يشير التيار الكهربائي المتناوب أو AC، إلى تيار كهربائي يغير الاتجاه بشكل دوري. هذا على عكس التيار المباشر (DC)، وهو تيار ثابت للكهرباء في اتجاه واحد. الاستخدام الشائع للتيار المتردد هو في المنازل مع الكهرباء، حيث يأتي جميع الجهد المنزلي تقريبًا في شكل مكيف.
يتميز التيار المتردد بخاصيتين رئيسيتين: التردد والمرحلة. يقيس التردد عدد الدورات التي ينتقل فيها مكيف الهواء من صفر إلى ذروة الإنتاج ويعود مرة أخرى كل ثانية. يقيس الطور مقدار تأخر الجهد في أي لحظة. هناك مرحلتان مختلفتان لأي تردد معين للتيار المتناوب: محايد أو غير محايد. غالبًا ما يستخدم التيار المتناوب المحايد (NAC) في البيئات الصناعية لأنه ينتج تداخلًا أقل من التيار المتردد غير المحايد.
أساسيات التيار الكهربائي المتناوب AC
أساسيات التيار الكهربائي المتناوب هي أنه يتم إنشاؤه عن طريق غزل ملف داخل المغناطيس. هذا يخلق مجالات كهرومغناطيسية تغير الاتجاهات باستمرار. هذا يعني أن الجهد المتدفق عبر السلك يتقلب، وينتقل من شحنة موجبة إلى شحنة سالبة (ويعود مرة أخرى) على مدار بضع ثوانٍ فقط. في أنظمة التيار المتردد، يمكن أن ينتقل الجهد الذي تراه على الحائط من 0 إلى قيمته الكاملة ويعود مرة أخرى عدة مرات في الثانية. في نظام DC، سيبقى الجهد على نفس المستوى طوال الوقت.
⚡ إقرأ أيضاً: أفضل طرق توليد الطاقة الكهربائية
أساسيات الشكل الموجي
شكل موجة الجهد هو رسم بياني لكيفية تغير الجهد مع مرور الوقت. AC هو شكل موجي دوري، مما يعني أنه يعيد نفسه بمرور الوقت. نظرًا لأنه يدور مرارًا وتكرارًا، فقد يكون من المفيد التفكير في جهد التيار المتردد على أنه يحتوي على جزأين – جزء واحد هو الجهد عندما يكون في ذروته الإيجابية والجزء الآخر هو الجهد عندما يكون في ذروته السالبة. تسمى المسافة بين جزئي الشكل الموجي قيمة RMS للجهد، أو متوسط الجذر المربع.
الترددات والنسب القياسية
يتم قياس تردد التيار الكهربائي المتناوب بالهرتز، ومعظم الكهرباء المنزلية 50 أو 60 هرتز. كلما زاد التردد، زادت كفاءة التيار المتردد في نقل الطاقة. وتسمى النسبة بين ترددين من ترددات التيار المتردد «العلاقة النسبية» أو «النسبة». على سبيل المثال، إذا تم توصيل نظام 50 هرتز AC بنظام 60 هرتز AC من خلال محول، فإن النظامين لهما نسبة 1 إلى 2.
⚡ إقرأ أيضاً: كل ما تود معرفته عن مصادر التيار الكهربائي
أهمية المرحلة في نظم التكييف
في دوائر الطاقة AC، الطور هو المحاذاة بين الجهد والتيارات لدائرتين مختلفتين. في الدوائر أحادية الطور، يتم محاذاة الجهد في دورتين مختلفتين مع بعضهما البعض، لكن تيارات الدورتين خارج الطور مع بعضها البعض. على النقيض من ذلك، في الدوائر المكونة من ثلاث مراحل، هناك ثلاث دوائر. تتماشى الجهد في جميع الدوائر الثلاث مع بعضها البعض، لكن التيارات في اثنتين من الدوائر الثلاث خارج الطور مع بعضها البعض.
التيار المحايد وغير المحايد
في دائرة الطاقة AC، يسمى التيار الذي يتدفق عبر الأسلاك «التيار المحايد». التيار المحايد هو التيار الذي يتدفق عبر السلك المحايد في الدائرة. في معظم الدوائر ذات السلك المحايد الواحد، لا يوجد جهد على السلك المحايد. الجهد على أسلاك الدائرة الأخرى هو نفس الجهد الذي يوفره مصدر الطاقة. في دائرة ثلاثية الأسلاك ذات سلك محايد واحد، يتدفق التيار المحايد في السلك المحايد، ويتم تطبيق الجهد على سلكي الدائرة الآخرين، مما ينتج عنه «جهد متناوب» خارج الطور مع تدفق التيار المحايد.
⚡ إقرأ أيضاً: ألوان الأسلاك الكهربائية ودلالاتها: فك رموز ما يعنيه كل لون
فرق الطور بين الموصلات في التيار الكهربائي المتناوب
في الدوائر ذات السلكين أو أكثر، يكون الجهد على كل سلك خارج المرحلة مع تدفق التيار عبر كل سلك. يعد فرق الطور بين الجهد والتيارات على الأسلاك مهمًا للتشغيل الآمن والفعال. إذا تمت محاذاة الجهد وخرجت التيارات من الطور، تسمى الدائرة «دائرة متسلسلة». إذا كانت الجهد خارج الطور وتمت محاذاة التيارات، تسمى الدائرة «دائرة متوازية».
الاستنتاج
التيار الكهربائي المتناوب هو نوع من التيار الكهربائي الذي يعكس الاتجاه بشكل دوري، وهذا هو سبب تسميته بالتناوب. التيار المتردد هو النوع القياسي للتيار الكهربائي الذي يتم تسليمه إلى المنازل والشركات. يتم إنشاء تيار التيار المتردد بواسطة أجهزة كهروميكانيكية تسمى المولدات، أو أحيانًا بواسطة الخلايا الكهروضوئية التي تولد الكهرباء من ضوء الشمس. عندما تقوم بتوصيل جهاز بمنفذ، فإن الجهاز يسحب التيار من المنفذ في زيادات. هذا بسبب الطبيعة النابضة لتيار التيار المتردد. إذا ألقيت نظرة فاحصة على التدفق الحالي، ستلاحظ أنه ينتقل من موجب إلى سالب ثم من سالب إلى موجب مرة أخرى. هذا يعني أنه لا يتدفق باستمرار ولكن على فترات.
