Понятие постоянного тока и переменного: Постоянный и переменный ток | Полезные статьи

Чем лучше всего запитать приборы, потребляющие постоянный ток

Многие потребители не имеют ни малейшего понятия, о том, какое именно напряжение поступает в их дом, и какое нужно для питания разных приборов, которые их окружают. Множество электрических механизмов работают от  переменного тока, поскольку именно он транспортируется к конечному потребителю, благодаря возможности доставки его на длинные дистанции. Но потребность в постоянном энергоносителе остается актуальной, поскольку это зависит от типа используемых деталей приборов.

Блоки, потребляющие постоянный ток, должны быть оборудованы специальными устройствами питания, при помощи которых переменный заряд преобразуется в стабильную величину, другими словами, попросту выравнивают его. Постоянный заряд имеет большую мощность на выходе, после его преобразования с переменного, что обусловлено потребностями процессов работы приборов разного назначения.

Оборудование, которое меняет направление электронов и двигает их по прямой линии, называют выпрямителями тока. Источники питания постоянного тока могут быть управляемые и неуправляемые, что очень актуально для автомобильных пусковых и зарядных устройств. Специально встроенные реостаты позволяют изменить не только сопротивление, но и силу тока, чего нельзя сказать о неуправляемых источниках – они имеют на выходе постоянную мощность.

Современная техника бытового назначения производится с вмонтированными регуляторами мощности, что помогает предотвратить их повреждение при неправильном или нерегулярном поступлении электрического заряда. Но, все же некоторые приспособления не смогут работать в привычном режиме.

Первое место соприкосновения электричества с домом, является щитовая панель, оборудованная устройством защитного отключения, которое активируется при утечке носителя и направленном движении его в землю. Также щитки оборудованы выключателями с автоматическим срабатыванием, которые активируются при коротком замыкании, спровоцированным высокоскоростным импульсом и длительной нагрузкой большой силы.

Счетчики измерения тока при прямолинейной его подаче не работают, что не зависит от его типа – механический или электронный. Поэтому можно быть спокойными за неправильный подсчет потраченных киловатт, при таком сбое в сети.

Нагревательные приборы сохраняют стабильность работы при любом направлении энергетического луча, благодаря биметаллическим терморегуляторам, которые позволяют им функционировать, не зависимо от его направления и формы.

Осветительные элементы – лампы накаливания, люминесцентные и светодиодные при получении прямолинейного потока работают абсолютно по-разному, невзирая на одно назначение.  Лампочка Ильича чувствует себя комфортно на любом электричестве, не изменяя своего состояния и качества освещения. Ну а люминесцентные и светодиодные – не могут работать на прямолинейном энергоносителе, они нуждаются в установке регулятора мощности.

Как видим однозначного решения всех проблем можно добиться лишь при помощи дополнительных приборов – преобразователей электрического потока, с его регулировкой на выходе.

Источники питания постоянного тока предназначены для обеспечения всей электрической аппаратуры зарядом, который предусмотрен техническими требованиями и техникой безопасности. В отличие от регуляторов мощности, такие приборы обеспечивают постоянное напряжение, регулируя его силу и стабильность.

Они работают в двух направлениях: по напряжению и мощности.

 

Классификация источников питания:

 

• По принципу действия: линейные — применение сетевого трансформатора с регулировочной схемой, имеет малое количество помех излучения, но характеризуется малой мощностью и большим весом; импульсные – предоставляют возможность преобразовать и регулировать поток заряда, имея меньший вес и большую удельную силу.
• По мощности – инверторы высоких частот, которые имеют высокие требования к защите сети, предотвращая ее повреждение.
• По наличию нескольких каналов – до 4 выходов, что характерно для современных моделей, при этом два из них должны быть основными.
• Дополнительные возможности – наличие большого количества ячеек памяти с сохраненными параметрами; фиксатор и записи времени колебаний; незамедлительное реагирование изменением по заданным параметрам.

 

Основные преимущества

 

Непосредственное преобразование напряжения гарантировано наличием трансформатора с выпрямителем, которые при взаимодействии обеспечивают приборы нужным напряжением и силой тока.

Схема промежуточного преобразования требует применения инвертора, для увеличения частоты переменного тока перед входом в трансформатор. Это позволяет значительно снизить стоимость энергоносителя, благодаря уменьшению его веса. Для стабильности и качества процесса, схема нуждается в некоторых изменениях.

 

Основные особенности:

 

•         обеспечение стабильности напряжения;
•         возможность контролировать ток, при помощи цифровых индикаторов,
•         минимализация влияния перепадов сети,
•         стабильные показатели энергии и напряжения на линии,
•         плавная подача выходной мощности,
•         возможность лимитной подачи тока,
•         защита сети от перегрузок.

 

Такие показатели благотворительно влияют на заряд аккумуляторной батареи, которая имеет конденсаторы, резисторы и транзисторы, нуждающиеся в дополнительной защите и регулировки подачи вольтажа, при надежной защите от колебаний вне блока питания.

Заблаговременное обеспечение безопасного питания с помощью ИП постоянного тока для приборов бытового и коммерческого назначения, предохранит их от предварительного старения и частых поломок. Это обусловлено постоянной подачей тока, необходимой мощности и направления.

При использовании управляемых источников питания можно значительно снизить расходы на оплату электроэнергии, которая потребляется в помещении всеми возможными приборами.

определение, единицы измерения, переменный и постоянный

Пример HTML-страницы

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Содержание

1. Как образуется электрический ток?
2. В каким материалах возникает ток?
3. Возникновение тока в различных материалах
4. От чего зависит электрический ток?
5. В чем измеряется электрический ток? Единицы измерения
6. Постоянный и переменный ток

Как образуется электрический ток?

Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных) заряженных частиц. Носители заряда могут присутствовать в среде изначально, либо образовываться при содействии внешних факторов (ионизаторов, электромагнитного поля, температуры).

В отсутствие электрического поля их передвижения хаотичны, а при подключении к двум точкам вещества разности потенциалов становятся направленными – от одного потенциала к другому.

Количество таких частиц влияет на проводимость материала – различают проводники, полупроводники, диэлектрики, изоляторы.

В каким материалах возникает ток?

Процессы образования электрического тока в различных средах имеют свои особенности:

1. В металлах заряд перемещают свободные отрицательно заряженные частицы – электроны. Переноса самого вещества не происходит – ионы металла остаются в своих узлах кристаллической решетки. При нагревании хаотичные колебания ионов близ положения равновесия усиливаются, что мешает упорядоченному движению электронов, — проводимость металла уменьшается.
2. В жидкостях (электролитах) носителями заряда являются ионы – заряженные атомы и распавшиеся молекулы, образование которых вызвано электролитической диссоциацией. Упорядоченное движение в этом случае представляет собой их перемещение к противоположно заряженным электродам, на которых они нейтрализуются и оседают.
   

   Катионы (положительные ионы) движутся к катоду (минусовому электроду), анионы (отрицательные ионы) – к аноду (плюсовому электроду). При повышении температуры проводимость электролита возрастает, так как растет число разложившихся на ионы молекул.

3. В газах под действием разности потенциалов образуется плазма. Заряженными частицами являются ионы, плюсовые и минусовые, и свободные электроны, образующиеся под воздействием ионизатора.
4. В вакууме электрический ток существует в виде потока электронов, которые движутся от катода к аноду.
5. В полупроводниках в направленном движении участвуют электроны, перемещающиеся от одного атома к другому, и образующиеся при этом вакантные места – дырки, которые условно считают плюсовыми.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

При низких температурах полупроводники приближаются по свойствам к изоляторам, так как электроны заняты ковалентными связями атомов кристаллической решетки. При увеличении температуры валентные электроны получают достаточную для разрыва связей энергию, и становятся свободными. Соответственно, чем выше температура – тем лучше проводимость полупроводника.

Посмотрите видео ниже с подробным рассказом об электрическом токе:

Возникновение тока в различных материалах

От чего зависит электрический ток?

На количество свободных заряженных частиц и на скорость их упорядоченного передвижения влияют следующие факторы:

1. Материал проводящего вещества;
2. Заряд и масса частиц;
3. Величина разности потенциалов;
4. Окружающая температура;
5. Наличие дополнительных внешних факторов – магнитного поля, ионизирующего излучения.

В чем измеряется электрический ток? Единицы измерения

Для измерения электрического тока пользуются понятиями силы тока и его плотности. Измеряется сила тока специальным приборам — амперметром.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Сила тока измеряется в Амперах (А) и представляет собой величину заряда, который проходит через поперечное сечение проводящего материала за единицу времени. Единица измерения силы тока называется Ампер (А). Один ампер приравнивают к отношению одного Кулона (Кл) к одной секунде.

Плотностью тока называют отношение силы тока к площади этого сечения. Единицей измерения измеряют в Амперах на квадратный метр (А/м2).

Ниже представлено видео о силе электрического тока в рамках школьной программы:

Постоянный и переменный ток

Электрический ток, который всегда имеет одно направление, называется постоянным. Если же периодически он устремляется в обратную сторону, а также меняет свою величину, то называется переменным.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Сети с переменным током используют для передачи энергии по проводам на значительные расстояния. Это связанно с тем, что переменный ток легко трансформируется по классам напряжения, т.е. для того чтобы передать большое количество энергии необходимо высокое напряжение и провод или кабель с небольшим сечением. Сети постоянного тока больше распространены в Европе, т.к. там нет больших расстояний как в России.

Генерация такого тока основана на явлении электромагнитной индукции. Происходит она за счет вращения магнита вокруг катушки с замкнутым проводящим контуром. Поэтому сила переменного тока при разворачивании ее по времени представляет собой синусоиду.

Постоянный ток | электроника | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Факты и сопутствующий контент

Война токов — DC vs AC

11. 11.2022 | General, Knowledge

Что больше подходит для источника питания, постоянный ток или переменный ток? Когда в конце XIX века началась электрификация городов и сел, люди задавались именно этим вопросом. Но выбор одной из двух технологий был непростым. В сочетании с жестоким обращением с животными, патентными спорами, а также политическими и общественными настроениями так называемая война токов достигла своего пика в конце 1880-х годов.

В этом блоге вы узнаете больше об истории нашей электросети и о конфликте между двумя принципиально разными способами обеспечения электроэнергией.

Основы постоянного и переменного тока

Два типа электрического тока, переменного и постоянного тока, сильно различаются по своим физическим свойствам и производственному процессу. Основное отличие состоит в том, что в переменном токе (AC) направление протекания тока меняется несколько раз в секунду, а в постоянном токе (DC) направление протекания тока всегда остается одним и тем же.

Таким образом, переменный ток легко и эффективно производить. Это достигается за счет использования турбин, которые приводятся в движение потоком воды, ветром или паром (например, на угольных или атомных электростанциях). В этих турбинах есть сильный магнит, который движется вместе с турбиной. Благодаря закону индукции (о котором мы также написали статью в блоге ) возникает переменный ток. Поскольку этот процесс легко масштабируется, на практике он оказывается очень полезным.

Еще одним преимуществом переменного тока является эффективная передача энергии на большие расстояния. Линии высокого напряжения обычно используются для передачи энергии на большие расстояния, поскольку высокое напряжение снижает потери энергии. Так называемые трансформаторы позволяют преобразовать высокое напряжение в низкое (что более безопасно и применимо). Однако трансформаторы работают только с переменным током, а не с постоянным током.

Постоянный ток, напротив, обычно менее опасен, чем переменный ток. Это связано с тем, что переменный ток с большей вероятностью может вызвать мерцательную аритмию из-за его высокой частоты. Также часто проще эксплуатировать устройства с постоянным током или проектировать их для работы на постоянном токе. Это связано с особенностями передачи энергии. В то время как при постоянном токе передача мощности также постоянна, при переменном токе передача мощности становится переменной величиной и поэтому колеблется.

Переменный ток приводит к колебаниям мощности

Начало войны токов

Еще на заре энергетических технологий люди знали и применяли переменный и постоянный ток. В то время как переменный ток, как правило, использовался для уличного освещения, постоянный ток использовался для снабжения частных домовладений. Из-за короткого расстояния передачи постоянного тока (высокие потери энергии) были в основном локально распределенные и более мелкие электрические сети.

Томас Эдисон и основанная им электронная компания Edison General Electric сыграли важную роль в этом развитии. Эдисон был сторонником технологии постоянного тока, о чем также свидетельствует большое количество патентов Эдисона в этой области. Среди этих патентов была лампа накаливания с углеродной нитью , которая была очень популярна в то время.

Томас Эдисон

В отличие от этого, предприниматель Георг Вестингауз признал потенциал переменного тока для частных домов и промышленности. В то время как Эдисон хотел построить множество децентрализованных электростанций рядом с жилыми районами, Вестингауз предпочитал другую концепцию. По его мнению, несколько крупных электростанций, которые будут транспортировать электроэнергию на большие расстояния в дома, были бы более эффективными. Концепция Westinghouse также нашла широкое признание в отрасли благодаря различным преимуществам.

Эдисон, как сторонник технологии переменного тока, опасался распространения технологии переменного тока по нескольким причинам. К ним относятся экономические причины, такие как сокращение доли рынка. Чтобы предотвратить распространение конкурирующей технологии, Эдисон использовал свои многочисленные патенты. Например, на гостиницы и офисы, которые устанавливали лампы из углеродного волокна и производили электроэнергию с помощью собственных генераторов, были успешно предъявлены судебные иски о судебном запрете. Из-за специального лицензирования лампы могут работать только в электрических сетях, лицензированных производителем. Таким образом, производитель ламп накаливания также определял используемую электросеть, препятствуя конкуренции и инновациям.

Дальнейший ход войны токов

Томас Эдисон уделял большое внимание безопасности при разработке своей системы постоянного тока. В первую очередь он обратил внимание на его безвредность и дешевизну в эксплуатации. Это было в отличие от газа, который часто использовался в то время и неоднократно приводил к пожарам и взрывам. Однако Эдисон опасался, что технология переменного тока, популяризированная Вестингаузом, может разрушить эту репутацию и вызвать всеобщее скептицизм в отношении электричества среди населения.

Georg Westinghouse

Когда немного позже в США был представлен электрический стул , была попытка ввести термин для westinghouse среди широкой публики. Причина этого заключалась в том, чтобы связать переменный ток, который предпочитал Вестингауз, с казнью преступников. Однако это удалось лишь частично.

Современное состояние техники

Несмотря на большое количество негативных отзывов в прессе и множество патентных споров, переменный ток в конечном итоге преобладал. Это произошло в основном из-за технического превосходства переменного тока во многих областях, а также из-за истечения срока действия патентных прав, принадлежащих Эдисону.

В то время как в Европе сети постоянного тока почти полностью исчезли к середине 20-го века, в США только в 2007 году последний крупный поставщик электроэнергии в Нью-Йорке прекратил подачу постоянного напряжения. Сегодня сети постоянного тока используются только в нескольких случаях, например. для передачи электроэнергии по подводным линиям.

Еще одним преимуществом сегодняшних электросетей является передача многофазного переменного тока, разработанного Николой Теслой во времена войны токов (существенно повлиявшей на ее исход). Многофазный переменный ток имеет то преимущество, что мощность течет с постоянной скоростью, как и в случае постоянного тока.

Для измерения такого многофазного переменного тока используются так называемые анализаторы мощности. Мы в DEWETRON предлагаем вам именно такие измерительные приборы. С помощью нашего анализатора мощности смешанных сигналов вы можете измерять мощность до 9 фаз с точностью до 0,03 %. В то же время мы предлагаем множество других измерительных систем, отличающихся высокой степенью модульности и простотой использования. Будь то аэрокосмическая, автомобильная или энергетическая промышленность, у нас вы найдете подходящего партнера в любой области.

Если вы хотите узнать больше о DEWETRON, посетите наш веб-сайт DEWETRON.