Переменный ток отличие от постоянного: переменный и постоянный ток – это НЕ сложно

Содержание

В чем разница между переменным и постоянным током и как их преобразовать?

Не знаете, что такое питание переменного и постоянного тока?


В этой статье объясняются основные различия между постоянным и переменным током. Вы также узнаете, как преобразовать источник питания переменного тока в вашем доме в постоянный ток с помощью небольшой недорогой схемы мостового выпрямителя. Преобразуя переменный ток в постоянный, вы можете питать цепи постоянного тока в своих проектах DIY.

Что такое переменный ток?

Переменный ток (AC) – это тип электрического тока, который постоянно меняет свою величину и направление много раз в секунду. Поток электронов в переменном токе меняется через определенные промежутки времени. В наших домах есть источник переменного тока, потому что, в отличие от постоянного тока, переменное напряжение распространяется на большие расстояния без больших потерь мощности.



Что такое постоянный ток?

При постоянном токе электроны текут в одном направлении. Это постоянный ток, который не меняет своего направления со временем.

В чем основные различия между переменным и постоянным током?

Есть два основных отличия:


1. При постоянном токе протекание тока постоянно, тогда как при переменном токе протекание постоянно меняется.

2. При переменном токе напряжение не падает на больших расстояниях, как при постоянном токе.

Как преобразовать переменный ток в постоянный?

В зависимости от того, что вы хотите сделать с выходом, есть два разных способа преобразования переменного тока в постоянный.

Первый метод заключается в математическом преобразовании переменного тока в постоянный, зная исходное значение переменного тока. Если вы хотите использовать значение только для вычислений, вы можете преобразовать его.

Однако, если вы планируете физически преобразовывать переменный ток в постоянный для любого устройства, вы можете сделать это, сделав небольшую схему.

Давайте обсудим здесь оба пути:

1.

Математическое преобразование.

Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, вам нужно только знать значение переменного тока вашего источника. С помощью мультиметра можно это измерить.

  1. Подключите штекеры мультиметра и установите мультиметр в режим измерения напряжения, повернув ручку в положение V~ .
  2. Подключите другой конец щупов к положительной и отрицательной клеммам источника питания и запишите показания дисплея.

Преобразование постоянного тока в переменный

Вот математическая формула для преобразования переменного тока в постоянный:

V ОКРУГ КОЛУМБИЯ =V AC/ √ (2)

Для простых вычислений округлите √ (2) до 1,4. Таким образом, вам не нужно использовать калькулятор для деления.

Допустим, измеренное значение было 120 В. Добавить V AC значение, которое вы только что измерили, по формуле и рассчитайте его.

V ОКРУГ КОЛУМБИЯ = (120 / 1,4)

VОКРУГ КОЛУМБИЯ= 85,71 Вольт

Вы можете использовать это значение для расчета различных параметров на основе постоянного напряжения. Теперь перейдем к созданию физической схемы.

2. Создание физической схемы

Для построения физической схемы вам понадобится следующее оборудование:

  1. Понижающий трансформатор
  2. Четыре диода
  3. Перфорированная плита
  4. Провода
  5. Конденсатор
  6. Мультиметр

Давайте посмотрим на функции каждого компонента в схеме.

  1. Понижающий трансформатор: Он используется для преобразования энергии высокого напряжения с низким током в мощность с низким напряжением и высоким током. Если вы хотите преобразовать переменный ток в постоянный с большей величиной, чем у источника, вы можете использовать повышающий трансформатор.
  2. Диоды: Позволяет электричеству течь в одном направлении при прямом смещении и блокирует поток в другом направлении. В этой схеме построен мостовой выпрямитель на четырех диодах.
  3. Перфорированная плита: Электронная плата, используемая для создания прототипов схем.
  4. Провода: компоненты соединяются, а затем соединяются проводами.
  5. Конденсатор: Электронный компонент для накопления заряда, который сглаживает ток, протекающий по цепи.
  6. Мультиметр: Электронное устройство, используемое для измерения тока, напряжения, сопротивления и других параметров в цепи. В этом примере он используется для измерения постоянного напряжения.

Остальные компоненты подключаются напрямую в первичную цепь, но в мостовом выпрямителе диоды необходимо соединять в форме ромба.

Как сделать мостовой выпрямитель:

1. Подключите два диода в форме буквы L. Убедитесь, что их отрицательные концы подключены.

распечатать список файлов в папке и подпапках

2. Таким же образом подключите оставшиеся два диода. Присоединяйтесь к их позитивным результатам на этот раз.

3. Соедините два набора диодов в форме ромба, как показано ниже.

Убедитесь, что диоды подключены правильно, и ваш мостовой выпрямитель готов.

Связанный: Моделируйте и тестируйте проекты Arduino с помощью схем 123D

Создание финального контура:

Давайте посмотрим, как использовать эти компоненты в цепи, чтобы получить выход постоянного тока от источника переменного тока.

1. С помощью гаек и болтов плотно прикрепите понижающий трансформатор к монтажной плате.

2. Подключите мостовой выпрямитель к цепи.

3. Черный и белый провода трансформатора должны быть подключены к источнику переменного тока. Подключите два других провода трансформатора к мостовому выпрямителю, как показано ниже.

Четыре. Оберните провода в этих двух точках, где трансформатор подключен к выпрямителю. После этого припаяйте соединения.

5. Подключите положительный конец конденсатора к левому углу выпрямителя, а отрицательный конец – к правой стороне, обозначенной точками 3 и 4 на принципиальной схеме. Схема может работать без конденсатора, но вы должны использовать его, чтобы заблокировать изменение тока.

6. Подключите трансформатор к источнику переменного тока и включите источник переменного тока.

7. Установите мультиметр в режим измерения напряжения. Подключите две вилки к положительной и отрицательной сторонам конденсатора / мостового выпрямителя. Он покажет значение мощности постоянного тока, преобразованной из мощности переменного тока.

Меры предосторожности:

1. При пайке концов не прикасайтесь к припоям, чтобы не обжечься.

2. Только после замыкания цепи включите подачу переменного тока.

Часто задаваемые вопросы:

1. Одинаковы ли провода переменного и постоянного тока?

Конструкция провода постоянного тока довольно проста с двумя полюсами; отрицательный и положительный. Однако кабели переменного тока состоят из трехфазных четырех- или пятижильных кабелей сложной конструкции. Кроме того, кабель переменного тока может стоить дороже, чем кабель постоянного тока.

галактика s7 Wi-Fi вызов не работает

2. Могут ли приборы постоянного тока работать от переменного тока?

Нет, чтобы уберечь прибор от неисправности, всегда подавайте правильный вход.

Связанный: Лучшие комплекты электроники для детей

Преобразование переменного тока в постоянный для ваших проектов DIY

Недорогая схема мостового выпрямителя – хороший способ преобразования переменного тока в постоянный. Прямой источник переменного тока в вашем доме может использоваться для питания цепей постоянного тока, сделанных своими руками. Убедитесь, что все соединения надежны во время сборки, и, как только вы будете удовлетворены, включите цепь. Не забудьте принять необходимые меры предосторожности при замыкании цепи.

Делиться Делиться Твитнуть Эл. адрес 5 творческих проектов DIY для старых печатных плат

Засучите рукава, пора проявить творческий подход и приступить к практическому применению этих старых досок по-новому.

Читать далее Похожие темы
  • Сделай сам
  • Электроника
Об авторе Шан Абдул |(Опубликовано 46 статей)

Шан Абдул окончил факультет машиностроения. После завершения образования он начал свою карьеру в качестве писателя-фрилансера. Он пишет об использовании различных инструментов и программного обеспечения, чтобы помочь людям быть более продуктивными в качестве студентов или профессионалов. В свободное время он любит смотреть видео на Youtube о продуктивности.

Ещё от Shan Abdul
Подписывайтесь на нашу новостную рассылку

Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!

Нажмите здесь, чтобы подписаться

Переменный ток

Переменный ток все время изменяет свое направление в отличие от постоянного, который протекает только в одном направлении. Постоянный ток вырабатывают батареи и источники постоянного тока, а

переменный – генераторы сигналов и государственные энергетические системы.

 

Синусоидальные колебания

Форма переменного тока или напряжения может принимать самые различные виды. Наиболее распространенной является синусоидальная форма переменного напряжения или тока (рис. 2.1). Синусоидальное колебание имеет два максимальных значения, или пика: положительный пик и отрицательный. Пиковое значение называется также амплитуде синусоиды. Значение синусоидального напряжения, измеренное от пика до пика (размах), является разностью потенциалов между положительным пиком и отрицательным.
Размах = Положительная амплитуда + Отрицательная амплитуда = Удвоенная амплитуда.

Рис. 2.1. Синусоидальные колебания переменного тока

 

Среднеквадратическое значение

Постоянный ток имеет постоянное значение, и это значение можно использовать во всех вычислениях. Значение же переменного тока изменяется во времени. Чтобы преодолеть эту трудность, за «постоянное» значение переменного тока приняли и используют его среднеквадратическое значение.
Среднеквадратическое значение переменного тока является эквивалентом значения постоянного тока, при котором вырабатывается такая же мощность, что и при исходном значении переменного тока. Если известно среднеквадратическое значение переменного тока, то его можно использовать для вычисления мощности так же, как если бы это было постоянное напряжение или ток. Например:

 

 

Мощность пост. тока = Постоянный ток х Постоянное напряжение;
Мощность перем. Тока = Среднеквадр. значение тока х Среднеквадр. значение напряжения.

 

Значения переменного тока и напряжения всегда задают в виде среднеквадратической величины, за исключением специально оговоренных случаев.
Пример 1
Какое сопротивление имеет домашний электрический обогреватель мощностью 1 кВт?
Решение
Домашние обогреватели работают от сетевого напряжения, имеющего среднеквадратическое значение 240 В (в России 220 В.

— Прим. перев.). Мощность, потребляемая обогревателем, составляет 1 кВт = 1000 Вт. Из формулы P = V2/R определяем

P = V2/R = 240*240/1000 = 57, б Ом.

 

Соотношение между пиковыми и среднеквадратическими значениями

Среднеквадратическое значение сигнала переменного тока зависит от его формы. Так, среднеквадратическое значение синусоидального сигнала составляет 0,707 его пикового значения (амплитуды). Заметим, что это справедливо только для синусоидального сигнала. Например, если амплитуда синусоидального сигнала Vр = 10 В, то его среднеквадратическое значение составит Vср.кв. = 0,707 * Vр = 0,707 * 10 = 7,07 В (см. рис. 2.2). Из соотношения Vср.кв. = 0,707 * Vр следует, что

Vр = 1/0,707 * Vср.кв. = 1,414 * Vср.кв.

Рис. 2.2. Среднеквадратическое значение синусоидального сигнала.

Рис. 2.3. Постоянная составляющая сигнала переменного тока.

 

Постоянная составляющая в сигнале переменного тока

До сих пор мы имели дело с сигналами переменного тока, которые не содержали постоянной составляющей. Рассмотрим два синусоидальных сигнала, изображенных на рис. 2.3. Левый сигнал не имеет постоянной составляющей, и его положительный пик равен отрицательному. Правый же сигнал содержит составляющую постоянного тока величиной 5 В.

Постоянная составляющая переменного тока называется также средним, или усредненным значением сигнала переменного тока.
Определим постоянную составляющую сигнала, имеющего прямоугольную форму (рис. 2.4).

Рис. 2.4.

 

1. Сначала определим положение нулевого уровня.
2. Вычислим площадь А1, лежащую выше нулевого уровня:
А1 = 4*1 = 4.

3. Вычислим площадь А2, лежащую ниже нулевого уровня:
А2 = 2*1 = 2.

4. Вычислим суммарную площадь:

А1 – А2 = 4 – 2 = 2.

5. Отсюда среднее значение напряжения за период равно
Суммарная площадь/Время периода = 2/3 = 0,67 В.

 

Среднеквадратическое значение сложных сигналов

Как уже говорилось, соотношение
Среднеквадратическое значение = 0,707 амплитуды
справедливо только для синусоидальных сигналов. Среднеквадратическое значение сигналов, имеющих другую форму, может быть определено следующим образом.
1. Определить площадь сигнала за один период. Заметим, что при определении площади отрицательное значение превращается в положительное.

2. Определить среднее значение площади сигнала за период.
3. Вычислить квадратный корень из средней площади сигнала за период.
Определим среднеквадратическое значение сигнала, имеющего форму меандра (рис. 2.5(а)). Площадь положительного полупериода этого сигнала равна 3 * 3 = 9. Площадь отрицательного полупериода составля¬ет (-3) * (-3) = 9. Среднее значение площади за период, следовательно, равно 9. Отсюда среднеквадратическое значение напряжения будет корень из 9 = 3 В.

Рис. 2.5. Сравнение среднеквадратических значений
прямоугольного и синусоидального сигналов.

 

Для сравнения определим среднеквадратическое значение синусоидального напряжения, имеющего значение положительной и отрицательной амплитуды +3 В и –3 В соответственно (рис.

2.5(б)): 0,707 * 3 В = 2,12 В.

Как видим, прямоугольный сигнал имеет большее среднеквадратическое значение. Это объясняется тем, что площадь под прямоугольной огибающей больше, чем площадь под синусоидой, хотя оба сигнала имеют одинаковые значения положительного и отрицательного пиков. В данном случае среднеквадратическое значение прямоугольного сигнала равно его пиковому значению.


На рис. 2.6 изображен прямоугольный сигнал, имеющий только положительные значения. Среднеквадратическое значение этого сигнала меньше его пикового значения.

При однополупериодном выпрямлении среднеквадратическое значение напряжения равно половине его амплитуды.
При двухполупериодном выпрямлении среднеквадратическое значение такое же, как у полной синусоиды, т. е. 0,707 амплитуды (рис. 2.7), поскольку при вычислении среднеквадратического значения положительная полуволна сигнала идентична отрицательной, положительный полупериод идентичен отрицательному.
Заметим, что постоянная составляющая, или среднее значение сигнала, это просто усредненное значение напряжения за один период, не имеющее никакого отношения к среднеквадратическому значению.

Рис. 2.6. Среднеквадратическое значение прямоугольного сигнала, имеющего только положительную полярность.

 

Рис. 2.7. (а) При однополупериодном выпрямлении синусоидального напряжения его среднеквадратическое значение равно 0,5 амплитуды.
(б) При двухполупериодном выпрямлении синусоидального напряжения его среднеквадратическое значение равно 0,707 амплитуды.

 

В этом видео наглядно рассказывается о типах тока, в том числе о переменном токе:

 

Добавить комментарий

Обозначение постоянного и переменного тока: значок напряжения

Когда произносят слово «электричество», один человек представит себе обычную бытовую розетку из дома, а другой – высоковольтную линию электропередач. Более продвинутые вспомнят молнию, батарейки и даже сварочный аппарат. Все эти явления и приборы так или иначе связаны с электричеством, основными характеристиками которого, в соответствии с законом Ома, являются сила тока, напряжение и сопротивление. Ток, в свою очередь, бывает постоянным и переменным. В обозначении двух этих видов на схемах возникает еще больше путаницы, чем при поиске ассоциаций со словом «электричество». В этой статье будет рассказано о том, как обозначается постоянный ток, маркируется переменное напряжения и силы постоянного характера, используемые для обозначения на схемах и чертежах.

Что такое электричество

Появление электричества – это определенная совокупность явлений, которые обусловлены существованием электрических зарядов со знаком «+» и «-», их взаимодействием между собой и возможностью движения. За счет того, что совокупность зарядов может перемещаться по проводнику, обладать притягивающими и отталкивающими свойствами, было открыто явление магнетизма и электричества. Одним из первых это описал Фалес, а позже в 1600 году английский физик Уильям Гилберт. С течением времени знания об этом явлении только увеличивались и прогрессировали.

Виды тока и их графики относительно времени

С точки зрения физики, электричество – это упорядоченное движение положительно и отрицательно заряженных частиц по материалу проводникового типа под действием электрического поля. В качестве частиц выступают ионы, протоны, нейтроны и электроны.

Направленное движение частиц

Какое отличие между переменным и постоянным током

Ток – это движение заряженных электронов в определенном направлении. Это перемещение необходимо для того, чтобы бытовые и профессиональные электроприборы могли работать с установленной номинальной мощностью. В домашней розетке ток появляется из электростанции, где кинетическая энергия электронов преобразуется в электрическую.

Электроток постоянного характера – электричество, получаемое из аккумулятора телефона или батарейки. Он называется так, потому что направление движения электронов в нем не меняется. На таком принципе основана работа зарядных устройств: они конвертируют переменное электричество сети в постоянное и в таком виде оно накапливается в аккумуляторных батареях.

Переменный ток – электричество в любой домашней электросети. Он называется так из-за того, что направление движения электронов постоянно меняется. Количество изменений направления задается частотой, которая для домашних сетей в СНГ равно 50 Гц. Это значит, что за одну секунду электроток меняет направление движения целых 50 раз. Напряжение же в сети – это максимальный «напор», который заставляет двигаться электроны.

Обозначение постоянного и переменного тока

Как обозначается постоянное и переменное напряжение

Постоянное напряжение или ток обозначаются аббревиатурой DC, что означает Direct current. На схемах и электроприборах принято также указывать постоянное напряжение простой ровной линией (—).

Значок переменного напряжения записывается в виде несколько иной аббревиатуры ( – AC. Если расшифровать, то получится «Alternating current». На клеммах электроприборов и распределительных щитков, а также на схемах она может изображаться как волнистая линия (~).

Важно! Если в сеть рассчитана для пропуска и того, и другого видов электроэнергии, она маркируется как «AC/DC» и обозначается на схеме двойной линией (верхняя линия прямая и сплошная, а нижняя прямая и пунктирная).

Альтернативное обозначение видов тока и напряжения на схемах

Какой значок напряжения

Напряжение означает поток электрических заряженных частиц по проводнику определенного сечения и  обычно обозначается как «U». Если напряжение в сети постоянное, то около латинской буквы ставится символ прямой линии или двух линий (верхняя сплошная прямая, а нижняя пунктирная). Для мультиметров и прочих приборов, связанных с измерением напряжения, используют латинскую букву «V», которая обозначает единицу измерения напряжения – Вольт (Volt). Значение линий при этом сохраняется.

Важно! Многие обыватели полагают, что напряжение обозначается как «E», но это не так. «Е» — это электродинамическая сила (ЭДС) источника питания проводника.

Обозначение вида тока на мультиметре

Таким образом, маркировка проводов, клемм электроприборов и схем имеет совершенно четкий и понятный характер. Она указывает на силу тока и напряжение, с которыми работает та или иная сеть или прибор. Каждый взрослый человек может научиться читать электротехнические схемы буквально за несколько дней, так как для этого достаточно лишь изучить основные маркировки, а также обозначения постоянного и переменного напряжения.

20.5 Переменный ток в сравнении с постоянным током – College Physics

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 рис. 1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичной мощности постоянного и переменного тока. Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.

Рисунок 1. (a) Напряжение постоянного тока и ток постоянны во времени, как только ток установится. (b) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока с частотой 60 Гц.Напряжение и ток синусоидальны и находятся в фазе для простой цепи сопротивления. Частоты и пиковые напряжения источников переменного тока сильно различаются. Рисунок 2. Разность потенциалов В между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано. Математическое выражение для В имеет вид В = В 0 sin 2πft .

На рис. 2 показана схема простой цепи с источником переменного напряжения.Напряжение между клеммами колеблется, как показано, с напряжением переменного тока, заданным

.

[латекс]{V = V_0 \;\text{sin} \; 2 \pi ft},[/латекс]

, где [latex]{V}[/latex] — это напряжение в момент времени, [latex]{t}[/latex], [latex]{V_0}[/latex] — пиковое напряжение, а [latex]{f} [/latex] — частота в герцах. Для этой простой цепи сопротивления [латекс]{I = V/R}[/латекс], поэтому переменный ток равен

.

[латекс]{I = I_0 \;\text{sin} \; 2 \pi ft},[/латекс]

, где [латекс]{I}[/латекс] — ток в момент времени [латекс]{t}[/латекс], а [латекс]{I_0 = V_0/R}[/латекс] — пиковый ток. В этом примере говорят, что напряжение и ток совпадают по фазе, как показано на рисунке 1(b).

Ток в резисторе колеблется туда-сюда точно так же, как и управляющее напряжение, поскольку [latex]{I = V/R}[/latex]. 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.2\; 2 \pi ft}[/latex], как показано на рисунке 3.

Установление связей: домашний эксперимент — освещение переменного/постоянного тока

Проведите рукой вперед-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 .

Рисунок 3. Мощность переменного тока в зависимости от времени. Поскольку напряжение и ток здесь совпадают по фазе, их произведение неотрицательно и колеблется от нуля до I 0 V 0 .Средняя мощность (1/2)I 0 В 0 .

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 [latex]{P_{\text{ave}}}[/latex] равна

.

[латекс] {P _ {\ text {аве}} =} [/латекс] [латекс] {\ гидроразрыва {1} {2}} [/латекс] [латекс] {I_0 V_0}.[/латекс]

Это видно из графика, так как площади выше и ниже линии [latex]{(1/2)I_0V_0}[/latex] равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.Точно так же мы определяем средний или среднеквадратический ток [latex]{I_{\text{rms}}}[/latex] и среднее или среднеквадратичное напряжение [latex]{V_{\text{rms}}}[/latex] как , соответственно,

[латекс] {I _ {\ text {rms}} =} [/ латекс] [латекс] {\ гидроразрыва {I_0} {\ sqrt {2}}} [/ латекс]

и

[латекс] {V _ {\ текст {rms}} =} [/латекс] [латекс] {\ гидроразрыва {V_0} {\ sqrt {2}}} . [/латекс]

, где rms означает среднеквадратичное значение, особый вид среднего значения. Как правило, для получения среднеквадратичного корня конкретную величину возводят в квадрат, находят ее среднее (или среднее) значение и извлекают квадратный корень.Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Сейчас

[латекс] {P _ {\ text {ср.}} = I _ {\ text {rms}} V _ {\ text {rms}}}, [/ латекс]

что дает

[латекс] {P _ {\ text {аве}} =} [/латекс] [латекс] {\ гидроразрыва {I_0} {2} \ cdot \ гидроразрыва {V_0} {2}} [/латекс] [латекс] { =}[/латекс] [латекс]{\ гидроразрыва {1} {2}}[/латекс] [латекс] {I_0 V_0},[/латекс]

, как указано выше. Стандартной практикой является цитирование [латекс] {I_{\text{rms}}}[/latex], [латекс]{V_{\text{rms}}}[/латекс] и [латекс]{P_{\ text{ave}}}[/latex], а не пиковые значения.Например, в большинстве бытовых электросетей используется переменное напряжение 120 В, а это означает, что [латекс]{V _{\text{среднеквадратичное значение}}}[/латекс] составляет 120 В. I_{\text{rms}}}[/latex] более 10 А. Ваша микроволновая печь мощностью 1,0 кВт потребляет [латекс]{P_{\text{ср.}}=1,0 \;\text{кВт}}[/latex ], и так далее. Вы можете думать об этих среднеквадратичных и средних значениях как об эквивалентных значениях постоянного тока для простой резистивной цепи.

Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения для мощности полностью аналогичны уравнениям для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения.2 р} .[/латекс]

Пример 1: Пиковое напряжение и мощность для переменного тока

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

Стратегия

Нам говорят, что [latex]{V_{\text{rms}}}[/latex] составляет 120 В, а [latex]{P_{\text{ave}}}[/latex] составляет 60,0 Вт. Мы можем использовать [latex]{V_{\text{rms}} = \frac{V_0}{\sqrt{2}}}[/latex], чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданная средняя мощность.

Раствор для (а)

Решение уравнения [latex]{V_{\text{rms}} = \frac{V_0}{\sqrt{2}}}[/latex] для пикового напряжения [latex]{V_0}[/latex] и подстановка известное значение для [латекса]{V_{\text{rms}}}[/латекс] дает

[латекс] {V_0 = \sqrt{2} V_{\text{rms}} = 1,414(120 \;\text{V}) = 170 \;\text{V}.}[/latex]

Обсуждение для (а)

Это означает, что переменное напряжение колеблется от 170 В до –170 В и обратно 60 раз в секунду.Эквивалентное постоянное напряжение равно постоянным 120 В.

Раствор для (б)

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

[латекс] {P_0 = I_0 V_0 = 2 \; (} [/латекс] [латекс] {\ гидроразрыва {1} {2}} [/ латекс] [латекс] {I_0 V_0 ) = 2P _ {\ текст {аве}}.} [/латекс]

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

[латекс]{P_0 = 2(60.0 \;\text{W}) = 120 \;\text{W}.}[/latex]

Обсуждение

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

Большинство крупных систем распределения электроэнергии работают на переменном токе. Более 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 на масштабе 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, высокие напряжения могут передаваться с гораздо меньшими потерями мощности, чем низкие напряжения.(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.

Рисунок 4. Мощность распределяется на большие расстояния при высоком напряжении для снижения потерь мощности в линиях передачи. Напряжение, генерируемое электростанцией, повышается с помощью пассивных устройств, называемых трансформаторами (см. главу 23.7 «Трансформаторы»), до 330 000 вольт (или более в некоторых местах по всему миру).В месте использования трансформаторы снижают передаваемое напряжение для безопасного бытового и коммерческого использования. (Источник: GeorgHH, Wikimedia Commons)

Пример 2: Меньшие потери мощности при высоковольтной передаче

(а) Какой ток необходим для передачи 100 МВт мощности при напряжении 200 кВ? (b) Какова мощность, рассеиваемая линиями передачи, если они имеют сопротивление [латекс]{1,00 \;\Омега}[/латекс]? в) Какой процент мощности теряется в линиях электропередачи?

Стратегия

Нам дано [латекс]{P_{\text{ав}} = 100 \;\текст{МВт}}[/латекс], [латекс]{V_{\текст{rms}} = 200 \;\текст{ кВ}}[/латекс], а сопротивление линий [латекс]{R = 1.2 (1,00 \;\Омега) = 250 \;\text{кВт}}.[/latex]

Раствор

Процент потерь – это отношение этой потерянной мощности к общей или входной мощности, умноженное на 100:

[латекс]{\% \;\текст{потери} =}[/латекс] [латекс]{\гидроразрыва{250 \;\текст{кВт}}}{100 \;\текст{МВт}}}[/латекс ] [латекс] {\ раз 100 = 0,250 \%}. [/латекс]

Обсуждение

Одна четвертая процента является приемлемой потерей. 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 признано, что высокое напряжение представляет большую опасность, чем низкое напряжение. 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 высоковольтной передаче.

Исследования PhET: Генератор

Генерируйте электричество с помощью стержневого магнита! Откройте для себя физику этого явления, исследуя магниты и то, как вы можете использовать их, чтобы зажечь лампочку.

Рисунок 5. Генератор

Проблемные упражнения

1: а) Чему равно тепловое сопротивление лампочки мощностью 25 Вт, работающей от сети переменного тока 120 В? б) Если рабочая температура лампы 2700°С, каково ее сопротивление при 2600°С?

2: Некоторое тяжелое промышленное оборудование использует переменный ток с пиковым напряжением 679 В. Каково среднеквадратичное значение напряжения?

3: Определенный автоматический выключатель срабатывает при среднеквадратичном токе 15,0 А. Каков соответствующий пиковый ток?

4: Военные самолеты используют переменный ток с частотой 400 Гц, потому что на этой более высокой частоте можно проектировать более легкое оборудование.Каково время одного полного цикла этой мощности?

5: Турист из Северной Америки берет свою бритву мощностью 25,0 Вт, 120 В переменного тока в Европу, находит специальный адаптер и подключает ее к сети 240 В переменного тока. Предполагая постоянное сопротивление, какую мощность потребляет бритва при ее поломке?

6: В этой задаче вы проверите утверждения, сделанные в конце о потерях мощности для Примера 2. (a) Какой ток необходим для передачи 100 МВт мощности при напряжении 25,0 кВ? (b) Найдите потери мощности в [латексе]{1.00 – \;\Omega}[/latex] линия передачи. (c) Какой процент потерь это представляет?

7: Кондиционер небольшого офисного здания работает от сети переменного тока 408 В и потребляет 50,0 кВт. а) Каково его эффективное сопротивление? (b) Какова стоимость работы кондиционера в жаркий летний месяц, когда он работает по 8 часов в день в течение 30 дней, а электроэнергия стоит [латекс]{9,00 \;\text{центов/кВт} \cdot \;\ текст{ч}}[/латекс]?

8: Какова пиковая потребляемая мощность микроволновой печи на 120 В переменного тока, потребляющей 10.0 А?

9: Каков пиковый ток через комнатный обогреватель мощностью 500 Вт, работающий от сети переменного тока 120 В?

10: Два разных электрических устройства имеют одинаковую потребляемую мощность, но одно предназначено для работы от сети переменного тока 120 В, а другое от сети переменного тока 240 В. а) Каково отношение их сопротивлений? б) Каково отношение их токов? (c) Если предположить, что его сопротивление не изменится, во сколько раз увеличится мощность, если устройство на 120 В переменного тока подключить к сети 240 В переменного тока?

11: Нихромовая проволока используется в некоторых радиационных нагревателях.2}[/latex], нужен, если рабочая температура 500º C? в) Какую мощность он потребляет при первом включении?

12: Найдите время после [латекс]{t = 0}[/латекс], когда мгновенное напряжение переменного тока частотой 60 Гц впервые достигает следующих значений: (а) [латекс]{V_0/2}[/латекс ] (б) [латекс]{V_0}[/латекс] (в) 0,

13: (a) В какие два раза в первый период, следующий за [latex]{t = 0}[/latex], мгновенное напряжение переменного тока частотой 60 Гц равно [latex]{V_{\text{rms} }}[/латекс]? (b) [латекс]{-V_{\text{rms}}}[/латекс]?

AC или DC – что опаснее и почему?

Что опаснее — переменный или постоянный ток?

Прежде всего, имейте в виду, что как переменное, так и постоянное напряжение и ток опасны и опасны. Оба наши друзья и злейшие враги, и они не будут скучать по тебе, если ты дашь им шанс.

Рис. 1. Разница между переменным и постоянным током

Переменный ток более опасен для серийного убийцы , поскольку переменный ток с меньшей частотой (50 Гц в ЕС и 60 Гц в США) на опаснее, чем постоянный ток с тем же уровнем напряжения . Другими словами, 230 В переменного тока (или 120 В переменного тока) более опасны, чем 230 В постоянного тока или 120 В постоянного тока соответственно. Но имейте в виду, что DC имеет возможность поджарить вас , т.е.если мы говорим, что AC более опасен, это не значит, что DC будет играть только с вами. Держитесь подальше и не доверяйте обоим.

Похожие сообщения:

Напряжение и ток переменного тока низкой частоты, т. е. 50 Гц или 60 Гц, более опасны, чем переменный ток более высокой частоты (скажем, 500 0 или 600 Гц). То же самое, т.е. переменного тока и напряжения в три-пять раз более опасны, чем постоянный ток с таким же уровнем напряжения.

В случае постоянного напряжения и тока, Вызывает однократное судорожное сокращение (резкий и неуправляемый процесс, при котором мышцы становятся короче и напряженнее), которое отталкивает пострадавшего от источника постоянного тока или напряжения , которого они коснулись.

В случае переменного напряжения и тока вызывает тетанию (состояние, характеризующееся периодическими мышечными спазмами) или продолжительное сокращение мышц , которое приводит к замораживанию пострадавшего (или части(ей) тела) прикосновение к Напряжение переменного тока или источник тока .

Из-за переменного характера поведения переменного тока он вызывает фибрилляцию предсердий фибрилляцию  , что более опасно, чем остановка сердца  (из-за фибрилляции желудочков) (из-за фибрилляции желудочков) в случае поражения электрическим током. В этом случае у «замороженного сердца» больше шансов вернуться в нормальное русло по сравнению с фибрилляцией сердца, вызванной АС. В этих случаях дефибрилляционное оборудование (которое питает блоки постоянного тока, чтобы остановить фибрилляцию и вернуть сердце в нормальное состояние) используется в качестве службы неотложной медицинской помощи.

Как правило, окончательное решение зависит от множества факторов, таких как сопротивление человеческого тела, влажная или сухая кожа или место, толщина кожи, вес, пол, возраст, уровень тока и напряжения, частота и т. д.

Связанное сообщение:

Если рассматривать минимальный уровень переменного и постоянного напряжения, то 50 В переменного тока в сухом состоянии и 25 В во влажных и мокрых местах и ​​до 120 В постоянного тока считаются безопасными при прямом или косвенном контакте с электроустановками. Приведенное выше заявление и следующая таблица показывают, что переменный ток и напряжение более опасны, чем постоянный ток.

Например, в случае переменного тока безопасный предел составляет 50 В (или 25 В при влажности), а в случае постоянного тока безопасный предел составляет 120 В постоянного тока. То же самое и с током, т.е.е. для того же воздействия на организм человека необходимы более низкие токи по сравнению с низким постоянным током. В следующей таблице показана история переменного и постоянного тока и их влияние на организм человека.

Всегда помните: убивает ток, а не напряжение. Но Напряжение необходимо, чтобы управлять Током. т.е. Амперы ответственны за поражение электрическим током, а не вольты.

Переменный ток в мА (50 Гц) Постоянный ток в мА Эффекты
0.5 – 1,5 0,4 Восприятие
1,3 4 – 15 Сюрприз
3 – 22 15 – 88 Поехали (Рефлекторное действие)
22 – 40 80 – 160 Мышечное торможение
40 – 100 160 – 300 Дыхательный блок
Более 100 Более 300 Обычно со смертельным исходом
Опасность поражения электрическим током и воздействие на организм человека

Почему переменный ток более опасен, чем постоянный?

Ниже приведены некоторые причины, показывающие, что переменный ток более опасен, чем постоянный.

Среднеквадратичное и пиковое значение

Внутреннее электроснабжение в наших домах составляет 230 В переменного тока (в ЕС) и 120 В переменного тока в США. Это эффективное или среднеквадратичное напряжение. Это означает, что доступное переменное напряжение имеет такой же нагревательный эффект, как 230 В постоянного тока или 120 В переменного тока соответственно.

Уравнение этого переменного тока

В = В м Sin ω t

Где

  • В м = √2 В СКЗ
  • ω = 2π … ( f = 50 0r 60 Гц Частота)

Ввод значений и решение для напряжения:

230 x √2 Sin x 2 (3.1415) х 50 Гц х т

230 x √2 Sin x 314 x t Вольт.

Теперь пиковое значение переменного напряжения или тока (это не относится к постоянному току из-за чередующихся синусоидальных волн переменного тока).

В СКЗ = В ПК /√2      или       В СКЗ = 0,707 x В ПК

Аналогично,

I RMS = I PK /√2      или     I RMS = 0,707 x I PK

Используя приведенную выше формулу, мы находим значение пикового напряжения и тока переменного тока следующим образом:

В ПК  = √2 x В СКЗ и    I ПК = √2 x I СКЗ

Для расчета максимального или пикового значения напряжения переменного тока для нашего дома (где домашнее напряжение составляет 230 В или 120 В переменного тока)

В ПК = 1. 414 x 230 В = 325 В переменного тока (или 170 В пикового переменного тока в случае домашнего питания 120 В переменного тока).

Вышеприведенный расчет показывает, что наше домашнее напряжение питания, которое составляет 230 В переменного тока или 120 В переменного тока, является среднеквадратичным напряжением, а пиковое напряжение этих среднеквадратичных напряжений составляет 325 В или 170 В или 650 размаха или 320 размаха напряжения.
Соответственно, тогда как постоянный ток имеет только среднеквадратичное значение, которое является контактным, то есть 230 В постоянного тока или 120 В постоянного тока.

Другими словами, для переменного и постоянного тока, имеющих одинаковый уровень напряжения, переменное напряжение составляет около 325 В или 170 В, т.е.е. это больше, чем кажется, и да, чем больше напряжение, тем выше вероятность поражения электрическим током. Короче говоря, требуется больше постоянного напряжения или тока, чтобы вызвать такой же опасный эффект, как переменное напряжение и ток .

Связанное сообщение:

Емкость

Тело пострадавшего действует как изолирующая среда между проводом под напряжением и землей, что приводит к возникновению емкости. Но мы знаем, что конденсатор блокирует постоянный ток, в то время как переменный ток может проходить через него. Посмотрим математически,

  • Частота постоянного тока = 0 Гц
  • Частота переменного тока = 50 или 60 Гц.

Сопротивление постоянного тока:

X Кл = 1/2π f Кл в Ом

Если мы положим « f = частота» как ноль, то емкостное реактивное сопротивление (X C ) будет бесконечным. Вот почему конденсатор блокирует прохождение постоянного тока через него.

Теперь сопротивление по переменному току (также известное как импеданс)

Полное сопротивление Z = √ (R 2 + X C 2 )

Если мы установим частоту 50 или 60 Гц, общий импеданс (т. е. сопротивление) уменьшится. Таким образом, переменный ток может легко проходить через конденсатор. Это означает, что переменный ток более опасен, чем постоянный, в тех случаях, когда тело человека действует как конденсатор.

Короче говоря, импеданс и сопротивление при постоянном токе ниже, чем при переменном токе, поскольку оно уменьшается при увеличении частоты . Таким образом, AC более опасен, чем DC .

Частота

Некоторые считают, что постоянный ток более опасен, чем переменный ток с тем же уровнем напряжения, потому что переменный ток несколько раз меняет свое направление (т.е. Переменный ток касается нулевого значения 50 или 60 раз) в секунду из-за частоты, и у пострадавшего есть шанс пропустить удар, тогда как у постоянного тока частоты нет.

Теперь, если мы рассмотрим частоту как 60 или 50 Гц, давайте посмотрим, как быстро переменный ток меняет свое направление.

Т = 1/ ф

T = 1/60 Гц = 0,20 секунды.

Он показывает, что переменный ток касается нулевой точки каждые 0,20 секунды, при этом человеческий мозг не намного быстрее (за исключением непреднамеренных функций) реагирует на удар током и отходит от источника напряжения.

Частота 50 или 60 Гц играет важную роль в воздействии электрического тока на организм человека. Например, низкое напряжение около 25 В переменного тока с частотой 60 Гц вредно (мокрое и влажное тело).

Примечание : Опасны как переменные, так и постоянные напряжения и токи. Не прикасайтесь к токоведущим проводам. В случае поражения электрическим током попытайтесь отключить источник питания и оттолкнуть тело пострадавшего от источника (помните, что перед этим вы должны быть должным образом изолированы). Вызовите профессионального электрика только в случае ремонта или устранения неполадок.В случае чрезвычайной ситуации позвоните в местную администрацию как можно скорее.

Статьи по теме:

Какой ток более опасен, переменный или постоянный?

Вас когда-нибудь били током? Что ж, многие люди думают, что постоянный ток более опасен, чем переменный, с точки зрения поражения электрическим током. Чтобы выяснить, какой из них более опасен, вернемся к основам переменного тока и постоянного тока.

Переменный ток

Переменный ток имеет синусоидальную форму (как показано на рисунке ниже).Течение меняет направление вперед и назад. Мы можем найти переменный ток в бытовых приборах, светильниках, вентиляторах и т. д.

Постоянный ток

Постоянный ток течет только в одном направлении (показано ниже). Его можно найти в электронных схемах, батареях и т. д.

Позвольте мне сказать вам, что помимо рода тока, тяжесть поражения электрическим током зависит и от других факторов. Например,

Сумма тока

Например, удар электрическим током переменным током от 15 до 20 миллиампер может быть чрезвычайно болезненным.Однако поражение электрическим током силой 100 миллиампер может привести к смерти.

Путь тока

Прохождение тока с правой руки на правую ногу может быть болезненным. Но когда он проходит из правой руки в левую руку через сердце, может вызвать фибрилляцию желудочков. Это состояние обычно является фатальным.

Продолжительность времени

Поражение электрическим током с небольшой силой тока скажем; 0,3 миллиампер также может вызвать болезненный эффект, если держать его дольше.

Сопротивление тела

Влажное тело сопротивляется удару электрическим током меньше, чем сухое тело.

Почему Человеческое тело чувствует удар током?

Это довольно интересно знать. Ток проникает внутрь организма через кожу. Внешний слой эпидермиса кожи состоит из белкового материала, называемого кератином.

Кератин

обеспечивает высочайшую устойчивость к прохождению электричества.После слоя эпидермиса у нас есть потовые железы, а затем кровеносные сосуды. Эти потовые железы и кровеносные сосуды состоят из различных ионов, которые являются хорошим проводником электричества. Следовательно, кровеносные сосуды и потовые железы оказывают низкое сопротивление прохождению электричества.

Теперь возникает вопрос, как ток достигает и проходит через тело.

Отвечая на поставленный выше вопрос, наружный слой эпидермиса кожи действует как диэлектрик, внутренние потовые железы и ткани действуют как одна пластина конденсатора, а металлическая деталь, по которой проходит электрический ток, действует как другая пластина конденсатора.Благодаря этому емкостному эффекту через тело проходит ток. Быстро меняющееся напряжение позволяет большему току проходить через тело.

Какой ток более опасен, переменный или постоянный?

Существуют аргументы в пользу как переменного тока, так и постоянного тока. Эти аргументы основаны на экспериментах и ​​исследованиях, проведенных на людях (включая мужчин и женщин) и на профессионалах отрасли, имеющих опыт работы с обоими типами токов.

Аргумент в пользу постоянного тока

Жертвы, испытавшие поражение электрическим током постоянным током, говорят, что не могут отдернуть руку, потому что постоянный ток течет постоянно.Этот эффект подобен электрическому дверному звонку, питающемуся постоянным током. Следовательно, считается, что удар постоянным током более опасен.

Принимая во внимание, что в случае переменного тока человек, подвергшийся удару электрическим током, может отдернуть руку, когда ток упадет до нуля. Следовательно, считается, что удар током переменного тока менее опасен, чем удар постоянным током.

Аргумент в пользу переменного тока

Когда человек испытывает удар током, его внимание сосредоточено на том, чтобы избавиться от него и спасти жизнь.Что происходит внутри мышц, неизвестно.

Согласно экспериментам Чарльза Далзила на мужчинах и женщинах, сокращение мышц происходит непрерывно при поражении электрическим током постоянного тока. В то время как в случае переменного тока у человека, пораженного электрическим током, происходит серия мышечных сокращений. Серия мышечных сокращений вызывает очень серьезные повреждения мышц.

Из-за емкостных свойств кожи, соприкасающейся с проводником с током, через тело может проходить больший ток, если напряжение быстро меняется. Исследования показали, что двукратное увеличение напряжения увеличивает семикратное увеличение тока.

Порог «отпускания» постоянного тока выше, чем порог «отпускания» переменного тока. Для получения такого же эффекта, как и при переменном токе, требуется больше постоянного тока.

Эти аргументы основаны не только на экспериментах, проведенных на мужчинах и женщинах, но и на медицинских исследованиях. Следовательно, аргумент в пользу переменного тока верен.

Теперь можно резюмировать, что переменный ток более опасен, чем постоянный.Что ж, электричества бояться не надо, но нужно помнить, что и переменный ток, и постоянный ток могут быть опасны для организма человека и при работе с любым из них необходимо соблюдать меры безопасности.

Каталожные номера

  • W.B. Kouwenhoven и O.R. Langworthy, «Effects of Electric Shock-II». Транзакция IEEE (A.I.E.E.).
  • Чарльз Ф. Далзил, «Влияние электрического тока на человека».
  • В. Б. Кувенховен и Д. Р. Хукер, «Частотные эффекты поражения электрическим током».
  • Джон Кадик, «Справочник по электробезопасности», 3-е издание, Mcgraw Hill.
  • Рэймонд М. Фиш и Лесли А. Геддес, «Проведение электрического тока в человеческое тело и через него», Журнал пластической хирургии с открытым доступом.
  • Чарльз Ф. Далзил и Эрик Одген, «Влияние частоты на токи отпускания», IEEE Transaction.
  • Марк В. Кролл и Дорин Панеску, «Физика поражения электрическим током», Springer Science+Business Media New York, 2012.

Крунал Шах — увлеченный педагог и консультант по вопросам карьеры с опытом работы в качестве предпринимателя.В настоящее время он работает директором Subodh Tech Private Limited, где он занимается предоставлением профессионального обучения и инженерным консультированием.

 Чтобы прочитать другие интересные статьи:
нажмите здесь

Подведение итогов переменного тока по сравнению с постоянным током

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 \(V={V}_{0}\phantom{\rule{0.25em}{0ex}}\text{sin 2}\pi \text{ft}\), где \(V\) – напряжение в момент времени \(t\), \({V}_{0}\) – пиковое напряжение, а \(f\) – частота в герцах.
  • В простой цепи \(I=\text{V/R}\), а переменный ток равен \(I={I}_{0}\phantom{\rule{0.25em}{0ex}}\text {sin 2}\pi \text{ft}\), где \(I\) – ток в момент времени \(t\), а \({I}_{0}={V}_{0}\ text{/R}\) – пиковый ток.
  • Средняя мощность переменного тока равна \({P}_{\text{ave}}=\cfrac{1}{2}{I}_{0}{V}_{0}\).
  • Средний (действующий) ток \({I}_{\text{среднеквадратичное значение}}\) и среднее (действующее значение) напряжение \({V}_{\text{среднеквадратичное значение}}\) равны \({I}_ {\text{rms}}=\cfrac{{I}_{0}}{\sqrt{2}}\) и \({V}_{\text{rms}}=\cfrac{{V}_ {0}}{\sqrt{2}}\), где rms означает среднеквадратичное значение.{\phantom{\rule{0.25em}{0ex}}\phantom{\rule{0. 25em}{0ex}}\phantom{\rule{0.25em}{0ex}}2}R\), аналогично выражениям для цепей постоянного тока.

Глоссарий

постоянный ток

(DC) поток электрического заряда только в одном направлении

переменный ток

(AC) поток электрического заряда, который периодически меняет направление со временем, выраженное как В = V 0 sin 2 πft , где В — напряжение в момент времени t, В 0 — пиковое напряжение, а f — частота в герцах.

Переменный ток

ток, изменяющийся синусоидально во времени, выраженный как , а f — частота в герцах

среднеквадратичное значение тока

среднеквадратичное значение тока, }\), где I 0 пиковый ток в системе переменного тока

среднеквадратичное значение напряжения

среднеквадратичное значение напряжения, \({V}_{\text{rms}}={V}_{0}/\sqrt{2}\ ), где V 0 – это пиковое напряжение, в системе переменного тока

[атрибуты и лицензии]


Экспоненты

Операторы

Кронштейны

Стрелки

Relations

Наборы

Greek

Advanced

\( a^{b}\)

\( a_{b}^{c}\)

\({a_{b}}^{c}\)

\(a_{b}\ )

\(\sqrt{a}\)

\(\sqrt[b]{a}\)

\(\frac{a}{b}\)

\(\cfrac{a}{ б}\)

\(+\)

\(-\)

\(\раз\)

\(\дел\)

\(\pm\)

\(\cdot\)

\(\amalg\)

\(\ast\)

\(\barwedge\)

\(\bigcirc\)

\(\bigodot\)

\(\bigoplus\)

\(\bigcirc\) \(\bigotimes\)

900 02 \(\bigsqcup\)

\(\bigstar\)

\(\bigtriangledown\)

\(\bigtriangleup\)

\(\blacklozenge\)

\(\blacksquare\)

2 \ (\blacktriangle\)

\(\blacktriangledown\)

\(\bullet\)

\(\cap\)

\(\cup\)

\(\circ\)

\(\ кружок\)

\(\dagger\)

\(\ddagger\)

\(\ромб\)

\(\dotplus\)

\(\ромб\)

\(\mp\ )

\(\ominus\)

\(\oplus\)

\(\oslash\)

\(\otimes\)

\(\setminus\)

\(\sqcap\)

\(\sqcup\)

\(\square\)

\(\star\)

\(\triangle\)

\(\triangledown\)

\(\triangleleft\)

\ (\Cap\)

\(\Cup\)

\(\upplus\)

\(\vee\)

\(\veebar\)

\(\клин\) 900 03

\(\wr\)

\(\следовательно\)

\(\left ( a \right )\)

\(\left \| a \right \|\)

\(\left [ a \right ]\)

\(\left \{ a \right \}\)

\(\left \lceil a \right \rceil\)

\(\слева \lпол a \справа \rпол\)

\(\слева ( a \справа )\)

\(\vert a \vert\)

\(\leftarrow\)

\ (\leftharpoondown\)

\(\leftharpoonup\)

\(\leftrightarrow\)

\(\leftrightharpoons\)

\(\mapsto\)

\(\rightarrow\)

\(\ rightharpoondown\)

\(\rightharpoonup\)

\(\rightleftharpoons\)

\(\to\)

\(\Стрелка влево\)

\(\Стрелка влево\)

\(\Стрелка вправо\)

\(\Стрелка вправо\) )

\(\overset{a}{\leftarrow}\)

\(\overset{a}{\rightarrow}\)

\(\приблизительно \)

\(\asymp \)

\ (\cong \)

\(\dashv \)

\(\doteq \)

\(= \)

\(\equiv \)

\(\frown \)

9000 2 \(\geq \)

\(\geqslant \)

\(\gg \)

\(\gt \)

\(| \)

\(\leq \)

\(\leqslant \)

\(\ll \)

\(\lt \)

\(\models \)

\(\neq \)

\(\ngeqslant \)

\(\ngtr \)

\(\nleqslant \)

\(\nless \)

\(\not\equiv \)

\(\overset{\ underset{\mathrm{def}}{}}{=} \)

\(\parallel \)

\(\perp \)

\(\prec \)

\(\preceq \)

\(\sim\)

\(\simeq\)

\(\smile\)

\(\succ\)

\(\succeq\)

\(\vdash\)

\( \in \)

\(\ni \)

\(\notin \)

\(\nsubseteq \)

\(\nsupseteq \)

\(\sqsubset \)

\(\sqsubseteq \)

\(\sqsupset \)

\(\sqsupseteq \)

\(\subset \)

\(\subseteq \)

\(\subseteqq \)

\(\supseteqq \)

\)

\(\супсете q \)

\(\supseteqq \)

\(\emptyset\)

\(\mathbb{N}\)

\(\mathbb{Z}\)

\(\mathbb{Q} \)

\(\mathbb{R}\)

\(\mathbb{C}\)

\(\alpha\)

\(\beta\)

\(\gamma\)

\(\delta\)

\(\epsilon\)

\(\zeta\)

\(\eta\)

\(\theta\)

\(\iota\)

\( \kappa\)

\(\lambda\)

\(\mu\)

\(\nu\)

\(\xi\)

\(\pi\)

\(\rho \)

\(\sigma\)

\(\tau\)

\(\upsilon\)

\(\phi\)

\(\chi\)

\(\psi\)

\(\omega\)

\(\Gamma\)

\(\Delta\)

\(\Theta\)

\(\Lambda\)

\(\Xi\)

3

\(\Pi\)

\(\Sigma\)

\(\Ипсилон\)

\(\Phi\)

\(\Ps i\)

\(\Omega\)

\((a)\)

\([a]\)

\(\lbrace{a}\rbrace\)

\(\frac{a +b}{c+d}\)

\(\vec{a}\)

\(\binom {a} {b}\)

\({a \brack b}\)

\ ({a \brace b}\)

\(\sin\)

\(\cos\)

\(\tan\)

\(\cot\)

\(\sec\)

\(\csc\)

\(\sinh\)

\(\cosh\)

\(\tanh\)

\(\coth\)

\(\bigcap {a}\)

\(\bigcap_{b}^{} a\)

\(\bigcup {a}\)

\(\bigcup_{b}^{} a\)

\(\coprod {a} \)

\(\coprod_{b}^{} a\)

\(\prod {a}\)

\(\prod_{b}^{} a\)

\(\sum_{ a=1}^b\)

\(\sum_{b}^{} a\)

\(\sum {a}\)

\(\underset{a \to b}\lim\)

\(\int {a}\)

\(\int_{b}^{} a\)

\(\iint {a}\)

\(\iint_{b}^{} а\)

\(\int_{a}^{b}{c}\)

\(\iint_{a}^{b}{c}\)

\(\iiint_{a}^{ b}{c}\)

\(\oint{a}\)

\(\oint_{b}^{} a\)

Редактировать математику с помощью TeX:

Cookies — это небольшие файлы, которые хранятся на вашем браузер. Мы используем файлы cookie и аналогичные технологии, чтобы обеспечить правильную работу нашего веб-сайта, персонализировать ваш просмотр, анализировать, как вы используете наш веб-сайт, и показывать вам релевантную рекламу. По этим причинам мы можем передавать данные об использовании вашего сайта нашим партнерам по социальным сетям, рекламе и аналитике. Таким образом, мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимальное удобство на нашем веб-сайте. Вы можете узнать больше о том, как мы используем файлы cookie, посетив нашу страницу политики конфиденциальности. OkayПолитика конфиденциальности

Руководство инженера по двигателям переменного и постоянного тока

Время прочтения: 5 мин.

Хотя электродвигатели служат совершенно разным целям, их основная функция остается то же — для преобразования электрической энергии в механическую.В многочисленных статьях освещаются характеристики каждого уникального двигателя, представленного на рынке, но их можно упростить до двух основных категорий: двигатели переменного тока (переменного тока) и двигатели постоянного тока (постоянного тока).

У каждого типа есть свои плюсы и минусы, но эта статья призвана дать вам четкое представление о том, как лучше всего использовать двигатель переменного или постоянного тока. Давайте рассмотрим, как каждый из них преобразует электрическую энергию, различия в их конструкции и лучшие варианты использования для каждого типа.

Мощность

Очевидная разница между двумя типами двигателей заключается в мощности, от которой они работают.

При переменном или переменном токе напряжение меняется на противоположное каждые полпериода, что, в свою очередь, меняет направление тока. Это делается путем чередования полярности на каждом конце провода. Итак, если вы возьмете американский стандарт питания 120 В / 60 Гц, в секунду будет примерно 120 полупериодов.

При постоянном или постоянном токе ток должен оставаться в одном направлении (от положительного к отрицательному), поэтому напряжение должно оставаться постоянным, чтобы поддерживать постоянный ток. Вы можете думать об электричестве постоянного тока как о батарее с четко обозначенными отрицательными и положительными клеммами.

Электричество переменного тока для двигателей

Внутри провода, использующего электричество переменного тока, электроны не движутся с постоянной скоростью в одном направлении, как в случае с постоянным током, — они просто качаются вперед и назад и передают энергию (вспомните ньютоновское электричество). колыбель).

Переменный ток используется для систем распределения электроэнергии (электроснабжение вашего дома/офиса) по той простой причине, что переменный ток намного эффективнее, когда он передается по проводам на большие расстояния, или для приборов, требующих высокого напряжения.Почему это лучше для этих приложений? Поскольку «покачивание» электронов вперед и назад создает электрическое поле, можно использовать трансформатор для повышения напряжения и поддержания относительно низкого тока.

Поддерживая ток на низком уровне, мы уменьшаем сопротивление провода, что соответствует более высокой эффективности. Эту корреляцию между током и напряжением можно найти в степенном законе: мощность = ток * напряжение.

Какое отношение все это имеет к двигателю переменного тока? Ну, в основном, двигатели переменного тока отлично подходят для мощных приборов / машин, которые требуют небольшой точности, таких как блендер или стиральная машина.Это объекты, которые вам нужно запустить, и они могут увеличивать или уменьшать скорость, но разница между 400 об/мин и 420 об/мин, вероятно, не критична.

Электроэнергия постоянного тока для двигателей

Двигатели постоянного тока, с другой стороны, требуют точности и стабильности, поскольку питание этих двигателей постоянным током осуществляется при постоянном напряжении. Электроны внутри провода могут двигаться только в одном направлении, и обычно они делают это с постоянной скоростью.

Опять же, это похоже на то, как батарейка типа АА будет постоянно давать вашей электронике запас на 1.5В (без учета потерь) пока не сдохнут. Это лучше, когда у вас есть чувствительные схемы / печатные платы или электроника, которым требуется постоянный источник энергии для правильной работы, например, ноутбук.

Но подождите, если мой дом питается переменным током, а для моего продукта требуется питание постоянного тока, что мне делать?! Большинство электронных устройств имеют преобразователь переменного тока в постоянный. Это то, что блок на шнуре питания для вашего ноутбука.

На самом деле, вы можете поблагодарить преобразователь на швейной машине за то, что он вдохновил вас на название группы AC/DC.С двигателем постоянного тока вы можете использовать регулятор скорости для регулировки напряжения вверх или вниз, что будет ускорять или замедлять двигатель, а также поддерживать скорость, контролируя обороты двигателя и точно настраивая напряжение, чтобы обеспечить двигатель. остается устойчивым.

Конструкция

Несмотря на то, что внешние двигатели переменного и постоянного тока могут не иметь заметных различий, внутри есть некоторые фундаментальные различия, которые делают их уникальными. Пока вы читаете следующую информацию, важно помнить, что разница определяется их входом и выходом: двигатели переменного тока потребляют переменное напряжение для повышения эффективности и мощности, в то время как двигатели постоянного тока поддерживают постоянное напряжение для стабильности. .

Двигатель переменного тока Конструкция

Двигатели переменного тока очень просты, поскольку всю работу выполняет переменный ток. Посылая ток через неподвижный провод, окружающий вал, вы создаете переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, будет вращать вал.

Помните, что электричество переменного тока переходит от «положительного напряжения» к 0 и к «отрицательному напряжению» с удвоенной частотой (Гц) каждую секунду. Это означает, что при стандарте США 60 Гц ток меняет направление 120 раз в секунду.

Простота двигателей переменного тока делает их долговечными и значительно снижает вероятность механической ошибки. Сочетание эффективности и длительного срока годности делает их популярными для приложений, где вы не хотите слишком больших потерь энергии и не хотите постоянно заменять двигатель (например, стиральные машины). Хотя я настолько зависим от своей стиральной машины, что, вероятно, буду платить каждый год за новую, если она сломается — не говорите LG!

Конструкция двигателя постоянного тока

Работа двигателя постоянного тока заключается в обеспечении стабильной и точной выходной мощности, что делает его конструкцию немного более сложной.Возвращаясь к примеру с батареей, который мы использовали ранее, мы хотим, чтобы батарея снабжала нашу печатную плату стабильным напряжением 1,5 В, а не безумным переключением с +1,5 на -1,5 В сотни раз в секунду, которое дает нам сеть переменного тока. Таким же образом, чтобы двигатель постоянного тока мог преобразовывать подаваемое на него постоянное напряжение, нам нужна конструкция двигателя, которая точно преобразует это напряжение в механическую энергию.

Для этого нам нужно сначала реализовать некоторые механические функции, чтобы создать вращение, которое приводит в движение двигатель.Опять же, это было легко с двигателями переменного тока, потому что мощность переменного тока естественным образом колеблется взад и вперед, что изменяет магнитное поле. При постоянном токе магнитное поле останется прежним.

Итак, чтобы противостоять, у нас есть несколько вращающихся катушек в центре двигателя постоянного тока, которые подключены к «коммутатору». Коммутатор контактирует со стационарными «щетками» противоположной полярности именно в тот момент, когда ему необходимо изменить направление тока для вращения вала.

Это может быть очевидно, но основным недостатком здесь является потеря эффективности из-за трения, вызванного контактом между коллектором и щетками.Потеря эффективности уходит в виде тепла, а иногда и искр при перегрузке мотора.

Функция

Если вам надоело читать все технические детали и вы действительно заботитесь о том, какой двигатель лучше всего подходит для ваших нужд, то краткий ответ: это действительно будет зависеть от вашего продукта и его функциональности. Краткий ответ: вот основной список функциональных применений для каждого типа двигателя:

Преимущества двигателей переменного тока
  • Более эффективная передача энергии
  • Увеличенный срок службы и меньшая вероятность отказа
  • Меньше тепла
  • Лучше для устройств высокой мощности (стиральные машины, холодильники, машины)
  • Может подключаться непосредственно к домашней или офисной розетке, без преобразователя

Преимущества двигателей постоянного тока

  • Низкие электромагнитные помехи (отлично подходит для чувствительных электронных устройств)
  • Стабильность для печатные платы и чувствительная электроника
  • Вы можете работать от батареи
  • Лучшее управление скоростью

Основные выводы

. Если вы используете печатные платы, батареи и вам требуется точная настройка регуляторов скорости, вам подойдет двигатель постоянного тока. Если вы стремитесь к высокой мощности, эффективности и долговечности, вам подойдет двигатель переменного тока.

Переменный ток в сравнении с постоянным током — играет важную роль в мире бытовой техники

Электрический ток стал важным компонентом нашей повседневной жизни. С момента открытия электричества мир стал покровительствовать ему чуть ли не больше, чем любому другому научному изобретению.Когда было открыто электричество? Как это производится? Что послужило причиной его открытия? Кто был ключевым игроком в его открытии?

Это интересные факты, которые мы собираемся узнать в этой статье. Не только это. Мы также перейдем к гамме текста, в котором рассматриваются два основных типа электрического тока — переменный ток и постоянный ток.

Целью этого исследования является изложение темы электрического тока. С течением времени Электрический Поток продолжал проходить через несколько эволюций. Более того, это не просто так. С момента изобретения электричества он пользуется значительным покровительством. Девяносто девять процентов приборов используют для работы электрический ток. Это сделало электрический ток захватывающей областью усилий, забот и исследований.

1、Электричество

Мы не можем говорить о токе, не обсудив сначала тему электричества. Это потому, что ток и электричество – две неразделимые сущности. Глубокое понимание электричества поможет нам лучше понять концепцию валюты и ее вариаций.

Давайте теперь бросим беглый взгляд на предысторию электричества.

Первое издевательство над электричеством в нашем мире исходило от электрической рыбы. Ранние люди заметили некую форму электрического заряда в рыбе, когда к ней прикоснулись.

Это побудило ученых задать больше вопросов. Задавая все больше и больше вопросов, они пришли к выводу, что молния также несет свою долю электрических зарядов.

Все это произошло еще в 16 веке. Только в 17 и 18 веках изучение электричества и магнетизма начало обретать форму и форму.Во всех этих выводах, когда высвобождается заряд, он создает электрическое поле, положительное или отрицательное. Движение лидеров в электрическом поле и дает нам электрический ток. Таким образом, генерируя магнитное поле, неудивительно, почему два термина — электричество и магнетизм — кажутся неразделимыми.

Заложив предысторию, перейдем теперь к электрическому току.

Изображение 1: AC и DC

2, Электрический ток

Что такое электрический ток? Проще говоря, электрический ток — это поток электрических зарядов или зарядов.Электрический ток движется по электрической цепи, что гарантирует плавный поток через движущиеся электроны в проводнике.

Этот проводник также может быть ионами, присутствующими в электролите, или даже комбинацией электронов и ионов, находящихся в ионизированном газе. Нагрев, вызванный электрическими токами, – это то, что производит свет в лампах накаливания. Благодаря всему этому производству тепла и света создается электрическое поле, которое используется для питания генераторов, двигателей и катушек индуктивности.

Измерьте этот ток. Ток, как и любой другой элемент, измеряется. Единицей измерения электрического тока является ампер. Ампер относится к способности протекать электрический заряд через поверхность или поперек поверхности с измеримой скоростью один кулон в секунду. Устройство использовало амперметр. Когда частицы заряда движутся, их называют носителями заряда. Один или несколько электронов в металле слабо связаны с атомами, в которых они находятся, что позволяет им свободно перемещаться внутри металла.

Поучительно отметить, что у нас есть два типа тока.Это переменный и постоянный ток. Хотя оба они являются текущими потоками, у каждого из них есть свои предпочтения, и у каждого есть свои уникальные качества, особенности и возможности. Далее в статье мы прольем больше света на то, что они означают и влекут за собой.

3、Понимание электрических цепей

Что такое цепь? Цепь – это путь, по которому течет электрический ток. Этот электрический ток, протекающий по трассе, зависит от напряжения на обоих концах цепи. Вода течет с более высокого уровня на более низкий уровень; давление перетекает из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией; и так далее.

То же самое практически со всем, что связано с потоком. Как и все другие материалы, перетекающие из более высокой области в более низкую часть, Ток течет от более высокого напряжения к более низкому напряжению. Если мы внимательно посмотрим на любой источник питания, будь то батарея (источник питания постоянного тока) или электрическая вилка (источник питания), мы обнаружим, что у них есть две клеммы.

Эти две клеммы обозначены положительной (или +) и отрицательной (или -). Убедитесь, что контур проходит через курс; положительная клемма имеет более высокое значение напряжения или показания, чем отрицательная клемма. Изучив большинство принципиальных схем, вы заметите, что на отрицательную клемму часто подается ноль вольт. Напротив, положительная клемма принимает объем вольт, назначенный этому источнику питания.

Это означает, что для того, чтобы цепь функционировала, поток напряжения будет проходить от положительной клеммы источника питания (которая имеет более высокое напряжение) через цепь и заканчиваться на отрицательной клемме (которая имеет более низкое напряжение). Это то, как схема работает, функционирует и работает.

Изображение 2: AC против.

постоянного тока

4, переменный ток по сравнению с постоянным током

Что такое переменный ток?

AC — это аббревиатура от «Переменный ток». Как следует из названия, переменный ток — это своего рода ток, который периодически меняет свое течение. То есть; его поток продолжает изменяться через равные промежутки времени. Мы можем выразить это так: переменный ток — это источник тока, который продолжает чередовать свою подачу туда и обратно через равные промежутки времени. Производится волновым движением. Он продолжает колебаться через равные промежутки времени, применяя обратное и волновое движение.

Что такое постоянный ток?

DC, с другой стороны, является аббревиатурой от постоянного тока. Прямой ток – это вид прямого потока тока. Эта подача Тока постоянна и продолжает течь в одном и том же темпе и на всем протяжении. Из этого простого определения постоянного тока вы заметите, что колебательные или возвратно-поступательные движения, характерные для переменного тока, здесь отсутствуют.

Переменный ток в сравнении с постоянным током

Как уже упоминалось ранее, переменный ток и постоянный ток являются основными и единственными двумя вариантами тока.Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Когда мы подумаем о том, чтобы поставить их обоих рядом, вы заметите, что у них есть свои индивидуальные предпочтения и сравнительные преимущества в нескольких аспектах.

Выделим последовательно некоторые различия между этими двумя токами:

Вы можете носить количество тока:

Хотя передача больших объемов энергии на большие расстояния с использованием переменного тока безопасна и надежна, это будет невозможно, если ток является постоянным током. Причина этого в том, что постоянный ток продолжает истощаться и терять энергию по мере увеличения расстояния.

Направление потока электронов:

В цепи переменного тока электроны движутся непрерывно и волнообразно. Они продолжают колебаться вместе со средой передачи. С другой стороны, постоянный ток обеспечивает постоянный и очень постоянный ток через стабильное магнитное поле.

Частота:

Постоянный ток не имеет частоты. Колебательное и волновое движение переменного тока создает частоту, измеряемую в диапазоне от 50 до 60 Гц, в зависимости от страны, в которой он используется.Из-за постоянного питания и отсутствия колебаний или волн его частота равна нулю Гц.

Направление тока:

В то время как Постоянный ток течет только в одном направлении (в противном случае однонаправленный), Переменный ток продолжает изменять свое течение волнообразно. Он производит возвратно-поступательное движение в переменном токе, называемое колебанием.

Текущий

В то время как переменный ток изображает величину, изменяющуюся со временем, постоянный ток остается постоянной величиной.

Поток электронов

Электроны в цепи постоянного тока движутся одновременно в одном направлении, в то время как в цепи переменного тока они продолжают двигаться вперед и назад, вперед и назад.

Источник

Переменный ток генерируется генератором переменного тока и основным источником питания, постоянным током, генерируемым аккумулятором, и аккумулятором.

Изображение 3: AC и DC

5、Активность переменного тока в сравнении с мощностью постоянного тока

Со временем мощность передачи на большие расстояния лучше всего достигается за счет переменного тока.Только после того, как мощность прошла расстояние при очень высоком напряжении, она понижается на приемном конце силовым трансформатором и направляется в наши дома, офисы и другие объекты; и там, где возникает необходимость, он преобразуется в постоянный ток (DC).

Преимуществом передачи Тока на большие расстояния с использованием переменного тока является возможность ступенчатого увеличения и уменьшения Тока на различных этапах передачи информации. Несмотря на это кажущееся преимущество переменного тока перед постоянным током в отношении передачи тока высокого напряжения, когда можно удобно повышать и понижать напряжение в необходимых точках, сравнительное преимущество переменного тока перед постоянным в этом отношении сводится на нет.

Коэффициент мощности переменного тока находится в диапазоне от 0 до 1; в то время как коэффициент мощности постоянного тока всегда 1

6, Двигатель переменного тока по сравнению с двигателем постоянного тока

Ток обычно создается электродвигателем, независимо от того, является ли ток переменным или постоянным. В некоторых отношениях двигатели постоянного тока имеют преимущество перед двигателями переменного тока, и наоборот. Там, где вы ищете возможность управления двигателем от внешнего источника, электродвигатели постоянного тока более удобны в этом отношении.

Двигатели переменного тока

допускают очень мало или вообще не контролируют во время своей работы.С другой стороны, когда речь идет о работе в непрерывном движении в течение длительного периода с небольшими перерывами или без них, двигатели переменного тока работают лучше и работают в этом отношении намного лучше.

Хотя электродвигатели постоянного тока традиционно являются однофазными, двигатели переменного тока в некоторых случаях бывают трехфазными или однофазными. Достаточно сказать, что двигатели переменного тока обеспечивают больше переменных и большую гибкость, чем двигатели постоянного тока.

Одно интересное сходство между двигателями заключается в том, что они оба используют один и тот же принцип якоря в электрическом поле.Единственное отличие состоит в том, что в то время как постоянный ток приводится в действие вращением якоря в постоянном/статическом магнитном поле, двигатели переменного тока имеют магнитное поле в процессе, в то время как якорь остается неподвижным.

7、Сварка переменным и постоянным током

Паяют переменным и постоянным током. Разница между двумя видами сварки заключается в рекомендуемой полярности и используемых электродах. При сварке переменным током используются электроды E6011, а при сварке постоянным током используются электроды E6011 и E6010. Достаточно сказать, что электроды Э6010 можно использовать только для сварки на постоянном токе, а электроды Э6011 можно использовать на переменном токе (AC) и на постоянном токе (DC).

Важно отметить, что переменный ток (AC) течет попеременно, двигаясь волнами и вспыхивая и выключаясь через определенные промежутки времени. Исследования показали, что ток равен нулю сто двадцать (120) раз в течение одной минуты при использовании сварки переменным током. В E6010 используется натриевое покрытие с высоким содержанием целлюлозы, а в E6011 используется высокоячеистое калиевое покрытие. Калиевое покрытие на электроде E6011 помогает поддерживать зажигание дуги в промежутках времени, когда ток от сети переменного тока равен нулю.

Полярность постоянного тока

предпочтительна для сварки, потому что ток напрямую течет в течение всего процесса сварки.

8. Связь переменного и постоянного тока

Связь по переменному току включает в себя процесс использования конденсатора для отделения постоянной составляющей сигнала от сигнала, который несет как переменную, так и постоянную составляющую. Для этого в поток сигнала вставляется конденсатор.

Связь по переменному току становится необходимой для фильтрации сигнала постоянного тока, который может нарушить или вывести из строя поступающее напряжение.Когда постоянная составляющая удалена, существует высокая вероятность увеличения разрешения измерения сигнала. Процесс связи по переменному току обычно называют емкостной связью.

С другой стороны, связь по постоянному току сохраняет путь открытым и прозрачным для прохождения сигналов как постоянного, так и переменного тока. Из-за этого допускается свободный поток, без контура ввода конденсатора.

Изображение 4: AC и DC

9、Переменный ток и постоянный ток — Генератор

Генератор переменного тока

AC производится с использованием генератора переменного тока.Генератор переменного тока работает, вращая петлю проводов в магнитном поле. Непрерывное вращение вызывает течение тока по закольцованным проводам. Сила, вызывающая вращение проволоки, может принимать различные формы. Будь то проточная вода, водяная турбина, паровая турбина или даже ветряная турбина. Это непрерывное вращение проволочной петли вызывает изменения в протекании тока в зависимости от магнитной полярности, создаваемой на каждом интервале.

Генератор постоянного тока

DC генерируется несколькими способами.К ним относятся использование батарей постоянного тока, преобразование переменного тока в постоянный с помощью устройства, известного как выпрямитель, или введение коммутатора в генератор переменного тока. Коммутатор может производить постоянный ток посредством процесса преобразования.

Изображение 5: AC и DC

10、Переменный ток и постоянный ток – безопасность

DC течет в одном направлении; поэтому его называют однонаправленным. AC, с другой стороны, время от времени меняет свое течение. Электрический заряд в переменном токе вследствие изменения его течения периодически меняет направление.

Ток, создаваемый генератором постоянного тока, остается постоянным, что означает, что 230 вольт всегда будут оставаться 230 вольтами, когда речь идет о постоянном токе. С другой стороны, ток, протекающий от переменного тока при напряжении 230 вольт, может подняться до уровня 325 вольт на пике, а иногда и до 650 пиков в высоту.

Этот ток от переменного тока может представлять высокий риск из-за колебаний напряжения. Перед лицом поражения электрическим током трудно отказаться от переменного тока, потому что он активирует мышцы тела и вызывает пик активности сокращения мышц тела.

11、Переменный ток и постоянный ток — цепи

Цепи переменного и постоянного тока имеют уникальный дизайн и контур. Из-за флуктуирующего характера переменного тока (AC) в цепи должен быть резистор, чтобы помочь позаботиться о колебаниях, возникающих в результате протекания тока в обоих направлениях. Для цепи постоянного тока в этом нет необходимости. В цепи постоянного тока поток тока однонаправленный.

12. Переменный ток и постоянный ток — Заключение

AC и DC имеют свои уникальные отличия и особенности.Несмотря на это, каждый из них имеет свои сравнительные преимущества в определенных случаях. Взглянув на оба течения и их свойства, проанализированные выше, можно быстро заметить, что у каждого есть своя сфера и соответствующая ниша, где он функционирует и работает лучше, становясь, таким образом, предпочтительным по сравнению с другим.

Энергетические системы постоянного тока могут экономить энергию, поэтому застройщики получают новый стимул для их внедрения

Производство, передача и распределение электроэнергии в США.S. преимущественно основан на переменном токе (AC), однако все большее количество устройств в зданиях США, включая компьютеры, мобильную электронику и светодиодные фонари, используют питание постоянного тока (DC). Это означает, что мощность переменного тока должна быть преобразована в мощность постоянного тока, прежде чем ее можно будет использовать в этих устройствах, совместимых с постоянным током. Неэффективность процесса преобразования в настоящее время (каламбур) приводит к потере 5-20 процентов энергии.

Параллельное увеличение мощности постоянного тока источников в зданиях (таких как локальные солнечные батареи и соответствующие аккумуляторные батареи) дает возможность избежать этих потерь преобразования. Но сегодня эта мощность постоянного тока почти всегда преобразуется в переменный ток, прежде чем пройти через электрическую систему здания, только для того, чтобы преобразовать обратно в постоянный ток в «кирпиче» кабеля ноутбука или в эквиваленте в других устройствах постоянного тока.

Решение кажется очевидным: не преобразовывать энергию. Но это потребует от проектировщиков и разработчиков зданий интеграции систем питания постоянного тока в здания.

В отчете Going Beyond Zero Инициатива Альянса по эффективности систем призвала к системно-ориентированным путям соответствия, таким как интеграция систем питания постоянного тока, для достижения целевых показателей энергопотребления или сертификации зданий.Члены Инициативы тесно сотрудничают с Советом по экологическому строительству США (USGBC), и на этой неделе организация добавила новый пилотный кредит в свою программу сертификации «Лидерство в энергетике и экологическом проектировании» ® (LEED), специально стимулирующую электроэнергию постоянного тока. интеграция.

Развитие устройств постоянного тока дает множество преимуществ, и наши электрические системы должны адаптироваться

Устройства с питанием от постоянного тока окружают нас повсюду. Помимо светодиодного освещения, компьютеров и мобильной электроники, они включают в себя зарядные устройства для электромобилей и, все чаще, оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).И количество устройств с питанием от постоянного тока будет увеличиваться еще больше: потребление постоянного тока в настоящее время составляет около 32 процентов от общей энергетической нагрузки, и эта цифра может возрасти до 74 процентов в домах, где используются электромобили и оборудование ОВКВ с двигателями постоянного тока. Интеграция систем распределения питания постоянного тока не только поможет избежать потерь при преобразовании из-за увеличения конечного использования постоянного тока, но и позволит повысить эффективность многих устройств с питанием от постоянного тока. Например, светодиодные лампы с питанием от постоянного тока потребляют примерно на 75 процентов меньше энергии, чем лампы накаливания с питанием от переменного тока.Следовательно, интеграция распределения электроэнергии постоянного тока создает рыночный спрос на технологии с питанием от постоянного тока, способные повысить эффективность внутри зданий.

Кроме того, возможности использования в зданиях систем постоянного и гибридного переменного/постоянного тока будут увеличиваться по мере того, как все больше домовладельцев и организаций предпочитают обеспечивать здания солнечными фотоэлектрическими (PV) системами. Поскольку потенциал энергосбережения постоянного тока является наибольшим в сочетании с возобновляемыми источниками энергии, пилотный кредит постоянного тока дополняет кредиты LEED по возобновляемым источникам энергии и гармонизации сетей.

Кроме того, оптимизируя и повышая производительность локальных солнечных фотоэлектрических систем и накопителей энергии, питание постоянного тока повышает надежность солнечной энергии во время стихийных бедствий или других перебоев в подаче электроэнергии. Таким образом, добавление систем питания постоянного тока может повысить устойчивость и надежность подачи энергии в дома и здания, что становится все более важным фактором, поскольку изменение климата увеличивает частоту и интенсивность суровых погодных условий, вызывающих перебои в подаче электроэнергии.

Как мы сюда попали: AC vs.Питание постоянного тока

Краткий обзор сравнения переменного тока с питанием постоянного тока. С конца девятнадцатого века мощность переменного тока исправно обеспечивает большую часть энергии в наших зданиях. Направление потока различает мощность переменного и постоянного тока: постоянный ток постоянен и движется в одном направлении, в то время как переменный ток колеблется/меняет направление. Первоначально переменный ток был выбран в качестве предпочтительного тока для распределения электроэнергии в США, в первую очередь из-за возможности повышать или понижать напряжение с помощью трансформаторов, позволяющих эффективно передавать большие мощности на большие расстояния, а затем «уменьшать» до предлагаем низкое напряжение, необходимое для приборов в зданиях.

Поскольку национальная энергосистема приняла передачу и распределение переменного тока, устройства в зданиях были переведены на работу от сети переменного тока. Однако теперь мощность постоянного тока становится все более актуальной для удовлетворения наших потребностей в распределении энергии, поскольку мы все больше полагаемся на устройства, содержащие полупроводники, которые должны питаться от постоянного тока.

Пилотный кредит LEED поощряет системный подход к экономии

Новый пилотный кредит LEED предназначен для преодоления дилеммы курицы и яйца, связанной с питанием постоянным током в зданиях: производители не склонны производить системы с питанием от постоянного тока, потому что они не указывается в планах проектирования; с другой стороны, группы разработчиков не указывают их, потому что производители их не производят.Этот новый стимул для проектировщиков зданий интегрировать энергию постоянного тока в здания поможет стимулировать интерес к спецификациям систем постоянного тока и, следовательно, к их производству производителями.

Пилотный кредит основан на кредите LEED «Оптимизация энергоэффективности». Команды, занимающиеся строительными проектами, могут получить баллы LEED двумя способами за интеграцию систем или подсистем, работающих непосредственно от источника постоянного тока, в свои проекты. Вариант 1 — это предписывающий подход, который требует, чтобы 95 процентов нагрузки по крайней мере одной крупной энергетической системы работали непосредственно от источника постоянного тока.Вариант 2 — это подход, основанный на производительности, который предлагает альтернативный путь соответствия моделированию энергопотребления всего здания, награждая большим количеством баллов за большую экономию энергии в проектах, которые интегрируют питание постоянного тока. Проекты, реализующие вариант 2, могут принести более значительную экономию, поскольку он поощряет системный подход и предполагает целостный взгляд на использование энергии. Награждая кредиты за большую экономию энергии, проектировщики поощряются к творчеству и гибкости в определении того, как интегрировать системы питания постоянного тока в здание таким образом, чтобы учитывать взаимодействие между системами для оптимизации энергосбережения всего здания.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.