交流は方向を変えます。したがって、一方向に流れる直流とは異なります。交流の変化を時間で表したものを交流波形と呼びます。この波形は、交流の特性を理解するのに役立ちます。また、交流の定数値を計算することは不可能であるため、平均値と二乗平均平方根の値を決定するのにも役立ちます。
交流波形の意味
電子の流れの方向が変化するため、電流が y 軸と時間で示される場合、交流波形は XY グラフの y 軸の正と負の両方に存在します。 x軸上。これは、直流とは対照的です。直流のグラフ表示は、正または負の y 軸の片側にのみ表示されます。
交流波形の例
正弦波
通常、交流波形は正弦波パターンです。正弦波では、電流はゼロ値からピーク値に達するまで大きさが増加し、ゼロ値に達するまで大きさが減少します。その後、電流はその方向を変え、前述のプロセスを繰り返します。
この正弦波の交流波形の意味は、AC 発電機による交流の生成プロセスを通じて理解できます。 AC 発電機では、ファラデーの電磁誘導の法則に基づいて、コイルの磁束変化によって電圧が生成されます。磁束変化率は正弦関数に従います。したがって、結果として得られる電圧と電流も正弦波パターンに従います。
正弦波交流波形に関連する用語
CYCLE – 波形の正と負の値の 1 つの完全なセットを指します。正弦波形の 1 サイクルには、1 つの正の半サイクルと 1 つの負の半サイクルが含まれます。
PERIOD (T) – 1 サイクルを完了するのに必要な時間を指します。正弦波の周期は、波形上の対応する任意の 2 点間で測定できます。通常、秒単位で測定されます。
FREQUENCY (f) – 1 秒間に完了したサイクル数を表します。周波数は周期に反比例します。単位はヘルツ (Hz) です。
角周波数 (ω) – 電気ラジアン/秒で表される周波数を指します。正弦波の 1 サイクルは 2π ラジアンにわたるため、角周波数は ω =2πf で表されます。ここで、f は正弦波の周波数です。
AMPLITUDE – 波形のピークの高さを指します。
その他の交流波形
他の交流波形の例として、方形波、三角波、のこぎり波があります。それらの特徴的な形状は、特定の生成方法に基づいています。
<オール>方形波は、主に回路出力とクロック信号を表すために使用されます。この波形は対称で、正弦波に似ています。対称波形は、y 軸の正側と負側で同じ持続時間を持ちます。この波形は、ピーク電流レベルでトップがフラットになっています。その対称性により、正の半サイクルを完了するのにかかる時間は、負の半サイクルを完了するのにかかる時間と同じです。簡単な回路でこの波形を生成できます。
三角波は、正弦波に比べてピーク エッジが鋭くなっています。ただし、正弦波よりも上昇と下降が遅くなります。また、対称的で、正と負の半サイクルの期間が同じです。
ノコギリ波では、波形のピークが弓のこぎりの歯のように見えます。この波形には、正ランプのこぎり波と負ランプのこぎり波の 2 種類があります。正ランプのこぎり波は立ち上がりが遅く、減衰が急です。一方、負ランプのこぎり波は、傾きが急で、傾きが緩やかです。正ランプのこぎり波が最も一般的に使用されます。明瞭度の高いサウンドを表現するミュージシャンもこの波形を使用します。
まれに、交流波形が複雑なパターンを持つことがあります。その場合、平均値または二乗平均平方根の計算は複雑になります。
結論
交流についてさらに学習するには、交流波形の意味と例を理解する必要があります。また、定理を証明し、交流に関連する数値問題を解決するのにも役立ちます。さらに、チューブライトのちらつきなど、日常の現象に対する理解も広がります。また、交流と直流をより明確に区別するのにも役立ちます。
