זרם חילופין הוא אחת הצורות של זרם חשמלי. בסוג זרם זה כיוון ההולכה של המטענים משתנה במהירות וגורם לאלקטרונים להתנודד לכיוונים מנוגדים מעת לעת. היא מועסקת באופן נרחב ב העברת חשמל וגם ב מנועיםחשמלי. ייצור זרם מסוג זה נעשה באמצעות גנרטורים לזרם זרם.
חקר הזרמים המתחלפים חשוב במיוחד להבנת התופעה האלקטרודינמית המכונה השראות אלקטרומגנטית, כמו גם אחד היישומים הגדולים ביותר שלה, רוֹבּוֹטרִיקִים.
ראה גם: כמו לחשב את האנרגיה החשמלית הנצרכת על ידי מכשירי חשמל ביתיים?
מהו זרם חילופין?
זרם חליפין הוא סוג של זרם חשמלי במובן בו ה מטענים חשמליים זרימה הפוכה מעת לעתבניגוד למה שקורה עם ה- שַׁרשֶׁרֶתישיר, שבהם מתנהלים אלקטרונים לאורך א רק חוש.
סוג זה של זרם מתקבל מה- השראות אלקטרומגנטית ב גנרטוריםלִפנֵי הַסְפִירָה, שנוצרים על ידי לולאה מוליכה שנועדה להסתובב פנימה גָבוֹהַמְהִירוּת כאשר מוכנסים בין מגנטים חזק מאוד. סיבוב התור גורם לשינוי ב זְרִימָהמַגנֶטִי דרך השטח שלה, אשר, בתורו, גורם להיווצרות זרם חשמלי בעל קוטביות משתנה, שתדירותו קשורה ל- מְהִירוּת שם מתרחש סיבוב הלולאה.
ה שַׁרשֶׁרֶתלסירוגין יש חשיבות רבה לתהליכים של העברת חשמל וגם להפעלת מנועים חשמליים, כמו אלה המשמשים ב מכשירי חשמל לבית.
למרות שיש תחושה, הזרם החשמלי הוא תוצאה של תנועה כאוטית של מספר עצום של אלקטרונים, אז זה נחשב א גְדוּלָהלְטַפֵּס.
איך עובד זרם חילופין?
זרם חילופין עובד על ידי הולכת אלקטרונים המתנדנדים סביב נקודה קבועה בתדר של 60 הרץ (בברזיל). משמעות הדבר היא שבשנייה אחת, האלקטרונים מבצעים תנועה קדימה ואחורה 60 פעמים.
עבור חלוקת החשמל, סוג זה של זרם חשמלי הוא משמעותי יותר מזרם ישר שכן הרבה יותר קל לשנות את מתח חשמלי בזרם חילופין מאשר מתח הזרם הישיר.
ראה גם:סיכום חשמל: מושגים עיקריים, נוסחאות, תרגילים
מדוע אנו משתמשים בזרם חילופין?
תאר לעצמך ש- מפעל הידרואלקטרי ליצר חַשְׁמַל לאחד פּוֹטֵנצִיָה 10 מגה וואט חשמל (10.106 W), כלומר עשרה מיליון וואט. העוצמה (P = i. U) יכול להיות מחושב על ידי המוצר בין ה- מתחחשמלי (U) ואת זרם חשמלי (אני). כל האנרגיה הזו יכולה להיות מועברת בדרכים שונות, לדוגמא: אמפר אחד במתח של 10 מיליון וולט או אפילו 10 מיליון אמפר במתח חשמלי של וולט אחד.
האפשרות הראשונה מבטיחה כי חשמל כזה מועבר באמצעות מתחגָבוֹהַ, אך עם זרם חשמלי נמוך יחסית. זה הופך את הפסדי אנרגיה, בגלל ה ANDעשה ג'ול, מופחתים באופן דרסטי.
האפשרות השנייה, בתורה, תגרום לאבידות אנרגיה אדירות. לכן אנו משתמשים בזרם חשמלי מתחלף כל כך הרבה: מכיוון שהורדת או העלאת המתח של זרם חשמלי מסוג זה מחייבת אותו רק לעבור דרך שַׁנַאימבחינה מעשית השימוש בו הופך ליותר משתלם להעברת חשמל.
למרות שזרם חשמלי מתחלף קיים בחוטי מוט, בתחנות כוח, בכל סוגי המנועים וברוב המקרים מכשירי חשמל לבית, מעגלים רבים משתמשים בזרם ישר, שניתן להשיג מה- יִשׁוּרנותןשַׁרשֶׁרֶתלסירוגין. לשם כך, הזרם החשמלי המתחלף חייב לעבור במעגל חשמלי המשתמש רק אחד מכיווני התנודה של האלקטרונים.
קרא גם:מה מהירות הזרם החשמלי?
כיצד נוצר זרם חילופין?
ה זרם חשמלי מתחלף מיוצר בגנרטורים של זרם חילופין, כמעט בכל סוגי החשמל תחנות כוח – מפעלים הידרואלקטריים,סוֹלָרִי, רוּחַ,תרמו-חשמל וכו ' גנרטורים לזרם חשמל משתמשים במקור כלשהו של אנרגיה קינטית חיצוני, כגון תנועת מים, רוח, אדי מים, בין היתר, לקידום סיבוב של ספירלה גדולה מוֹלִיך.
ספירלה זו, שנמצאת בין מגנטים גדולים, מתחילה לסבול מהפעולה של a כוחאלקטרומוטורימושרה, שכיוונו הפוך כשהסיבוב מסתובב. כוח אלקטרומוטורי זה הוא פשוט מתח חשמלי משתנה שגורם לזרם חילופין להסתובב. העיקרון הפיזי העומד מאחורי ייצור זרם חילופין מכונה האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי.
יישומי זרם חילופין
היישומים של זרם חשמלי זרם חילופין כולל מנועים חשמליים של זרם חילופין. במנועים אלה מגנט מוגדר להסתובב מהשדה המגנטי המיוצר על ידי סלילים המובלים על ידי זרמים חשמליים מתחלפים.
בנוסף למנועים, זרמים מתחלפים משמשים גם לייצור גלים אלקטרומגנטיים. אנטנות המשדרות רדיו וטלוויזיה, למשל, נישאות על ידי זרמים בתדירות גבוהה לסירוגין לפליטת גלי רדיו.
קרא גם: 5 דברים שכדאי לדעת על חשמל
התקנים שעובדים עם זרם חילופין
בדוק את רשימת המכשירים הפועלים עם זרם חילופין:
- מכונת כביסה
- שואב אבק
- אוהד
- מַמחֶה
- מעבד מזון
- מַדחֵס
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corrente-alternada.htm
