سیگنالهای  DC , AC

AC به معنی جریان متناوب و DC  به معنی جریان مستقیم می باشد . این دو مولفه گاهی به سیگنالهای الكتریكی ( مثلاً ولتاژ ) هم كه جریان نیستند اطلاق می شود . بنابراین سیگنالهای الكتریكی جریان یا ولتاژی هستند كه منتقل كننده اطلاعات ( كه معمولا ولتاژ میباشد ) هستند .

جریان متناوب  AC

سیگنالهای متناوب در یك مسیر منتشر میشوند و سپس تغییر مسیر می دهند و این عمل دائماً تكرار می شود . یعنی ابتدا یك سیكل مثبت و بعد یك سیكل منفی و به همین ترتیب تكرار می شوند .

یك ولتاژ  متناوب  دائماً بین مثبت و منفی تغییر میكند و بصورت موجی تكرار میشود .

به هر تغییرات بین مثبت و منفی ، یك سیكل گفته می شود و واحد آن هرتز می باشد . در ایران وسائل الكتریكی با فركانس 50 هرتز كار می كنند .

شكل بالا شكل موج یك منبع تغذیه متناوب است كه به آن موج سینوسی اطلاق می شود و به شكل پائین از آنجا كه مستقیماً بین مثبت و منفی تغییر می كند ، شكل موج مثلثی اطلاق می شود .

سیگنالهای متناوب برای راه اندازی وسائلی از قبیل لامپ ها و گرم كننده ها بكار می روند ولی اكثر مدارهای الكتریكی برای كار نیاز به یك ولتاژ مستقیم دارند كه در زیر به آن اشاره شده است .

جریان مستقیم  DC

جریان مستقیم همیشه در یك مسیر جاری می شود ( همیشه مثبت و یا همیشه منفی است ) ولی ممكن است میزان آن كاهش یا افزایش پیدا كند .

باتری ها و رگولاتورها ولتاژ مستقیم می دهند و این ولتاژ برای مدارهای الكترونیكی مناسب است . اكثر منابع تغذیه شامل یك تبدیل كننده ترانسفورماتوری هستند كه جریان اصلی غیر مستقیم را به یك جریان غیر مستقیم كم و بی خطر تبدیل می كنند .

سپس این جریان كم و بی خطر توسط مدارات یكسو كننده جریان از غیر مستقیم به مستقیم تبدیل می شود . البته این ولتاژ مستقیم یك ولتاژ متغییر می باشد و برای مدارهای الكترونیكی مناسب نیست و لذا برای صاف كردن سطح ولتاژ مستقیم از یك خازن استفاده می شود تا ولتاژ مستقیم برای مدارات الكترونیكی حساس قابل استفاده شود .

در شكل مقابل بالا شكل موج یك ولتاژ مستقیم ثابت و یكنواخت كه از طریق باتری تامین میشود نشانداده شده است .

شكل وسط یك ولتاژ مستقیم با صاف كننده سطح ولتاژ ( خازن )  است كه مناسب بعضی از مدارهای الكترونیكی می باشد .و شكل پائین یك ولتاژ مستقیم بدون استفاده از خازن را نشان می دهد

مشخصات سیگنال های الكتریكی

همانطور كه بیان شد ، سیگنالهای الكتریكی ولتاژ یا جریانی هستند كه انتقال دهنده اطلاعات كه معمولا ولتاژ است ، هستند .

در نمودار مقابل مشخصات مختلفی از سیگنال الكتریكی نشان داده شده است . یكی از این مشخصات فركانس است كه به تعداد سیكل ها در ثانیه اطلاق می شود .

Amplitude  ماكزیمم ولتاژی است كه سیگنال دارد و Peak voltage  نام دیگری برای Amplitude  است .

  پیك تو پیك ( Peak-peak voltage ) دو برابر مقدار پیك ولتاژ می باشد .

 دوره تناوب ( Time period )  زمانی است كه برای طی شدن یك سیكل كامل نیاز است . این زمان بر حسب ثانیه اندازهگیری می شود و در زمانهای خیلی كوتاه از واحد های میكروثانیه هم استفاده می شود .

فركانس ( Frequency   ) به تعداد سیكل ها در هر ثانیه اطلاق می شود و واحد آن هرتز است . در اندازه گیری فركانس های بالا از واحد های كیلوهرتز و مگاهرتز نیز استفاده می شود .

در ایران فركانس شبكه برق 50 هرتز است بنابراین دوره تناوب برابر است با 20 میكروثانیه .

¹/₅₀ = 0.02s = 20ms.

هر كیلو هرتز برابر با هزار هرتز و هر مگاهرتز برابر را یك میلیون هرتز است .

1kHz = 1000Hz    و   1MHz = 1000000Hz.

ارزش و مقدار  RMS  ( ولتاژ مؤثر )

در ولتاژ غیر مستقیم ، ولتاژ از صفر شروع و به پیك مثبت می رسد و دوباره به صفر رسیده و سپس به پیك منفی می رسد و لذا در بیشتر اوقات ، ولتاژ از مقدار پیك ولتاژ كمتر است . لذا از یك مقدار موثر استفاده می كنیم كه همان RMS  است . مقدار ولتاژ RMS برابر است با 0.7 ولتاژ پیك

ارزش یا معیار RMS  یك ارزش موثر ولتاژ یا جریان متغییر می باشد ، بدین معنی كه این ولتاژ تاثیر اصلیش در مدار معادل آن مقدار است . بعنوان مثال یك لامپ كه به ولتاژ 6 ولت RMS  متصل شده ، همان مقدار روشنائی را دارد كه اگر به یك ولتاژ 6 ولت مستقیم متصل می شد .به هر حال نور لامپی كه با ولتاژ 6 ولت RMS  روشن شود ، كمتر است از نور لامپی كه با 6 ولت مستقیم روشن شود . چون ولتاژ موثر 6 ولت غیر مستقیم برابر است با 2/4 ولت یعنی برابر با 2/4 ولت مستقیم نور می دهد .

بحث ولتاژ مؤثر این فكر را بوجود می اورد كه مقدار RMS  نوع دیگری از میانگین است ولی بخاطر داشته باشید كه این مقدار قطعاً میانگین نیست . در واقع ولتاژ یا جریان میانگین غیر مستقیم ، صفر خواهد بود . چون بخش های مثبت و منفی سیگنال هم را خنثی می كنند و وقتی میانگین می گیریم ، میانگین براببر با صفر خواهد بود . بنابراین ولتاژ RMS  قطعاً یك ولتاژ میانگین نیست .

اینك این سوال پیش می اید كه یك ولتمتر AC  چه مقداری را نشان می دهد ، مقدار مؤثر یا مقدار پیك ولتاژ ؟

پاسخ این است كه ولتمترهای AC  مقدار موثر ولتاژ یا جریان را نشان می دهند در ولتاژهای مستقیم هم مقدار مؤثر DC نشانداده می شود .

سؤال دیگری كه مطرح است این است كه بطور مثال  6 ولت مستقیم دقیقاً چه معنائی دارد ، مقدار مؤثر یا مقدار پیك ولتاژ معنی دارد ؟

در این موارد اگر منظور پیك ولتاژ باشد معمولاً قید می شود و در غیر اینصورت منظور مقدار مؤثر خواهد بود . برای مثال وقتی می گوئیم 6 ولت AC  به معنی 6 ولت مؤثر است كه پیك ولتاژ آن 8/6 ولت است .

در ایران ولتاژ 220 ولت برای مصارف عمده الكتریكی مورد استفاده قرار می گیرد ، این به معنی 220 ولت موثر بوده  و پیك آن حدود 320 ولت است .