前書き
電気回路は、電子がソースから負荷に流れ、ソースに戻る完全な導電経路です。ただし、電子の流れの方向と大きさは、ソースの種類によって異なります。で電気工学、回路の種類を定義し、それらは、電圧又は電流（電気エネルギー）源の2種類が基本的に存在します。交流（または電圧）と直流。
次のいくつかの投稿では、交流に焦点を当て、交流とは何かからAC波形までさまざまなトピックに移ります。
AC回路
名前（交流）が意味するAC回路は、電圧または電流のいずれかの交流電源から電力を供給される回路です。AN交流電流または電圧は、電圧又は特定の平均値と周期的に反転方向に関する現在不定のいずれかの値の一つです。
現在のほとんどの家庭用および産業用電化製品およびシステムは、交流を使用して電力を供給されています。すべてのDCベースのプラグインアプライアンスおよび充電式バッテリーベースのデバイスは、バッテリーの充電またはシステムへの電力供給のいずれかにACから得られる何らかの形式のDC電力を使用するため、技術的には交流で動作します。したがって、交流は、主電源に電力が供給される形式です。
交流回路は、テスラがトーマスエジソンのDC発電機の長距離機能不全を解決することを決定した1980年代に誕生しました。彼は高電圧で電気を転送する方法を模索し、次に変圧器を使用して配電に必要な場合にそれをステップアップまたはステップダウンすることで、Directの主な問題であった長距離での電力損失を最小限に抑えることができました当時の現在。
交流vs直流（AC vs DC）
ACとDCは、発電、送電、配電によっていくつかの点で異なりますが、簡単にするために、この投稿ではそれらの特性との比較を続けます。
特性の違いの原因でもある交流と直流の主な違いは、電気エネルギーの流れの方向です。DCでは、電子は一方向または順方向に着実に流れますが、ACでは、電子は周期的な間隔で流れの方向を変えます。これはまた、電流に沿って正から負に切り替わるときに電圧レベルの変化につながります。
以下は、ACとDCの違いのいくつかを強調するための比較チャートです。交流回路の調査に進むにつれて、他の違いが浮き彫りになります。
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比較基準 |
交流 |
DC |
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エネルギー伝達能力 |
最小限のエネルギー損失で長距離を移動します |
長距離を送ると大量のエネルギーが失われます |
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世代の基本 |
ワイヤーに沿って磁石を回転させます。 |
ワイヤーに沿った安定した磁気 |
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周波数 |
国に応じて通常50Hzまたは60Hz |
頻度はゼロです |
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方向 |
回路を流れるときに周期的に方向を反転します |
一方向に一定の流れを安定させます。 |
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電流 |
その大きさは時間とともに変化します |
一定の大きさ |
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ソース |
あらゆる形態のAC発電機と主電源 |
セル、バッテリー、ACからの変換 |
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パッシブパラメータ |
インピーダンス（RC、RLCなど） |
抵抗のみ |
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力率 |
0と1の間にある |
常に1 |
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波形 |
正弦波、台形、三角形、正方形 |
直線、時々脈動。 |
基本的なAC電源（シングルコイルACジェネレーター）
AC生成の原理は単純です。静止したコイル（ワイヤー）のセットに沿って磁場または磁石を回転させたり、静止した磁場の周りでコイルを回転させたりすると、ACジェネレーター（オルタネーター）を使用して交流電流が生成されます。
AC発電機の最も単純な形式は、磁石のN極とS極の間に配置されている間、軸を中心に機械的に回転するワイヤーのループで構成されています。
以下の画像を検討してください。
アーマチュアコイルがN極とS極の磁石によって生成された磁場内で回転すると、コイルを通る磁束が変化し、電荷がワイヤを介して強制され、実効電圧または誘導電圧が発生します。ループを通る磁束は、磁場の方向に対するループの角度の結果です。以下の画像を検討してください。
上に示した画像から、アーマチュアが回転すると一定数の磁力線が切断され、「切断された線」の量が電圧出力を決定すると推測できます。。回転角が変化し、その結果、磁力線に対するアーマチュアの円運動が変化するたびに、「磁力線の切断」の量も変化するため、出力電圧も変化します。たとえば、ゼロ度で切断された磁力線はゼロであり、結果として生じる電圧はゼロになりますが、90度では、ほとんどすべての磁力線が切断されるため、一方向の最大電圧が一方向に生成されます。同じことが270度でも当てはまり、反対方向に生成されます。したがって、電機子が磁場内で回転すると電圧が変化し、正弦波形が形成されます。したがって、結果として生じる誘導電圧は正弦波であり、角周波数ωはラジアン/秒で測定されます。
上記の設定での誘導電流は、次の式で求められます。
I = V / R
ここで、V = NABwsin（wt）
ここで、N =速度
A =面積
B =磁場
w =角周波数。
実際のAC発電機は明らかにこれよりも複雑ですが、上記と同じ電磁誘導の原理と法則に基づいて動作します。交流電流は、インバーターに見られるような特定の種類のトランスデューサーと発振回路を使用して生成されます。
トランスフォーマー
ACの基礎となる誘導原理は、その生成だけでなく、その伝送と配電にも限定されません。 ACが考慮されたときのように、主要な問題の1つは、DCが長距離を伝送できないという事実でした。したがって、主要な問題の1つは、ACを実行可能にするために解決する必要がありました。生成された高電圧（KV）を、KVではなくV範囲の電圧を使用する消費者に安全に供給するため。これが、変圧器がACの主要なイネーブラーの1つとして説明されている理由のひとつであり、それについて話すことが重要です。
変圧器では、交流電流が一方に印加されると、もう一方に電圧が誘導されるように、2つのコイルが配線されます。変圧器は、一方の端（一次コイル）に印加される電圧を降圧または昇圧して、変圧器のもう一方の端（二次コイル）にそれぞれ低い電圧または高い電圧を生成するために使用されるデバイスです。二次コイルの誘導電圧は、常に一次コイルに印加される電圧に二次コイルと一次コイルの巻数の比率を掛けたものに等しくなります。
したがって、降圧または昇圧変圧器である変圧器は、一次コイルの導体の巻数に対する二次コイルの巻数の比率に依存します。二次コイルと比較して一次コイルの巻数が多い場合、変圧器は電圧を降圧しますが、一次コイルの巻数が二次コイルと比較して少ない場合、変圧器は一次コイルに印加される電圧を昇圧します。
変圧器は、長距離にわたる電力の分配を非常に可能にし、費用効果が高く、実用的です。送電時の損失を減らすために、電力は発電所から高圧および低圧で送電され、変圧器の助けを借りて低電圧および高圧で家庭やオフィスに配電されます。
記事が多すぎないように、ここで停止します。この記事のパート2では、AC波形について説明し、いくつかの方程式と計算について説明します。乞うご期待。