Какой ток в батарейке переменный или постоянный: «Батарейка это переменный ток или постоянный?» – Яндекс.Кью

Содержание

Какие есть источники постоянного тока

Постоянный ток — электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению.

Постоянный ток — это такой ток, который почти (поскольку ничего идеального в мире нет) не изменяется во времени, ни по величине, ни по направлению. Исторически первые источники постоянного тока были исключительно химическими. Сначала они были представлены только гальваническими элементами, а позже появились и аккумуляторы.

Гальванические элементы и аккумуляторы имеют строго определенную полярность, и направление тока в них самопроизвольно не изменяется, поэтому химические источники тока — это принципиально источники постоянного тока.

Гальванический элемент

Пальчиковая батарейка АА — яркий пример современного гальванического элемента. Цилиндрическая щелочная батарейка ( которую любят называть алкалиновой, тогда как слово «alkaline» переводится как «щелочная») содержит внутри раствор гидроксида калия в качестве электролита.

На положительном полюсе батарейки находится диоксид марганца, а на отрицательном — цинк в виде порошка.

Когда внешняя цепь батарейки замыкается на нагрузку, на аноде (отрицательном полюсе) происходит химическая реакция окисления цинка, одновременно с этим на катоде (положительном полюсе) идет реакция восстановления оксида марганца четырехвалентного до оксида марганца трехвалентного.

В результате с отрицательного полюса электроны бегут в сторону положительного полюса через внешнюю цепь нагрузки. Так работает источник постоянного тока — гальванический элемент.

Химический процесс в гальваническом элементе не обратим, то есть пытаться заряжать его бесполезно. Напряжение между полюсами новой пальчиковой батарейки 1,5 вольта, что обусловлено потенциалами веществ, участвующих в химической реакции внутри нее.

Аккумулятор

Литий-ионный аккумулятор, в отличие от батарейки, можно после разрядки снова заряжать, поскольку химический процесс в нем обратим.

С виду аккумулятор работает как батарейка, то есть тоже дает в цепь нагрузки принципиально только постоянный ток, но емкость у аккумулятора обычно больше чем у батарейки примерно такого же размера.

В ходе разрядки литиевого аккумулятора, химическая реакция на аноде (отрицательном электроде) состоит в отделении лития от углерода и его переходе в состав соли на катоде (положительном электроде). А при зарядке ионы лития вновь переходят к углероду на аноде.

Разность потенциалов между полюсами литий-ионного аккумулятора может доходить до 4,2 вольт. Максимальный ток зависит от площади взаимодействия электродов внутри аккумулятора с электролитом и соответственно друг с другом.

Генератор

В промышленных масштабах постоянный ток получают при помощи генераторов постоянного тока. Как правило, на статоре такой машины расположены неподвижные магниты либо электромагниты, наводящие во вращающихся контурах ЭДС по закону электромагнитной индукции.

Вращающиеся контуры соединены каждый с контактными пластинами щеточно-коллекторного узла, через которые посредством неподвижных щеток и снимается в цепь нагрузки генерируемый ток. Поскольку контуры контактируют с положительной и отрицательной щетками только при прохождении мимо определенных магнитных полюсов статора, ток во внешней цепи получается выпрямленным переменным, то есть пульсирующим постоянным.

Величина тока зависит от сечения проводов, индукции магнитного поля статора и площади статора. Величина напряжения — от скорости вращения ротора генератора и от индукции магнитного поля статора.

Солнечный элемент

Солнечные батареи также дают постоянный ток. Фотоны солнечного света попадая на фотоэлемент вызывают движение положительно заряженных дырок и отрицательно заряженных электронов через p-n-переход, и во внешней цепи получается таким образом постоянный ток.

Чем больше совокупная площадь фотоэлементов — тем больше электронов и дырок участвуют в образовании тока, тем больший ток можно получить от солнечной батареи. Генерируемое напряжение солнечной батареи зависит от интенсивности солнечного света и от количества соединенных последовательно фотоэлементов, входящих в конструкцию солнечной батареи.

Трансформатор с выпрямителем

Раньше в электронной аппаратуре для получения постоянного тока, при питании от бытовой сети переменного тока, сплошь и рядом использовались блоки питания с трансформаторами на железе. Переменное сетевое напряжение понижалось при помощи трансформатора, а затем выпрямлялось при помощи лампового или диодного выпрямителя.

После выпрямителя в такой схеме всегда стоит фильтр, состоящий как минимум из конденсатора, а в лучшем случае — из конденсатора и дросселя, да еще и транзисторного стабилизатора напряжения, особенно если источник тока должен быть регулируемым.

Напряжение на выходе такого блока питания зависит от количества витков вторичной обмотки трансформатора, а максимальная величина тока — от номинальной мощности трансформатора.

Импульсный блок питания

Сегодня в радиоэлектронной аппаратуре для получения постоянного тока почти не используют блоки питания с низкочастотными трансформаторами на железе, на замену им пришли импульсные блоки питания.

В них выпрямленное сетевое напряжение сначала понижается при помощи высокочастотного трансформатора и транзисторных ключей, а затем выпрямляется. Ток направляется через фильтр в конденсатор фильтра.

Конструкция импульсного блока питания получается гораздо меньше размером, чем с трансформатором на железе. Но шумов в выходном токе больше. Поэтому особое внимание при конструировании импульсных блоков питания уделяют фильтрации тока на выходе к нагрузке.

Напряжение на выходе импульсного блока питания зависит от устройства электронной схемы, а максимальный ток — от размера высокочастотного трансформатора и качества находящихся на схеме радиоэлектронных компонентов.

Конденсатор и ионистор

Источником постоянного электрического тока можно назвать в определенном смысле электрический конденсатор. Конденсатор накапливает электрическую энергию в форме постоянного электрического поля между своими обкладками, а затем может отдавать эту энергию в форме постоянного тока или импульсного разряда.

И то и другое по сути — постоянный ток, отличающийся лишь длительностью проявления.

Но электролитические конденсаторы сегодня выпускаются на огромные емкости в тысячи и более микрофарад. Особая разновидность конденсатора — ионистор (суперконденсатор) — он занимает промежуточное место между аккумулятором и конденсатором.

Химические процессы в ионисторе протекают практически с такой же скоростью как в конденсаторе, но в отличие от аккумулятора, ионистор обладает меньшим внутренним сопротивлением, что позволяет получать от ионисторов большие постоянные токи на протяжении более длительного времени. Чем больше емкость конденсатора — тем больший по величине и более продолжительный ток можно получить с его помощью.

Ранее ЭлектроВести писали, что встреча глав США и СССР в 1985 году подарила миру один из самых амбициозных технологических проектов: экспериментальный термоядерный реактор ITER (“путь”). В Провансе, на юге Франции, тысячи ученых и строителей готовят комплекс для научных экспериментов, способных открыть человечеству дорогу к термоядерным электростанциям будущего.

По материалам: electrik.info.

ПОСТОЯННЫЙ И ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

В 21-веке электроника стала очень популярной. Многие люди хотят узнать больше о радиотехнике и начинают читать специальные книги, хотя многое в книгах не понятно. И поэтому начинают путаться, задавать много вопросов. Не могут найти подходящие и понятные сайты о электронике, где можно вкратце и просто понять что к чему. Но что-то мы далеко ушли, ладно давайте приступим к делу. Задача – рассказать всё подробнее и понятнее о постоянном и переменном токе.

Постоянный ток

До того времени, когда не было радиоприёмников и радиосвязи, был ток который тёк в одну сторону – его назвали постоянным, на графике он изображается прямой линией, как показано на рисунке ниже.

Давайте разберёмся, каков принцип работы этого тока, а он очень прост. Потому что постоянный ток течёт только в одну сторону. На мощных электростанциях вырабатывается переменный ток, его нужно сделать в постоянный. Постоянный ток может создать только гальванический элемент. Гальванический элемент – это элемент вырабатывающим постоянный ток, то есть обычная батарейка. Принцип работы батарейки разбирать не будем, нам сейчас главное, чтобы в вашей памяти уложился только постоянный и переменный ток. Допустим, мы выработали постоянный ток, он начнёт двигаться от плюса к минусу, это обязательно запомнить.

Переменный ток

Теперь переходим к переменному току, всё радиосвязь появилась, переменный ток стал изюминкой. Рассмотрим график переменного тока. Вы сразу обратили внимание на эти странные буквы, они нам не нужны, кроме одной – Т. У переменного тока есть особенность, он может менять своё направление, например: он, движется то в одну сторону, потом в другую. Этот процесс называется колебанием или периодом. На рисунке период обозначен этой самой буквой Т. Видно, что выше оси t волна, и ниже её, тоже волна. Это значит, что выше оси это движение к плюсу, а ниже, движение к минусу, проще говоря, это положительный полупериод, почему полупериод, потому что два полупериода равны T, то есть равны периоду, значит они всё таки полупериоды.

Период – то же самое, что и колебание. Несколько колебаний совершённые в 1 секунду называют частотой. Итак, разобрались, что такое постоянный и переменный ток, думаю что разобрались.

Запомните: В розетке всегда 220 В переменного тока – он очень опасный. Один удар может даже убить человека, поэтому соблюдайте осторожность!

В памяти у вас должно отложиться: движение постоянного и переменного тока; графики постоянного и переменного тока; что такое частота, полупериод, период.

Кстати забыл сказать, в чём измеряется частота. Запомните: частота измеряется в Герцах. Допустим, совершается 50 колебаний в секунду, это значит что частота равна 50 герц. Таким образом можно определять любые другие значения. Всем пока, с вами был Дмитрий Цывцын.

Какой ток в розетке переменный или постоянный (AC или DC)

Всем известно, что в розетках есть электрическое напряжение, но мало кто задумывается о том, какое это напряжение – переменное или постоянное.

Почти вся производимая электроэнергия является переменной, а постоянная, вырабатываемая генераторами постоянного тока и солнечными электростанциями перед поступлением в сеть преобразовывается в переменный ток, поэтому более, чем в 98% розеток переменный ток. Переменным называют такое напряжение, которое периодически изменяет свою полярность и величину. Единицей частоты этих изменений является 1Гц (герц).

Генераторы переменного тока проще по конструкции и дешевле, а величина переменного напряжения меняется при помощи трансформаторов. Чем выше напряжение, тем меньше потери и необходимое сечение проводов, а перед поступлением в розетки оно уменьшается до 220В (в США 230В). БОльшая часть бытовых электроприборов предназначены для питания переменным напряжением, а те из них, которые нуждаются в постоянном токе, подключаются через блоки питания.

В этой статье рассказывается о том, какой в розетке ток переменный или постоянный, чем они отличаются друг от друга и почему именно переменное напряжение используется дома и на предприятиях.

Что такое электрический ток

В школе на уроках физики ученикам рассказывают, что электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. В металлах, из которых изготавливаются провода, носителями заряда являются электроны.

На электростанциях электроэнергия вырабатывается при помощи генераторов при вращении вала электромашины. Он приводится в движение разными способами, которых получает название электростанция:

  1. нагретый пар – тепловая;
  2. вода нагревается ядерным реактором – атомная;
  3. падающая или текущая вода – гидроэлектростанция;
  4. ветер – ветроэлектростанция.

На валу генератора находится электромагнит, а в статоре обмотки, при вращении ротора магнит вращается вместе с ним. При этом магнитное поле, пересекающее катушки, меняется по своему направлению и величине за счёт чего в них наводится электрическое напряжение, также меняющееся по величине от 0 до 100% и от прямой полярности к обратной.

Частота этих изменений в электросетях России, других стран СНГ и Евросоюза составляет 50 раз в секунду или 50Гц. Напряжение на выходных клеммах генератора может быть различным, но по пути к потребителю оно проходит через трансформаторы и в бытовых розетках составляет 220В.

Постоянное напряжение является неизменным по величине и полярности. Первоначально производилось медно-цинковыми батареями, позже к ним добавились генераторы постоянного тока, в которых напряжение вырабатывается при вращении вала с обмотками в магнитном поле. В наше время вырабатывается в основном аккумуляторами, батарейками и солнечными электростанциями.

Интересно! В автомобилях используются генераторы переменного тока со встроенными выпрямителями. Выходное напряжение этого устройства регулируется током в обмотке ротора.

Виды электрического тока в быту

Для того, чтобы определить какой ток в розетке, нет необходимости изучать этот вопрос на уровне ВУЗа. Есть всего две разновидности напряжения – постоянное и переменное.

Ответ на вопрос какой ток в розетке переменный или постоянный является однозначным сейчас, но в начале ХХ века на эту тему спорили два великих изобретателя – Никола Тесла, поддерживавший идею переменного тока, и Томас Эдисон, выступавший за постоянный ток. В этот период мог быть в розетке постоянный или переменный ток, в зависимости от страны и схемы электроснабжения здания.

В конце концов победила точка зрения Теслы, а постоянный ток сейчас используется в основном в электроприводах, которые питаются от сети переменного тока через диодные или тиристорные выпрямители.

Интересно! В некоторых зданиях в Сан-Франциско в 2012 году сохранялись лифты, запитанные от сети постоянного тока. Это оборудование и подвод такого напряжения к зданиям сохранялись как раритет. В Нью-Йорке такие установки работали до 2007 года.

Постоянный ток

Международный символ этого напряжения DC – Direct Current (постоянный ток), а условное обозначение на электросхемах “—” или “=”. Величина и полярность этого вида напряжения являются неизменными, а сила тока изменяется только при изменениях нагрузки. Этот вид электрического тока производится аккумуляторами, батарейками и элементами солнечных электростанций.

От сети постоянного тока работают двигатели трамваев, троллейбусов и другого электротранспорта. Эти электродвигатели имеют лучшие тяговые характеристики, чем двигатели переменного тока.

Информация! От постоянного напряжения работает бОльшая часть электронных схем, но они получают питание от сети переменного тока через встроенный или внешний блок питания с выпрямителем.

Переменный ток

Международное обозначение этого напряжения AC – Alternating Current (переменный ток), а условное обозначение на электросхемах “~” или “≈”.

Величина и полярность переменного тока в сети всё время меняется. Частота этих изменений составляет 50Гц в Европе и некоторых других странах и 60Гц в США. Большинство бытовых и промышленных электроприборов изготавливаются для питания переменным напряжением.

Практически вся электроэнергия, используемая в быту и промышленности, является переменной. Для передачи на большие расстояния его повышают при помощи трансформаторов, а в конечной точке линии понижают до необходимой величины. Это позволяет уменьшить стоимость ЛЭП и потери. Для того, чтобы исключить колебания напряжения, для особоважных приборов устанавливаются стабилизаторы.

При увеличении напряжения и неизменной передаваемой мощности сила тока и сечение проводов пропорционально уменьшается. Если напряжение не повышать, то для подачи электроэнергии к потребителю необходимо использовать кабеля большого сечения, а передача на большие расстояния окажется невозможной. Вот почему в розетке переменный ток.

В домашней розетке два контакта – фазный и нулевой. В некоторых случаях к ним добавляется заземляющий. Это однофазное напряжение является частью трёхфазной системы. Она включает в себя три одинаковых сети. Напряжение в этих сетях сдвинуто по фазе на 120° друг относительно друга.

Вначале эта система была шестипроводной. В таком виде её изобрёл Никола Тесла. Позже М. О. Доливо-Добровольский усовершенствовал эту схему и предложил передавать трёхфазное напряжение по трём или чётырём проводам (L1, L2, L3, N). Он также показал преимущества трёхфазной системы электроснабжения перед схемами с другим числом фаз.

Параметры домашней электрической сети

После определения ответа на вопрос, какой в розетке ток переменный или постоянный, следует выяснить другие параметры домашней электросети.

Основными из них являются следующие:

  • Напряжение. В бытовых розетках используется однофазное напряжение 220В. При большой протяжённости линии эта величина может значительно отличаться от номинальной. В этом случае необходимо использовать стабилизатор.
  • Частота. В большинстве стран, за исключением Соединённых Штатов, частота составляет 50Гц, в США 60Гц. Этот параметр общий для энергосистемы государства.
  • Наличие заземления. В розетках и электропроводке, установленных в СССР, заземление отсутствует. По современным требованиям ПУЭ его монтаж является обязательным и в розетках кроме фазного “L” и нулевого “N” контактов есть заземляющий контакт “РЕ”.

На какую силу тока рассчитана розетка

Кроме напряжения важным параметром является допустимый ток и мощность. Независимо от сечения вводного кабеля и номинального тока вводного автомата к обычным розеткам нельзя подключать оборудование, мощность которого превышает 3,5кВт или 16А. Этого достаточно для любой бытовой техники кроме электроплит, нагревателей проточной воды и бойлера.

Эти аппараты желательно присоединять с электросети через клеммник или использовать промышленные розетки. Такие устройства производятся для любого количества фаз и допустимый ток, в зависимости от модели, составляет до 125А.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья – поделись с друзьями!

 

Постоянный ток или постоянное напряжение. Какой ток называют постоянным

Детей учат, что пальцы в розетку совать нельзя! А почему? Потому что будет плохо. С более подробным объяснением часто бывают проблемы: какое-то там напряжение, ток, что-то куда-то течет. Чтобы вы в будущем могли сами объяснить своим детям, что к чему, мы сейчас объясним вам. Эта статья про переменный и постоянный токи, их отличия, применение и историю электричества вообще. Науку нужно делать интересной, и мы скромно пытаемся этим заниматься по мере сил.

Например: какой ток у нас в розетках? Переменный, конечно! Напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. А сеть, по которой передается ток – трехфазная. Кстати, если при словах «фаза» и «ноль» вы впадаете в ступор, почитайте что это такое, и день будет прожит вдвойне не зря! Но не будем забегать вперед. Обо всем по порядку.

Краткая история электричества

Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.

Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.

Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.

В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле». Именно тогда и появился термин «электричество» .

Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.

Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.

Бенджамина любят все, ведь его портрет есть на каждой стодолларовой купюре. Помимо работы в точных науках, он был видным политическим деятелем. Но вопреки распространенному заблуждению, Франклин не был президентом США.

1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.

Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.

На раскопках рядом с Багдадом нашли батарейку возрастом больше двух тысяч лет. Какой древний айфон с ее помощью подзаряжали – остается загадкой. Зато известно точно, что батарейка уже «села». Этот случай как бы говорит: может быть, люди знали об электричестве намного раньше, но потом что-то пошло не так.

Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию. Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции , электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями .

Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаметитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.

Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.

Сначала напомним, что ток – это движение заряженных частиц.

Постоянный ток – это ток, который течет в одном направлении.

Типичный источник постоянного тока – гальванический элемент. Проще говоря, батарейка или аккумулятор. Один из древнейших артефактов, связанных с электричеством – багдадская батарейка, которой 2000 лет. Предполагают, что она давала ток напряжением 2-4 Вольта.


Где используется постоянный ток:

  • в питании большинства бытовых приборов;
  • в батарейках и аккумуляторах для автономного питания приборов;
  • для питания электроники автомобилей;
  • на кораблях и подводных лодках;
  • в общественном транспорте (троллейбусах, трамваях).

Проще всего представить постоянный ток наглядно, на графике. Вот как он выглядит:


Бытовые приборы работают на постоянном токе, но в розетки сети в квартире приходит переменный ток. Практически везде постоянный ток получается путем выпрямления переменного.

Переменный ток – это ток, который меняет величину и направление. Причем меняет в равные промежутки времени.

Переменный ток используется в промышленности и электроснабжении. Именно его получают на станциях и отправляют к потребителям. Уже на месте преобразование переменного электрического тока в постоянный происходит с помощью инверторов.

Переменный ток – alternating current (AC). Постоянный ток – direct current (DC). Аббревиатуру AC/DC можно увидеть на трансформаторных будках, где происходит преобразование. А еще это название одной отличной австралийской рок-группы.

А вот и наглядное изображение переменного тока.


Переменный ток течет в цепи в двух направлениях: туда и обратно. Одно из них считается положительным , а второе – отрицательным .

Так как величина тока меняется не только по направлению, но и по величине, не думайте, что в вашей розетке постоянно 220 Вольт. 220 – это действующее значение напряжения, которое бывает 50 раз в секунду. Кстати, в Америке используется другой стандарт переменного тока в сети: 110 Вольт и 60 Герц.

Война токов

Активное использование постоянного тока началось в конце 19 века. Тогда Эдисон довел до ума лампочку (1890) и основал первые в Нью-Йорке электростанции, которые производили постоянный ток напряжением 110 Вольт.

Использование постоянного тока было связано с существенными потерями при его передаче на большие расстояния. Переменный ток нельзя было использовать из-за того, что не было соответствующих счетчиков и моторов, работавших на переменном токе. Так же был затруднен процесс преобразования постоянного тока в переменный. При этом переменный ток можно было без потерь передавать на большие расстояния.

В то время в Америку из Сербии приехал Никола Тесла , который устроился на работу в компанию к Эдисону. Тесла изобрел электродвигатель переменного тока, понял все выгоды и предложил Эдисону его использование.


Эдисон не послушал Теслу и к тому же не выплатил ему зарплату. Так и началось знаменитое противостояние изобретателей – война токов.

Она длилась более ста лет и закончилась в 2007 году. Тогда Нью-Йорк полностью перешел на электроснабжение переменным током.

Почему переменный ток опаснее постоянного

В войне токов, чтобы не потерпеть убытки и финансовый крах от внедрения и использования идей Теслы, Эдисон публично демонстрировал, как переменный ток убивает животных. Случай, когда какой-то американский гражданин погиб от удара переменным током, был очень подробно и широко освещен в прессе.


Для человека переменный ток в общем случае действительно опаснее постоянного. Хотя всегда нужно учитывать величину тока, его частоту, напряжение, сопротивление человека, которого бьет током. Рассмотрим эти нюансы:

  1. Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным.
  2. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
  3. Переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы, стимулируя мышцы и сердце. Именно поэтому он несет большую опасность для жизни.

С каким бы током вы не работали, соблюдайте осторожность и будьте бдительны! Берегите себя и свои нервы, а также помните: сделать это эффективно поможет профессиональный студенческий сервис с лучшими экспертами.

Электрическим током называют направленное, упорядоченное движение заряженных частиц.

Постоянный ток имеет устойчивые свойства и направление движения заряженных частиц, которые не изменяются со временем. Он используется многими электрическими устройствами в домах, а также в автомобилях. От постоянного тока работают современные компьютеры, ноутбуки, телевизоры и многие другие устройства. Для преобразования переменного тока в постоянный используются специальные блоки питания и трансформаторы напряжения .

Все электрические устройства и электрические инструменты, работающие от батарей и аккумуляторов считаются потребителями постоянного тока, так как батарея – это источник постоянного тока, который может быть преобразован в переменный с помощью инверторов.

Разница переменного тока от постоянного

Переменным называют электрический ток, который может изменяться по направлению движения заряженных частиц и величине с течением времени. Важнейшими параметрами переменного тока считаются его частота и напряжение. В современных электрических сетях на разных объектах используется именно переменный ток, имеющий определенное напряжение и частоту. В России в бытовых электросетях ток имеет напряжение 220 В и частоту равную 50 Гц. Частота электрического переменного тока – это число изменений направления движения заряженных частиц за 1 секунду, то есть, при частоте в 50 Гц он меняет направление 50 раз в секунду. Таким образом, отличие переменного тока от постоянного заключается в том, что в переменном заряженные частицы могут менять направление движения.

Источниками переменного тока на объектах различного назначения являются розетки . К розеткам мы подключаем различные бытовые приборы, получающие необходимое напряжение. Переменный ток используется в электрических сетях потому, что величина напряжения может быть преобразована до необходимых значений с помощью трансформаторного оборудования с минимальными потерями. Другими словами, его гораздо проще и дешевле транспортировать от источников электроснабжения до конечных потребителей.

Передача переменного тока потребителям

Путь переменного тока начинается с электростанций, на которых устанавливаются мощнейшие электрические генераторы, из которых выходит электрический ток с напряжением на уровне 220-330 кВ. Через электрические кабели ток идет к трансформаторным подстанциям, устанавливаемым в непосредственной близости от объектов электрического потребления – домов, квартир, предприятий и других сооружений.

Подстанции получают электрический ток с напряжением около 10 кВ и преобразуют его в трехфазное напряжение 380 В. В некоторых случаях на питание объектов идет ток с напряжением 380 В, этого требуют мощные бытовые и производственные приборы, но чаще всего в месте ввода электричества в дом или квартиру, напряжение снижается до привычных нам 220 В.

Преобразование переменного тока в постоянный

Мы уже разобрались с тем, что в розетках бытовых электрических систем находится переменный ток, однако многие современные потребители электричества нуждаются в постоянном. Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется с помощью специальных выпрямителей. Весь процесс преобразования включает в себя три этапа:

  1. Подключение диодного моста с 4-мя диодами необходимой мощности. Такой мост может «срезать» верхние значения синусоид переменного тока или делать движение заряженных частиц однонаправленным.
  2. Подключение сглаживающего фильтра или специального конденсатора на выход с диодного моста. Фильтр способен исправить провалы между пиками синусоид переменного тока. Подключение конденсатора серьезно уменьшает пульсации и может довести их до минимальных значений.
  3. Подключение стабилизаторов напряжения для снижения пульсаций.

Преобразование тока может осуществляться в обоих направлениях, то есть, из постоянного тоже можно сделать переменный. Но этот процесс значительно сложнее и осуществляется он за счет использования специальных инверторов, которые отличаются высокой стоимостью.

В данной расскажем что такое переменный электрический ток и трехфазный переменный переменный ток.

Понятие переменного электрического тока даётся в учебнике физики общеобразовательного учебного заведения — школы. — ток имеющий форму гармонического синусоидального сигнала, основными характеристиками которого являются действующее напряжение и частота, с течением времени изменяется по направлению и величине.

Частота – это количество полных изменений полярности переменного электрического тока за одну секунду. Это означает, что ток, в обычной бытовой розетке частотой 50 Герц за одну секунду меняет своё направление с положительного значения на отрицательное и обратно ровно пятьдесят раз. Одно полное изменение направления (полярности) электрического тока с положительного значения на отрицательное и снова на положительное называют — периодом колебания электрического тока . В течение периода Т переменный электрический ток меняет своё направление дважды.

Для визуального наблюдения синусоидальной формы переменного тока обычно используют . Для исключения поражения электрическим током и защиты осциллографа от сетевого напряжения по входу, используют разделительные трансформаторы. Для измерения периода нет разницы, по каким равнозначным (равноамплитудным) точкам его измерять. Можно по максимальным положительным, или отрицательным вершинам, а можно и по нулевому значению. Это поясняется на рисунке.

Из учебника физики мы знаем, что переменный электрический ток вырабатывается с помощью электрической машины – генератора. Простейшая модель генератора это магнитная рамка, вращающаяся в магнитном поле постоянного магнита.

Представим себе прямоугольную проволочную рамку с несколькими витками, равномерно вращающуюся в однородном магнитном поле. Возникающая в этой рамке э.д.с. индукции меняется по синусоидальному закону. Период колебания Т переменного электрического тока – это один полный оборот магнитной рамки вокруг своей оси.

магнитная рамка

Одними из важных характеристик электрического тока являются две величины переменного электрического тока – максимальное значение и среднее значение.

Максимальное значение напряжения электрического тока Umax — это величина напряжения, соответствующая максимальному значению синусоиды.

Среднее значение напряжения электрического тока Uср — это величина напряжения, равная значению 0,636 от максимального. Математически это выглядит так:

U ср = 2 * U max / π = 0,636 U max

Синусоиду максимального напряжения можно проконтролировать на экране осциллографа. Понять, что такое среднее значение переменного электрического напряжения можно проведя эксперимент по рисунку и описанию ниже.

Используя осциллограф, подключите к его входу синусоидальное напряжение. Ручкой вертикального смещения развёртки переместите «ноль» развёртки на самую нижнюю линию шкалы экрана осциллографа. Растяните и сместите горизонтальную развёртку так, чтобы одна полуволна синусоидального напряжения поместилась в десять (пять) клеток экрана осциллографа. Ручкой вертикальной развёртки (усилением) растяните развёртку так, чтобы максимальная амплитуда полуволны поместилась ровно в десять (пять) клеток экрана осциллографа. Определите амплитуду синусоиды на десяти участках. Суммируйте все десять значений и поделите на десять – найдите его «средний балл». В результате Вы получите значение напряжения, приблизительно равное 6,36 от его максимального значения — 10.

Измерительные приборы – вольтметры, цешки, мультиметры для измерения переменного напряжения имеют в своей схеме выпрямитель и сглаживающий конденсатор. Эта цепочка «округляет» множитель разницы максимального и измеряемого напряжения до числа 0,7. Поэтому, если Вы будете наблюдать на экране осциллографа синусоиду напряжения амплитудой 10 вольт, то вольтметр (цешка, мультиметр) покажет не 10, а около 7 вольт. Вы думаете что в Вашей домашней розетке – 220 вольт? Так и есть, но не совсем так! 220 вольт – это среднее значение напряжения бытовой розетки, усреднённое измерительным прибором — вольтметром. Максимальное же напряжение следует из формулы:

U max = U изм / 0,7 = 220 / 0,7 = 314,3 вольт

Именно поэтому, когда Вас «бъёт» током от электрической розетки 220 вольт, знайте, что это Ваша иллюзия. На самом деле, Вас трясёт напряжение около 315 вольт.

Трехфазный ток

Наряду с простым синусоидальным переменным током в технике широко используется так называемый трехфазный переменный ток . Мало того, трёхфазный электрический ток — это основной вид энергии используемый во всём мире. Трёхфазный ток приобрёл популярность по причине менее затратной передачи энергии на большие расстояния. Если для обычного (однофазного) электрического тока требуется два провода, то для трёхфазного тока, у которого энергия в три раза больше, требуется всего три провода. Физический смысл Вы узнаете в этой статье позже.

Представьте, если вокруг общей оси вращается не одна, а три одинаковые рамки, плоскости которых повернуты друг относительно друга на 120 градусов. Тогда возникающие в них синусоидальные э.д.с. также будут сдвинуты по фазе на 120 градусов (см. на рис).

Такие три согласованных переменных тока называют трехфазным током. Упрощённое расположение проволочных обмоток в генераторе трёхфазного тока иллюстрируется на рисунке.

Подключение обмоток генератора по трём независимым линиям показано на рисунке ниже.

Такое подключение шестью проводами довольно громоздко. Так как для явлений в электрических цепях важны только разности потенциалов, то один проводник может использоваться сразу для двух фаз, без снижения нагрузочной способности по каждой из фаз. Другими словами, в случае подключения обмоток генератора по схеме «звезда» с использованием «нуля», передача энергии от трёх источников производится по четырём проводам (см. рис.), в которых один является общим – нулевым проводом.

По трём проводам может передаваться энергия сразу от трёх (фактически независимых) источников электрического тока соединённых «треугольником».

В промышленных генераторах и преобразующих трансформаторах «треугольником» обычно подключается межфазное напряжение 220 вольт. При этом «нулевой» провод отсутствует.

«Звезда» применяется для передачи напряжения сети с использованием «нуля». При этом на фазе относительно «нуля» действует напряжение 220 вольт. Межфазное напряжение при этом равно 380 вольт.

Частым явлением во времена «нагло ворующей демократии» было сгорание бытовой аппаратуры в квартирах добропорядочных граждан, когда из-за слабой проводки сгорал общий «ноль», тогда в зависимости от того, какое количество бытовых приборов включено в квартирах, горели телевизоры и холодильники у того, кто их меньше всего включал. Вызвано это явлением «перекоса фаз», которое возникало при обрыве нуля. В розетку добропорядочных граждан вместо 220 вольт устремлялось межфазное напряжение 380 вольт. До настоящего времени во многих коммуналках и сооружениях напоминающих жильё наших российских городов и весей это явление до конца не искоренилось.

Ток – это движение электронов в определенном направлении. Оно нужно, чтобы в наших устройствах тоже двигались электроны. Откуда берется ток в розетке?

Электростанция преобразует кинетическую энергию электронов в электрическую. То есть, гидроэлектростанция использует проточную воду для вращения турбины. Пропеллер турбины вращает клубок меди между двух магнитов. Магниты заставляют электроны в меди двигаться, из-за этого начинают двигаться электроны в проводах, которые присоединены к клубку меди – получается ток.

Генератор – как насос для воды, а провод – как шланг. Генератор-насос качает электроны-воду через провода-шланги.

Переменный ток – это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение. Что это значит? В российских розетках частота 50 герц и напряжение 220 вольт. Получается, что за секунду поток электронов 50 раз меняет направление движения электронов и заряд с положительного на отрицательный. Смену направлений можно заметить в флуоресцентных лампах, когда их включаешь. Пока электроны разгоняются, она несколько раз мигает – это и есть смена направлений движения. А 220 вольт – это максимально возможный «напор», с которым движутся электроны в этой сети.

В переменном токе постоянно меняется заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Если бы напряжение было 100% постоянно, то понадобился бы провод огромного диаметра, а с меняющимся зарядом провода могут быть тоньше. Это удобно. По небольшому проводу электростанция может отправить миллионы вольт, потом трансформатор для отдельного дома забирает, например 10000 вольт, и в каждую розетку выдает по 220.

Постоянный ток – это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.

Очень давно, учеными был изобретен электрический ток. Первым изобретением был постоянный. Но в последующем, проводя в своей лаборатории опыты, Никола Тесла изобрел переменный ток. Между ними было и есть много различий, согласно которым один из них используется в слаботочной аппаратуре, а другой имеет возможность преодолевать различные расстояния с небольшими потерями. Но многое зависит от величин токов.

Ток переменный и постоянный: разница и особенности

Отличие переменного тока от постоянного, можно понять исходя из определений. Для того чтобы лучше разобраться в принципе работы и особенностях, необходимо знать следующие факторы.

Основные отличия:

  • Движение заряженных частиц;
  • Способ производства.

Переменным, называют такой ток, в котором заряженные частицы, способны изменять направление движения и величину в определенное время. К главным параметрам переменного тока относят его напряжение и частоту.

В настоящее время, общественные электрические сети и различные объекты, используют переменный ток, с определенным напряжением и частотой. Данные параметры определяются оборудованием и устройствами.

Обратите внимание! В бытовых электросетях, используется ток величиной 220 Вольт и тактовой частотой 50 Гц.

Направление движения и частота заряженных частиц в постоянном токе неизменны. Данный ток для питания используют различные бытовые устройства, такие как телевизоры и компьютеры.

В связи с тем, что переменный ток, проще и экономичнее по способу производства и передачи на различные расстояния, он стал основой электрификации объектов. Производят переменный ток на различных электростанциях, с которых посредством проводников, то поступает к потребителю.

Постоянный ток, получают при преобразовании переменного тока или путем химических реакций (например, щелочная батарейка). Для преобразования, используют трансформаторы тока.

Какой уровень напряжения является допустимым для человека: особенности

Для того чтобы знать, какие значения электрического тока являются допустимыми для человека, составлены соответствующие таблицы, в которых указаны величины переменного и постоянного тока и время.

Параметры воздействия электрического тока:

  • Сила;
  • Частота;
  • Время;
  • Относительная влажность.

Допустимое напряжение прикосновения и ток, которые протекают через человеческое тело в различных режимах электроустановок, не превышают следующих значений.

Переменный ток 50 Гц, должен быть не более 2,0 Вольт и силой тока 0,3 мА. Ток с частотой 400 Гц напряжением 3,0 Вольт и сила тока 0,4 мА. Постоянный ток напряжением 8 и силой тока 1 мА. Безопасное воздействие тока с такими показателями, до 10 минут.


Обратите внимание! Если электромонтажные работы производятся при повышенных температурах и высокой относительной влажности, данные значения уменьшаются в три раза.

В электроустановках с напряжением до 100 Вольт, которые глухо заземлены, или изолирована нейтраль, безопасные токи прикосновения следующие.

Переменный ток 50 Гц с разбросом напряжения от 550 до 20 Вольт и силой тока от 650 до 6 мА, переменный ток 400Гц с напряжением от 650 до 36 Вольт, и постоянный ток от 650 до 40 Вольт, не должен воздействовать на тело человека в пределах от 0,01 до 1 секунды.

Опасный переменный ток для человека

Считается, что для жизни человека, переменный электрический ток наиболее опасен. Но это при условии, если не вдаваться в подробности. Многое зависит от различных величин и факторов.

Факторы, влияющие на опасное воздействие:

  • Продолжительность контакта;
  • Путь прохождения электрического тока;
  • Сила тока и напряжение;
  • Какое сопротивление тела.

Согласно правилам ПУЭ, самый опасный ток для человека, это переменный с частотой, которая варьируется в пределах от 50 до 500 Гц.

Стоит отметить, что при условии, сила тока не превышает 9 мА, то любой, может сам освободиться от токоведущей части электроустановки.

Если данное значение превышено, то для того чтобы освободиться от воздействия электрического тока, человеку нужно стронная помощь. Связано это с тем, что ток переменный, намного сильнее способен возбуждать нервные окончания, и вызывать непроизвольные судороги мышц.

Например, при касании токоведущей части устройства внутренней частью ладони, мышечная судорога будет сильнее сжимать кулак, с течением времени.

Почему еще переменный ток опаснее? При одинаковых значениях силы тока, переменный в несколько раз сильнее воздействует на организм.


Так как, переменный ток воздействует на нервные окончания и мышцы, то стоит понимать, что этим, том влияет и на работу сердечной мышцы. Из чего следует, что при контакте с переменным током, возрастает риск летального исхода.

Важным показателем, является сопротивление тела человека. Но при ударе переменным током с высокими частотами, сопротивление тела значительно снижается.

Какой величины опасен для человека постоянный ток

Опасным для человека, может быть и постоянный ток. Конечно переменный, в десятки раз опаснее. Но если рассматривать токи в различных величинах, то постоянный может быть намного опаснее переменного.

Воздействие постоянного тока на человека разделяют:

  • 1 порог;
  • 2 порог;
  • 3 порог.

При воздействии постоянного тока перового порога (ток ощутимый), начинают немного дрожать руки, и появляется легкое покалывание.

Второй порог (ток не отпускающий), в пределах от 5 до 7 мА, является наименьшим значением, при котором человек, не может освободиться от проводника самостоятельно.

Данный ток считается не опасным, так как сопротивление тела человека выше, чем его значения.

Третий порог (фибрилляционный), при значениях от 100 мА и выше, ток сильно воздействует на организм и на внутренние органы. При этом ток при данных значениях, способен вызвать хаотичное сокращение сердечной мышцы и привести к его остановке.

На силу воздействия, влияют и другие факторы. Например сухая кожа человека, обладает сопротивлением от 10 до 100 кОм. Но если касание произошло мокрой поверхностью кожи, то сопротивление значительно снижается.

Постоянный и переменный ток. Значение трансформаторов.

Без электричества и электрических приборов уже попросту невозможно представить современный мир. Всё к чему мы так привыкли: освещение, бытовые приборы, компьютеры, телевизоры – так или иначе связано с электропитанием. Однако, стоит отметить, что одни приборы работают от переменного тока, а другие – питаются от источников постоянного тока.

Постоянным током называют ток, который в течение некоторого промежутка времени не меняет своего направления и величины. Таким образом, постоянный ток имеет постоянное напряжение и силу тока.

Постоянный ток используется:

  • Для передачи электроэнергии на высоковольтных линиях электропередач (например, 500 кВ). Это связано с тем, что если применять переменный ток того же напряжения, с учетом амплитудных значений напряжений и их перепада, то такие напряжения могут превышать величину напряжения постоянного тока в несколько раз. Использование переменного тока в высоковольтных проводах приведет к дополнительным тратам на изоляционные материалы, что значительно увеличит стоимость ЛЭП.
  • В контактных сетях электрического транспорта – троллейбусов и трамваев – до 3000 В.
  • В сетях до 1000 В для электродвигателей с тяжелыми условиями пуска – прокатные станы, центрифуги и прочее.
  • Для электросетей до 500 В, используемых для грузоподъемных механизмов – подъемных электрических кранов.
  • В качестве источника питания различных переносных бытовых приборов – фонарики, аудиоприёмники, диагностические приборы, мультиметры, мобильные телефоны.


Поток электронов идет строго по прямой линии, никак не колеблясь и не изменяясь. У такого тока нет частоты, потому что нет колебаний. Поток электронов (каждый электрон) двигается строго в одном направлении от «минуса» к «плюсу». Поэтому в батарейках так важно соблюдать полярность. Если подключите два «минуса» или два «плюса», ток просто не потечет.

Стоит отметить, что в условиях тяжелого пуска – то есть если пусковой момент высок, а требуется плавное регулирование скорости, тягового усилия и пускового момента – применяются двигатели постоянного тока. Таковыми, например, являются двигатели электротранспорта, электрических мельниц, центрифуг.

Постоянный ток, чаще всего можно встретить в различных элементах питания – аккумуляторах и батарейках. Скажем, в автомобилях используется аккумуляторы постоянного тока напряжением 12 В; для строительной техники, например, экскаваторов, бульдозеров используются аккумуляторы, имеющие напряжение в 24 В. Аккумулятор мобильного телефона автора статьи – постоянного тока напряжением 3,7 В.

Каждый источник постоянного тока имеет две клеммы или разъема, обозначаемые как плюс (+) и минус (-). Считается, что постоянный ток движется от плюсовой клеммы (+) к минусовой (-), при этом, между ними можно подключить оборудование (например лампочку). 

На самом деле, процессы, протекающие в электросети постоянного тока происходят очень быстро, и изобразить их в реальном времени не представляется возможным.

Схематично, действие постоянного тока в простейшей сети, многократно замедленное. Оно дает наиболее полное представление о процессах, происходящих в сети постоянного тока.

Переменный ток – это ток, который за определенный промежуток времени, меняет свое направление. Частота смены направления измеряется в герцах. 1 герц (Гц) означает, что за одну секунду совершен полный цикл смены направления (туда-обратно). В Европейских странах, в том числе и в России, в бытовых электросетях используется однофазный переменный ток, имеющий частоту 50 Гц, то есть меняющий своё направление 100 раз в секунду.

Таким образом, за одну секунду через нить лампы, горящей на обычном письменном столе, ток проходит 50 раз в одном направлении и пятьдесят раз в обратном.

В американских и канадских электросетях используется переменный ток с частотой в 60 Гц, вместо общепринятого переменного тока с частотой в 50 Гц.

Также, как источник постоянного тока имеет две клеммы – плюсовую и минусовую, источник однофазного переменного тока имеет две клеммы или разъема, называемые «фаза» и «ноль».

Кстати, переменный ток в домашней розетке называется однофазным, как раз из-за наличия одного разъема «фаза». Величина напряжения переменного однофазного тока равна 220 В.

Переменный ток действует следующим образом: переменный ток начинает движение из «фазы» в сторону «нуля», доходит до него, останавливается, и затем, движется в обратном направлении.

Особенностями переменного однофазного тока являются:

  • Среднее значение силы переменного тока за период равняется нулю.
  • Переменный ток за период меняет не только направление движения, но и свою величину.
  • Действующее значение силы переменного тока – это сила такого постоянного тока, при которой средняя мощность, которая выделяется в проводнике в цепи переменного тока, равна мощности, которая выделяется в том же проводнике в цепи постоянного тока. Когда говорят о токах и напряжении в сети переменного тока, имеют в виду их действующие значения.


Поток электронов постоянно колеблется с определенной частой (в 50 герц), образуя синусоиду (волнистую линию).
Поток электронов двигается как угодно, отдельные электроны в потоке тоже движутся хаотично. Для переменного тока не требуется соблюдать полярность.

 

Действующее напряжение сети переменного тока в обыкновенной бытовой розетке составляет напряжение в сети 220 вольт.

Широкое применение переменного тока в технике и для бытовых нужд вызвано тем, что, переменный ток легко трансформируется. Напряжение в сети переменного тока может быть легко повышено или понижено при помощи специального устройства –трансформатора.

Трансформатор – электромагнитное устройство, которое преобразует посредством электромагнитной индукции переменный ток таким образом, что напряжение в сети уменьшается либо увеличивается в несколько раз без изменения частоты, и практически без потери мощности.

Для преобразования напряжения переменного тока в сторону уменьшения (например, силовые трансформаторы с 10 000 В городских сетей до 220 В домашней сети) применяются понижающие трансформаторы. Для преобразования напряжения сетей в сторону повышения – повышающие трансформаторы.

 

Постоянный ток

Постоянный ток (direct current) – это упорядоченное движение заряженных частиц в одном направлении. Другими словами
величины характеризующие электрический ток, такие как напряжение или сила тока, постоянны как по значению, так и по направлению.

В источнике постоянного тока, например в обычной пальчиковой батарейке, электроны движутся от минуса к плюсу. Но исторически сложилось так, что за техническое направление тока считается направление от плюса к минусу.

Для постоянного тока применимы все основные законы электротехники, такие как закон Ома и законы Кирхгофа.

История

Изначально постоянный ток назывался – гальваническим током, так как впервые был получен с помощью гальванической реакции. Затем, в конце девятнадцатого века, Томас Эдисон, предпринимал попытки организовать передачу постоянного тока по линиям электропередачи. При этом даже разыгралась так называемая “война токов”, в которой шел выбор в качестве основного тока между переменным и постоянным. К сожалению, постоянный ток “проиграл” эту “войну”, потому что в отличие от переменного тока, постоянный, несет большие потери в мощности при передаче на расстояния. Переменный ток легко трансформировать и благодаря этому передавать на огромные расстояния.

Источники постоянного тока


Источниками постоянного тока могут быть аккумуляторы, либо другие источники в которых ток появляется благодаря химической реакции (например, пальчиковая батарейка).  

Также источниками постоянного тока может быть генератор постоянного тока, в котором ток вырабатывается благодаря 
явлению электромагнитной индукции, а затем выпрямляется с помощью коллектора.

Постоянный ток может быть получен с помощью выпрямления переменного тока. Для этого существуют различные выпрямители и преобразователи.

Применение

Постоянный ток,  достаточно широко применяется в электрических схемах и устройствах. К примеру, дома, большинство приборов, таких как модем или зарядное устройство для мобильного, работают на постоянном токе. Генератор автомобиля, вырабатывает и преобразует постоянный ток, для зарядки аккумулятора. Любое портативное устройство питается от источника постоянного тока.

В промышленности постоянный ток используется в машинах постоянного тока, например в двигателях, или генераторах. В некоторых странах существуют высоковольтные линии электропередачи постоянного тока.

Постоянный ток также нашел свое применение и в медицине, например в электрофорезе – процедуре лечения с помощью электрического тока.

В железнодорожном транспорте, кроме переменного, используется и постоянный ток. Это связано с тем, что тяговые двигатели, которые имеют более жесткие механические характеристики, чем асинхронные, являются двигателями постоянного тока.

Влияние на организм человека

Постоянный ток в отличие от переменного является более безопасным для человека. Например, смертельным током для человека является 300 мА если это ток постоянный, а если переменный с частотой 50 Гц, то 50-100 мА.

  • Просмотров: 13003
  • Как измерить напряжение мультиметром: инструкции, фото, видео

    Мультиметр – современное устройство, которое может проверить разные параметры сети: сопротивление, силу тока и т.п. А как измерить напряжение мультиметром? Что это вообще такое, и какие показатели считаются нормальными? Ответим на эти вопросы в статье.

    Напряжение: что это такое?

    Сначала вспомним определение. Напряжение — это давление от источника питания электроцепи, обеспечивающее движение заряженных электронов через проводящий контур, за счет чего эти частицы выполняют полезную для людей работу, к примеру, обеспечивают свечение лампы.

    Говоря о напряжении, мы ведём речь о двух видах тока:

    1. Переменный ток. Он находится в наших розетках, снабжает энергией бытовые электроприборы, с его помощью работает освещение. Образуясь на электростанциях, переменный ток состоит из постоянно перемещающихся направляющихся электронов по кабелям. Такое движение и формирует нужное напряжение. У обычных розеток частота движения приравнивается 50Гц, а вольтаж у них 220В. За секунду поток электронов 50 раз меняет направление, что приводит к изменению заряда: “+” меняется на “-”. Такой процесс и называется переменным током: от него питается всё подключенное к этой розетке.
    2. Постоянный ток. Он присущ всем АКБ, будь то автомобиль, телефон или простая пальчиковая батарейка. Когда электрический заряд заканчивается, выполняется подключение от сети, переменный ток преобразуется в постоянный. Так АКБ вновь копит в себе запас напряжения, если речь идёт о многоразовых батареях.

    Значит, процесс проверки напряжения мультиметром должен быть отдельным для каждого вида тока, то есть для каждого устройства свой метод, в частности, для розетки и аккумулятора.

    Инструкция: как измерить напряжение мультиметром

    Измерять напряжение достаточно легко: нужно только выбрать определенный режим, предел измерений и подключить щупы. Но на каждом этапе есть свои нюансы. Обязательно изучите руководство к вашему тестеру, где содержатся точные обозначения. А чтобы точно сделать все правильно, прочитайте статью о том, как пользоваться мультиметром.

    Выбор режима

    В вопросе о том, как измерить вольты мультиметром, первым делом важно определиться с режимом тестера.

    Ручку переключателя необходимо перевести на режим изменения напряжения, при этом выбирать аббревиатуру следует в зависимости от того, что будет измеряться:

    1. ACV — переменное напряжение.
    2. DCV — постоянное.

    Также есть иные обозначения, тоже указывающие на напряжение:

    1. V — это вольтаж, V~ — это переменное напряжение.
    2. V с горизонтальной черточкой с тремя короткими под ней — постоянное напряжение.

    На некоторых моделях может стоять только V, что указывает на автоматическое определение тестером вида напряжения.

    Выбор предела измерений

    Если вы хотите разобраться, как проверить вольтаж мультиметром, нужно научиться определять диапазон значений.

    Находить его нужно на корпусе в области переключения напряжения. У большей части моделей максимальный предел составляет 750В для переменного напряжения и 1000В для постоянного.

    Если вы будете измерять напряжение в розетке, переведите ручку переключателя на значение в 750 ACV, если же будете тестировать АКБ автомобиля, можно ставить, к примеру, 200 DCV.

    Помните правило: предел измерения разных параметров устанавливается выше предполагаемого значения. В противном случае велик риск того, что мультиметр сгорит.

    Тестер покажет на дисплее значения напряжения в том диапазоне, который вы установили. Выставив предел в 750В, вы вполне можете увидеть на экране значение в 230В, больше или меньше. Цифры выше 750 точно не будет. Если же вы поставите предел, например, в 200В, то, если фактическая величина больше, на дисплее появится цифра 1.

    Если вы измеряете напряжение в обычной розетке, не обязательно должно быть значение в 220В. Меньше или больше на 10-15В — вполне нормально.

    Подключение щупов

    Теперь в том, как измерить вольтаж мультиметром, нужно понять, как правильно расставить щупы, которых два — черный и красный. Для начала их нужно вставить в гнёзда на корпусе, которых часто два, но может быть три и даже четыре.

    Темный провод мультиметра именуется отрицательным, его нужно присоединить к гнезду COM. Алый провод — положительный или фаза. Если отверстий на тестера два, логично, что второе для этого щупа. Если больше, прочитайте в руководстве по применению, куда присоединять красный провод для измерения напряжения. Обычно это гнездо, возле которого стоит буква V.

    Для замера напряжения мультиметром другие наконечники щупов присоединяются к измерительному элементу. Здесь всё просто, потому что вольтаж проверяется параллельным подключением, то есть не нужна никакая нагрузка. Всё, что нужно сделать: вставить в розетку щупы и посмотреть на дисплей.

    Тестирование трехфазки выполняется с помощью соединения двух проводов тестера с двумя шинами. Норма между ними — 380 В, между одной шиной и землей — 220 В (может быть чуть больше или меньше).

    Как измерить напряжение мультиметром в розетке

    Теперь поэтапно рассмотрим, как замерить вольтаж мультиметром в розетке:

    1. Выбрать функцию измерения переменного напряжения мультиметра, выставив максимальный диапазон измерений.
    2. Присоединить наконечники щупов к розетке, нащупав провод внутри. В случае с переменным током нам не нужно выяснять, где “+” и “-”.
    3. Посмотреть на результат, который отображается на дисплее. Не забудьте для этого включить мультиметр.

    Видео о том, как узнать напряжение мультиметром в розетке:

    Как померить мультиметром вольтаж батарейки

    Измерение мультиметром напряжения постоянного у батарейки осуществляется так:

    1. Выбрать на тестере режим измерения постоянного напряжения, а также диапазон измерения выше предполагаемого. Можно начать с максимального и постепенно понижать. Для домашних батареек достаточно 20 DCV.
    2. Наконечник темного провода измерителя соединить с минусом.
    3. Наконечник алого провода соединить с плюсом.
    4. Посмотреть на цифры на дисплее. Если перед ними стоит знак минус, значит, вы перепутали полярность, но само значение отображает реальное напряжение.

    Полученное значение сравните с нормой, которая может быть указана на корпусе устройства.

    Видео, как проверить вольты на мультиметре у пальчиковой батарейки:

    Теперь вы знаете, как проверить напряжение с помощью мультиметра. Делитесь своим опытом в комментариях.

    Желаем вам безопасных и точных измерений!

    Вопрос — ответ

    Вопрос: Как правильно померить сопротивление мультиметром

    Ответ: Для этого нужно выбрать режим, который на многих моделях обозначается Ω. На некоторых моделях режим выбирается с разу с диапазоном. Затем щупы вставляются в гнёзда на мультиметре, а наконечники нужно приложить к контактам элемента.

     

    Вопрос: Как лучше всего измерить сопротивление цифровым мультиметром

    Ответ: Цифровым мультиметром делать это очень легко, потому что такой прибор сразу показывает готовое значение. Важно всё правильно подключить, а затем смотреть, что покажет дисплей. Если показан 0, то нужно уменьшить диапазон измерений. Если вы увидели «ol» или «over» или «1», диапазон нужно увеличить. Цифра 1 может указывать, что имеется обрыв.

     

    Вопрос: Как можно проверить омы мультиметром

    Ответ: В Омах измеряется сопротивление. На мультиметре оно обозначается как Ω. На вашем тестере могут стоять режимы 200, 2000, 200k и т.п, которые тоже относятся к сопротивлению и указывают на диапазоны, в которых можно его мерить. Если вы приблизительно знаете, какого сопротивления ожидать, выставляйте ближайшее бОльшее значение.

     

    Вопрос: Как проверить сопротивление провода обычным мультиметром?

    Ответ: Для этого нужно выбрать режим прозвонки, который помогает выявить обрыв на участке цепи. После подключения и соединения контактов должен появиться звуковой сигнал. Если его нет, значит, в данном участке обрыв.

     

    Вопрос: Как проверить сопротивление: мультиметром или омметром?

    Ответ: Омметр — прибор для измерения сопротивления. Если у вас есть мультиметр с функцией омметра, то вы тоже можете узнать величину Ω. Но обычным мультиметром вы не сможете замерить большие сопротивления, для этого нужен мегаомметр.

     

    Вопрос: Как померить напряжение цифровым мультиметром?

    Ответ: Нужно выбрать определенный режим, предел измерений и подключить щупы. Если измеряете вольтаж в розетке, нужно выбрать режим переменного напряжения, а также выставить максимальный предел измерения, обычно это 750В.

     

    Вопрос: Как замерить в розетке напряжение мультиметром?

    Ответ: Выбрать функцию измерения переменного напряжения мультиметра, выставив максимальный диапазон измерений. Присоединить наконечники щупов к розетке, нащупав провод внутри. В случае с переменным током полярность значения не имеет. Осталось посмотреть на результат, который отображается на дисплее.

     

    Вопрос: Как правильно проверить вольтаж мультиметром?

    Ответ: Вольтаж — это напряжение. Оно зависит от вида тока: постоянный или переменный. На мультиметре ACV — переменное напряжение, DCV — постоянное. Встречаются и другие обозначения. Для розетки выбирается режим измерения переменного напряжения, для батареек, АКБ — постоянного.

     

    Вопрос: Как измерить вольтаж батареек мультиметром?

    Ответ: Выбрать на тестере режим измерения постоянного напряжения, а также диапазон измерения выше предполагаемого. Для домашних батареек достаточно 20 DCV. Наконечник черного провода соединить с минусом, наконечник красного — с плюсом. Если перед цифрами на дисплее стоит знак минус, значит, вы перепутали полярность, но само значение правильное.

     

    Вопрос: Как мерить напряжение с помощью современного мультиметра?

    Ответ: Общая инструкция такова: выбрать на тестере нужный режим (постоянное или переменное напряжение), предел измерений выше предполагаемого и соединить щупы с розеткой или батареей (аккумулятором). Нюансы зависят от того, что именно будет измеряться.

     

    Зависимость переменного тока (AC) от постоянного (DC)

    Добавлено в избранное Любимый 50

    Постоянный ток (DC)

    Постоянный ток немного легче понять, чем переменный. Вместо того, чтобы колебаться вперед и назад, постоянный ток обеспечивает постоянное напряжение или ток.

    Создание постоянного тока

    постоянного тока можно создать несколькими способами:

    • Генератор переменного тока, оснащенный устройством, называемым «коммутатор», может производить постоянный ток.
    • Использование устройства, называемого «выпрямитель», которое преобразует переменный ток в постоянный ток
    • Батареи обеспечивают постоянный ток, который образуется в результате химической реакции внутри батареи

    Используя нашу аналогию с водой еще раз, DC подобен резервуару с водой со шлангом на конце.

    Бак может выталкивать воду только в одном направлении: из шланга. Как и в случае с нашей батареей постоянного тока, когда резервуар опустеет, вода больше не течет по трубам.

    Описание DC

    DC определяется как «однонаправленный» ток; ток течет только в одном направлении. Напряжение и ток могут изменяться с течением времени до тех пор, пока направление потока не меняется. Для упрощения предположим, что напряжение является постоянным. Например, мы предполагаем, что батарея AA обеспечивает 1.5 В, что математически можно описать как:

    Если мы построим график с течением времени, мы увидим постоянное напряжение:

    Что это значит? Это означает, что мы можем рассчитывать на то, что большинство источников постоянного тока обеспечат постоянное напряжение во времени. На самом деле аккумулятор будет медленно терять заряд, а это означает, что напряжение будет падать по мере использования аккумулятора. В большинстве случаев мы можем предположить, что напряжение постоянно.

    Приложения

    Практически все проекты электроники и запчасти для продажи на SparkFun работают на DC.Все, что работает от батареи, подключается к стене с помощью адаптера переменного тока или использует USB-кабель для питания, зависит от постоянного тока. Примеры электроники постоянного тока включают:

    • Сотовые телефоны
    • D&D Dice Gauntlet на основе LilyPad
    • Телевизоры с плоским экраном (переменный ток переходит в телевизор, который конвертируется в постоянный ток)
    • Фонари
    • Гибридные и электромобили

    ← Предыдущая страница
    Переменный ток (AC)

    Зависимость переменного тока от постоянного

    Большинство рассмотренных до сих пор примеров, особенно те, которые используют батареи, имеют источники постоянного напряжения.Как только ток установлен, он также становится постоянным. Постоянный ток (DC) – это поток электрического заряда только в одном направлении. Это установившееся состояние цепи постоянного напряжения. Однако в большинстве известных приложений используется источник напряжения, изменяющийся во времени. Переменный ток (AC) – это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь называется цепью переменного тока.Примеры включают коммерческую и бытовую энергетику, которая обслуживает так много наших потребностей. На рисунке 1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичных источников постоянного и переменного тока. Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.

    Рис. 1. (a) Напряжение и ток постоянного тока постоянны во времени после установления тока. (б) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока 60 Гц. Напряжение и ток синусоидальны и совпадают по фазе для простой цепи сопротивления.Частоты и пиковое напряжение источников переменного тока сильно различаются.

    Рис. 2. Разность потенциалов V между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано. Математическое выражение для V дается как [латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex].

    На рисунке 2 показана схема простой схемы с источником переменного напряжения. Напряжение между клеммами колеблется, как показано на рисунке: напряжение переменного тока соответствует

    .

    [латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex],

    , где В – напряжение в момент времени t , В 0 – пиковое напряжение, а f – частота в герцах.Для этой простой цепи сопротивления I = V / R , поэтому переменный ток равен

    .

    [латекс] I = {I} _ {0} \ sin 2 \ pi {ft} \\ [/ latex],

    , где I – ток в момент времени t , а I 0 = V 0 / R – пиковый ток. { 2} \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex], как показано на рисунке 3.

    Установление соединений: домашний эксперимент – светильники переменного / постоянного тока

    Помашите рукой между лицом и люминесцентной лампочкой. Вы наблюдаете то же самое с фарами своей машины? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение: Не смотрите прямо на очень яркий свет .

    Рис. 3. Мощность переменного тока как функция времени. Поскольку напряжение и ток здесь синфазны, их произведение неотрицательно и колеблется от нуля до I 0 В 0 .Средняя мощность (1/2) I 0 V 0 .

    Чаще всего нас интересует средняя мощность, а не ее колебания – например, у лампочки 60 Вт в настольной лампе средняя потребляемая мощность 60 Вт. Как показано на рисунке 3, средняя мощность P средн. составляет

    [латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex].

    Это очевидно из графика, поскольку области выше и ниже линии (1/2) I 0 V 0 равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.Аналогичным образом, мы определяем средний или действующего тока I среднеквадратичного значения и среднее значение или действующее значение напряжения В среднеквадратичное значение , соответственно

    [латекс] {I} _ {\ text {rms}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex]

    и

    [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex].

    , где среднеквадратичное значение означает среднеквадратичное значение, особый вид среднего. Как правило, для получения среднеквадратичного значения конкретная величина возводится в квадрат, определяется ее среднее значение (или среднее значение) и извлекается квадратный корень.Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Сейчас,

    P средн. = I rms V rms ,

    , что дает

    [латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \ cdot \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex],

    , как указано выше. Стандартная практика указывает I среднеквадратичное значение , В среднеквадратичное значение и P , среднее значение , а не пиковые значения.Например, напряжение в большинстве домашних хозяйств составляет 120 В переменного тока, что означает, что В среднеквадратичное значение составляет 120 В. Обычный автоматический выключатель на 10 А прервет устойчивое напряжение I среднеквадратичного значения более 10 А. микроволновая печь потребляет P в среднем = 1,0 кВт и т. д. Вы можете рассматривать эти среднеквадратичные и средние значения как эквивалентные значения постоянного тока для простой резистивной цепи. Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения для мощности полностью аналогичны таковым для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения.{2} R \\ [/ латекс].

    Пример 1. Пиковое напряжение и мощность для переменного тока

    (a) Каково значение пикового напряжения для сети 120 В переменного тока? (b) Какова пиковая потребляемая мощность лампочки переменного тока мощностью 60,0 Вт?

    Стратегия

    Нам говорят, что В среднеквадратичное значение составляет 120 В и P среднеквадратичное значение составляет 60,0 Вт. Мы можем использовать [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex], чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.

    Решение для (a)

    Решение уравнения [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex] для пикового напряжения В 0 и замена известного значения на V rms дает

    [латекс] {V} _ {0} = \ sqrt {2} {V} _ {\ text {rms}} = 1,414 (120 \ text {V}) = 170 \ text {V} \\ [/ latex ]

    Обсуждение для (а)

    Это означает, что напряжение переменного тока изменяется от 170 В до –170 В и обратно 60 раз в секунду.Эквивалентное постоянное напряжение составляет 120 В.

    Решение для (b)

    Пиковая мощность равна пиковому току, умноженному на пиковое напряжение. Таким образом,

    [латекс] {P} _ {0} = {I} _ {0} {V} _ {0} = \ text {2} \ left (\ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \ right) = \ text {2} {P} _ {\ text {ave}} \\ [/ latex].

    Мы знаем, что средняя мощность 60,0 Вт, поэтому

    P 0 = 2 (60,0 Вт) = 120 Вт.

    Обсуждение

    Таким образом, мощность меняется от нуля до 120 Вт сто двадцать раз в секунду (дважды за каждый цикл), а средняя мощность составляет 60 Вт.

    Автомобильный аккумулятор переменного или постоянного тока? ❤️ Вот как узнать!

    Транспортные средства состоят из ряда систем, которые работают вместе в гармонии. Каждый компонент важен для целого. Одна система особенно важна – электрические компоненты автомобиля. Когда дело доходит до электричества, легко запутаться, так как существует так много сокращений и сбивающих с толку понятий, как, например, аббревиатуры AC и DC, которые являются типами электричества. Возможно, вас не слишком заботят эти сокращения, но после того, как вы начнете испытывать электрические проблемы, связанные с аккумулятором вашего автомобиля, и начнете сталкиваться с терминами типа напряжения переменного и постоянного тока, вы, несомненно, начнете спрашивать, и общий вопрос, который задают, когда дело доходит до автомобилей это автомобильный аккумулятор переменного или постоянного тока?

    Авторемонт стоит ДОРОГОЙ


    Прежде чем мы ответим на вопрос, важно ознакомиться с тем, что на самом деле означает AC (переменный ток) и DC (постоянный ток).Чтобы лучше понять вещи, вы должны сначала понять концепции напряжения и тока. Напряжение означает, насколько быстро и резко электроны движутся по кабелю, а ток, с другой стороны, – это скорость потока электронов или количество частиц, перемещающихся по кабелю.

    Переменный ток (AC) описывает поток электрического заряда, который время от времени меняет направление. Этот тип тока использовался в системе передачи энергии, изобретенной Никола Тесла. Постоянный ток (DC), с другой стороны, описывает электрический ток, который течет только в одном направлении.Томас Эдисон разработал первые системы передачи электроэнергии еще в 19 веке, и в этих системах передачи использовался постоянный ток.

    .

    Батареи переменного или постоянного тока?

    Электричество просто относится к потоку электронов через цепь, в которой один конец положительный, а другой – отрицательный. Каждый объект имеет электрический заряд, но, поскольку большинство из них настолько малы, их невозможно почувствовать или обнаружить. Поэтому для питания двигателей были разработаны батареи, представляющие собой химические элементы с высоким электрическим потенциалом.

    Теперь вопрос в том, являются ли батареи постоянным или переменным током? Обычно переменный ток используется для выработки электрического тока и подачи энергии в здания. Это логично, потому что транспортировка переменного тока на большие расстояния значительно проще и эффективнее по сравнению с постоянным током. Также проще преобразовать переменный ток в очень высокое напряжение. Почему при транспортировке электроэнергии на большие расстояния используются такие высокие напряжения? Ответ прост. Более высокие напряжения также означают более низкие токи, что также означает меньшие потери мощности.Но нет батареек переменного тока.

    Есть только некоторые батареи постоянного тока, в которых используются преобразователи для генерации переменного тока. Использование преобразователя переменного тока на батарее постоянного тока позволяет ей лучше контролировать источник энергии, и не только потому, что это также дает преимущество сохранения мощности в портативном аккумуляторном блоке.

    Примером использования батарей постоянного тока с преобразователями переменного тока является электросеть, которая подает питание на электрические розетки в домах. Поскольку постоянный ток течет в одном направлении, он в основном используется в электронике.Этот однонаправленный поток используется для управления транзисторами, которые являются строительным блоком электроники. Батареи, которые разряжаются, излучают постоянный ток постоянного тока в одном направлении и подают электричество через положительный вывод на отрицательный.

    Общее практическое правило гласит, что все, что работает от адаптера переменного тока, USB-кабеля или аккумулятора, полагается на постоянный ток, поскольку мы просто не можем хранить переменный ток в батареях. Как уже упоминалось, переменный ток периодически меняет направление, поэтому для сохранения переменного тока клемма батареи должна менять полярность с той же скоростью, что невозможно.Подключение источника переменного тока к батарее для хранения переменного тока означает, что батарея заряжается только в положительном полупериоде, а затем разряжается во время отрицательного полупериода. Это означает, что напряжение или средний ток в полном цикле будут равны нулю, что означает нулевую возможность хранить переменный ток в батарее.

    Возвращаясь к исходному вопросу, автомобильный аккумулятор – это переменный или постоянный ток?

    Автомобильный аккумулятор, как и любые другие аккумуляторы, работает от постоянного тока. Для нормальной работы большинства автомобильных компонентов требуется заряд постоянного тока.Ограничение состоит в том, что батареи в конечном итоге полностью разряжаются без оставшегося заряда. По этой причине в автомобилях также есть генераторы переменного тока, которые служат небольшими генераторами, способными преобразовывать механическую энергию в электрическую. И, если быть точным, нельзя хранить и постоянный ток, поскольку электричество в его истинном виде не может храниться в каких-либо значительных количествах. Таким образом, постоянный ток преобразуется в химическую энергию, которую можно хранить в автомобильном аккумуляторе.

    Генератор в автомобиле переменного или постоянного тока?

    Генератор вырабатывает трехфазный переменный ток, но выходной переменный ток, поступающий от генератора, немедленно преобразуется в постоянный.Раньше автомобили использовали генераторы постоянного тока, а не генераторы переменного тока, чтобы обеспечить электроэнергию. Но пришло время, когда среднее энергопотребление автомобилей выросло по мере того, как они становились более сложными и имели больше электроники. Таким образом, генераторы постоянного тока в конечном итоге были заменены столь необходимыми генераторами переменного тока, которые более эффективны при зарядке самых разных оборотов. Генераторы также обеспечивают высокую мощность при низких оборотах за счет увеличения возбуждения в обмотках возбуждения, чего нельзя сказать о генераторах постоянного тока.

    Генератор выдает переменный ток (AC) и не часто используется в электронике, поэтому выход переменного тока генератора должен быть преобразован в пригодный для использования постоянный ток. Это сделано, поскольку генераторы оснащены мостовым выпрямителем, в котором используются 4 диода, преобразующие переменный ток в постоянный. Затем электрический ток преобразуется в постоянный ток, а затем отправляется на аккумулятор автомобиля для хранения. Электрическая система автомобиля – сложный предмет, который нелегко понять, но одно ясно и просто: все его батареи работают от постоянного тока.

    Автомобильный аккумулятор на 12 В переменного или постоянного тока?

    В большинстве автомобильных приложений также используется постоянный ток. Аккумулятор обеспечивает питание двигателя от запуска, освещения до системы зажигания. В большинстве легковых автомобилей на шоссе номинально используются системы на 12 В, в то время как в тяжелых грузовиках, таких как грузовики с сельскохозяйственной техникой или тягачи с дизельными двигателями, используются системы на 24 В. 6 В использовалось в некоторых старых автомобилях, и в какой-то момент также рассматривалась электрическая система на 42 В, но она оказалась мало пригодной.Металлический каркас автомобилей часто соединяется с одним полюсом батареи и используется в качестве обратного проводника в цепи для экономии веса и проводов. Отрицательный полюс часто является заземлением шасси, но положительный полюс также может использоваться в некоторых морских или колесных транспортных средствах.

    Где используется постоянный ток?

    DC чаще всего вырабатывается такими источниками питания, как батареи, термопары и солнечные элементы. Электропитание постоянного тока обычно используется в приложениях с низким напряжением, например, при зарядке аккумуляторов, в автомобилях и самолетах, а также в других приложениях с низким напряжением и током.

    Что лучше: переменный или постоянный ток?

    Чтобы лучше понять, какой из видов электричества лучше, лучше всего перечислить их плюсы и минусы. Давайте сначала обсудим тип электричества переменного тока. Во-первых, переменный ток эффективен при передаче энергии. Как обсуждалось ранее, высокое напряжение используется для стабильной подачи электроэнергии, что также означает, что через линию электропередачи проходит более низкий ток, что приводит к меньшим потерям мощности.

    Во-вторых, переменный ток хорош тем, что он дает возможность производить электроэнергию.После его изобретения был также создан генератор переменного тока, что привело к изобретению гидроэлектрических генераторов переменного тока, которые используются до сих пор. И по сравнению с механическим генератором постоянного тока это проще. AC также не нуждается в коммутаторах и щетках, которые используются машинами постоянного тока для выработки электроэнергии, поэтому потребление энергии также является одним из его преимуществ. Первый асинхронный двигатель переменного тока был запатентован в конце 1800-х годов компанией Tesla и использовался вместе с переменным током. Это нововведение было внедрено на заводах в Соединенных Штатах.Этот вклад в инженерное дело до сих пор используется для питания бытовых приборов, таких как компрессоры, кондиционеры, электрические вентиляторы и мусороуборочные машины. Также предпочтительнее использовать, чем DC.

    AC также обеспечивает лучшее освещение. В настоящее время становятся популярными более компактные люминесцентные лампы, работающие под высоким напряжением, по сравнению с лампами накаливания или лампами, разработанными Томасом Эдисоном, которые работают как на переменном, так и на постоянном токе. Более практичные люминесцентные лампы используют газы, такие как пары ртути и аргон, с высоким напряжением, что позволяет получать ультрафиолетовый спектр.

    Переменный ток также более доступен, чем постоянный, и считается менее дорогим. Эти два факта о переменном токе делают его более практичным и предпочтительным, чем постоянный ток.

    Другая сторона истории заключается в том, что кондиционер стоит дорого, если его использовать в автомобилях. Автомобили Tesla Model S предоставили своим потенциальным покупателям возможность преобразовывать переменный ток в постоянный во время зарядки. Они предлагают большую скорость зарядки, но ограниченную, не говоря уже о том, что автовладельцы должны платить за это дополнительно 1500 долларов.Другой недостаток переменного тока состоит в том, что, поскольку для подачи фиксированной мощности требуется высокое напряжение, также требуется повышенная изоляция. Это, в свою очередь, увеличивает сложность обращения. Работать с переменным током опаснее, чем с постоянным.

    Также в игру вступают проблемы с генератором переменного тока. Переменный ток требует, чтобы электроны бегали вперед и назад для простого преобразования переменного тока в различные напряжения. Это вызывает повышение и понижение магнитных полей, и для этого требуется большая мощность.Неправильный вид электроэнергии генерируется генераторами переменного тока, и именно поэтому при использовании в подводных кабелях. Некоторые пользователи предпочитают другие методы передачи постоянного тока, а не переменного тока, поскольку переменным током необходимо поднимать подстанции каждые 400 миль, что критики считают непрактичным.

    Электропитание переменного тока также склонно к нагреванию и искрению, что может привести к пожарам и поражению электрическим током, поскольку генераторы переменного тока должны вырабатывать большие токи. Генераторы переменного тока также менее долговечны, чем генератор постоянного тока, за исключением потерь энергии, которые теряются при запуске генератора переменного тока и срабатывают каждый раз, когда он трансформируется, и вплоть до окончательной передачи из переменного тока в постоянный.Передача по линиям в электронных устройствах может быть опасной, особенно когда пользователи мобильных телефонов склонны использовать зарядные устройства низкого качества при использовании телефона. Нагрев неисправного зарядного устройства может привести к взрыву и более опасным ситуациям.

    AC power также нуждается в инверторах для преобразования электричества от батарей в переменный ток при использовании в системах электроснабжения для дома. Это дополнительные расходы, которые могут стоить довольно дорого. Помимо этой проблемы, отходы также связаны с преобразованной энергией, которая, по оценкам, составляет от 5% до 15%.Большинство приборов, предназначенных для работы от переменного тока, являются расточительными с точки зрения энергопотребления.

    Несмотря на недостатки, переменный ток (AC) по-прежнему широко используется в большинстве приложений, потому что его аналог постоянного тока (DC), несмотря на свои преимущества, также имеет некоторые недостатки, и у одного есть то, что не может предложить другой тип питания. В настоящее время переменный ток в основном используется для распределения электроэнергии, поскольку он имеет преимущества перед постоянным током, когда речь идет о передаче и преобразовании.Но факт остается фактом: у DC есть свои преимущества, когда речь идет о специальных приложениях. Каждый раз, когда передача энергии переменного тока не может быть практически использована на большие расстояния, мощность постоянного тока становится вариантом. Примером такого применения являются подводные высоковольтные линии передачи постоянного тока, в которых электричество, произведенное в форме переменного тока, преобразуется в постоянный ток на коммутационной / оконечной станции, а затем передается по подводной кабельной сети после повторного преобразования в переменный ток. на другой конечной станции, прежде чем добраться до клиентов.

    Однако большим недостатком этих высоковольтных передач является более высокая стоимость коммутационных станций и строительства конечных станций. Детали также требуют дорогостоящего обслуживания с ограниченной перегрузочной способностью. У переменного и постоянного тока есть свои собственные применения, и трудно выбрать, что лучше. Более безопасно сказать, что у них обоих есть свои собственные применения.

    Заключение

    Многое нужно узнать об электронике в вашей машине, но самое главное – не запутаться.Просто и понятно – все батареи постоянного тока, что не исключает автомобильных аккумуляторов. Также важно регулярно чистить и проверять эти автомобильные аккумуляторы.

    Основы автомобильной электрической системы

    Сегодняшние автомобили состоят из ряда систем, работающих вместе в гармонии. Было бы невозможно удалить одну из этих систем (например, топливную) и все еще иметь машину, которая ездит. Таким образом, хотя вы не обязательно можете сказать, что электрическая система автомобиля является «самой важной», она все же довольно близка, особенно когда технология движется в сторону гибридного и электрического будущего.Вот краткий обзор компонентов электрической системы и взгляд на то, как обычные автомобили с газовым двигателем используют электроэнергию.

    Это Электрический

    «Электричество» относится к потоку электронов через цепь, в которой один конец является положительным, а другой – отрицательным. На самом деле каждый объект имеет электрический заряд, но большинство из них настолько малы, что их невозможно обнаружить. Чтобы привести в действие нечто вроде двигателя, мы разработали искусственные химические элементы с высоким электрическим потенциалом: батареи.Аккумуляторы, в свою очередь, обеспечивают питание систем запуска, зарядки и безопасности, фонарей, АБС, компьютеров, датчиков, климат-контроля и бортовых аксессуаров. Вероятно, это первое, о чем вы думаете, когда слышите об электричестве в автомобильных приложениях, но батареи – далеко не единственные в работе системы.

    AC / DC

    Существует два типа электричества: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC). Когда батареи разряжаются, они излучают постоянный ток постоянного тока в одном направлении, подавая электричество через положительный вывод на отрицательный.Большинство автомобильных компонентов требуют, чтобы этот заряд постоянного тока работал должным образом, но он ограничен, потому что аккумуляторы в конечном итоге полностью разряжаются, не давая оставшейся мощности.

    Для решения этой проблемы в автомобилях также есть генераторы переменного тока. Генераторы на самом деле представляют собой небольшие генераторы, способные преобразовывать механическую энергию в электрическую. Приводимые ремнем двигателя, генераторы переменного тока используют небольшой сигнал от батареи для возбуждения тока возбуждения, который вращает ротор внутри набора статоров. Поскольку эта энергия управляется полярностью магнитных полей, возникающий в результате ток меняет направление при вращении ротора, производя ток в противоположных или переменных направлениях (отсюда и переменный ток).Генераторы вырабатывают значительно более высокие токи, чем изначально подаются от батареи, поэтому они используются для подзарядки самой батареи и питания других электрических компонентов.

    Постановление

    Однако для работы большинства компонентов требуется постоянный ток. Решением является набор диодов, которые служат своего рода электрическим обратным клапаном для тока, выходящего из генератора. Диоды позволяют току течь только в одном направлении, поэтому, когда переменный ток идет с одной стороны, только постоянный ток выходит с другой.

    Другой серьезной проблемой в электрической системе автомобиля является то, что не все компоненты выдерживают одинаковую силу тока или силу тока. Следовательно, система должна включать регуляторы напряжения и предохранители для уменьшения расхода и защиты компонентов, которые не могут выдерживать силу тока, подаваемую генератором переменного тока. Предохранители защищают электрические цепи при размещении перед нагрузкой (компонентом). Если скачок напряжения вызывает слишком большую силу тока в фарах, предохранитель, рассчитанный на «перегорание» 15 ампер, сделает это, не позволяя току продолжать нагревать саму фару.

    Электрическая система – сложная, но важная часть того, что заставляет ваш автомобиль заводиться, работать, заряжаться и выполнять небольшие, но важные вещи, такие как запирание дверей. И хотя напряжение в автомобильных системах намного ниже, чем, скажем, в домашних условиях, все же важно заручиться руководством профессионала при диагностике или начале ремонта, поскольку многие компоненты чрезвычайно чувствительны и могут быть легко повреждены без надлежащей подготовки и знаний.

    Ознакомьтесь со всеми продуктами для электрических систем , доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта.Чтобы получить дополнительную информацию об электрической системе автомобиля, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

    Фотография любезно предоставлена ​​Блэром Лампе.

    Что такое переменный ток?

    ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ – ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК Что такое переменный ток?

    Автор / Редактор: Люк Джеймс / Erika Granath

    Переменный ток (AC) – это электрический ток, который периодически меняет свое направление, в отличие от постоянного (DC), который течет только в одном направлении, которое не может меняться спорадически.

    Связанные компании

    Переменный ток (AC) – это электрический ток, который периодически меняет направление, в отличие от постоянного тока (DC), который течет только в одном направлении.

    Большинство студентов, изучающих электротехнику и смежные предметы, начинают свое обучение с изучения постоянного тока. Это потому, что большая часть цифровой электроники, которую построят эти студенты, будет использовать постоянный ток. Тем не менее, важно понимать переменные токи (AC) и их концепции, потому что он имеет множество полезных свойств и вариантов использования.

    Как вырабатывается переменный ток

    Переменный ток (зеленая кривая). Горизонтальная ось измеряет время; по вертикали, току или напряжению.

    (Источник: Public Domain)

    Хотя постоянный ток, однонаправленный поток электрического заряда, возможно, является одной из простейших концепций электротехники, это не единственный «тип» используемого электричества. И переменный, и постоянный ток описывают типы тока, протекающего в цепи.Многие источники электричества, в первую очередь электромеханические генераторы, вырабатывают переменный ток с напряжениями, которые меняют полярность, меняя полярность с положительной на отрицательную с течением времени. Генератор также может использоваться для преднамеренной генерации переменного тока.

    В генераторе переменного тока петля провода быстро раскручивается внутри магнитного поля. Это создает электрический ток по проводу. Поскольку провод вращается и периодически меняет магнитную полярность, напряжение и ток на проводе чередуются.Этот ток может периодически менять направление, и напряжение в цепи переменного тока также периодически меняется на противоположное, потому что ток меняет направление.

    Переменный ток бывает нескольких форм, если напряжение и ток переменные. Если цепь переменного тока подключена к осциллографу и ее напряжение отображается в зависимости от времени, вы, вероятно, увидите несколько различных форм сигналов, таких как синусоидальный, квадратный и треугольный – синусоидальный сигнал является наиболее распространенной формой сигнала, а переменный ток в большинстве зданий, подключенных к электросети имеют колебательное напряжение в форме синусоиды.

    Основной доклад на PCIM Digital Days 2021

    Не пропустите ключевой доклад «HVDC Grid Challenges Locks and Opportunities» от Седдика Бача, научного директора программы, SuperGrid Institute, на PCIM Digital Days с 3 по 7 мая 2021 года.

    Откройте для себя вся программа!

    Применение переменного тока

    Переменный ток чаще всего встречается в зданиях, подключенных к электросети, таких как дома и офисы. Это связано с тем, что генерировать и транспортировать переменный ток на большие расстояния относительно легко.При высоком напряжении более 110 кВ при передаче энергии теряется меньше энергии. При более высоких напряжениях генерируются более низкие токи, а более низкие токи выделяют меньше тепла в линии электропередачи из-за более низкого уровня сопротивления. Это означает меньшие потери энергии в виде тепла. Переменный ток можно легко преобразовывать в высокое напряжение и обратно с помощью трансформаторов.

    Переменный ток можно легко преобразовать в высокое напряжение и из него с помощью трансформаторов.

    (Источник: Science ABC)

    Переменный ток также отлично подходит для использования в электродвигателях, потому что двигатели и генераторы – одно и то же устройство.Единственная разница между генератором и двигателем заключается в том, что двигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Эти двигатели используются во всех видах бытовой техники, например, в холодильниках, стиральных и посудомоечных машинах. Хотя генераторы и двигатели великолепны, наиболее полезное применение переменного тока – это, пожалуй, трансформаторы.

    Эффект электромагнетизма (известный как «взаимная индукция»), когда две или более катушки провода размещаются так, что изменяющееся магнитное поле в одной катушке индуцирует напряжение в другой, можно использовать для создания устройства, называемого трансформатором. .Если есть две взаимно индуктивные катушки и одна питается переменным током, переменное напряжение будет создано в другой катушке.

    Вот где переменный ток становится очень полезным.

    Основное применение трансформатора – это повышение или понижение напряжения с катушки с питанием на катушку без питания. Это обеспечивает переменному току преимущество перед постоянным током в области распределения мощности, потому что, как упоминалось выше, передача электроэнергии на большие расстояния намного эффективнее при более высоких повышенных напряжениях и меньших пониженных токах.Прежде чем попасть в розетки, напряжение снова понижается, а ток снова повышается.

    Этот тип трансформаторной технологии сделал распределение электроэнергии на большие расстояния эффективным и практичным. Без трансформаторов было бы слишком дорого строить энергосистемы в их нынешнем виде на большие расстояния. А поскольку взаимная индуктивность зависит от изменения магнитных полей, трансформаторы работают только с переменным током.

    Следуйте за нами в LinkedIn

    Вам понравилось читать эту статью? Тогда подпишитесь на нас в LinkedIn и будьте в курсе последних событий в отрасли, продуктов и приложений, инструментов и программного обеспечения, а также исследований и разработок.

    Следуйте за нами здесь!

    (ID: 46380228)

    В чем разница между питанием переменного и постоянного тока?

    Электричество В чем разница между питанием переменного и постоянного тока?

    | Обновлено 27.04.2021Автор / Редактор: Люк Джеймс / Erika Granath

    Электроэнергия бывает двух видов – переменного тока (AC) и постоянного тока (DC).Оба они необходимы для функционирования нашей электроники, но знаете ли вы разницу между ними и то, к чему они относятся?

    Связанные компании

    И переменный, и постоянный ток описывают типы протекания тока в цепи. В постоянном токе (DC) электрический заряд (ток) течет только в одном направлении. Напротив, электрический заряд переменного тока периодически меняет направление.

    (Источник: Unsplash)

    Что такое сеть переменного тока?

    Электроэнергия переменного тока (AC) – это стандартная электроэнергия, которая выходит из электрических розеток и определяется как поток заряда, который демонстрирует периодическое изменение направления.

    Поток переменного тока изменяется с положительного на отрицательный из-за электронов – электрические токи возникают из-за потока этих электронов, который может двигаться в положительном (вверх) или отрицательном (вниз) направлении. Это известно как синусоидальная волна переменного тока, и эта волна возникает, когда генераторы переменного тока на электростанциях создают мощность переменного тока.

    Основной доклад на PCIM Digital Days 2021

    Не пропустите ключевой доклад «HVDC Grid Challenges Locks and Opportunities» от Седдика Бача, научного директора программы SuperGrid Institute, на PCIM Digital Days с 3 по 7 мая 2021 года.

    Откройте для себя всю программу!

    Генераторы переменного тока вырабатывают переменный ток путем вращения проволочной петли внутри магнитного поля. Волны переменного тока образуются, когда провод движется в области с разной магнитной полярностью – например, ток меняет направление, когда провод вращается от одного полюса магнитного поля к другому. Это волнообразное движение означает, что мощность переменного тока может распространяться дальше, чем мощность постоянного тока, что является огромным преимуществом, когда речь идет о доставке энергии потребителям через розетки.

    Что такое питание постоянного тока?

    Электропитание постоянного тока (DC), как можно понять из названия, представляет собой линейный электрический ток – он движется по прямой линии.

    Постоянный ток может поступать из нескольких источников, включая батареи, солнечные элементы, топливные элементы и некоторые модифицированные генераторы переменного тока. Электропитание постоянного тока также может быть «получено» из переменного тока с помощью выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный.

    Питание

    постоянного тока гораздо более стабильно с точки зрения подачи напряжения, а это означает, что большая часть электроники полагается на него и использует источники питания постоянного тока, такие как батареи.Электронные устройства также могут преобразовывать мощность переменного тока из розеток в мощность постоянного тока с помощью выпрямителя, часто встроенного в источник питания устройства. Трансформатор также будет использоваться для повышения или понижения напряжения до уровня, подходящего для рассматриваемого устройства.

    Однако не все электрические устройства используют питание постоянного тока. Многие устройства, особенно бытовые приборы, такие как лампы, стиральные машины и холодильники, используют переменный ток, который подается непосредственно из электросети через розетки.

    Зачем нужны два разных типа питания?

    Хотя многие современные электронные и электрические устройства предпочитают питание постоянного тока из-за его плавного потока и равномерного напряжения, мы не могли бы обойтись без переменного тока.Оба типа власти важны; одно не «лучше» другого.

    Фактически, AC доминирует на рынке электроэнергии; все электрические розетки подают питание в здания в виде переменного тока, даже если может потребоваться немедленное преобразование тока в мощность постоянного тока. Это связано с тем, что постоянный ток не способен преодолевать такие же большие расстояния от электростанций до зданий, как переменный ток. Также намного проще генерировать переменный ток, чем постоянный, из-за того, как работают генераторы, и система в целом дешевле в эксплуатации – с переменным током мощность может легко передаваться по национальным сетям через мили и мили проводов и опор.

    DC в первую очередь вступает в игру, когда устройству необходимо сохранять энергию в батареях для будущего использования. Смартфоны, ноутбуки, портативные генераторы, фонарики, системы наружных камер видеонаблюдения… вы называете это, все, что работает от батарей, требует хранения постоянного тока. Когда батареи заряжаются от сети, переменный ток преобразуется в постоянный ток выпрямителем и сохраняется в батарее.

    Однако это не единственный используемый метод зарядки. Если вы когда-либо заряжали свой телефон с помощью блока питания, например, вы используете источник питания постоянного тока, а не переменного тока.В этих ситуациях источникам питания постоянного и постоянного тока может потребоваться изменить выходное напряжение (в данном случае, блок питания) для использования устройства (в данном случае телефона).

    Следуйте за нами в LinkedIn

    Вам понравилось читать эту статью? Тогда подпишитесь на нас в LinkedIn и будьте в курсе последних событий в отрасли, продуктов и приложений, инструментов и программного обеспечения, а также исследований и разработок.

    Следуйте за нами здесь!

    (ID: 46408650)

    Переменный ток – Гипертекст по физике

    Обсуждение

    введение

    Ток, который протекает непрерывно только в одном направлении, называется постоянным током ( DC ).Не имеет значения, останется ли сила тока постоянной. Направление – вот что важно. Типичным примером источника постоянного тока является разряжающийся аккумулятор или конденсатор. Устройства, используемые для подзарядки аккумулятора портативного электронного устройства, например мобильного телефона, электродрели или электромобиля, также являются источниками постоянного тока. Большинство железнодорожных систем также питаются постоянным током. Это включает в себя третий рельс, контактную сеть и даже дизель-электрические системы.

    Электрический ток, который часто меняет направление, называется переменным током ( AC ).Опять же, не имеет значения, остается ли сила тока постоянной. Важна частая смена направления. Типичным примером источника переменного тока является генератор. Хотя генераторы бывают как переменного, так и постоянного тока, большая часть электроэнергии вырабатывается и распределяется в форме переменного тока. Это тип электричества, который проходит через большинство, если не все, провода в стенах вашего дома, школы и рабочего места. (Исключение составляют некоторые дверные звонки и питание через USB или Ethernet.) Любая аналоговая передача аудиосигнала по проводу также является переменным током. Это может быть многокилометровый провод между двумя сторонами, разговаривающими по телефону в начале 20 века, или полметра кабеля, соединяющего пару наушников с мобильным телефоном в начале 21 века.

    Различие между переменным током и постоянным током может быть неудачным примером платоновского идеализма (поскольку реальные физические формы вещей только приближаются к их философским идеалам) или закона исключенного среднего (поскольку все физические формы не относятся исключительно к тому или иному типу).Предложенные мною определения содержат фразы «устойчиво» и «часто обращаются вспять». Как долго действие должно поддерживаться, чтобы его можно было назвать устойчивым действием? Как часто должно происходить событие, чтобы его можно было описать как часто встречающееся? Когда одно поведение изменилось настолько, чтобы его можно было считать другим? Поскольку это источник вводной информации, мой ответ: кого это волнует? Ток бывает постоянным или переменным.

    Хотя я продолжаю использовать слово «ток», то, что действительно описывает природу доступного «электричества», – это напряжение источника.Напряжение определяет, что вы можете делать. Текущее – это то, что вы на самом деле делаете. Напряжение источника постоянного тока по сути является постоянным. Математически это можно записать так…

    V ( т ) = V

    Где…

    V ( т ) = напряжение как функция времени
    т = раз
    В = напряжение (“the”, потому что есть только одно значение)

    Напряжение источника переменного тока изменяется синусоидально (как функция синуса).Поскольку функции синуса и косинуса имеют одинаковую форму, но со сдвигом фазы, можно также сказать, что они изменяются косинусоидально (как функция косинуса). Это не потому, что язык так не работает. Математически это можно записать так…

    V ( t ) = V sin (2π футов + φ)

    Где…

    V ( т ) = напряжение как функция времени [В]
    т = раз [с]
    В = максимальное напряжение (амплитуда напряжения) [В]
    f = частота [Гц = 1 / с]
    φ = фаза относительно другого источника переменного тока [рад]
    π = полезная математическая константа

    Мы могли бы записать это математически так…

    V ( t ) = V sin (ω t + φ)

    Где…

    V ( т ) = напряжение как функция времени [В]
    т = раз [с]
    В = максимальное напряжение (амплитуда напряжения) [В]
    ω = угловая частота [рад / с]
    φ = фаза относительно другого источника переменного тока [рад]

    Для вычислительных целей (например, в электронной таблице) значения фазы необходимо указывать в радианах, но я почти всегда описываю их в градусах.Несмотря на то, что радианы являются естественной единицей, мне просто не кажется естественным.

    С инженерной точки зрения, системы переменного тока можно описать тремя числами: напряжение, частота и фаза. В этом разделе книги мы будем рассматривать каждую из этих величин в указанном порядке ( V , f , φ), а также некоторые другие вещи.

    среднеквадратичное значение

    Для сравнения значений переменного и постоянного тока требуется немного математики. Средние значения – хороший способ сделать это.Среднее значение постоянной величины – это любое ее значение, поскольку оно имеет это значение все время. Однако среднее значение синусоидально изменяющейся величины равно нулю, поскольку в половине случаев оно положительно, а в половине случаев – отрицательно.

    Напряжение и ток могут быть в среднем равными нулю в системе переменного тока, но мощность другая. Его среднее значение всегда больше нуля в любой включенной электрической системе. При сравнении переменного и постоянного тока нам нужно сравнивать мощность.

    Взгляните на это уравнение…

    P = VI

    Напряжение и ток имеют одинаковый знак, поскольку первое вызывает второе.Положительное напряжение дает положительный ток. Умножьте два, и вы получите положительную силу. Отрицательное напряжение дает отрицательный ток. Умножьте два, и вы получите , и все равно получите положительную степень.

    Если сопротивление устройства не зависит от направления тока, потребляемая мощность также определяется одним из этих уравнений…

    Эти уравнения говорят о том, что электрическая мощность пропорциональна квадрату напряжения или квадрату тока.Поэтому, когда мы говорим об переменном токе, средний квадрат этих величин будет ближе к тому, что мы хотим. Еще лучше был бы квадратный корень из этих средних значений, поскольку мы могли бы использовать их во многих уравнениях, которые мы вывели для постоянного тока. Другое название среднего – это среднее значение, поэтому в конечном итоге нам нужен корень среднего квадрата.

    Среднеквадратичное значение ( среднеквадратичное значение ) величины является мерой его типичной величины без учета математического знака, определяемого путем взятия абсолютного значения квадратного корня (r) из среднего (m) квадрата ( s) количества.

    Среднеквадратичное значение синусоидально изменяющейся величины – это ее пиковое значение, деленное на квадратный корень из двух. Чтобы доказать это математическое соотношение, вам понадобится интегральное исчисление, но в некотором смысле это не так.

    Задана величина x , синусоидально изменяющаяся во времени t с периодом T

    x ( t ) = x sin

    т

    Т

    Квадрат…

    x ( t ) 2 = x 2 sin 2

    т

    Т

    Затем возьмите его интеграл за один цикл.

    Т Т


    x ( т ) 2 dt =

    x 2 sin 2

    т

    дт
    Т
    0 0

    Это один из моих любимых определенных интегралов, так как вам не нужно знать причудливое исчисление, чтобы его решить.Визуализируйте синусоидальную кривую, построенную за один цикл. Обратите внимание, как он делит ограничивающий его прямоугольник на равные половины.

    Высота этого прямоугольника равна квадрату пикового значения, а его ширина равна одному периоду. Умножьте высоту на ширину, чтобы получить площадь ограничивающего прямоугольника, а затем разделите ее на два. Интеграл завершен.

    Т


    x ( т ) 2 dt = x 2
    2
    0

    Разделите указанное выше количество на период, чтобы получить среднее значение квадрата.Затем извлеките из этого корень, чтобы получить корень среднего квадрата.

    Применительно к переменному току получаем…

    и…

    Теперь умножьте эти две величины.

    P среднеквадратичное значение = В Я
    √2 √2

    Поскольку мощность всегда положительна, ее среднеквадратичное значение совпадает со средним значением (или равным половине его пикового значения).

    частота

    Вся Австралия и Европа работают от переменного тока частотой 50 Гц. Африка, Азия и Океания используют в основном 50 Гц. Северная и Южная Америка используют в основном 60 Гц. Япония – единственная страна с двумя стандартами: на северо-востоке используется 60 Гц, а на юго-западе – 50 Гц. Выбор частот был несколько произвольным, поскольку ни одна из них не имеет технических преимуществ перед другой.

    Эти стандарты были приняты, потому что они хорошо работали для освещения общего назначения в 20 веке.Лампы накаливания (старые добрые, вдохновленные Томасом Эдисоном, стеклянные колбы со светящейся горячей нитью накаливания) мерцают в два раза быстрее, чем ток – один раз, когда он течет в положительном направлении, а второй – когда он течет в отрицательном направлении. Выше порога слияния мерцания источник света будет иметь постоянную яркость. Как и все физиологические вещи, это варьируется от человека к человеку, но где-то между 15 и 60 Гц вполне нормально. Удвоение 50 и 60 Гц дает 100 и 120 Гц, что намного выше этих значений.В современном светодиодном освещении используется постоянный ток (даже если он вкручен в розетку переменного тока), поэтому на него это явление не влияет.

    Когда на рубеже 20-го века впервые создавались крупномасштабные коммерческие системы переменного тока, они, как правило, отдавали предпочтение более низким частотам. Первая крупномасштабная коммерческая электростанция переменного тока была построена в Ниагара-Фолс, штат Нью-Йорк, в 1890-х годах. Первоначально выбранная частота составляла 25 Гц, потому что она лучше работала для низкоскоростных и мощных приложений, таких как промышленное оборудование – его основное применение в то время.В результате это стало стандартом де-факто для государства. Когда в 1905 году в Нью-Йорке была открыта первая линия метро, ​​электрическая система включала единую центральную генерирующую станцию, вырабатывающую трехфазный переменный ток 25 Гц и напряжением 11 000 вольт. Он был преобразован в постоянный ток 600 В для использования поездами через третий рельс с помощью вращающегося преобразователя – гибрид двигателя переменного тока и генератора постоянного тока. Я не могу найти точную дату, но я думаю, что большая часть этого оборудования была вывезена где-то в 1990-х годах.Тот, что в моем районе, был окончательно снесен в 2021 году после десятилетий неиспользования. В 21 веке система метро Нью-Йорка питается переменным током 60 Гц стандарта США.

    фаза и фазоры

    Фаза относится к этапу цикла периодического явления. Основной математический способ описания фазы – связать ее с положением на круге. Цикл. Круг. Заметили что-нибудь?

    Количество фаз в системе

    1. для жилых домов в Великобритании, розетки на 240 вольт для крупной бытовой техники в домах в США
      • Обычные розетки на 120 В в США разделены фазой на 180 °.
    2. устаревшая система с двумя источниками, разделенными на 90 ° (а не на 180 °)
    3. промышленные, производственные, крупные коммерческие и крупные жилые (многоквартирные дома)

    векторов

    В США

    • разделенная фаза, нейтраль с центральным ответвлением: [нейтраль] [+120 В или 120 В 1200 °] [-120 В или 120 В∠180 °]
      • под напряжением – нейтраль = 120 В, стандартное напряжение (на самом деле 120 ± 6 В, то есть где-то между 114 В и 126 В)
      • под напряжением – под напряжением = 240 В, высокое напряжение для бытового использования (электрические печи, электрические сушилки для одежды и т. Д.))
    • трехфазный: [нейтраль] [120 В∠0 °] [120 В∠120 °] [120 В∠240 °]
      • фаза – нейтраль = 120 В, стандартное напряжение
      • под напряжением – под напряжением = 120√3 В ≈ 208 В

    В фазное напряжение (напряжение источника?) В зависимости от ∆ В линейное напряжение (некоторая комбинация фазных напряжений)

    примеров

    текст

    однофазный

    Нечего тут сказать?

    однофазный, двухфазный

    дома в Северной Америке подключены к двум проводам под напряжением и одному нейтральному проводу.Обычные приборы (лампы, телевизоры, холодильники) получают 120 В при подключении к одному из токоведущих проводов и нейтральному проводу. Энергозатратные приборы (печи, водонагреватели, центральное кондиционирование) получают 240 В при подключении к обоим проводам под напряжением. Розетки для обычных бытовых приборов в здании с питанием от расщепленных фаз имеют сбалансированную конфигурацию, так что половина розеток подключена к одной фазе, а половина – к другой.

    текст

    V 0 = 0
    V 1 = V sin (θ + 000 °) = + V sin θ
    V 2 = V sin (θ + 180 °) = – В sin θ

    текст

    текст

    V 10 = V 1 V 0 = + V sin θ
    V 20 = V 2 V 0 = – V sin θ
    V 21 = V 2 V 1 = 2 V sin θ

    текст

    2 фазы

    Устаревшая система.Оставил в качестве упражнения для читателя?

    3 фазы, 3 провода звезда

    текст

    текст

    V 1 = V sin (θ + 000 °)
    V 2 = V sin (θ + 120 °)
    V 3 = V sin (θ + 240 °)

    текст

    текст

    V 12 = V sin (θ – 060 °)
    V 23 = V sin (θ + 090 °)
    V 31 = V sin (θ + 210 °)

    текст

    3 фазы, 4-х проводная звезда

    текст

    текст

    3 фазы, 3 провода, треугольник

    текст

    текст

    3 фазы, 4 провода, треугольник

    Стоит ли мне вообще это делать?

    физиология

    Согласно Руководству по медицинской информации Merck, Second Home Edition

    Переменный ток … опаснее постоянного.Постоянный ток имеет тенденцию вызывать сокращение одной мышцы, часто достаточно сильное, чтобы оттолкнуть человека от источника тока. Переменный ток вызывает постоянное сокращение мышц, часто не позволяя людям ослабить хватку на источнике тока. В результате воздействие может продлиться. Даже небольшое количество переменного тока – едва достаточное для ощущения легкого шока – может вызвать у человека замерзание хватки. Чуть более сильный переменный ток может вызвать сокращение грудных мышц, что сделает дыхание невозможным.Еще большее количество тока может вызвать смертельный сердечный ритм.

    Руководство по медицинской информации Merck, 2004 г.

    .

    Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *