交流電 (AC) 的全稱是什麼？

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簡介

在討論電流和電力時，交流電 (AC) 和直流電 (DC) 是非常常見的術語。直流電 (DC) 或直流電流是指電流始終沿單一方向流動，因此極性固定。直流電可用於為燈泡等裝置供電，無需任何轉換。

另一方面，我們家中收到的電力供應形式是交流電 (AC)。這種形式的電流會週期性地反向，並且在長距離傳輸中更經濟。我們將在本文中進一步討論交流電。

什麼是交流電？

正式地，我們可以將交流電定義為以給定頻率連續改變其方向的電流形式。例如，如果我們將安培表連線到流過交流電的電路中，讀數將從零開始，達到最大值，然後開始下降，並達到負方向的最大值。此負號僅表示方向變化。有些安培表甚至不會記錄交流電，因為平均值將為零。

交流電是全球主要的電力傳輸形式，主要是因為其傳輸成本較低。但是，這種形式不適合我們的裝置。它需要在使用前轉換為直流電，這就是為什麼您的筆記型電腦或手機充電器需要交流電介面卡的原因，它將交流電供應轉換為合適的直流電格式。簡單電池提供的電流是直流電，因此可以直接用於為裝置供電。

交流電的產生

交流電是透過使用稱為交流發電機的發電機產生的。這些交流發電機透過稱為法拉第定律的現象將機械運動轉換為電能。根據該定律，當線圈經歷變化的磁場時，它會產生電動勢 (EMF)，換句話說，就是電位差。交流發電機利用這種現象來產生連續變化的電壓。

簡單的交流發電機的示意圖

上圖顯示了一個非常簡單的交流發電機，它由一對磁體和一個電流環或線圈組成。當此線圈（藍色所示）旋轉時，它所經歷的磁場發生變化，因此在電路中感應出電動勢。

請注意，該圖還顯示瞭如何使用滑環和石墨電刷將交流發電機用於為燈泡等直流裝置供電。但是，出於工業目的，磁體旋轉，線圈保持靜止，因此產生的交流電在無需轉換為直流電的情況下進行傳輸。

交流電的應用

以下是交流電最常見的應用：

• 交流電是商業電力傳輸的首選和主要電流形式。長距離傳輸交流電更經濟，並且電力損耗更小。

• 變壓器的工作原理是電磁感應，它使用交流電。

• 水泵、鑽機、電動汽車和各種其他電器都使用交流電機，這些電機需要交流電輸入。

• 如今，幾乎所有商用裝置都設計為僅供交流電使用。例如，無法透過交流電為電池充電，因此手機充電器配有介面卡，可在交流電到達手機之前將其轉換為直流電。

交流電波形

交流電波形通常類似於正弦波，這歸因於其產生方式。將磁場變化與電路中感應的電動勢聯絡起來的方程式包含正弦項，該項負責交流電供應方向和幅度的連續變化。

上圖顯示了與交流電供應相關的典型波形。您可以看到它與正弦波圖相同，並且在具有固定時間段的一對最大值和最小值之間連續變化。

結論

交流電 (AC) 是一種電流形式，其方向會週期性且連續地反轉。由於電力損耗和傳輸成本較低，它是電網向我們家庭傳輸電力的首選格式。但是，交流電不能直接為我們的裝置供電，因此必須透過介面卡和整流器將其轉換為直流電才能使用。在圖形方面，交流電作為時間的函式繪製時類似於正弦波。

交流電是透過交流發電機產生的，交流發電機利用法拉第電磁感應定律線上圈中產生交流電壓。線圈放置在一個大型磁體周圍，該磁體透過風力渦輪機或水力發電等機械輸入旋轉，從而線上圈中感應出電動勢。然後將產生的電動勢傳輸到我們的家中。交流電有許多應用，包括電動汽車、水泵、鑽機、變壓器等。

常見問題

Q1. 交流電流和交流電壓是什麼意思？

A1. AC 本身是交流電的首字母縮寫，因此“交流電流”是一個冗餘術語。但是，為了指代連續改變方向的電流或電壓，“交流電流”和“交流電壓”已變得非常常見。因此，交流電壓表示連續反向的電壓，就像交流電流表示交變性質的電流一樣。

Q2. 在交流電和直流電中，哪一個更危險？

A2. 任何形式的電流都是危險的，通常是致命的。但是，交流電比直流電具有更危險的影響。

Q3. 如果我們在不先轉換的情況下將我們的裝置連線到交流電會發生什麼？

A3. 根據電源的最大電壓，您的裝置可能會損壞甚至爆炸，因此這是一個非常糟糕的主意。一些裝置，如白熾燈泡，可能會工作，儘管功能可能不如預期。