*#PŘESMĚRUJ [[Elektrický proud#Střídavý proud]] ▼[[Soubor:Alternating current on a 'scope.png|náhled|Průběh střídavého harmonického proudu]]
'''Střídavý proud''' je [[elektrický proud]], který v čase periodicky mění směr svého toku, statisticky je jeho [[střední hodnota]] nulová.
Periodické průběhy mohou být například pilovité, obdélníkové nebo jiné. Proud s periodickým [[sinus]]ovým průběhem se nazývá harmonický:
:<math>i(t) = I_m \cdot \sin (\omega t + \varphi)</math>
kde <math>I_m</math> je [[amplituda]], <math>\omega</math> je [[úhlová frekvence]] a <math>\varphi</math> je fázový posuv mezi napětím a proudem.
Velikost střídavého harmonického proudu je obtížné vyjádřit jediným číslem, protože jeho hodnota se neustále mění v čase. Proto definujeme následující hodnoty:
'''Střední hodnota''' střídavého harmonického proudu je rovna hodnotě [[stejnosměrný proud|stejnosměrného proudu]], při kterém by prošel vodičem za půlperiodu <math>T/2</math> stejný elektrický náboj jako u proudu střídavého:
:<math>\bar{I} = \frac{2}{T} \int_{0}^{T/2} i(t) \ \mathrm{d}t = \frac{2}{T}I_m \int_{0}^{T/2} \sin \omega t \ \mathrm{d}t = -\frac{2}{\omega T}I_m(\cos \pi - \cos 0) = \frac{2}{\pi}I_m</math>
'''Efektivní hodnota''' střídavého harmonického proudu je rovna hodnotě [[stejnosměrný proud|stejnosměrného proudu]], který by při průchodu vodičem vyvinul za periodu <math>T</math> stejné tepelné účinky jako proud střídavý:
:<math>I^{2} = \frac{1}{T} \int_{0}^{T} i^{2}(t) \ \mathrm{d}t = \frac{1}{T}I_m^{2} \int_{0}^{T} \sin^{2}\omega t \ \mathrm{d}t = \frac{1}{T}I_m^{2}(\frac{T}{2}-\frac{\sin 4\pi}{4\omega}) = \frac{1}{2}I_m^{2} \ \ \ </math> tj. <math> \ \ \ I = \frac{1}{\sqrt 2}I_m</math>
=== Výkon střídavého proudu ===
{{Podrobně|Elektrický výkon}}
=== Zdroje střídavého proudu ===
Střídavý proud vzniká [[Zákon elektromagnetické indukce|elektromagnetickou indukcí]] v synchronním [[elektrický generátor|generátoru]] ([[alternátor]]u) obsahujícím tři cívky navzájem otočené o 120 stupňů. Cívky generátoru mohou být zapojeny do [[Přepočet hvězda trojúhelník|hvězdy nebo trojúhelníku]], takže generátor má pak tři vývody, které nazýváme fáze. Každá ze tří fází má průběh napětí proti sousedním fázím fázově posunut o 120 stupňů. [[Frekvence]] otáčení [[Rotor (elektrotechnika)|rotor]]u v generátoru určuje frekvenci střídavého proudu. Jestliže se otáčení rotoru děje se stálou [[úhlová rychlost|úhlovou rychlostí]], pak vzniklý střídavý proud má harmonický průběh. Všechny alternátory veřejné elektrické sítě pracují navzájem synchronně s jmenovitou frekvencí 50 Hz v Evropě nebo 60 Hz v USA. Výhodou třífázové soustavy je, že při lineární a symetrické (tj. ve všech třech fázích stejné) zátěži je v každém okamžiku periody součet okamžitých hodnot proudů všech fází roven nule a z generátoru je pak odebírán konstantní výkon, takže na něm nevznikají momentové rázy.
=== Obvody střídavého proudu ===
{{Podrobně|Přechodový jev (elektrický obvod)}}
=== Rozvody střídavého proudu ===
{{Podrobně|Elektrická síť#Střídavé sítě třífázové}}
=== Výhody střídavého proudu ===
Hlavní výhody střídavého proudu ve srovnání se stejnosměrným:
* Snížení [[ztráty elektrické energie|přenosových ztrát]] transformací elektrického napětí na [[vysoké napětí]] nebo [[velmi vysoké napětí]], tj. výkon se pak přenáší při vyšším napětí ale nižším proudu, čímž se snižují provozní ztráty vzniklé zahříváním elektrického vedení vývinem [[Jouleovo teplo|Jouleova tepla]] při průchodu proudu.
* Pořizovací úspory na průřezech [[vodič (elektrotechnický výrobek)|vodičů]], tedy především na [[Měď|mědi]], a následných lehčích nosných konstrukcích vedení i dalších zařízení.
* jednoduché (skokově přepínané) zvyšování a snižování napětí pomocí [[transformátor]]ů.
* vzhledem k tomu, že proud prochází nulou každou půlperiodu, vycházejí přístroje určené k vypínání ([[vypínač (elektrotechnika)|vypínače]] a [[stykač]]e) a ochraně ([[elektrická pojistka|pojistky]], [[Elektrický jistič|jističe]] a [[proudový chránič|chrániče]]) silových obvodů střídavého proudu konstrukčně mnohem menší.
* generátory střídavého proudu, na rozdíl od stejnosměrných [[Dynamo|dynam]], nepoužívají [[Komutátor (elektrotechnika)|komutátory]] (mechanické [[střídač]]e), takže jsou jednodušší z hlediska výroby i údržby.
=== Nevýhody střídavého proudu ===
Hlavní nevýhody střídavého proudu ve srovnání se stejnosměrným:
* složitější [[rekuperace]] (vracení energie do sítě) – tento problém je zmírněn nástupem pokročilé polovodičové techniky (aplikace elektronických [[střídač]]ů).
* nutnost synchronizovat všechny elektrické generátory v celé [[Elektrická síť|síti]].
* nutnost vyvažovat nejen toky samotného [[Činný výkon|činného výkonu]], ale i [[Jalový výkon|jalového výkonu]].
* podstatný vliv rozložených [[Elektrická síť|parametrů vedení]], jako parazitní [[Elektrická vodivost|svod]], [[indukčnost]] a [[Elektrická kapacita|kapacita]].
=== Použití střídavého proudu ===
==== V domácnostech ====
Střídavý proud se používá v běžných domácích [[elektrický spotřebič|elektrických spotřebičích]] ([[žárovka]], [[zářivka]], [[elektromotor]], [[Elektrické topení|elektrická topidla]] apod.).
==== V průmyslu ====
Další typy použití střídavého proudu lze najít v [[průmysl]]u, např. v [[hutnictví]] se běžně používají [[oblouková pec|obloukové pece]] s běžnou frekvencí 50 Hz, které jsou jedny z největších spotřebičů zapojených do sítě vůbec. Početně nejvýznamnější a nejsilnější skupinu [[elektrický spotřebič|elektrospotřebičů]] v průmyslu tvoří třífázové [[asynchronní motor]]y, které pohání naprostou většinu běžných průmyslových strojních [[mechanismus|mechanismů]].
==== V trakci ====
Střídavý proud se používá pro [[pohon|trakční]] napájení v dopravě, kde se kromě stejnosměrného napájení hnacích vozidel (lokomotiv, trolejbusů, vozů metra či tramvají) používá i střídavého napájení při běžné frekvenci 50 Hz při speciálním zapojení fází. V některých zemích (např. v Německu, Rakousku či Švýcarsku) se v železniční dopravě používá třetinová frekvence (16,{{overline|6}} Hz). Tato frekvence byla zvolena pro možnost jednoduchého odvození od frekvence 50 Hz v rotačních měničích.
==== V palubních sítích ====
Střídavý proud je používán i v palubních sítích některých dopravních prostředků, jako např. letadla nebo lodě. V těchto případech je obvykle používáno střídavé napájení s vyšší frekvencí (typicky 400 Hz) pro snížení [[ztráty elektrické energie|ztrát]] a zmenšení rozměrů a [[hmotnost]]i transformátorů.
== Odkazy ==
=== Literatura ===
* {{Citace monografie
| příjmení = Sedlák
| jméno = Bedřich
| příjmení2 = Štoll
| jméno2 = Ivan
| titul = Elektřina a magnetismus
| vydavatel = Karolinum
| místo = Praha
| rok vydání = 2012
| vydání = 3
| počet stran = 595
| isbn = 978-80-246-2198-2
}}
=== Související články ===
* [[Stejnosměrný proud]]
* [[Elektřina]]
=== Externí odkazy ===
* {{Commonscat}}
{{Autoritní data}}
{{Portály|Fyzika}}
[[Kategorie:Elektřina]]
[[Kategorie:Elektrotechnika]]
| 