Чем отличается ток переменный от постоянного тока
Статьи › Чем отличается
Переменный ток — упорядоченное движение заряженных частиц или, по — другому, электрический ток, который с течением времени меняет свое направление и величину по определенному закону с заданной частотой. Постоянный электрический ток, напротив — всегда постоянный по величине и направлению.
- Что лучше постоянный или переменный ток
- Как узнать какой ток переменный или постоянный
- Какие характерные особенности имеет постоянный и переменный ток
- Как понять переменный ток
- Какой самый опасный ток
- Какой ток в розетке 220 вольт
- Что страшнее переменный или постоянный ток
- Почему мы используем переменный ток
- Какой ток течет В автомобиле
- Почему используется переменный ток а не постоянный
- В чем преимущества переменного тока перед постоянным
- Для чего нужен постоянный ток
- Что будет если подать постоянный ток вместо переменного
- Как идет постоянный ток
- Почему в домах используют переменный ток
- Что варят на переменном токе
- Почему в лэп переменный ток
- Что означает AC DC 12v
- Какой ток представляет наибольшую опасность для человека
- Что преобразует переменный ток В постоянный
- Когда возникает переменный ток
- Какая сила тока опасна для жизни человека
- Как узнать какой ток
- Что означает AC DC на блоке питания
- На каком токе работает сварочный аппарат
- Какой ток на инверторе постоянный или переменный
- Какой ток называется переменным током
- Какой ток В телефонной линии постоянный или переменный
- Как действует на человека постоянный и переменный ток
- Почему постоянный ток хуже переменного
- Какой ток переменный или постоянный опаснее и во сколько раз
- Какой ток более опасен для человека
Что лучше постоянный или переменный ток
Сегодня преимущественное большинство электрической энергии, добываемой или генерируемой в мире, выпадет на переменный ток.
И в первую очередь это связано с тем, что переменный ток проще преобразовывать из более низкого напряжения в более высокое и наоборот, то есть он проще в трансформации.
Как узнать какой ток переменный или постоянный
Постоянный ток (DC) все время движется в одном направлении, из-за чего его полярность всегда одинакова. Переменный ток (AC) половину времени движется в одном направлении и половину — в другом.
Какие характерные особенности имеет постоянный и переменный ток
Электроны в поле постоянного тока всегда передвигаются от «-» к «+»; в случае переменного, движение определяется частотой генератора — то есть, при частоте тока 50 Гц курс потока электронов изменится 100 раз за 1 секунду. То есть, по сути, в розетке плюс и минус поменяются местами 100 раз.
Как понять переменный ток
Переме́нный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине, обычно и по направлению в электрической цепи.
Какой самый опасный ток
Зарегистрированы случаи смертельного поражения при напряжении менее 4 Вольт.
Соответственно не существует и безопасной силы тока. Распространенное мнение о безопасности тока силой менее 100 миллиампер — опасное заблуждение. Частота переменного тока 50 Гц — наиболее опасная.
Какой ток в розетке 220 вольт
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.
Что страшнее переменный или постоянный ток
При одинаковых условиях переменный ток считается более травмоопасным. Это связано с тем, что опасный ток для человека зависит от вида напряжения — безопасная величина переменного тока составляет 10 мА, а для постоянного опасное воздействие начинается с 50 мА.
Почему мы используем переменный ток
Переменный ток показывал очевидные преимущества. Для передачи на большие расстояния напряжение может быть легко отрегулировано с помощью трансформаторов.
Используемый кабель также может быть тоньше и, следовательно, дешевле.
Какой ток течет В автомобиле
При переводе механической энергии в электрическую вращая двигатель генератора получается довольно высокий КПД. Постоянный ток при низком напряжении менее опасен в экстренных ситуациях, в том числе и при обслуживании автомобиля. В автомобильных аккумуляторах используется именно постоянный постоянный ток.
Почему используется переменный ток а не постоянный
Но переменный ток используют из-за того, что переменное напряжение проще и дешевле преобразовывать в другое (повышенное или пониженное) напряжение.
В чем преимущества переменного тока перед постоянным
Самым первым преимуществом переменного тока перед постоянным будет это простота и легкость и, во время которой возможно преобразовать переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Добиться это можно при использовании легкого устройства — трансформатора, Изобретен было в 1876 г.
Для чего нужен постоянный ток
Постоянный ток, вырабатываемый химическими источниками тока (гальваническими элементами, аккумуляторами), применяется для автономного электропитания многочисленных электрических и электронных устройств: электрофонарей, игрушек, аккумуляторного электроинструмента, средств связи, и т. п.
Где можно встретить постоянный ток
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.
Что будет если подать постоянный ток вместо переменного
Что же будет на постоянном токе? Стартёр сработает, лампа зажжётся как положено, но вот дальше всё пойдёт наперекосяк. В цепи постоянного тока у дросселя не будет индуктивного сопротивления (только активное сопротивление проводов, а оно мало), а значит, он больше не сможет ограничивать ток.
Как идет постоянный ток
В электронике принято, что постоянный ток течёт от плюса к минусу. Выйдя из положительной клеммы он стремится достигнуть отрицательной клеммы батареи.
Почему в домах используют переменный ток
Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость его передачи на большие расстояния. · У лампочки Ильича на постоянном токе не будет пульсаций света и шума от работы.
Что варят на переменном токе
Сварка переменным током
Сварку переменным током чаще всего используют для соединения толстолистового металла, быстрой наплавки и TIG-сварки с высокой частотой, хотя иногда она также используется для устранения проблем, связанных со сварочной дугой.
Почему в лэп переменный ток
Поскольку высоковольтная ЛЭП постоянного тока допускает передачу энергии между несинхронизированными распределительными системами переменного тока, это позволяет увеличить устойчивость системы, препятствуя каскадному распространению аварии с одной части энергосистемы на другую.
Что означает AC DC 12v
АС, DC — это устоявшиеся термины, буквально означающие: переменный ток, постоянный ток (англ.: alternating current, direct current). Термин применяют как для обозначения характера тока, так и для обозначения режима работы устройства, соответственно, поддерживающего режим работы по переменному и постоянному току.
Какой ток представляет наибольшую опасность для человека
Наибольшую опасность для организма человека представляют токи с частотой от 50-ти до 60-ти герц. Степень опасности электрического тока для человека зависит от многих различных факторов. Поэтому, невозможно заранее рассчитать, с какой силой ток будет воздействовать на организм человека.
Что преобразует переменный ток В постоянный
Выпрямитель — устройство, преобразующее переменный ток в постоянный пульсирующий. Может быть однополупериодный, двухполупериодный; однофазный, трехфазный, многофазный; диодный (мостовой), тиристорный (используется для изменения величины мощности выпрямленного сигнала).
Когда возникает переменный ток
При изменении напряжения на концах цепи по гармоническому закону, точно так же меняется напряженность электрического поля и в цепи появляется переменный ток. При наличии такого сопротивления колебания силы тока и напряжения совпадают по фазе в любой момент времени.
Какая сила тока опасна для жизни человека
Фибрилляционным порогом называется сила переменного тока (50 Гц) около 100 мА и 300 мА постоянного тока, воздействие которого дольше 0,5 с с большой вероятностью вызывает фибрилляцию сердечных мышц. Этот порог одновременно считается условно смертельным для человека.
Как узнать какой ток
Через мощность и напряжение
В паспорте электроприбора обычно указывается его номинальная мощность и параметры электрической сети, для работы с которой он предназначен. Имея в распоряжении эти данные, можно вычислить силу тока по формуле: I = P/U.
Что означает AC DC на блоке питания
DC-DC преобразователь (DC — английская аббревиатура, Direct Current — постоянный ток) — данный конвертер преобразует постоянный ток в постоянный ток.
В компьютерных боках питания таких преобразователя два: один преобразует +12В в +5В, другой из той же +12В линии в +3,3В.
На каком токе работает сварочный аппарат
Сварочные трансформаторы выдают на выходе переменный ток (AC) сетевой частоты, то есть 50 герц.
Какой ток на инверторе постоянный или переменный
Поэтому 99,9% современных инверторных аппаратов ММА выдают постоянный сварочный ток. А вот среди трансформаторов раньше большинство составляли как раз аппараты переменного тока. Переменный ток (по-английски — AC) используется для сварки цветных металлов.
Какой ток называется переменным током
Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током.
Какой ток В телефонной линии постоянный или переменный
В общем так, в отечественных телефонных линиях номинальное постоянное напряжение покоя (при опущенной трубке) должно равняться 60 В, минимальный ток при поднятой трубке не менее 20 мА, переменное напряжение вызова 60 В, 25 Гц.
Как действует на человека постоянный и переменный ток
Постоянный ток по сравнению с переменным током того же значения, проходя через тело человека, вызывает более слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения. Обычно это ощущение нагрева кожи при малых токах или внутреннего нагрева при больших токах.
Почему постоянный ток хуже переменного
Постоянный ток как раз имеет меньшие потери, чем переменный, потому что при его использовании потери мощности обуславливаются падением напряжения только на активном сопротивлении, а при переменном токе на активном и реактивном.
Какой ток переменный или постоянный опаснее и во сколько раз
1.17). Постоянный ток примерно в 4 — 5 раз безопаснее переменного с частотой 50 Гц.
Какой ток более опасен для человека
Сила тока, который течет в проводах наших квартир, составляет 5 — 10 ампер, что смертельно опасно. Уже при силе тока в 10 милиампер (мА), что в 100 раз меньше одного ампера, ребенок не может самостоятельно отпустить электропровод из-за судорожного спазма мышц.
- Какой ток В телефонной линии постоянный или переменный
- На каком токе работает сварочный аппарат
- Что означает AC DC 12v
- Что означает AC DC на блоке питания
Разница между постоянным и переменным током (с таблицей)
By Администратор / 6 февраля 2022
В современном мире мы почти во всем полностью зависим от использования технологий. Большая часть нашей техники работает на электричестве. Электричество в наших домах бывает двух типов – переменного и постоянного тока. Вот разница между ними.
Постоянный ток против переменного тока
Основное различие между постоянным током (постоянным током) и переменным током (переменным током) заключается в том, что постоянный ток постоянно течет в одном направлении, тогда как в переменном токе направление потока электронов постоянно переключается.
В DC Currents поток тока является однонаправленным, то есть ток течет только в одном направлении и продолжает течь в этом конкретном направлении.
Следовательно, электроны также текут в одном направлении, т. е. в направлении, противоположном протеканию тока.
В случае переменного тока направление тока продолжает меняться. В то время как чистый поток тока движется в одном направлении, сам ток продолжает менять свое направление с прямого на обратное и снова вперед.
Следовательно, направление потока электронов также постоянно меняется.
Таблица сравнения постоянного и переменного тока
| Параметры сравнения | Постоянные токи | Переменный ток |
| Направление потока тока | Постоянный ток постоянно течет в одном направлении. | Направление тока постоянно переключается между задним и задним ходом через равные промежутки времени. |
| Магнетизм токов | Постоянный магнетизм обеспечивает протекание тока в одном направлении. | Вращающиеся магниты используются в токах переменного тока, которые постоянно меняют направление потока тока. |
| Трансфер между дальними расстояниями | Передача постоянного тока за большие расстояния часто приводят к серьезным потерям энергии. | Токи переменного тока безопасны для путешествий между большими расстояниями и основной электроэнергией. |
| Частота тока | Частота постоянных токов равна 0 Гц, то есть ноль циклов в секунду. | Частота переменного тока колеблется от 50 до 60 Гц в зависимости от географического положения. |
| Использование в предметах домашнего обихода | Постоянный ток используется для предметов домашнего обихода, таких как батареи, фонарики и т. д. | Переменный ток нельзя использовать в предметах домашнего обихода, так как нет чистого потока электричества, и это повреждает батарею. |
Что такое постоянные токи?
Постоянный ток — постоянный ток — это тип электрического тока, в котором поток направления тока постоянен на всем протяжении.
Основное использование постоянного тока можно увидеть в наших домашних хозяйствах для обеспечения энергией электроприборов и для зарядки аккумуляторов.
Переменный ток нельзя использовать в предметах домашнего обихода. Ток, текущий в прямом направлении, уравновешивается током, текущим в обратном направлении. Следовательно, чистый поток электроэнергии равен нулю. Это также повреждает батарею.
Частота постоянных токов равна нулю герц, то есть ноль циклов в секунду, поскольку направление тока постоянно постоянно.
Томас Эдисон известен как пионер, когда дело доходит до работы и исследований постоянного тока. Он предложил модель, в которой небольшие местные электростанции будут установлены для питания городов.
Поскольку при передаче постоянного тока на большие расстояния возникают большие потери энергии, эти станции должны быть расположены в пределах 1.5 км от конечного потребителя.
Постоянный ток вырабатывается через –
а) Генератор переменного тока, оснащенный устройством, называемым коммутатором.
б) Устройство, называемое выпрямителем, которое преобразует переменный ток в постоянный.
в) Батареи, которые генерируют постоянный ток за счет химической энергии.
Что такое переменный ток?
AC – Переменный ток – это вид тока, при котором направление потока тока переключается вперед и назад с регулярными циклами/интервалами.
При передаче постоянного тока на большие расстояния можно увидеть большое количество потерь энергии. Поэтому переменный ток используется для передачи электроэнергии на большие расстояния. Его можно даже использовать для передачи электроэнергии между двумя городами, теряя при этом незначительную мощность.
По этой причине переменный ток используется для питания домов и зданий. Он также приводит в действие электродвигатели, используемые в стиральных машинах и холодильниках.
Частота переменного тока колеблется от 50 до 60 герц, то есть 50-60 циклов в секунду.
Стандартная частота переменного тока, используемая в США, составляет около 60 Гц. В то время как в Европе и некоторых других частях мира частота остается около 50 Гц.
Переменный ток обычно изображается на графике в виде синусоиды.
Еще одним преимуществом переменного тока является то, что его можно легко преобразовать из более низкого напряжения в более высокое или из более высокого в более низкое с помощью устройства, называемого трансформатором.
Никола Тесла является пионером в области исследования переменного тока. Работа Теслы привела к созданию трансформаторов.
Трансформаторы можно использовать для повышения напряжения до нескольких тысяч вольт, что упрощает транспортировку. Позже они также могут снизить напряжение, чтобы можно было использовать его в домашних условиях.
Переменный ток можно генерировать с помощью устройства, известного как генератор переменного тока.
Основные различия между переменным током и постоянным током
- Направление потока постоянного тока остается постоянным в одном направлении. Для переменного тока направление меняется через равные промежутки времени.
- Частота постоянного тока равна нулю герц, тогда как частота переменного тока составляет 50-60 Гц.
- Постоянный ток нельзя использовать для передачи тока на большие расстояния из-за значительных потерь энергии. Поэтому для этой цели используется переменный ток.
- Переменный ток нельзя использовать в предметах домашнего обихода, так как нет чистого потока энергии, и это повреждает батарею. Поэтому использование постоянного тока наблюдается в батареях и бытовой технике.
- Графическое представление постоянного тока представляет собой прямую линию, тогда как для переменного тока это синусоида.
Заключение
Различные виды использования электричества требуют различных типов тока, а именно постоянного тока и переменного тока. Исследования этих типов течений в течение многих лет значительно облегчили нашу жизнь.
Правильное использование каждого типа тока в каждой ситуации позволяет нашим электрическим гаджетам работать бесперебойно.
Рекомендации
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6392412
- https://scienceweb.
ОШИБКА – 404 – НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- ЭТО ЛОВУШКА!
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
Макетная плата – мини модульная (красная)
В наличии ПРТ-12044
Избранное Любимый 12
Список желаний
МИКРО ДАЛИ Click
Остался только 1! DEV-18831
24,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
Адаптер TIMI-Pi
30 в наличии DEV-19258
14,95 $
Избранное Любимый 2
Список желаний
MIKROE LED Драйвер 9 Click
Нет в наличии DEV-19267
14,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
Как погода, Микромод?
15 января 2021 г.
Новый процессор nRF52840 и плата Weather Carrier расширяют возможности экосистемы MicroMod!
Избранное Любимый 0
Однопарный Ethernet? Да — это важно для промышленной автоматизации и меняет правила игры с точки зрения эффективности, надежности, затрат и скорости
31 мая 2022 г.
Взгляните на этот аннотированный список ресурсов, чтобы лучше понять 10BASE-T1L SPE — что это такое, почему это важно и варианты использования.
Избранное Любимый 0
Руководство по подключению SparkFun ProDriver
3 сентября 2020 г.
В SparkFun ProDriver используется драйвер шагового двигателя Toshiba TC78H670FTG, а благодаря соединениям с защелками эта новая плата легче приступить к работе, чем «простые» драйверы. Чтобы начать, следуйте этому руководству по подключению, и вы сразу же начнете вращать шаговые двигатели.
Избранное Любимый 5
- Электроника SparkFun®
- 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
- Настольный сайт
- Ваш счет
- Авторизоваться
- регистр
20.5: Переменный ток в сравнении с постоянным током
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 2683
- OpenStax
- OpenStax
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Объяснять различия и сходства между переменным и постоянным током.
- Рассчитать среднеквадратичное значение напряжения, тока и средней мощности.
- Объясните, почему переменный ток используется для передачи энергии.
Переменный ток
Большинство примеров, рассмотренных до сих пор, и особенно те, в которых используются батареи, имеют источники постоянного напряжения. Как только ток установлен, он, таким образом, также является постоянным. Постоянный ток (DC) представляет собой поток электрического заряда только в одном направлении. Это устойчивое состояние цепи постоянного напряжения. Однако в большинстве известных приложений используется источник переменного напряжения. Переменный ток (AC) — это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь известна как цепь переменного тока. Примеры включают коммерческую и жилую энергию, которая удовлетворяет многие из наших потребностей. На рисунке \(\PageIndex{1}\) показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичного питания постоянного и переменного тока.
Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.
На рисунке \(\PageIndex{2}\) показана схема простой цепи с источником переменного напряжения. Напряжение между клеммами колеблется, как показано, с напряжением переменного тока определяется как \[V = V_{0} sin 2 \pi ft, \label{20.6.1}\], где \(V\) – напряжение в момент времени \(t\), \(V_{0}\ ), \(V_{0}\) — пиковое напряжение, а \(f\) — частота в герцах. Для этой простой цепи сопротивления \(I = V/R\), поэтому переменный ток равен
\[I = I_{0} sin 2 \pi ft, \label{20.
6.2}\]
, где \(I\) — ток в момент времени \(t\), а \(I_{0} = V_{0} / R\) — пиковый ток. В этом примере говорят, что напряжение и ток совпадают по фазе, как показано на рисунке \(\PageIndex{1b}\).
Рисунок \(\PageIndex{2}\): Разность потенциалов \(В\) между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано. Математическое выражение для \(V\) задается как \(V = V_{0} sin 2 \pi ft\). Ток в резисторе колеблется туда-сюда точно так же, как и управляющее напряжение, поскольку \(I = V / R\). Например, если резистор представляет собой люминесцентную лампочку, она становится ярче и тускнеет 120 раз в секунду, поскольку ток многократно проходит через ноль. Мерцание с частотой 120 Гц слишком быстрое для ваших глаз, но если вы помахаете рукой между лицом и флуоресцентным светом, вы увидите стробоскопический эффект, свидетельствующий о переменном токе. Тот факт, что светоотдача колеблется, означает, что мощность колеблется. Подводимая мощность равна \(P = IV\). Используя выражения для \(I\) и \(V\) выше, мы видим, что зависимость мощности от времени равна \(P = I_{0}V_{0}sin^{2}2\pi ft\), как показано на рисунке \(\PageIndex{3}\).
Установление связей: домашний эксперимент — освещение переменного/постоянного тока
Проведите рукой вперед и назад между лицом и флуоресцентной лампочкой. Наблюдаете ли вы то же самое с фарами на вашем автомобиле? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение: не смотрите прямо на очень яркий свет.
Чаще всего нас интересует средняя мощность, а не ее колебания — например, 60-ваттная лампочка в вашей настольной лампе потребляет в среднем 60 Вт. Как показано на рисунке 3, средняя мощность \(P_{ave}\) равна \[P_{ave} = \frac{1}{2}I_{0}V_{0}. \label{20.6.3}\] Это видно из графика, так как площади выше и ниже линии \(\left(1/2\right)I_{0}V_{0}\) равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.
Точно так же мы определяем среднее или действующее значение тока \(I_{rms}\) и среднее значение или действующее значение напряжения \(V_{rms}\) равно
\[I_{rms} = \frac{I_{0}}{ \sqrt{2}}\label{20.6.4}\]
и
\[V_{rms} = \frac{V_{0}}{\sqrt{2}}.\label{20.6.5} \]
, где rms означает среднеквадратичное значение, особый вид среднего значения. В общем, для получения среднеквадратичного корня конкретную величину возводят в квадрат, находят ее среднее (или среднее) и извлекают квадратный корень. Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Теперь \[P_{ave} = I_{rms}V_{rms}, \label{20.6.6}\], что дает
\[P_{ave} = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}} \cdot \frac{V_{0}}{\sqrt{2}} = \frac{1}{2} I_{0}V_{0}, \label{20.6.7}\]
, как указано выше. Стандартной практикой является указывать \(I_{rms}\), \(V_{rms}\) и \(P_{ave}\), а не пиковые значения. Например, в большинстве бытовых электросетей напряжение переменного тока составляет 120 В, а это означает, что \(V_{rms}\) равно 120 В.
Обычный автоматический выключатель на 10 А отключит устойчивое напряжение \(I_{rms}\), превышающее 10 А. Ваша микроволновая печь мощностью 1,0 кВт потребляет \(P_{ave} = 1,0 кВт\) и так далее. Вы можете думать об этих среднеквадратичных и средних значениях как об эквивалентных значениях постоянного тока для простой резистивной цепи. 9{2}_{rms}R.\label{20.6.11}\]
Пример \(\PageIndex{1}\): Пиковое напряжение и мощность для переменного тока
(a) Каково значение пикового напряжения для сети переменного тока 120 В?
Стратегия
Нам говорят, что \(V_{rms}\) равно 120 В, а \(P_{ave}\) равно 60,0 Вт. Мы можем использовать \(V_{rms} = \frac{V_{0 }}{\sqrt{2}}\), чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.
Решение
Решение уравнения \(V_{rms}=\frac{V_{0}}{\sqrt{2}}\) для пикового напряжения \(V_{0}\) и подстановка известного значения для \(V_{rms}\) дает \[V_{0} = \sqrt{2} V_{rms} = 1,414\left(120 V\right) = 170 V.
\]
Обсуждение
Это означает, что переменное напряжение колеблется от 170 В до \(-170 В\) и обратно 60 раз в секунду. Эквивалентное постоянное напряжение равно 120 В.
(b) Какова пиковая потребляемая мощность лампочки переменного тока мощностью 60,0 Вт?
Решение
Пиковая мощность представляет собой произведение пикового тока на пиковое напряжение. Таким образом, \[P_{0} = I_{0}V_{0} = 2\left(\frac{1}{2} I_{0} V_{0} \right) = 2P_{ave}.\] Мы известно, что средняя мощность равна 60,0 Вт, поэтому \[P_{0} = 2\left(60,0 Вт\right) = 120 Вт.\]
Обсуждение
Итак, мощность колеблется от нуля до 120 Вт сто двадцать раз в секунду (дважды за цикл), а средняя мощность составляет 60 Вт.
Зачем использовать переменный ток для распределения электроэнергии?
Большинство крупных систем распределения электроэнергии работают на переменном токе. Кроме того, мощность передается при гораздо более высоких напряжениях, чем 120 В переменного тока (240 В в большинстве стран мира), которые мы используем дома и на работе.
Экономия за счет масштаба делает строительство нескольких очень крупных электростанций дешевле, чем строительство множества мелких. Это требует передачи энергии на большие расстояния, и, очевидно, важно, чтобы потери энергии в пути были сведены к минимуму. Как мы увидим, высокое напряжение может передаваться с гораздо меньшими потерями мощности, чем низкое напряжение. (См. рис. 4.) Из соображений безопасности напряжение у пользователя снижено до привычных значений. Решающим фактором является то, что переменное напряжение намного проще увеличивать и уменьшать, чем постоянное, поэтому переменный ток используется в большинстве крупных систем распределения электроэнергии.
В точке использования трансформаторы снижают напряжениеПример \(\PageIndex{2}\): Потери мощности меньше при высоковольтной передаче
(a) Какой ток необходим для передачи 100 МВт мощности при 200 кВ ? 9{2} \left(1,00 \Omega\right) = 250 кВт.\]
(c) Какой процент мощности теряется в линиях электропередачи?
Решение
Потери в процентах представляют собой отношение этой потерянной мощности к общей или входной мощности, умноженное на 100: \[% потерь = \frac{250kW}{100 МВт} \times 100 = 0,250 %.\ ]
Обсуждение
Одна четвертая процента – допустимая потеря. Заметим, что если бы передавалось 100 МВт мощности при напряжении 25 кВ, то понадобился бы ток 4000 А. Это приведет к потере мощности в линиях 16,0 МВт, или 16,0%, а не 0,250%. Чем ниже напряжение, тем больше требуется тока и тем больше потери мощности в линиях передачи с фиксированным сопротивлением. Конечно, можно построить линии с меньшим сопротивлением, но для этого нужны более крупные и дорогие провода.
Если бы сверхпроводящие линии можно было производить экономично, то в линиях передачи вообще не было бы потерь. Но, как мы увидим в одной из последующих глав, в сверхпроводниках также существует предел тока. Короче говоря, высокое напряжение более экономично для передачи мощности, а напряжение переменного тока гораздо легче повышать и понижать, поэтому переменный ток используется в большинстве крупномасштабных систем распределения электроэнергии.
Широко известно, что высокое напряжение представляет большую опасность, чем низкое. Но на самом деле некоторые высокие напряжения, например, связанные с обычным статическим электричеством, могут быть безвредными. Так что не только напряжение определяет опасность. Не так широко признано, что разряды переменного тока часто более вредны, чем аналогичные разряды постоянного тока. Томас Эдисон считал, что удары переменного тока более вредны, и в конце 1800-х годов создал систему распределения электроэнергии постоянного тока в Нью-Йорке. Были ожесточенные споры, в частности, между Эдисоном и Джорджем Вестингаузом и Николой Теслой, которые выступали за использование переменного тока в первых системах распределения электроэнергии.
Переменный ток преобладает во многом благодаря трансформаторам и меньшим потерям мощности при передаче высокого напряжения.
ИССЛЕДОВАНИЯ PHET: ГЕНЕРАТОР
Генерировать электричество с помощью стержневого магнита! Откройте для себя физику этого явления, исследуя магниты и то, как вы можете использовать их, чтобы зажечь лампочку.
Рисунок \(\PageIndex{5}\): Генератор
Резюме
- Постоянный ток (DC) представляет собой поток электрического тока только в одном направлении. Это относится к системам, в которых напряжение источника постоянно.
- Источник напряжения системы переменного тока (AC) выдает \(V= V_{0} \sin{2\pi} ft\), где \(V\) – напряжение в момент времени \(t\), \(V_{0}\) — пиковое напряжение, а \(f\) — частота в герцах.
- В простой цепи \(I = V/R\), а переменный ток равен \(I = I_{0} \sin{2\pi}ft\), где \(I\) – ток в момент времени \ (t\), а \(I_{0} = V_{0}/R\) — пиковый ток.
- Средняя мощность переменного тока равна \(P_{ave} = \frac{1}{2} I_{0}V_{0}\).
- Средний (среднеквадратический) ток \(I_{rms}\) и среднее (среднеквадратичное) напряжение \(V_{rms}\) и \(I_{rms} = \frac{I_{0}}{\sqrt{2} }\) и \(V_{rms} = \frac{V_{0}}{\sqrt{2}}\), где rms обозначает среднеквадратичное значение.
- Таким образом, \(P_{ave} = I_{rms} V_{rms}\). 9{2}R\), аналогично выражениям для цепей постоянного тока.
Глоссарий
- постоянный ток
- (DC) поток электрического заряда только в одном направлении
- переменный ток
- Напряжение переменного тока
- напряжение, которое синусоидально колеблется во времени, выражается как В = В 0 sin 2 πft , где В — напряжение в момент времени t, В 0 — пиковое напряжение, а f — частота в герцах
- Переменный ток
- ток, синусоидально колеблющийся во времени, выраженный как I = I
- действующее значение тока
- среднеквадратичное значение тока, \(I_{rms}=I_0/\sqrt{2}\), где I 0 пиковое значение тока в системе переменного тока
- среднеквадратичное напряжение
- среднеквадратичное значение напряжения, \(V_{rms}=V_0/\sqrt{2}\), где В 0 пиковое напряжение в системе переменного тока
Эта страница под названием 20.