Prąd zmienny

Prąd zmienny jest to taki prąd, którego natężenie chwilowe zmienia się wraz z upływem czasu.

Jeżeli natężenie prądu nie zmienia się w czasie to mamy do czynienia z prądem stałym.

Klasyfikacja prądu zmiennego

Wyróżniamy następujące (bardziej istotne) rodzaje prądu zmiennego:

prąd nieokresowy,
prąd okresowy,
- prąd tętniący,
- prąd przemienny,
  - prąd sinusoidalnie przemienny,
  - prąd trójkątny przemienny,
  - prąd prostokątnie przemienny.

Często termin "prąd zmienny" stosowany jest do prądu okresowego przemiennego o przebiegu sinusoidalnym, jednak nie jest to ścisłe określenie, bo pojęcie prądu zmiennego ma szersze znaczenie.

Prąd nieokresowy

Prąd nieokresowy jest taki prąd, którego zależność natężenia od czasu nie jest wyrażona za pomocą funkcji okresowej. Przykładem takiego prądu jest prąd ładowania kondensatora, uderzenie pioruna.

Prąd okresowy

Prąd okresowy jest to taki prąd, którego zależność natężenia od czasu można opisać za pomocą funkcji okresowej.

W przypadku prądu okresowego określamy pojęcie okresu T. To najmniejszy z możliwych przedział czasu, w którym zachodzi zależność I(t)=I(t+Δt). Kolejne pojęcie to częstotliwość f=1/T, mierzona w hercach (Hz), która opisuje ile razy w ciągu jednej sekundy następuje cykl zmiany natężenia prądu.

Przykłady

Oto przykłady prądów okresowych:

Poniżej wykres zmian natężenia w czasie dla prądu tętniącego, uzyskiwanego w wyniku prostowania prądu całookresowego.

prąd tętniący

Prąd trójkątny:

prąd trójkatny

Prąd prostokątny:

prąd trójkatny

Prąd sinusoidalnie przemienny:

prąd trójkatny

Powszechnie stosowany w przemysłowej sieci elektrycznej jest prąd przemienny sinusoidalny.

Prąd sinusoidalnie przemienny bardzo łatwo wytworzyć za pomocą tak zwanej prądnicy. Pożądane jest, aby wartość średnia prądu całookresowa wynosiła zero.

Napięcie prądu przemiennego sinusoidalnie wyraża się wzorem:

U=U₀sinωt

gdzie:

U - napięcie chwilowe,
U₀ - napięcie maksymalne,
t - czas,
ω - częstość kołowa, równa 2π/T lub 2πf, gdzie T - okres, a f - częstotliwość.

Natężenie prądu przemiennego sinusoidalnie w prostym obwodzie z oporem elektrycznym R wyraża się wzorem:

I=I₀sinωt

gdzie:

I - natężenie chwilowe,
I₀ - natężenie maksymalne,
t - czas,
ω - częstość kołowa.

Pytania

W gniazdku elektrycznym jest prąd stały, czy zmienny?

Zmienny. W Polsce parametry prądu przemiennego są następujące: napięcie 230 V i częstotliwość 50 Hz.

Czy można zmienić prąd stały na zmienny?

Tak. Służą do tego różne urządzenia. Jednym z nich jest falownik.

Napięcie i natężenie skuteczne

Napięcie skuteczne prądu zmiennego jest równe napięciu prądu stałego, który płynąc w takim samym obwodzie elektrycznym wydzieli na odbiorniku moc równą średniej mocy wydzielonej przez prąd zmienny.