهای راه آهن اروپا مانند سوئد به چشم می‌خورد

 که موج سینوسی تولید می‌کند

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )