Izmjeni?na struja
(ili
naizmjeni?na
) je
elektri?na struja
?ija se ja?ina i smer periodi?no menjaju sa vremenom.
[1]
Elektri?na struja
je usmjereno protjecanje nosioca
naboja
, pri ?emu naj?e??e mislimo na protjecanje
elektrona
kroz
metalne
vodi?e, ali to također mo?e biti i protjecanje
iona
u disociranim otopinama, prelet nabijenih ?estica (npr. α i β) kroz vakuum, pomicanje
?upljina
u
poluvodi?ima
i drugo. Ako to protjecanje vremenom mijenja smjer, tada je to
izmjeni?na
elektri?na struja. Nije potrebno da iznos ili smjer te struje bude u vremenu pravilan niti simetri?an u oba smjera.
Naj?e??e se pod izmjeni?nom strujom ipak podrazumjeva simetri?an oblik, kod kojega su oblici struje dok te?e u svakom od smjerova jednaki po svemu osim po smjeru. Kako su i trajanja toka struje u svakom od smjerova jednake, onda se ta trajanja zovu
poluperiode
koje zajedno ?ine cjelinu koja se ponavlja -
periodu
. Takav oblik struje se mo?e matemati?ki prikazati i kao zbroj niza struja (zvanih ?harmonici”) sinusnog oblika. Ta se ?injenica koristi za olak?avanje izra?una, jer se gotovi izra?uni za sinusni oblik odgvaraju?e primjenjuju i na druge oblike struje.
Zna?aj i prednosti izmjeni?ne struje je isticao
Nikola Tesla
, iako se pri tome morao oduprijeti velikom pritisku ameri?kog izumitelja
Thomasa Alva Edisona
. ?lanak
War of Currents
opisuje na
engleskom
tijek Tesline borbe da uvede u primjenu izmjeni?nu struju i njene prednosti.
Jedna gospodarska prednost izmjeni?nih struja je ta da se izmjeni?ne struje mogu u?inkovito, uz vrlo male gubitke, prenositi na velike udaljenosti. Naime za prijenos snage nije va?an ni samo iznos napona, ni samo iznos struje, ve? njihov umno?ak. Gubitci prijenosnom vodi?u ovise o neizbje?nom otporu vodi?a i kvadratu struje koja kroz njega proti?e. Dakle, uz pove?anje napona i odgovaraju?e smanjenje struje mogu?e je prenositi istu snagu uz manje gubitke. Pove?anje napona se za izmjeni?ne struje mo?e vrlo jednostavno mo?e provesti u
transformatorima
.
U Republici
Hrvatskoj
je odlukom Ministra gospodarstva od
2. 3.
2000
. g. objavljenoj u
Narodnim novinama
propisano da se elektri?na energija koja se isporu?uje ku?anstvima spojenima na niskonaponsku elektri?nu mre?u isporu?uje pri frekvenciji 50 Hz i naponu između faznih vodi?a i zemlje od 230 V ±10%.
Istovremenom proizvodnjom nekoliko struja koje su međusobno fazno pomaknute posti?e se ve?a u?inkovitost elektri?nih
generatora
i
motora
, tj. uz istu veli?inu i masu stroja mogu?e je posti?i ve?u snagu.
Ova ?injenica se koristi recimo u
automobilima
koji iako imaju instalaciju za
istosmjernu struju
koriste mali trofazni sinkroni generator (tzv. alternator) za proizvodnju elektri?ne energije koja se potom ispravlja
ispravlja?em
u istosmjernu struju.
Puno bitnija prednost vi?efaznog sustava izmjeni?nih struja je da se tim sustavom jednostavno porizvodi
okretno magnetsko polje
koje omogu?uje izgradnju elektri?nih strojeva (generatora i motora) bez kolektora i ?etkica. Takvi strojevi odlikuju se velikom pouzdano??u, trajno??u i vi?om u?inkovito??u od kolektorskih strojeva.
Posljedica protjecanja izmjeni?ne struje je i oda?iljanje
elektromagnetskih valova
, ?to je
Nikola Tesla
uo?io i primijenio za prijenos energije bez ?ica. Ako se iznos tako prenesene energije mijenja, mogu?e je na be?i?ni na?in prijemnoj strani slati dogovorene signale. Tako se mo?e prenositi telegrafske kodove, glas, upravnjati udanjenim strojevima i automatima, prenositi sliku i druge oblike informacija. I to je
Tesla
uo?io i uspje?no pokazao izgradiv?i radioupravnjani model broda.
O tome kome pripada zasluga za izum radia (tj. kome pripadaju odgovaraju?i patenti) također se vodila bitka.
Guglielmo Marconi
je tvrdio da zasluga pripada njemu, no nakon duge pravne borbe Vrhovni sud Sjedinjenih ameri?kih dr?ava je ipak presudio u korist
Nikole Tesle
. Raspravu o tome mo?ete na?i u ?lanku na engleskom
Invention of Radio
.
- ↑
Jugoslav Karamarkovi?, Fizika (str. 185), Univerzitet u Ni?u, 2005.