Почему автомобильные генераторы вырабатывают переменный ток?
Вот почему автомобили используют генераторы переменного тока, хотя все устройства на борту работают от постоянного электричестваЗадумывались ли вы когда-нибудь о том, что питает все системы вашего автомобиля? За счет чего заводится мотор, горят лампочки на приборной панели, движутся стрелки и работают бортовые компьютеры? Откуда берется электричество на борту? Конечно, их вырабатывает генератор и аккумулирует химический накопитель энергии многоразового действия – электрический аккумулятор. Это знают все. Скорее всего, вы также в курсе, что аккумуляторная батарея вырабатывает постоянный ток, который используется в любом автомобиле для запитывания приборов. Однако во всей этой стройной теории, проверенной практикой, присутствует одно странное звено, не желающее поддаваться логике, – генератор вырабатывает ток переменный, тогда как все механизмы на борту машины потребляют ток постоянный.
Это не кажется вам странным? Почему так происходит?
На самом деле это интересный вопрос, потому что в этой истории на первый взгляд нет никакого смысла. Если все потребители электричества в вашем автомобиле работают на 12 вольтах постоянного тока, почему автопроизводители больше не используют генераторы, которые производят постоянный ток? Ведь раньше так и делали. Почему необходимо сперва сгенерировать переменный ток, а затем преобразовывать его в постоянное электричество?
Задавшись такого рода вопросами, мы начали докапываться до истины. Ведь есть же в этом какая-то тайная причина. И вот что мы выяснили.
Во-первых, давайте проясним, что мы подразумеваем под переменным и постоянным током. Автомобили используют постоянный ток, или прямой ток, как его еще называют. В названии скрыта суть феномена. Это тип электричества, который производится батареями, он течет в одном постоянном направлении. Этот же тип электричества производился генераторами, которые ставились на первые автомобили с начала 1900-х годов до 60-х годов прошлого века.
На старушках ГАЗ М-20 «Победа» и ГАЗ-69 ставились именно генераторы постоянного тока.
Другой вид электричества – переменный ток – назван так из-за того, что он периодически обращает течение по направлению, а также изменяется по величине, сохраняя свое направление в электрической цепи неизменным. Доступ к этому типу электричества можно получить в любой розетке обычной квартиры по всему миру. Мы используем его для питания электроприборов в частных домах, зданиях, огни больших городов также дают свет благодаря переменному току, потому что его легче передавать на большие расстояния.
Большая часть электроники, в том числе почти вся в вашем автомобиле, использует постоянный ток, преобразуя переменный ток в постоянный для выполнения полезной работы. В бытовых приборах установлены так называемые блоки питания, в которых происходит конвертация одного вида энергии в другой. Побочным результатом работы преобразования является немного тепла на выходе.
Чем сложнее бытовая утварь, к примеру компьютер или Smart TV, тем сложнее цепочка преобразований. В некоторых случаях переменный ток частично не изменяется, а лишь корректируется его частота. Поэтому очень важно при замене вышедшего из строя блока питания заменять его на оригинальный, требуемого типа. Иначе технике наступит очень быстрый конец.
Но что-то мы отошли от главных вопросов, поставленных на повестку дня сегодня.
Итак, зачем в автомобилях вырабатывать «неправильный» вид электричества?
В общем, ответ очень прост: таков принцип работы генератора переменного тока. Наиболее высокий КПД при переводе механической энергии вращения двигателя в электрическую энергию происходит именно по такому принципу. Но есть нюансы.
Кратко принцип работы автомобильного генератора таков:
При включении зажигания на обмотку возбуждения подается напряжение через блок щеток и контактные кольца.
Инициируется появление магнитного поля.
Магнитное поле воздействует на обмотки статора, что приводит к появлению электрического переменного тока.
Далее переменный ток отправляется на выпрямительный блок, где происходит его преобразование в постоянный ток.
Завершающая стадия «готовки» правильного тока – регулятор напряжения.
После всего процесса часть электричества запитывает электропотребители, часть идет на подзарядку аккумулятора, некоторая часть уходит обратно на щетки альтернатора (так когда-то называли генератор переменного тока) для самовозбуждения генератора.
Выше был описан принцип работы современного генератора переменного тока, но так было не всегда. Ранние автомобили с двигателями внутреннего сгорания использовали магнето – простейшее приспособление для преобразования механической энергии в электрическую (переменного тока). Внешне, да и внутренне, эти машинки были даже схожи с более поздними генераторами, но использовались на очень простых автомобильных электрических системах без батарей.
Все было просто и безотказно. Не зря некоторые сохранившиеся до наших времен 90-летние автомобили заводятся до сих пор.
Индукторы (второе название магнето) впервые были разработаны человеком с неподражаемым именем – Ипполит Пикси.
Смотрите также: Сколько стоит зарядить электромобиль?
На данный момент мы с вами выяснили, что тип вырабатываемого генераторами тока зависит от продуктивности перевода механической энергии в электрическую, но также немаловажную роль во всей этой истории сыграло снижение массы и габаритов устройства по сравнению с аналогичными по мощности устройствами-производителями постоянного тока. Разница в весе и габаритах оказалась почти в три раза! Но есть еще один секрет, почему автомобильные генераторы сегодня вырабатывают переменный ток. Вкратце это более передовой эволюционный путь развития генераторов постоянного тока, которых, признаться честно, по сути, и не существовало в чистом виде.
Историческая справка:
Более того, генераторы постоянного тока на самом деле также производили переменный ток, когда якорь (подвижная часть) вращался внутри статора (внешний «корпус», который имеет постоянное магнитное поле).
Разве что частота тока была иной и «сгладить» ее в постоянный ток можно было проще – при помощи коммутатора.
Коммутатором тогда называлось механическое приспособление с вращающимся цилиндром, поделенным на сегменты с щетками для создания электрического контакта.
Система работала, но была неидеальна. В ней было множество механических частей, контактные щетки быстро изнашивались, и общая надежность системы была так себе. Тем не менее это был лучший способ получить постоянный ток, который был нужен вам для зарядки аккумулятора и системы запуска автомобиля.
Так было до конца 1950-х годов, когда начала появляться твердотельная электроника, ставшая решением проблемы преобразования переменного тока в постоянный посредством кремниевых диодных выпрямителей.
Эти выпрямители тока (иногда называемые диодным мостом) показали себя с гораздо лучшей стороны в качестве преобразователей переменного тока в постоянный, что, в свою очередь, позволило использовать более простые, а значит, более надежные генераторы переменного тока в автомобилях.
Первым зарубежным автопроизводителем, который развил эту идею и вывел ее на рынок легковых автомобилей, был Chrysler, имевший опыт работы с выпрямителями и электронными регуляторами напряжения благодаря исследовательской работе, спонсируемой Министерством обороны США. В Википедии отмечается, что американская разработка «…повторяла разработку авторов из СССР», первая конструкция генератора переменного тока была представлена в Советском Союзе за шесть лет до этого. Единственным, но важным улучшением американцев стало применение кремниевых выпрямительных диодов вместо селеновых.
Смотрите также: Разряд автомобильного аккумулятора: причины и как его избежать
В СССР же, хоть и опоздали на 7 лет с введением в серию генераторов переменного тока на легковые автомобили, опередили весь мир в самой разработке новых типов генераторов. Еще в 1955 году на Горьковском автозаводе было выпущено 2.000 машин с альтернаторами вместо магнето.
«Одними из ведущих разработчиков, благодаря которым в СССР и на европейском континенте появилась первая серийная конструкция генераторов переменного тока, были Ю.
А. Купеев (НИИ автоприборов) и В. И. Василевский (КЗАТЭ г. Самара)», – говорится на страницах Википедии.
Итог. Почему генераторы на авто вырабатывают переменный ток?
Ну, а мы завершаем наш рассказ. Первым легковым автомобилем, в базовой комплектации которого устанавливался генератор новой конструкции, стал Plymouth 1960 года выпуска. Некоторыми из наиболее очевидных преимуществ генератора было то, что на низкой скорости или на холостом ходу он по-прежнему производил достаточно тока, чтобы заряжать аккумулятор, что большинство генераторов того времени были не в состоянии сделать.
Оказалось, что альтернаторы, после того как был налажен массовый выпуск, производить дешевле, чем генераторы старой конструкции, они надежнее, выносливее и производят больше электричества на разных скоростях вращения коленчатого вала. Они сделали настолько большой шаг вперед, что все их плюсы запросто перекрывали единственный минус – они не могли производить постоянный ток.
Позиция закрепилась после того, как инженерами был разработан дешевый и надежный твердотельный выпрямитель.
Видите? В конце концов, в этом есть смысл!
Что будет если подать постоянный ток вместо переменного?
Статьи › Чем отличается › Чем отличается переменный ток от постоянного?
Что же будет на постоянном токе? Стартёр сработает, лампа зажжётся как положено, но вот дальше всё пойдёт наперекосяк. В цепи постоянного тока у дросселя не будет индуктивного сопротивления (только активное сопротивление проводов, а оно мало), а значит, он больше не сможет ограничивать ток.
- Что будет если подать в сеть постоянный ток?
- Чем постоянный ток лучше переменного?
- Что может работать на постоянном токе?
- Какой ток опасен для человека переменный или постоянный?
- Какой самый опасный ток?
- Почему используется переменный ток а не постоянный?
- Какой ток не отпускает?
- Какое напряжение постоянного тока опасно для жизни?
- Что может убить ток или напряжение?
- Как влияет постоянный ток на человека?
- Какой ток может почувствовать человек?
- Что опаснее для человека 220 или 380?
- Какой ток подается в квартиры?
- Как сделать из переменного тока в постоянный?
- Почему в домах используют переменный ток?
- Какой ток бьет сильнее?
- Что варят постоянным током?
- Куда идет постоянный ток?
- Чем отличается постоянный ток от переменного простыми словами?
- Почему частота тока 50 Гц наиболее опасна?
- Почему в метро используется постоянный ток?
- Какой постоянный ток считается безопасным?
- Какие петли тока наиболее опасны для человека?
- Почему мы используем переменный ток?
- Что относится к постоянному току?
- Что вырабатывает постоянный ток?
- Что питается от постоянного тока?
- Какой источник питания работает на постоянном токе?
Что будет если подать в сеть постоянный ток?
Магнитный расцепитель срабатывает по амплитудному значению тока, то есть в 1,4 раза больше действующего.
На постоянном токе его ток срабатывания будет в 1,4 раза выше. Дугу постоянного тока сложнее погасить, так что при коротком замыкании увеличится время разрыва цепи и ускорится износ автомата.
Чем постоянный ток лучше переменного?
Сегодня преимущественное большинство электрической энергии, добываемой или генерируемой в мире, выпадет на переменный ток. И в первую очередь это связано с тем, что переменный ток проще преобразовывать из более низкого напряжения в более высокое и наоборот, то есть он проще в трансформации.
Что может работать на постоянном токе?
Постоянный ток, вырабатываемый химическими источниками тока (гальваническими элементами, аккумуляторами), применяется для автономного электропитания многочисленных электрических и электронных устройств: электрофонарей, игрушек, аккумуляторного электроинструмента, средств связи, и т. п.
Какой ток опасен для человека переменный или постоянный?
Это зависит от напряжения: до 500 В переменный ток может причинить бОльший вред, чем постоянный; при 500 В оба вида напряжений опасны примерно одинаково; выше 500 В постоянный ток более опасен.
Какой самый опасный ток?
Зарегистрированы случаи смертельного поражения при напряжении менее 4 Вольт. Соответственно не существует и безопасной силы тока. Распространенное мнение о безопасности тока силой менее 100 миллиампер — опасное заблуждение. Частота переменного тока 50 Гц — наиболее опасная.
Почему используется переменный ток а не постоянный?
Но переменный ток используют из-за того, что переменное напряжение проще и дешевле преобразовывать в другое (повышенное или пониженное) напряжение.
Какой ток не отпускает?
Значения пороговых неотпускающих токов у разных людей различны. Они различны также у мужчин, женщин и детей. Средние значения их составляют: для мужчин 16 мА при 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин (соответственно) 11 и 50 мА, для детей 8 и 40 мА.
Какое напряжение постоянного тока опасно для жизни?
Отметим также, что безопасного напряжения не существует. Имеются многочисленные примеры смертельных случаев от поражения электрическим током с напряжением 12 В, а также известны летальные исходы при напряжении менее 4 Вольт.
Что может убить ток или напряжение?
Электротравма опасна прежде всего воздействием тока на сердечно-сосудистую систему. Напряжение от 36 вольт и выше вполне способно вызвать остановку сердца или дыхания, однако убивает не напряжение, а сила тока. Смертельный исход вызывает электрический удар, при котором ток поражает все системы организма.
Как влияет постоянный ток на человека?
Постоянный ток приводит к отбросу пострадавшего от токоведущих частей, что может привести к механическим повреждениям (вывихи, ушибы, переломы и т. п.). Если напряжение протекающего тока не превышает \(500\) В, то воздействие постоянного тока на организм человека меньше, чем переменного тока.
Какой ток может почувствовать человек?
Порог ощутимого тока Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него малого тока: 0,5 — 1,5 мА при переменном токе с частотой 50 Гц и 5 — 7 мА при постоянном токе.
Что опаснее для человека 220 или 380?
380 в — это межфазное напряжение в 3-х фазной промышленной сети.
естественно, 380 в опаснее 220 при условии прохождения тока по одинаковому маршруту по телу и межфазном замыкании через тело при 3-х фазной.
Какой ток подается в квартиры?
Постоянный электрический ток розетки вырабатывается, работающими на солнечной энергии или специальными генераторами. Поэтому ответ на вопрос о том, какой ток в домашней розетке, звучит просто: исключительно переменный. В более чем 98 процентах розеток в квартирах и частных домовладениях.
Как сделать из переменного тока в постоянный?
Для преобразования переменного тока в постоянный используется выпрямление формы синусоиды до пульсирующего значения или до формы прямой. Для этих целей служат выпрямительные диоды, выпрямители, схемы выпрямления, диодные мосты.
Почему в домах используют переменный ток?
Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость его передачи на большие расстояния. · У лампочки Ильича на постоянном токе не будет пульсаций света и шума от работы.
Какой ток бьет сильнее?
Так какой же вид тока бьёт больнее? Очевидно, переменный ток(AC).
Что варят постоянным током?
Сварка постоянным током часто используется для сварки тонких металлов. Оборудование, работающее с этим типом тока, также дешевле, что помогает сократить расходы. Однако, несмотря на то, что само оборудование имеет более низкую стоимость, процесс фактического использования постоянного тока немного дороже.
Куда идет постоянный ток?
Постоянный ток — это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.
Чем отличается постоянный ток от переменного простыми словами?
Переменный ток — упорядоченное движение заряженных частиц или, по — другому, электрический ток, который с течением времени меняет свое направление и величину по определенному закону с заданной частотой.
Постоянный электрический ток, напротив — всегда постоянный по величине и направлению.
Почему частота тока 50 Гц наиболее опасна?
Отдельно стоит отметить, что токи с частотами от 50 Гц до 200 Гц кратные частоте работы сердца особы опасны, так как могут вызвать фибрилляцию. Также такие токи нарушают биохимических функций клетки.
Почему в метро используется постоянный ток?
Дело в том, что при прекращении питания переменным током часть освещения станций и тоннелей должна автоматически переключаться на питание от аккумуляторных батарей напряжением 115-150 В. Нагрузка от осветительных устройств в течение суток имеет примерно постоянную величину.
Какой постоянный ток считается безопасным?
Также следует отдельно обратить Ваше внимание на такую величину, как силу тока. Этот параметр считается безопасным, если при переменном токе не превышает 10 мА, а при постоянном 50 мА.
Какие петли тока наиболее опасны для человека?
Наиболее опасными являются петли «голова — руки»; «голова — ноги», когда ток может проходить через головной и спинной мозг.
К счастью, эти петли возникают относительно редко.
Почему мы используем переменный ток?
Переменный ток хорош, прежде всего, тем, что его напряжение можно изменять относительно легко, с помощью простых катушечных трансформаторов. Преобразовывать постоянный ток существенно труднее — здесь нужна хитрая полупроводниковая электроника.
Что относится к постоянному току?
Постоянный ток — это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.
Что вырабатывает постоянный ток?
Источниками постоянного тока могут быть аккумуляторы, либо другие источники в которых ток появляется благодаря химической реакции (например, пальчиковая батарейка). явлению электромагнитной индукции, а затем выпрямляется с помощью коллектора. Постоянный ток может быть получен с помощью выпрямления переменного тока.
Что питается от постоянного тока?
Практически все электронные компоненты питаются постоянным током формируемым блоками питания. Неслучайно постоянный ток находит применение в любой технике, включающей электронику, начиная от бытовых приборов и заканчивая космическими кораблями.
Какой источник питания работает на постоянном токе?
Стабилизированный источник питания постоянного тока
Компьютеры; телевизоры; зарядные устройства сотовых телефонов.
Постоянный ток – Academic Kids
From Academic Kids
Постоянный ток ( DC или “ постоянный ток “) представляет собой непрерывный поток электричества через проводник, такой как провод, от высокого потенциала к низкому. В постоянном токе электрические заряды текут всегда в одном и том же направлении, что отличает его от переменного тока (AC).
Отсутствует изображение
Diagram.png
Виды постоянного тока
Постоянный ток первоначально использовался для передачи электроэнергии после разработки Томасом Эдисоном коммерческого производства электроэнергии в конце девятнадцатого века.
Постоянный ток обычно используется во многих низковольтных устройствах, особенно там, где они питаются от батарей, которые могут производить только постоянный ток. В большинстве автомобильных приложений используется постоянный ток, хотя генератор представляет собой устройство переменного тока, в котором для выработки постоянного тока используется выпрямитель. Для большинства электронных схем требуется источник питания постоянного тока. Хотя постоянный ток означает «Прямой ток
Пропуская их через фильтр нижних частот RC, вы получите более стабильное напряжение.Установки постоянного тока обычно имеют различные типы розеток, выключателей и светильников, в основном из-за очень низкого используемого напряжения, от тех, которые подходят для переменного тока. Обычно чрезвычайно важно, чтобы устройство постоянного тока не меняло полярность, если только устройство не имеет диодного моста для исправления этого. (Большинство устройств с батарейным питанием этого не делают.) Постоянный ток также вырабатывается массивами солнечных элементов, используемых в солнечных энергетических системах.
В электротехнике термин DC также является синонимом константы. Например, напряжение на источнике постоянного напряжения является постоянным, как и ток через источник постоянного тока. Решение электрической цепи постоянного тока — это решение, в котором все напряжения и токи постоянны. В этом контексте напряжение (ток), которое изменяется во времени, не может быть постоянным напряжением (током), даже если полярность (направление) не меняется.
См. также
- Машина постоянного тока
Внешние ссылки
- « AC/DC: в чем разница» ( http://www.pbs.org/wgbh/amex/edison/sfeature/acdc.html )? Чудо света Эдисона, американский опыт ( http://www.pbs.org/wgbh/amex/index.html ). (PBS) cs: Stejnosměrný гордится
от:Jvnstrm de: Гляйхстрем es: Корриенте континуа fr: Курант продолжает это: Corrente continua он: זרם ישר nl: Геликструм ja:直流 нет: Likestrm pl:Prąd stały fi: Тасавирта sv:Ликстрм ж:直流電
Physics4Kids.com: Электричество и магнетизм: постоянный ток
В нашем мире есть два основных типа тока.
Ток в цепях постоянного тока движется в постоянном направлении. Величина тока может меняться, но он всегда будет течь из одной точки в другую. Прежде чем мы двинемся дальше, нам нужно объяснить, что физики, как и электрики, имеют в виду нечто, называемое 9.0055 обычный ток
Вы помните, что мы говорили о физиках, согласившихся всегда использовать положительные заряды, чтобы определить, как будут нарисованы линии электрического поля? Следуя этому соглашению, они также согласились объяснять поток зарядов с точки зрения положительных зарядов, а не электронов. Таким образом, хотя электроны будут течь от отрицательного к положительному, по соглашению (соглашению), физики называют обычный ток потоком от высокого потенциала/напряжения (положительного) к низкому потенциалу/напряжению (отрицательному).
Электроны перемещаются из областей, где имеется избыток отрицательных зарядов, в области, где их недостаток (или положительный заряд). Электроны движутся от «-» к «+», но считается, что обычный ток движется в другом направлении. Когда вы настраиваете цепь , считается, что условный ток движется от стороны «+» к стороне «-».
Идея использования положительных зарядов при построении объяснений исходит от Бенджамина Франклина . Во времена Франклина мы не знали о протонах и электронах. Франклин считал, что что-то движется по электрическим проводам, и называл это «зарядом». Он предположил, что существует только один вид заряда, и логически предположил, что заряд будет течь от места с избытком (лишним) к месту с недостатком (слишком мало). Пятно с избытком он назвал «положительным», а пятно с недостатком — «отрицательным».
Лучший реальный пример постоянного тока — это батарея . Батареи имеют положительные (+) и отрицательные (-) клеммы. Если вы возьмете провод и соедините положительную и отрицательную клеммы
Электропитание постоянного тока используется во всем мире. Вы, вероятно, будете использовать питание постоянного тока всякий раз, когда носите с собой что-то, что использует электричество. Все, что использует батареи, работает от постоянного тока. Другие страны используют больше портативные блоки питания , потому что в их домах может не быть электропроводки.
Электропроводка в вашем доме работает от сети переменного тока, и она полностью отличается от сети постоянного тока.