Движение постоянного тока: переменный ток

Содержание

переменный ток

Поэтому, наша обыкновенная лампочка(или, например, обогревательный прибор)будет одинаково работать как при переменном напряжении, изменяющегося от нуля до 310В, так и при постоянном напряжении 220В. А 12-вольтовая лампочка будет одинаково светить как от источника переменного напряжения величиной 12В(изменяющегося от нуля до 16,8В), так и от любой батарейки или аккумулятора(а они являются, как известно, источниками постоянного напряжения). Итак, запомните!!!

1)электрический ток(напряжение), который периодически изменяет свое направление и величину, называется переменным током. Любой переменный ток характеризуется в основном своей частотой, амплитудой и действующим значением;

2)приборы, предназначенные для измерения переменного тока, показывают его действующее значение;

3)напряжение измеряют вольтметром(или комбинированным прибором — авометром), ток — амперметром(или комбинированным прибором — авометром).

Также ток можно измерять так называемыми токовыми клещами. Служат они для бесконтактного измерения тока — рабочая часть прибора образует кольцо вокруг измеряемого провода и по величине электромагнитного поля, действующего на рабочую часть прибора, выводится информация на его небольшой дисплей о величине протекающего тока. Авометр — это комбинированный прибор(его в простонародье еще называют просто тестером), который полностью в своем техпаспорте называется ампервольтомметром и служит для измерения и тока, и напряжения, и сопротивлений. А цифровые модели могут измерять и частоту напряжения(тока), и емкости конденсаторов и другие вещи — это уж как задумает разработчик;

4)зная значение(действующее) переменного напряжения, всегда можно узнать его максимальное значение(не забудьте — оно меняется по синусоидальному закону). А связь здесь такая —

Umax = 1,4U, где U — действующее значение, а Umax — максимальное значение(амплитуда). .. На этом пока всё!

Понятие о переменном токе — Основы электроники

До сих пор мы рассматривали электрический ток, направление и сила которого оставались постоянными, т. е. не изменялись с течением времени. Такой ток мы называли постоянным. При постоянном токе электроны движутся по проводнику все время в одном и том же направлении (если не считать хаотического теплового движения электронов), причем количество движущихся электронов и скорость, их движения все время остаются постоянными.

Условное графическое изображение постоянного тока приведено на рисунке 1.

Рисунок 1. График переменного тока.

Переменный ток отличается от постоянного тем, что он периодически изменяет свое направление, т. е. течет по проводнику то в одну, то в другую сторону.

Переменный ток можно получить при помощи очень простой схемы, изображенной на рисунке 2а. При каждом передвижении переключателя изменяется лишь направление тока в цепи, сила же тока при этом остается все время неизменной.

Рисунок 2. Простейший способ получения переменного тока а) и его график б).

Графическое изображение переменного тока, полученного таким способом, приведено на рисунке 2б, где ток, протекающий по проводнику в одном направлении, отложен над горизонтальной осью времени, а ток обратного направления — под осью времени.

Рассмотрим другой, белее распространенный случай переменного тока, когда изменяется не только направление тока, но и его сила.

Представим себе проводник, согнутый в виде рамки и вращающийся в равномерном магнитном поле (рисунок 3).

Рисунок 3. Рамка вращающаяся в равномерном магнитном поле.

При вращении рамки магнитный поток, охватываемый ею, будет изменяться, следовательно, в рамке возникнет ЭДС индукции. В этом случае форма ЭДС индукции возникающей в рамке, а при подключению нагрузки к ней и форма переменного электрического тока текущего по цепи будет иметь вид показанный на рисунке 4, то есть изменение переменного тока будет осуществляться по закону синиуса.

Рисунок 4. График синусоидального переменного тока.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Электрический ток

Электрический ток (ток) — это абсолютно точный термин, поскольку в электрической цепи, подключённой к источнику питания, существует направленное движение электрических зарядов (электронов) под действием сил электрического поля. Точен также термин «электрическая цепь», так как для движения электрических зарядов необходимо иметь замкнутый электрический контур (канал) между положительным и отрицательным полюсами источника питания. Если контур оборван, то движение зарядов прекращается и ток отсутствует. Ампер (А) — основная единица измерения силы тока.

За положительное направление электрического тока в электротехнике условно принимается направление движения положительных зарядов (на рисунке показано стрелками), хотя реальными носителями заряда являются электроны (на рисунке синие точки). Значение тока определяется количеством заряда, проходящего через цепь в единицу времени. При токе 1 А за одну секунду через цепь проходит примерно 10¹⁸ единичных зарядов, равных заряду электронов. В практических измерениях количество зарядов не фиксируется, а значение тока выражается в амперах или производных от этой основной единицы.

Поток положительных зарядов в цепи, подключённой к источнику питания, всегда направлен от положительного вывода к отрицательному. В цепях постоянного тока их направление движения фиксировано. Однако в цепях переменного тока направление движения заряда постоянно изменяется с частотой, обусловленной частотой источника переменного напряжения.

При измерении токов, также как и при измерении напряжений, существуют производные основной единицы измерения тока — ампера. Один милиампер (мА) эквивалентен 1/1000 А и часто используется при описании полупроводниковых устройств. Микроампер (мкА) равен 1/1 000 000 А или 1/1000 мА и применяется для описания токовых параметров в маломощных электронных цепях.

В то время как измерение напряжения производится подключением выводов измерительного прибора к полюсам источника напряжения, измерение тока осуществляется путём включения амперметра или миллиамперметра последовательно (в разрыв) в цепь протекания тока.

Для того чтобы понять различия между напряжением и током, надо рассматривать ток как некоторое материальное тело, а напряжение как силу, действующую на него. Если бросить камень в цель, то сила, с которой он брошен, может быть сравнима с напряжением, а камень можно сравнить с током. Очевидно, что результат удара будет зависеть как от массы камня, так и от силы, с которой он был брошен. Применение этой аналогии к электрической схеме приводит к выводу, что результат воздействия электрического тока будет зависеть как от силы тока, так и от напряжения, вызвавшего этот ток.

4004-222-10 цифровой привод постоянного тока ELL (Болгария).

4004-222-10 тиристорный преобразователь производства компании SD «ЕLL – Danev, Bozhilov &», для управления двигателями постоянного тока с независимым возбуждением, номинальный ток якоря 40А, реверсивный, питание от трехфазной сети 3х400В, максимальный диапазон тока возбуждения 12.

0А, основные режимы работы — базовая серия с управлением скоростью и моментом, без протокола MODBUS, без модуля аналоговых выходов.

Предназначен для прецизионного управления скоростью, моментом или позицией двигателей постоянного тока с независимым возбуждением для главных приводов и приводов подачи.
Преобразователи 4-ой серии являются новым поколением тиристорных преобразователей, разработанных на базе современных цифровых технологий (DSP/FPGA), что обеспечивает приводу разнообразные функциональные возможности, высокую надежность и стабильность эксплуатационных характеристик.

Преобразователи обеспечивают четырeквадрантноe двухзонное управление скоростью двигателя с возможностью для работы в трех зонах.

первая зона – работа с постоянным крутящим моментом;
вторая зона – работа с постоянной мощностью;
третья зона – работа с уменьшением мощности.

Устройство предназначено для применения на оборудовании различного типа, выполняющем операции резания или механической обработки, полировки, гибки, шлифовки или выпрямления. Устройство применимо в различных областях промышленности, таких как металло- и деревообрабатывающая промышленность, обработка листового металла, камня, резины, текстиля и прочее.

Сравнительный обзор технических характеристик всех преобразователей 4ХХХ указан на нашем сайте (ссылка) либо на сайте производителя (ссылка).

Особенностями электроприводов серии 4004 являются:

прецизионноe четырехквадрантное
управление двигателями постоянного тока с независимым возбуждением
основные режимы работы — управление скоростью/ управление моментом/ с управлением позицией от внутренного задания и с MODBUS;
номинальный ток якоря 40А
максимальный ток якоря 80А
реверсивный
напряжение сети питания 3х400В
динамическое токоограничение якоря программируемое
диапазон номинального тока возбуждения 12. 0А
диапазон регулирования скорости 10000:1
ориентированное торможение .
обратная связь по скорости от тахогенератора, энкодера или от ЭДС якоря
задание для скорости: аналоговое ±10V/ аналоговое однополярное 0 ÷ 10V со знаком/ цифровое с параллельным кодом до 14 бита/ серийный интерфейс
задание для позиции: внешнее цифровое с параллельным кодом до 14 bit/ внутреннее цифровое задание/ по последовательному интерфейсу
последовательный интерфейс RS232 со скоростью 9600 bps(для настройки преобразователя) / последовательный интерфейс RS485 со скоростью до 115200 bps (для управления преобразователям)
управление преобразователям по интерфейсу MODBUS
настройка преобразователя с системой параметров группированных в шестнадцати группах
история ошибок с возможностью просмотра последних шестнадцати сообщений об возникнувших ошибках
система программируемых и аппаратных защит, обеспечивающих безопасную работу преобразователя и электропривода
история ошибок с возможностью просмотра последних шестнадцати сообщений об возникнувших ошибках
специальные средства для предварительной настройки привода
проверка состояния цифровых входов и выходов
проверка состояния датчика обратной связи по скорости
проверка состояния датчика обратной связи по позиции
оценка качества сети питания
18 цифровых входов, ± 24V, 10mA
5 выходов релейного типа, 100VAC/ 0. 3A, 24VDC/ 0.3A
без модуля аналоговых выходов, программируемых, ±10V, 2 mA (согласно заказа)
настройка параметров с компьютерной программой ELL RS232 V2.0 под ОС WINDOWS;

Габаритный чертеж:

Код для заказа: 4XXX1-X2Х3Х4-X5Х6

тип преобразователя		4 — для двигателей с независимым возбуждением
номинальный ток якоря	ХХX1	003 — 30А, 004 — 40А …009 -9 0А ….070 — 700А
исполнение силового блока	X2	1- нереверсивный, 2 — реверсивный
напряжение сети питания	Х3	1 — 3х230В, 2 — 3х400В
максимальный диапазон тока возбуждения	Х4	1 -4.7А, 2 — 12.0А, 3 — 20.0А
способ управления	X5	1 — базовая серия с управлением скоростью и моментом, 2 — серия с управлением позицией от внутреннего задания и с MODBUS, 3 — серия с управлением позицией от внутреннего задания, с MODBUS и с функцией для активной компенсации механического люфта 4 — серия с управлением позицией от внутреннего задания, с управлением позицией с импульсным заданием и с функцией для активной компенсации механического люфта
аналоговые выходы	X6	0 — без модуля аналоговых выходов, 1 — 2 выхода 8bit, 2 — 2 входа 10bit, 3 — 2 входа 12bit

Пример заказа: 4004-222-10
4004 тиристорный преобразователь для управления двигателями постоянного тока с независимым возбуждением, номинальный ток якоря 40А, реверсивный, питание от трехфазной сети 3х400В, максимальный диапазон тока возбуждения 12. 0А, основные режимы работы — базовая серия с управлением скоростью и моментом, без модуля аналоговых выходов.

Законы постоянного тока в физике

Основные законы постоянного тока

Для того чтобы существовал электрический ток необходимо наличие его свободных носителей, которые могут перемещаться упорядоченно и электрического поля, которое имеет восполняемую энергию, заставляющую двигаться свободные заряды. Количественно электрический ток измеряют при помощи силы тока.

Сила тока- это физическая величина, равная заряду (q), который проходит через поперечное сечение в единицу времени:

Если сила тока постоянна во времени (по величине и направлению), то ток называют постоянным. Для постоянного тока его сила вычисляется как:

Закон Ома для однородного участка цепи

Эмпирически было установлено, что сила тока (), текущая по однородному проводнику прямо пропорциональна напряжению () на концах проводника:

где — сопротивление проводника, зависящее от материала ( — удельное сопротивление проводника), размеров и геометрии проводника ( — длина проводника, S — площадь поперечного сечения проводника). Однородным участком цепи называют участок цепи, который не имеет источника тока (), — потенциалы на концах участка цепи; — ЭДС источника.

При последовательном соединении сопротивлений выполняются следующие соотношения:

В случае параллельного соединения проводников имеем:

Закон Ома можно записать в дифференциальной форме:

где — плотность тока в точке проводника; — напряженность электрического поля в той же точке, что и плотность тока (данный закон выполняется и для переменных полей).

Закон Ома для неоднородного участка цепи

Если на участке цепи имеется ЭДС (), разность потенциалов на концах участка , то сила тока на таком участке равна:

где — полное сопротивление цепи; — внутреннее сопротивление источника; — внешнее сопротивление цепи.

Закон Джоуля — Ленца

Если ток идет по неподвижному проводнику, то количество тепла, выделяемое данным элементом проводника () равно:

Выражение (12) закон Джоуля — Ленца в интегральном виде.

В дифференциальной форме этот закон запишется как:

Примеры решения задач

Отличие постоянного тока от переменного и их особенности. Переменный ток и постоянный ток: отличие

В чём разница переменного и постоянного тока

Общее понятие электрического тока можно выразить как движение различных заряженных частиц (электронов, ионов) в некотором направлении. А его величину охарактеризовать числом заряженных частиц, которые прошли через проводник за определенный промежуток времени.

Если величина заряженных частиц в 1 кулон проходит через определенное сечение проводника за время в 1 секунду, тогда можно говорить о силе тока в 1 ампер протекающего через проводник. Таким образом определяется количество ампер или сила тока. Это общее понятие тока. А теперь рассмотрим понятие переменного и постоянного тока и их различие.

Постоянный электрический ток по определению — это ток, который течёт только в одном направлением и не меняет его со временем. Переменный ток характерен тем, что меняет свое направление и величину со временем. Если графически постоянный ток отображается как прямая линия, то переменный ток течет по проводнику по закону синуса и графически отображается как синусоида.

Так как переменный ток меняется по закону синусоиды, то он имеет такие параметры как период полного цикла, время которого обозначается буквой Т. Частота переменного тока обратна периоду полного цикла. Частота переменного тока выражается числом полных периодов в определенный промежуток времени (1 сек).

Таких периодов в нашей электросети переменного тока равно 50, что соответствует частоте 50 Гц. F = 1/Т, где период для 50 Гц равен 0,02 сек. F =1/0,02 = 50 Гц. Обозначается переменный ток английскими буквами AC и знаком «~». Постоянный ток имеет обозначение DC и значок «-». Кроме того переменный ток может быть однофазным или многофазным. В основном используется трехфазная сеть.

Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное

Переменный ток имеет много преимуществ перед постоянным током. Низкие потери при передаче переменного тока в линиях электропередач (ЛЭП) по сравнению с постоянным током. Генераторы переменного тока простые и дешевые. При передаче на большие расстояния по ЛЭП высокое напряжение достигает 330 тысяч вольт с минимальным током.

Чем меньше ток в ЛЭП, тем меньше потерь. Передача постоянного тока на большие расстояния понесет немалые потери. Также высоковольтные генераторы переменного тока значительно проще и дешевле. Из переменного напряжения легко получить более низкое напряжение через простые трансформаторы.

Также, значительно дешевле получить постоянное напряжение из переменного, чем наоборот, использовать дорогие преобразователи постоянного напряжения в переменное. Такие преобразователи имеют низкий КПД и большие потери. По пути передачи переменного тока используют двойное преобразование.

Сначала с генератора получает 220 — 330 Кв, и передают на большие расстояния до трансформаторов, которые понижают высокое напряжение до 10 Кв и далее идут подстанции которые понижают высокое напряжение до 380 В. С этих подстанций электроэнергия расходится по потребителям и поступает в дома и на электрощиты многоквартирного дома.

Три фазы трехфазного тока сдвинутые на 120 градусов

Для однофазного напряжения характерна одна синусоида, а для трехфазного три синусоиды, смещенные на 120 градусов относительно друг друга. Трехфазная сеть также имеет свои преимущества перед однофазными сетями. Это меньше габариты трансформаторов, электродвигатели также конструктивно меньших размеров.

Имеется возможность изменить направление вращения ротора асинхронного электродвигателя. В трехфазной сети можно получить 2 напряжения — это 380 В и 220 В, которые используются для изменения мощности двигателя и регулировки температуры нагревательных элементов. Используя трехфазное напряжение в освещении можно устранить мерцание люминесцентных ламп, для чего их подключают к разным фазам.

Постоянный ток используется в электронике и во всех бытовых приборах, так как он легко преобразуется из переменного за счёт его деления на трансформаторе до нужной величины и дальнейшего выправления. Источником постоянного тока являются аккумуляторы, батареи, генераторы постоянного тока, светодиодные панели. Как видно различие в переменном и постоянном токе немалое. Теперь мы узнали — Почему в нашей розетки течет переменный ток, а не постоянный?

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

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

Краткая история электричества

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сначала напомним, что ток – это движение заряженных частиц.

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

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

Где используется постоянный ток:

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

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

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

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

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

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

А вот и наглядное изображение переменного тока.

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

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

Война токов

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

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

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

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

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

Почему переменный ток опаснее постоянного

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

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

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

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

В самом начале, давайте дадим короткое определение электрическому току. Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Ток — это движение электронов в проводнике, напряжение — это то, что приводит их (электроны) в движение.

Теперь рассмотрим такие понятия, как постоянный и переменный ток и выявим их принципиальные отличия.

Отличие постоянного тока от переменного

Основная особенность постоянного напряжения в том, что оно постоянно как по своей величине, так и по знаку. Постоянный ток, «течет» в все время одну сторону. Например, по металлическим проводам от плюсового зажима источника напряжения к минусовому (в электролитах его создают положительные и отрицательные ионы). Сами же электроны движутся от минуса к плюсу, но ещё до открытия электрона договорились считать, что ток течет от плюса к минусу и до сих пор при расчетах придерживаются этого правила.

Чем же от постоянного отличается переменный ток (напряжение)? Из самого названия следует, что он меняется. Но — как именно? Переменный ток меняет за период как свою величину, так и направление движения электронов. В наших бытовых розетках — это ток с синусоидальными (гармоническими) колебаниями частотой 50 герц (50 колебаний в секунду).

Если рассмотреть замкнутую цепь на примере лампочки, то мы получим следующее:

при постоянном токе электроны будут течь через лампочку всегда в одном направлении от (-) минуса к (+) плюсу
при переменном направление движения электронов будет меняться в зависимости от частоты генератора. т. е. если в нашей сети частота переменного тока 50 герц (Hz), то направление движения электронов за 1 секунду поменяется 100 раз. Таким образом + и — в нашей розетке меняются местами сто раз в секунду относительно ноля . Именно поэтому мы можем воткнуть электрическую вилку в розетку «вверх ногами» и все будет работать.

Переменное напряжение в нашей бытовой розетке изменяется по синусоидальному закону. Что это значит? Напряжение от нуля увеличивается до положительного амплитудного значения (положительный максимум), потом уменьшается до нуля и продолжает уменьшаться дальше — до отрицательного амплитудного значения (отрицательный максимум), затем снова увеличивается, переходя через ноль и возвращается к положительному амплитудному значению.

Говоря другими словами, при переменном токе постоянно меняется его заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Получается, что за секунду электроны 100 раз меняют направление своего движения и свою полярность, с положительной на отрицательную (помните, что их частота составляет 50 герц — 50 периодов или колебаний в секунду?).

Первые электрические сети были постоянного тока. С этим было связано несколько проблем, одна из них — сложность конструкции самого генератора. А генератор переменного тока обладает более простой конструкцией, а потому прост и дешев в эксплуатации.

Дело в том, что одинаковую мощность можно передать высоким напряжением и маленьким током или наоборот: низким напряжением и большим током. Чем больше ток, тем больше нужно сечение провода, т.е. провод должен быть толще. Для напряжения толщина провода не важна, были бы изоляторы хорошие. Переменный ток (в отличие от постоянного) просто легче преобразовывать.

И это — удобно. Так по проводу относительно небольшого сечения электростанция может отправить пятьсот тысяч (а иногда и до полутора миллионов) вольт энергии при токе в 100 ампер практически без потерь. Потом, например, трансформатор городской подстанции «заберет» 500 000 вольт при токе в 10 ампер и «отдаст» в городскую сеть 10 000 вольт при 500 амперах. А районные подстанции уже преобразуют это напряжение в 220/380 вольт при токе порядка 10 000 ампер, для нужд жилых и промышленных кварталов города.

Разумеется схема упрощена и имеется в виду вся совокупность районных подстанций в городе, а не какая-то конкретно.

Персональный компьютер (ПК) работает по схожему принципу, но — в обратную сторону. Он преобразует переменный ток в постоянный а затем, при помощи , понижает его напряжение до значений, необходимых для работы всех компонентов внутри .

В конце 19-го века всемирная электрификация вполне могла пойти и другим путем. Томас Эдисон (считается, что именно он изобрел одну из первых коммерчески успешных ламп накаливания) активно продвигал свою идею постоянного тока. И если бы не исследования другого выдающегося человека, доказавшего эффективность тока переменного, то все могло бы быть по другому.

Гениальный серб Никола Тесла (некоторое время работавший у Эдисона), первым спроектировал и построил генератор многофазного переменного тока, доказав его эффективность и преимущество по сравнению с аналогичными разработками, работавшими с постоянным источником энергии.

Сейчас давайте рассмотрим «места обитания» постоянного и переменного тока. Постоянный, например, находится в нашем телефонном аккумуляторе или батарейках. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в местах его хранения (аккумуляторах).

Источники постоянного напряжения это:

обычные батарейки применяемые в различных приборах (фонарики, плееры, часы, тестеры и т.д.)
различные аккумуляторы (щелочные, кислотные и т. п.)
генераторы постоянного тока
другие специальные устройства, например: выпрямители, преобразователи
аварийные источники энергии (освещение)

Например, городской электротранспорт работает на постоянном токе напряжением в 600 Вольт (трамваи, троллейбусы). Для метрополитена оно выше — 750-825 Вольт.

Источники переменного напряжения:

генераторы
различные преобразователи (трансформаторы)
бытовые электросети (домашние розетки)

О том, как и чем измерять постоянное и переменное напряжение мы с Вами говорили вот , а напоследок (всем тем кто дочитал статью до конца) хочу рассказать небольшую историю. Озвучил ее мне мой шеф, а я перескажу с его слов. Уж больно она к нашей сегодняшней теме подходит!

Поехал он как-то в служебную командировку с нашими директорами в соседний город. Налаживать дружественные отношения с тамошними IT-шниками:) А сразу возле трассы там такое замечательное местечко есть: родник с чистой водой. Возле все обязательно останавливаются и воду набирают. Это, своего рода, уже традиция.

Местные власти, решив облагородить данное место, сделали все по последнему слову техники: вырыли сразу под родничком большую прямоугольную яму, обложили ее ярким кафелем, перелив сделали, подсветку светодиодную, бассейн получился. Дальше — больше! Сам родник «упаковали» в крапленую гранитную крошку, придали ему благородную форму, иконку над жерлом под стекло вмуровали — святое место, значится!

И последний штрих — поставили систему подачи воды на фотоэлементе. Получается, что бассейн всегда наполнен и в нем «булькает», а чтобы набрать воду непосредственно из родничка, нужно поднести руки с сосудом к фотоэлементу и оттуда — «проистекает» 🙂

Надо сказать, что по дороге к источнику наш шеф рассказывал одному из директоров, как это круто: новые технологии, вайфай, фотоэлементы, сканирование по сетчатке глаза и т.д. Директор был классическим технофобом, поэтому придерживался противоположного мнения. И вот, подъезжают они к родничку, подносят руки куда следует, а вода не течет!

Они и так, и сяк, а результата — ноль! Оказалось, что тупо не было напряжения в электрической сети, которая питала эту шайтан-систему:) Директор был «на коне»! Отпустил несколько «контрольных» фраз по поводу всех этих п…х технологий, таких же п…х элементов, всех машин вообще и данной конкретной в частности. Зачерпнул канистрой прямо из бассейна и пошел в машину!

Вот и получается, мы можем настроить все что угодно, «поднять» навороченный сервер, предоставить лучший и востребованный сервис, но, все равно, самый главный человек — это дядя Вася-электрик в ватнике, который одним движением руки может организовать полный skipped всей этой технической мощи и изяществу:)

Так что помните: главное — качественное электропитание. Хороший (источник бесперебойного питания) и стабильное напряжение в розетках, а все остальное — приложится:)

На сегодня у нас — все и до следующих статей. Берегите себя! Ниже — небольшое видео по теме статьи.

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

Ток переменный и постоянный: разница и особенности

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

Основные отличия:

Движение заряженных частиц;
Способ производства.

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

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

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

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

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

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

Какой уровень напряжения является допустимым для человека: особенности

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

Параметры воздействия электрического тока:

Сила;
Частота;
Время;
Относительная влажность.

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

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

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

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

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

Опасный переменный ток для человека

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

Факторы, влияющие на опасное воздействие:

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

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

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

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

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

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

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

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

Какой величины опасен для человека постоянный ток

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

Воздействие постоянного тока на человека разделяют:

1 порог;
2 порог;
3 порог.

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

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

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

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

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

Электрический ток — движение заряженных частиц по проводнику в определенном направлении. Точнее это величина, которая показывает, сколько заряженных частиц прошло через проводник за единицу времени. Если за одну секунду через поперечное сечение проводника прошло количество заряженных частиц величиной в один кулон, то по данному проводнику течет ток величиной в один ампер (обозначение силы тока в соответствии с международной системой СИ). Величину электрического тока (количество ампер) называют силой тока. В зависимости от изменения величины во времени ток бывает постоянным и переменным.

Постоянный ток — это электрический ток, который не изменяет своего направления с течением времени. Переменный ток — с течением времени в определенной закономерности изменяет как свою величину, так и направление. Причем данные изменения повторяются через определенные промежутки времени — то есть они периодичны.

Переменный и постоянный ток в электроустановках

Для трехфазной электрической сети характерен переменный ток . Протекание переменного тока по проводникам обуславливается наличием источника переменной электродвижущей силы (ЭДС), изменяющей свою величину, как по величине, так и по направлению. В данном случае изменение величины и направления ЭДС осуществляется по закону синуса, то есть график изменения переменного тока во времени — это синусоида. Источником синусоидальной ЭДС является генератор переменного тока.

Практически все электрооборудование электроустановок и промышленных предприятий питается от сети переменного тока, так как это наиболее целесообразно и имеет множество плюсов. Но есть и некоторое оборудование, которое работает от сети постоянного тока (или некоторые его части): синхронный двигатель, электромагнитный , двигатель постоянного тока и другие. Для того чтобы преобразовать переменный ток в постоянный ток (необходимый для питания вышеуказанного электрооборудования) используют выпрямители.

Кроме того, постоянный ток используется для передачи по высоковольтным линиям больших мощностей электрической энергии. В этом случае при передаче электрической энергии на большие расстояния электрические потери значительно меньше, чем при той же передаче на переменном токе.

Основные законы постоянного тока — Технарь

Электрический ток — это направленное движение электрических зарядов по проводнику под действием сил электрического поля.

Электрический ток может быть постоянным и переменным.

Постоянным называют такой электрический ток, который с течением времени не изменяет своего направления и величины при прохождении по замкнутой электрической цепи.

Электрическая цепь. Простейшая электрическая цепь состоит из источника напряжения, потребителей и проводов, соединяющих источник напряжения с потребителями. Источниками напряжения могут быть гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы и т. п., а потребителями — лампы накаливания, электронагревательные и электроизмерительные приборы, электродвигатели и т.п.

Источник электроэнергии, образует внутреннюю цепь, а все остальное — внешнюю цепь. При разрыве электрической цепи действие электрического тока прекращается.

Сила и плотность тока. Сила тока определяется количеством электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в одну секунду, т. е.

I=Q/t,

где I — сила тока в цепи, а;

Q — количество электричества, к;

t — время, сек.

Отношение величины тока I к площади поперечного сечения проводника s называется плотностью тока и обозначается буквой δ:

δ=I/s

Площадь сечения проводников измеряется в мм², поэтому плотность тока имеет размерность а/мм².

Сопротивление и проводимость. По способности проводить электрический ток твердые вещества делятся на проводники, хорошо проводящие электрический ток, и непроводники, или диэлектрики. К проводникам относятся металлы и графит, к диэлектрикам — резина, эбонит, слюда и т, д.

Все проводники имеют сопротивление и проводимость.

Сопротивлением проводника R называется препятствие, оказываемое проводником электрическому току. Электрическое сопротивление проводника зависит от длины, поперечного сечения, температуры и материала. Чем больше сопротивление проводника, тем хуже он проводит электрический ток. Наибольшим сопротивлением обладает нихром (сплав никеля, хрома, железа и марганца). Из нихрома изготовляют различные нагревательные элементы.

Наименьшее сопротивление имеют серебро, медь и алюминий, из них изготовляют проводники.

Проводимостью называется величина, обратная сопротивлению проводника, т. е.

G=I/R

За единицу сопротивления (Ω-омега) принят ом. Сопротивление в омах проводника длиной 1 м, сечением 1 мм² называется удельным и обозначается ρ(ро).

Электродвижущая сила. Электродвижущей силой называют энергию или работу, совершаемую источником тока, которая устанавливает и поддерживает разность потенциалов, вызывает электрический ток в цепи, преодолевая ее внешнее и внутреннее сопротивление. В генераторах электродвижущая сила возникает благодаря электромагнитной индукции, а в аккумуляторах — в результате химических реакций. При холостом ходе генератора электрический ток отсутствует, а электродвижущая сила равна разности потенциалов на его зажимах. Электродвижущая сила, как и напряжение, измеряется в вольтах, а энергия — в джоулях.

Закон Ома. Закон Ома — это один из основных законов электротехники. Он выражает соотношение между электродвижущей силой, сопротивлением цепи и током в ней. Согласно этому закону ток в цепи прямо пропорционален электродвижущей силе и обратно пропорционален сопротивлению всей цепи:

I=E/r+r₀

где I — сила тока в цепи, а;

E — электродвижущая сила источника энергии, в;

R — сопротивление внешней цепи, ом;

r₀ — сопротивление внутренней цепи, ом.

Для участка цепи закон Ома определяется по следующей формуле:

I=U/R.

Соединения приемников электроэнергии. Приемники электрической энергии могут включаться в электрическую цепь последовательно, параллельно и смешанно. При последовательном соединении приемники электрической энергии включаются в цепь один за другим. Общее сопротивление такого соединения равно сумме отдельных сопротивлений приемников:

R=R₁+R₂+R₃+…+R_n_.

Ток во всех последовательно соединенных приемниках одинаков, т. е.

I₁=I₂=I₃=I.

При параллельном включении приемники электроэнергии создают для тока три пути, по которым он может проходить. В этом случае ток, приходящий к точке, равен сумме токов, уходящих от этой точки:

I=I₁+I₂+I₃.

Общая проводимость этой цепи равна сумме проводимостей отдельных ветвей:

1/R=1/R₁+1/R₂+1/R₃.

Смешанное соединение приемников электроэнергии представляет собой совокупность последовательных и параллельных соединений.

Работа и мощность тока. Способность электрического тока совершать работу называют энергией электрического тока. Работа источника энергии зависит от напряжения, силы тока и времени, т. е.

А=UIt,

где А — работа источника энергии, Вт сек или дж;

U — напряжение, в;

I— сила тока, а;

t -время, сек.

Кроме того, работу измеряют в ватт-часах, гектоватт-часах и киловатт-часах специальными приборами — счетчиками.

Мощностью называют работу, произведенную в единицу времени.

Ее подсчитывают по формуле:

P=A/t=UI.

За единицу мощности принимают работу тока в один ампер под напряжением один вольт за одну секунду. Такую единицу называют ваттом. Большие мощности измеряют в гектоваттах (1 гвт=100 вт) и киловаттах (1 квт=1000 вт). Соотношения между электрическими и механическими единицами мощности следующие: 1 л. с. = 736 вт; 1,36 л. с. = 1 кет.

Электричество постоянного тока (DC) от Рона Куртуса

SfC На главную> Физика> Электричество>

Рона Куртуса (редакция 11 января 2004 г.)

Постоянный ток или электричество постоянного тока — это непрерывное движение электронов из области отрицательных (-) зарядов в область положительных (+) зарядов через проводящий материал, например металлический провод. В то время как искры статического электричества состоят из внезапного движения электронов от отрицательной к положительной поверхности, электричество постоянного тока — это непрерывное движение электронов по проводу.

Цепь постоянного тока необходима для протекания тока или пара электронов. Такая схема состоит из источника электроэнергии (например, батареи) и проводящего провода, идущего от положительного конца источника к отрицательному. В схему могут быть включены электрические устройства. Электричество постоянного тока в цепи состоит из напряжения, тока и сопротивления. Поток электричества постоянного тока похож на поток воды через шланг.

Вопросы, которые могут у вас возникнуть:

Что такое электричество постоянного тока?
Что такое напряжение, сила тока и сопротивление?
Как создать электричество постоянного тока?

Этот урок ответит на эти вопросы.Полезный инструмент: Конвертация единиц

Непрерывное движение электронов

Электричество постоянного тока — это непрерывное движение электронов через проводящий материал, например металлический провод. Электроны движутся к положительному (+) потенциалу в проводе.

На самом деле миллионы электронов пробиваются сквозь атомы в проволоке. Это просто иллюстрация движения.

Электросхема

Электрическая цепь, состоящая из источника постоянного тока и провода, образующего замкнутую цепь, необходима для протекания постоянного тока. (Дополнительную информацию см. В разделе «Цепи постоянного тока».)

Фонарик — хороший пример цепи постоянного тока

Ток показан напротив

Хотя отрицательно заряженные электроны движутся по проводу к положительному (+) выводу источника электричества, ток обозначен как переходящий от положительного к отрицательному. Это досадное и сбивающее с толку соглашение.

Бен Франклин первоначально назвал заряды положительным (+) и отрицательным (-), когда он изучал статическое электричество.Позже, когда ученые экспериментировали с электрическими токами, они сказали, что электричество перемещается от (+) к (-), и это стало условностью.

Это было до открытия электронов. На самом деле, отрицательно заряженные электроны движутся к положительному, а это направление противоположно тому, которое люди показывают движением тока. Это сбивает с толку, но, как только принято соглашение, исправить его трудно.

Напряжение, ток и сопротивление

Электричество, движущееся по проводу или другому проводнику, состоит из его напряжения ( В, ), тока ( I ) и сопротивления ( R ).Напряжение — это потенциальная энергия, ток — это количество электронов, протекающих по проводу, а сопротивление — это сила трения электронного потока.

Хороший способ представить себе электричество постоянного тока и понять взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением — это представить себе поток воды через шланг, как описано ниже.

Электрическое напряжение

На одном конце провода возникает потенциал или давление из-за избытка отрицательно заряженных электронов. Это как давление воды в шланге.Давление заставляет электроны перемещаться по проводу в область положительного заряда. Эта потенциальная энергия называется напряжением, единица измерения — вольт.

Электрический ток

Число электронов называется током, а его единицей измерения является ампер или ампер. Электрический ток подобен скорости, с которой вода течет по шлангу.

Сопротивление

Ом — это единица измерения электрического сопротивления. В проводнике, таком как кусок металла, атомы расположены так, что электроны могут легко проходить вокруг атомов с небольшим трением или сопротивлением.В непроводящем или плохом проводнике атомы расположены так, чтобы сильно сопротивляться или препятствовать перемещению электронов. Это сопротивление похоже на трение шланга о протекающую по нему воду.

Сравнение со шлангом

В следующей таблице сравнивается вода, текущая по шлангу, и электричество постоянного тока, протекающее по проводам:

Вода в шланге	Постоянный ток в проводе	Электроагрегаты
давление	потенциал (В)	Вольт
расход	ток (I)	Ампер
трение	сопротивление (R)	Ом

Аналогия между шлангом и электричеством в проводе

Создание постоянного тока

Хотя статическое электричество может быть снято через металлический провод, оно не является постоянным источником постоянного тока.Вместо этого для создания постоянного тока используются батареи и генераторы постоянного тока.

Батареи

Батареи основаны на химических реакциях для создания электричества постоянного тока.

Автомобильный аккумулятор

Автомобильный аккумулятор состоит из свинцовых пластин в растворе серной кислоты. Когда пластины получают заряд от автомобильного генератора или генератора переменного тока, они химически изменяются и удерживают заряд. Затем этот источник постоянного тока можно использовать для питания автомобильных фар и тому подобного. Самая большая проблема с этим типом батарей заключается в том, что серная кислота очень едкая и опасная.

Лимонная батарея

Еще одна батарейка, которую вы можете сделать самостоятельно, — это лимонная батарейка. Он не требует зарядки, но зависит от кислотной реакции различных металлов.

Лучше всего работают медь и цинк. Вы можете использовать медный пенни или кусок медной проволоки. В качестве другого вывода можно использовать оцинкованный или оцинкованный гвоздь. Стандартный железный гвоздь подойдет, но не так хорошо.

Вставьте медную проволоку и гальванизированный гвоздь в обычный лимон и измерьте напряжение на металлах с помощью вольтметра.Некоторым людям удавалось тускло зажечь лампочку фонарика с этой батареей.

Генератор постоянного тока

Еще одним надежным источником электроэнергии постоянного тока является генератор постоянного тока, который состоит из катушек проволоки, вращающейся между северным и южным магнитами. (Дополнительную информацию см. В разделе «Генерация электрического тока».)

Сводка

Постоянный ток или электричество постоянного тока — это непрерывное движение электронов от отрицательного к положительному через проводящий материал, такой как металлический провод.Цепь постоянного тока необходима для протекания тока или пара электронов. В цепи направление тока противоположно потоку электронов. Электричество постоянного тока в цепи состоит из напряжения, тока и сопротивления. Поток электричества постоянного тока похож на поток воды через шланг. Батареи и генераторы постоянного тока являются источниками для создания электричества постоянного тока.

Используйте свои творческие способности, чтобы сделать этот мир лучше

Ресурсы и ссылки

Полномочия Рона Куртуса

Сайты

Описание постоянного тока — Простые иллюстрации DC

Электричество — Разница между переменным и постоянным током

Электроэнергетические ресурсы постоянного и переменного тока

Физические ресурсы

Книги

Книги по электричеству постоянного тока с самым высоким рейтингом

Вопросы и комментарии

Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если да, отправьте свой отзыв по электронной почте.Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.

Поделиться страницей

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:

Студенты и исследователи

Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/dc.htm

Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на свой веб-сайт или в качестве ссылки в своем отчете, документе или диссертации.

Где ты сейчас?

Школа чемпионов

По физике
Постоянный ток (DC) Электричество

Переменный ток (AC) vs.Постоянный ток (DC)

Пораженный громом!

Откуда австралийская рок-группа AC / DC получила свое название? Почему, переменный ток и постоянный ток, конечно же! И переменный, и постоянный ток описывают типы протекания тока в цепи. В постоянного тока (DC) электрический заряд (ток) течет только в одном направлении. Электрический заряд в переменного тока (AC), с другой стороны, периодически меняет направление. Напряжение в цепях переменного тока также периодически меняется на противоположное, потому что ток меняет направление.

Большая часть создаваемой вами цифровой электроники будет использовать постоянный ток. Однако важно понимать некоторые концепции переменного тока. Большинство домов подключены к сети переменного тока, поэтому, если вы планируете подключить проект музыкальной шкатулки Tardis к розетке, вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный. Переменный ток также обладает некоторыми полезными свойствами, такими как способность преобразовывать уровни напряжения с помощью одного компонента (трансформатора), поэтому переменный ток был выбран в качестве основного средства для передачи электроэнергии на большие расстояния.

Что вы узнаете

История создания переменного и постоянного тока
Различные способы генерации переменного и постоянного тока
Некоторые примеры приложений переменного и постоянного тока

Переменный ток (AC)

Переменный ток описывает поток заряда, который периодически меняет направление.В результате уровень напряжения также меняется на противоположный вместе с током. Переменный ток используется для подачи электроэнергии в дома, офисные здания и т. Д.

Генерация переменного тока

переменного тока может производиться с использованием устройства, называемого генератором переменного тока. Это устройство представляет собой особый тип электрического генератора, предназначенного для выработки переменного тока.

Проволочная петля скручена внутри магнитного поля, которое индуцирует ток по проводу. Вращение провода может происходить с помощью любого количества средств: ветряной турбины, паровой турбины, проточной воды и так далее.Поскольку провод вращается и периодически меняет магнитную полярность, напряжение и ток на проводе чередуются. Вот короткая анимация, показывающая этот принцип:

(Видео предоставлено: Хуррам Танвир)

Генератор переменного тока можно сравнить с нашей предыдущей аналогией с водой:

Чтобы генерировать переменный ток в наборе водопроводных труб, мы соединяем механический кривошип с поршнем, который перемещает воду в трубах вперед и назад (наш «переменный» ток).Обратите внимание, что защемленный участок трубы по-прежнему оказывает сопротивление потоку воды независимо от направления потока.

Формы сигналов

AC может быть разных форм, если напряжение и ток чередуются. Если мы подключим осциллограф к цепи переменного тока и построим график ее напряжения с течением времени, мы можем увидеть несколько различных форм сигналов. Наиболее распространенный тип переменного тока — синусоидальный. Переменный ток в большинстве домов и офисов имеет колебательное напряжение, которое создает синусоидальную волну.

Другие распространенные формы переменного тока включают прямоугольную волну и треугольную волну:

Прямоугольные волны часто используются в цифровой и переключающей электронике для проверки их работы.

Треугольные волны используются при синтезе звука и используются для тестирования линейной электроники, такой как усилители.

Описание синусоидальной волны

Мы часто хотим описать форму волны переменного тока в математических терминах. В этом примере мы будем использовать обычную синусоидальную волну. Синусоидальная волна состоит из трех частей: амплитуда, частота и фаза .

Рассматривая только напряжение, мы можем описать синусоидальную волну как математическую функцию:

V (t) — это наше напряжение как функция времени, что означает, что наше напряжение изменяется с изменением времени. Уравнение справа от знака равенства описывает, как напряжение изменяется во времени.

V _P — амплитуда . Это описывает максимальное напряжение, которое наша синусоида может достигать в любом направлении, что означает, что наше напряжение может быть + V _P вольт, -V _P вольт или где-то посередине.

Функция sin () указывает, что наше напряжение будет в форме периодической синусоидальной волны, которая представляет собой плавные колебания около 0 В.

2π — это константа, которая преобразует частоту из циклов (в герцах) в угловую частоту (радианы в секунду).

f описывает частоту синусоидальной волны. Это дается в виде герц или единиц в секунду . Частота показывает, сколько раз определенная форма волны (в данном случае один цикл нашей синусоидальной волны — подъем и спад) происходит в течение одной секунды.

t — наша независимая переменная: время (измеряется в секундах). По мере того, как время меняется, наша форма волны меняется.

φ описывает фазу синусоидальной волны. Фаза — это мера того, насколько сдвинута форма сигнала во времени. Часто это число от 0 до 360, которое измеряется в градусах. Из-за периодической природы синусоидальной волны, если форма волны сдвинута на 360 °, она снова становится такой же, как если бы она была сдвинута на 0 °.Для простоты мы предполагаем, что в остальной части этого руководства фаза равна 0 °.

Мы можем обратиться к нашей надежной розетке за хорошим примером того, как работает форма сигнала переменного тока. В Соединенных Штатах в наши дома подается питание переменного тока с размахом 170 В (амплитуда) и 60 Гц (частота). Мы можем подставить эти числа в нашу формулу, чтобы получить уравнение (помните, что мы предполагаем, что наша фаза равна 0):

Мы можем использовать наш удобный графический калькулятор, чтобы построить график этого уравнения. Если графического калькулятора нет, мы можем использовать бесплатную онлайн-программу для построения графиков, такую как Desmos (обратите внимание, что вам, возможно, придется использовать «y» вместо «v» в уравнении, чтобы увидеть график).

Обратите внимание, что, как мы и предсказывали, напряжение периодически повышается до 170 В и понижается до -170 В. Кроме того, каждую секунду происходит 60 циклов синусоидальной волны. Если бы мы измеряли напряжение в розетках с помощью осциллографа, мы бы увидели именно это ( ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: не пытайтесь измерить напряжение в розетке с помощью осциллографа! Это может привести к повреждению оборудования).

ПРИМЕЧАНИЕ: Возможно, вы слышали, что напряжение переменного тока в США составляет 120 В. Это тоже правильно.Как? Говоря об переменном токе (поскольку напряжение постоянно меняется), часто проще использовать среднее или среднее значение. Для этого мы используем метод под названием «Среднеквадратичный корень». (RMS). Часто бывает полезно использовать среднеквадратичное значение для переменного тока, когда вы хотите рассчитать электрическую мощность. Несмотря на то, что в нашем примере у нас было напряжение, изменяющееся от -170 В до 170 В, среднеквадратичное значение составляет 120 В RMS.

Приложения

В розетках дома и в офисе почти всегда есть кондиционер. Это связано с тем, что генерировать и транспортировать переменный ток на большие расстояния относительно просто.При высоких напряжениях (более 110 кВ) при передаче электроэнергии теряется меньше энергии. Более высокие напряжения означают более низкие токи, а более низкие токи означают меньшее тепловыделение в линии электропередачи из-за сопротивления. Переменный ток можно легко преобразовывать в высокое напряжение и обратно с помощью трансформаторов.

AC также может питать электродвигатели. Двигатели и генераторы — это одно и то же устройство, но двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую (если вал двигателя вращается, на выводах генерируется напряжение!).Это полезно для многих крупных бытовых приборов, таких как посудомоечные машины, холодильники и т. Д., Которые работают от переменного тока.

Постоянный ток (DC)

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

Генерация постоянного тока

постоянного тока можно создать несколькими способами:

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

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

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

Описание DC

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

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

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

Приложения

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

Сотовые телефоны
D&D Dice Gauntlet на основе LilyPad
Телевизоры с плоским экраном (AC идет в телевизор, который конвертируется в DC)
Фонари
Гибридные и электромобили

Битва течений

Почти каждый дом или офис подключен к сети переменного тока.Однако это решение не было мгновенным. В конце 1880-х годов различные изобретения в Соединенных Штатах и Европе привели к полномасштабной битве между распределением переменного и постоянного тока.

В 1886 году электрическая компания Ganz Works, расположенная в Будапеште, электрифицировала весь Рим с помощью переменного тока. Томас Эдисон, с другой стороны, построил 121 электростанцию постоянного тока в Соединенных Штатах к 1887 году. Поворотный момент в битве наступил, когда Джордж Вестингауз, известный промышленник из Питтсбурга, приобрел патенты Николы Теслы на двигатели переменного тока и трансмиссию в следующем году. .

AC против DC

Томас Эдисон (Изображение любезно предоставлено biography.com)

В конце 1800-х годов постоянный ток было нелегко преобразовать в высокое напряжение. В результате Эдисон предложил систему небольших местных электростанций, которые питали бы отдельные кварталы или участки города. Электроэнергия распределялась по трем проводам от электростанции: +110 вольт, 0 вольт и -110 вольт. Фонари и двигатели могут быть подключены между розеткой + 110 В или 110 В и 0 В (нейтраль). При напряжении 110 В допускается некоторое падение напряжения между установкой и нагрузкой (дома, в офисе и т. Д.).).

Несмотря на то, что падение напряжения на линиях электропередач было учтено, электростанции необходимо было располагать в пределах 1 мили от конечного пользователя. Это ограничение сделало распределение электроэнергии в сельской местности чрезвычайно трудным, если не невозможным.

Используя патенты Tesla, компания Westinghouse работала над усовершенствованием системы распределения переменного тока. Трансформаторы предоставили недорогой метод повышения напряжения переменного тока до нескольких тысяч вольт и его снижения до приемлемого уровня. При более высоких напряжениях та же мощность могла передаваться при гораздо меньшем токе, что означало меньшие потери мощности из-за сопротивления в проводах.В результате крупные электростанции могут быть расположены за много миль от них и обслуживать большее количество людей и зданий.

Кампания Эдисона по выявлению мазков

В течение следующих нескольких лет Эдисон провел кампанию по категорическому противодействию использованию AC в Соединенных Штатах, которая включала лоббирование законодательных собраний штатов и распространение дезинформации о AC. Эдисон также приказал нескольким техникам публично казнить животных переменным током, пытаясь показать, что переменный ток более опасен, чем постоянный ток. Пытаясь показать эти опасности, Гарольд П.Браун и Артур Кеннелли, сотрудники Edison, разработали первый электрический стул для штата Нью-Йорк с использованием переменного тока.

Возвышение AC

В 1891 году Международная электротехническая выставка проводилась во Франкфурте, Германия, и продемонстрировала первую передачу трехфазного переменного тока на большие расстояния, которая питала фары и двигатели на выставке. Присутствовали несколько представителей того, что впоследствии станет General Electric, и впоследствии они были впечатлены дисплеем. В следующем году была создана компания General Electric, которая начала инвестировать в технологии переменного тока.

Электростанция Эдварда Дина Адамса в Ниагарском водопаде, 1896 г. (Изображение любезно предоставлено teslasociety.com)

Westinghouse выиграла контракт в 1893 году на строительство плотины гидроэлектростанции, чтобы использовать энергию Ниагарского водопада и передавать переменный ток в Буффало, штат Нью-Йорк. Проект был завершен 16 ноября 1896 года, и электроэнергия переменного тока начала снабжать электроэнергией промышленные предприятия в Буффало. Эта веха ознаменовала упадок DC в США. В то время как Европа примет стандарт переменного тока 220–240 В при 50 Гц, стандартом в Северной Америке станет 120 В при 60 Гц.

Высоковольтный постоянный ток (HVDC)

Швейцарский инженер Рене Тюри использовал серию двигателей-генераторов для создания высоковольтной системы постоянного тока в 1880-х годах, которую можно было использовать для передачи энергии постоянного тока на большие расстояния. Однако из-за высокой стоимости и обслуживания систем Thury, HVDC никогда не применялся в течение почти столетия.

С изобретением полупроводниковой электроники в 1970-х годах стало возможным экономичное преобразование между переменным и постоянным током. Для генерации постоянного тока высокого напряжения (иногда до 800 кВ) может использоваться специальное оборудование.Некоторые страны Европы начали использовать линии HVDC для электрического соединения различных стран.

В линиях

HVDC потери меньше, чем в аналогичных линиях переменного тока на очень больших расстояниях. Кроме того, HVDC позволяет подключать различные системы переменного тока (например, 50 Гц и 60 Гц). Несмотря на свои преимущества, системы HVDC более дороги и менее надежны, чем обычные системы переменного тока.

В конце концов, Эдисон, Тесла и Вестингауз могут осуществить свои желания. Переменный ток и постоянный ток могут сосуществовать, и каждый из них служит определенной цели.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь вы должны хорошо понимать разницу между переменным и постоянным током. Переменный ток легче преобразовывать между уровнями напряжения, что делает передачу высокого напряжения более возможной. Напротив, постоянный ток присутствует почти во всей электронике. Вы должны знать, что они не очень хорошо сочетаются, и вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный, если вы хотите подключить большую часть электроники к розетке. С этим пониманием вы должны быть готовы заняться некоторыми более сложными схемами и концепциями, даже если они содержат переменный ток.

Взгляните на следующие учебные пособия, когда будете готовы глубже погрузиться в мир электроники:

и nbsp

Сравнение переменного тока и постоянного тока: урок для детей — видео и стенограмма урока

Постоянный ток

При постоянном токе электроны движутся в одном направлении, от (-) отрицательного к (+) положительному. Это постоянный ток, протекающий непрерывно, пока он не отключится, либо его источник питания не иссякнет, либо не перестанет генерировать энергию.

Постоянный ток протекает по простой цепи.

Допустим, мы рассматриваем цепь с лампочкой. Как уже отмечалось, постоянный ток течет от отрицательного к положительному, а переключатель включения / выключения действует как затвор для этого электронного потока. Когда он включен, цепь замыкается, позволяя электронам течь. Пройдя через выключатель, электроны попадают в лампочку. Нить накала в лампочке загорается, забирая заряд с электронов, которые затем притягиваются к положительной клемме аккумулятора для повторной зарядки.Этот процесс продолжается до тех пор, пока аккумулятор в конечном итоге не разрядится.

Переменный ток

При переменном токе электроны на самом деле не текут, они просто колеблются взад и вперед от отрицательного к положительному и от положительного к отрицательному. Это также не постоянная вибрация, как постоянный поток в постоянном токе. Электроны колеблются во времени или синхронно друг с другом, и это время регулируется путем изменения скорости генератора. Мы называем это электрическое время герц .

В США электричество переменного тока вырабатывается с частотой 60 Гц. Электроны вибрируют и сталкиваются друг с другом, передавая свой заряд с положительного на отрицательный и обратно 60 раз в секунду. Это означает, что когда в цепи, работающей от переменного тока, есть электрическая лампочка, через нее не проходит постоянный поток положительно заряженных электронов, как при питании от постоянного тока, поэтому свет также не является постоянным. Он мигает при каждом цикле переноса заряда электрона со скоростью 60 полных циклов в секунду.Однако это слишком быстро для человеческого глаза, поэтому кажется, что это постоянный свет.

Переменный ток протекает по простой цепи.

переменного тока вырабатывается генератором, и его заряд (отрицательный или положительный) течет в обоих направлениях, как показано синими и красными стрелками на этом изображении. Переключатель и лампочка работают так же, как и в цепи постоянного тока.

Изучая различия в мощности переменного и постоянного тока, это помогает визуализировать происходящее.Как вы можете видеть на иллюстрации, сравнивая их, переменный ток течет синусоидально, чередуя от отрицательного к положительному, а постоянный ток течет в одном направлении от отрицательного к положительному последовательно и за постоянное время.

Проиллюстрировано протекание переменного и постоянного тока.

Напряжение

Величина силы, с которой перемещаются электроны, называется напряжением . Многие из наших электрических устройств требуют разного напряжения.Напряжение в сети переменного тока можно легко изменить с помощью трансформатора, что делает этот ток идеальным для электроснабжения наших домов.

Тем не менее, питание постоянного тока позволяет легко транспортировать электричество с нами в виде батарей, таких как те, которые мы используем в наших сотовых телефонах, ноутбуках, планшетах, фонариках и даже в наших транспортных средствах, потому что им не нужны очень высокое напряжение.

Краткое содержание урока

Поток электроэнергии имеет два разных пути движения, или токов .Постоянный ток (DC) — это постоянный поток от отрицательного к положительному, в то время как переменный ток (AC) течет в форме волны, которая колеблется с определенной частотой Гц, что означает, что он циклически меняется от отрицательного к положительному определенное количество раз в секунду. Напряжение — это сила, используемая для перемещения электрического тока, и может регулироваться трансформаторами переменного тока, но не постоянного.

Постоянный ток и переменный ток

В переменном токе электроны движутся в обоих направлениях.
В постоянного тока электроны всегда движутся в одном направлении.
Переменный ток
Когда движение электронов вызывается движением магнита внутри катушки с металлической проволокой, говорят, что это электромагнитное происхождение. На самом деле электроны движутся вперед и назад между атомами, поскольку магнит попеременно толкает и притягивает их.Этот тип тока называется переменным током . Магнетизм используется для выработки более 99% электроэнергии в мире.
В переменном токе электроны движутся в обоих направлениях, потому что на них попеременно влияют северный и южный полюса магнита. Фактически, переменный ток меняет направление 120 раз в секунду!
Рост и преобладание переменного тока
Для передачи энергии переменный ток более эффективен, чем постоянный.Но так было не всегда. Чуть более 100 лет назад они были конкурирующими технологиями. Среди сторонников переменного тока был Джордж Вестингауз, а Томас Эдисон был среди тех, кто поддерживал постоянный ток. Это было начало эпохи электричества, и американские промышленники искали лучший и самый дешевый способ доставить эту новую энергию от электростанций на производственные предприятия. В 1887 году Никола Тесла поддержал идею переменного тока, разработав первую практическую систему для генерации и передачи переменного тока.
Постоянный ток
Электричество электрохимического происхождения генерируется в результате химической реакции, которая вызывает движение электронов в одном направлении внутри проводника: например, от отрицательного полюса аккумулятора к положительному. Этот тип тока называется постоянным током .
Большая часть электроэнергии, которую вы используете ежедневно, — это переменный ток. Но есть и другой вид: постоянный ток.
Что такое постоянный ток? — Основы схемотехники
Постоянный ток был открыт итальянским физиком Алессандро Вольта, который изобрел первую химическую батарею в 1799 году. Однако электрический ток не был хорошо изучен, пока Андре-Мари Ампер не предположил, что носителем электрического тока является положительно заряженная частица. Согласно его теории, ток течет от терминала с избытком положительных зарядов к терминалу с недостатком положительных зарядов.
Обычный ток
Эта теория легла в основу того, что сегодня известно как обычный ток . Логика заключалась в том, что избыток положительных зарядов на положительном выводе переместится на отрицательный вывод с недостаточным зарядом. Таким образом, обычный ток показан как текущий от положительного вывода к отрицательному:
Электронный ток
Хотя в первоначальном определении протекания тока использовался обычный ток, позже было обнаружено, что носитель электрического тока на самом деле заряжен отрицательно.В модели потока электронов избыток отрицательных зарядов (электронов) на отрицательном выводе заставляет ток течь к положительному выводу с дефицитом электронов:
Как рассчитать ток
Ток измеряется как количество заряда, которое проходит через одну точку за определенный промежуток времени. Названная в честь французского физика Андре-Мари Ампера, единица измерения силы тока в системе СИ называется ампер (А) или для краткости ампер.
Ток можно рассчитать по следующей формуле:

Где I — ток в амперах, Q — количество заряда в кулонах, а t — время в секундах .
Следовательно, 1 ампер определяется как поток 1 кулоновского заряда в секунду.
Ток — это поток электронов
Электрический ток определяется как скорость протекания электрического заряда. Заряд переносится электронами, поэтому ток можно рассматривать как скорость потока электронов. Один электрон имеет заряд -1,602 × 10 ^-19 кулонов. Число отрицательное, потому что электроны заряжены отрицательно. Это означает, что 1 кулон заряда имеет 6.2415 x 10 ¹⁸ электронов, и, следовательно, 1 ампер — это поток 6,2415 x 10 ¹⁸ электронов в секунду.
Переменный ток
Скорее всего, в ваш дом подается переменный ток. Муниципальные электросети обычно обеспечивают около 100 ампер переменного тока в обычном доме. Для сравнения: лампочка на 60 Вт потребляет около 0,5 ампер тока, а кондиционер — около 15 ампер.
В этой статье мы сосредоточимся на постоянном токе, но если вы хотите узнать больше о переменном токе, ознакомьтесь с нашей статьей «Что такое переменный ток».
Постоянный ток
Проще говоря, под постоянным током понимается электрический ток, протекающий только в одном направлении. Переменный ток означает ток, протекающий в обоих направлениях:
На графике зависимости напряжения от времени постоянный ток будет прямой:
Источники постоянного тока обеспечивают постоянное напряжение во времени. Некоторые примеры источников постоянного тока включают:
Аноды и катоды s
По определению, анод — это электрод, через который ток течет в устройство.Катод — это электрод, через который ток выходит из устройства. Есть полезная мнемоника под названием «КИСЛОТА», которая помогает запомнить это. ACID означает «ток анода в устройстве». Это важно иметь в виду, потому что это означает, что анод и катод на батарее меняются в зависимости от того, заряжается она или разряжается:
Надеюсь, вы нашли этот учебник по постоянному току полезным! Не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, если у вас есть вопросы или комментарии о чем-либо…

Цепь постоянного тока
Цепи постоянного тока> Цепи постоянного тока
Постоянный ток (DC) — это постоянный поток электрического заряда от высокого к низкому потенциалу.В истории электротехники обычный ток определялся как поток положительного заряда.
Цепь постоянного тока — это цепь, по которой электрический ток течет в одном направлении. Постоянный ток обычно используется во многих низковольтных устройствах, особенно там, где они питаются от батареи. Для большинства электронных схем требуется источник питания постоянного тока.
Постоянный электрический ток течет только тогда, когда электрическая цепь замкнута, но полностью прекращается, когда цепь разомкнута.
Переключатель — это устройство для включения или отключения электрической цепи.Когда выключатель замкнут, рис. 1 (а), цепь замкнута и лампочка загорается; когда выключатель разомкнут, рисунок 1 (b), цепь разомкнута, и лампочка гаснет.
Рисунок 1 (a): Переключатель замкнут, цепь замкнута и лампочка загорается
Рисунок 1 (b): Выключатель разомкнут, цепь разомкнута и лампочка гаснет
Согласно закону Ома: ток I в (идеальном) резисторе (или другом омическом устройстве) пропорционален приложенному напряжению V и обратно пропорционален сопротивлению R.
Закон Ома: I = V / R
Другими словами, для фиксированного сопротивления (R), чем больше напряжение (V) на резисторе, тем больше ток (I) протекает через него; для фиксированного напряжения на резисторе, чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток, протекающий через него.
На рисунке 2 к цепи постоянного тока добавлен резистор, общее сопротивление (R) цепи становится больше, но напряжение источника питания (V) остается неизменным, следовательно, ток (I), протекающий по цепи, уменьшается. .С меньшим током, протекающим через лампочку, становится тусклее.
Рисунок 2: Схема содержит батарею, лампочку, резистор и переключатель
Ссылки
Цепи постоянного тока> Цепи постоянного тока
Почему постоянный ток не используется в домах: все недостатки
Ответ на вопрос, почему постоянный ток не используется в домах, восходит к внутренним характеристикам постоянного тока и их слабости по сравнению с переменным током (AC).Фактически, переменные токи могут легко передаваться на большие расстояния без больших потерь. Они также более безопасны при прямом контакте при равном напряжении. В этой статье мы пытаемся разобраться в этом вопросе.
Характеристики постоянного и переменного тока
Электричество определяется как ток электронов в проводнике, таком как провод. Поток электроэнергии устанавливается двумя способами, включая переменный и постоянный ток. Принципиальная разница между переменным и постоянным токами заключается в направлении движения электронов.
DC означает постоянный ток. Постоянный ток определяется как однонаправленный ток электричества. В постоянном токе электроны перемещаются из зоны отрицательного заряда в зону положительного заряда без какого-либо изменения направления. Это состояние несмотря на переменные токи, при которых ток может двигаться в обоих направлениях. Постоянный ток может проходить как через проводящие, так и через полупроводниковые материалы.
В постоянном токе сила тока изменяется со временем, но направление тока остается неизменным. Согласно определению, постоянный ток — это ток, полярность которого никогда не меняется.
символов переменного и постоянного тока (Ссылка: quora.com )
Переменный ток — это поток заряда, который периодически меняет свое направление. Следовательно, уровень напряжения меняется вместе с током. Переменный ток — это тип тока, который используется для передачи энергии в места, где люди живут или путешествуют, например, дома, промышленные предприятия или другие здания.
Генератор переменного тока вырабатывает переменный ток. В магнитном поле индуцированный ток течет по петле из вращающейся проволоки.Вращение проволоки осуществляется разными способами, например, от любых турбин (ветряных, водяных, паровых и т. Д.).
Из-за того, что провод закручивается и периодически проникает в различные магнитные поля, напряжение и ток внутри провода чередуются. Следовательно, ток может иметь разные формы, такие как синусоидальная, квадратная, треугольная или другие формы волны. Наиболее распространенной формой тока является синусоида.
Синусоидальная форма переменного напряжения выражается следующим уравнением.
V \ left (t \ right) = V_p {\ mathrm {sin} \ left (2 \ pi ft + \ mathrm {\ Phi} \ right) \}
V (t) — напряжение, которая является функцией времени, а V _p — амплитудой. Переменная f — частота волны. Кроме того, t — независимая переменная. Наконец, Φ — это фаза синусоидальной волны.
Например, аккумулятор использует постоянный ток для передачи тока в электрическую цепь, в которой он присутствует.В аккумуляторной системе электрическая энергия вырабатывается из химической энергии, хранящейся в аккумуляторе. При подключении аккумулятора к электрической цепи обеспечивается постоянный ток заряда от отрицательного полюса аккумулятора к положительному.
На следующем рисунке показана разница между формами сигналов постоянного и переменного тока.
осциллограмм переменного и постоянного тока (Ссылка: elprocus.com )
постоянного и переменного тока можно преобразовать друг в друга. Инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный, а выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный.
Объяснение причины, почему DC C urrent составляет N ot U sed in H omes
Обычно первичный источник постоянного тока генерируется электрохимические или фотоэлектрические элементы. Однако наиболее предпочтительным в мире является AC. В соответствии с этим сценарием переменный ток преобразуется в постоянный.
Переменный ток обычно применяется в системах распределения электроэнергии по разным причинам.Самая значимая причина — готовность перейти с одного напряжения на другое. Сделать это с помощью постоянного тока значительно сложнее и дороже. Таким образом, чтобы преобразовать постоянный ток, переменный ток генерируется электронными схемами, а затем преобразуется с помощью трансформатора и выпрямителя в постоянный ток. 2
Для уменьшения потерь энергии важно поддерживать на низком уровне как сопротивление, так и электрический ток.Более низкий ток значительно важнее сопротивления из-за экспоненциального влияния на потери.
Мощность рассчитывается путем умножения вольт на амперы.
P = VI
Таким образом, для удельной мощности напряжение должно быть высоким, когда ток остается низким. В следующем уравнении числитель дроби постоянный, но знаменатель становится больше, поэтому произведение дроби уменьшается.
V = \ frac {P} {I}
Огромные трансформаторы используются в линиях электропередачи для контроля высоких значений напряжения с целью минимизации потерь.
Однако высокое напряжение небезопасно, особенно для жизни человека, поэтому вводить ток высокого напряжения в дом — недопустимое действие.
Затем мощность переменного тока быстро и эффективно преобразуется в почти безопасное напряжение на местных трансформаторах по месту жительства. Сделать это с DC не так просто и дешево.
Генератор энергосистемы для дома (Ссылка: windows2universe.org )
Итак, здесь мы можем обобщить все причины, по которым постоянный ток не используется в домах.
Функционально напряжение постоянного тока не может перемещаться очень далеко, если оно не начинает терять энергию.
Переменный ток надежно передается на большие расстояния в городах и генерирует больше энергии.
Постоянный ток более опасен, чем переменный, для того же напряжения, поскольку его проблематично высвободить при прикосновении, поскольку напряжение не превышает нуля. Мышцы сокращаются с постоянной силой в случае постоянного тока.
Электролитическая коррозия более вероятна при постоянном токе, чем при переменном токе.
Дуги постоянного тока гаснут не так быстро, потому что напряжение не проходит через ноль.
Асинхронные двигатели переменного тока несложно создать и сохранить. Двигатели постоянного тока нуждаются в коммутаторе и щетках или сложной электронной системе переключения.
С помощью трансформатора переменный ток можно легко преобразовать из высокого напряжения в низкое и наоборот. Таким образом, замечательным преимуществом переменного напряжения перед постоянным является повышение и понижение напряжения в зависимости от требований.
Производство переменного тока и связь могут выполняться с использованием меньшего количества подстанций, чем постоянного тока.
Если человеческое тело поражено переменным током, переменный ток входит в человеческое тело и выходит из него через определенные промежутки времени. Однако постоянный ток постоянно доставляет неудобства человеческому организму.
Место, окруженное переменным током больше постоянного.
Передача электроэнергии высокого напряжения на большие расстояния (Ссылка: peoi.org )
Сравнение приложений переменного и постоянного тока
Переменный ток в основном используется в отрасли производства и транспортировки электроэнергии.AC обеспечивает электричеством почти каждое домашнее хозяйство по всему миру. ДК в основном не применяется для этих целей по ряду причин. Например, выделение тепла из-за больших потерь мощности по сравнению с переменным током, более значительных опасностей возникновения пожара, больших затрат и проблем, связанных с преобразованием высокого напряжения и низкого тока в низкое напряжение и высокий ток с помощью трансформаторов.
Переменный ток — более популярный ток в электродвигателях, машинах, преобразующих электрическую энергию в механическую.Постоянный ток часто встречается в устройствах, содержащих батареи, которые заряжаются путем подключения адаптера переменного тока к постоянному току в розетку или с помощью кабеля USB для зарядки. Примеры включают мобильные телефоны, фонарики, современные телевизоры и гибридные автомобили.
В Китае был реализован проект, в рамках которого по линиям электропередачи постоянного тока подается энергия в дома с меньшими потерями энергии, чем по линиям переменного тока. Он показывает, что использование постоянного тока в домашних условиях становится все более популярным. Кроме того, компания Siemens установила линию постоянного тока высокого напряжения (HVDC) протяженностью 65 миль.Такие проекты могут беспрецедентно использовать возобновляемые источники энергии.
Тем не менее, хотя более высокие напряжения постоянного тока обычно вызывают более опасную передачу энергии и мониторинг сетей постоянного тока может быть сложной задачей, большие напряжения переменного тока могут быть снижены до более надежных уровней, когда они передаются от электростанции.
Заключение
С учетом всех вышеперечисленных описаний эксперты тестируют и представляют самый простой способ передачи энергии. Передача энергии переменным током зарекомендовала себя неоднократно.Кроме того, напряжение постоянного тока достигает точки, которая больше не считается неэффективным методом. Однако переменное напряжение по-прежнему остается самым надежным способом подачи энергии.

переменный ток

Понятие о переменном токе — Основы электроники

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Электрический ток

4004-222-10 цифровой привод постоянного тока ELL (Болгария).

Законы постоянного тока в физике

Основные законы постоянного тока

Закон Ома для однородного участка цепи

Закон Ома для неоднородного участка цепи

Закон Джоуля — Ленца

Примеры решения задач

Отличие постоянного тока от переменного и их особенности. Переменный ток и постоянный ток: отличие

В чём разница переменного и постоянного тока

Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное

Краткая история электричества

Война токов

Почему переменный ток опаснее постоянного

Отличие постоянного тока от переменного

Ток переменный и постоянный: разница и особенности

Какой уровень напряжения является допустимым для человека: особенности

Опасный переменный ток для человека

Какой величины опасен для человека постоянный ток

Переменный и постоянный ток в электроустановках

Основные законы постоянного тока — Технарь

Электричество постоянного тока (DC) от Рона Куртуса

Непрерывное движение электронов

Электросхема

Ток показан напротив

Напряжение, ток и сопротивление

Электрическое напряжение

Электрический ток

Сопротивление

Сравнение со шлангом

Вода в шланге

Постоянный ток в проводе

Электроагрегаты

Создание постоянного тока

Батареи

Автомобильный аккумулятор

Лимонная батарея

Генератор постоянного тока

Сводка

Ресурсы и ссылки

Сайты

Книги

Вопросы и комментарии

Поделиться страницей

Студенты и исследователи

Где ты сейчас?

Постоянный ток (DC) Электричество

Переменный ток (AC) vs.Постоянный ток (DC)

Пораженный громом!

Что вы узнаете

Рекомендуемая литература

Переменный ток (AC)

Генерация переменного тока

Формы сигналов

Описание синусоидальной волны

Приложения

Постоянный ток (DC)

Генерация постоянного тока

Описание DC

Приложения

Битва течений

AC против DC

Кампания Эдисона по выявлению мазков

Возвышение AC

Высоковольтный постоянный ток (HVDC)

Ресурсы и дальнейшее развитие

Сравнение переменного тока и постоянного тока: урок для детей — видео и стенограмма урока

Постоянный ток

Переменный ток

Напряжение

Краткое содержание урока

Постоянный ток и переменный ток

Переменный ток

Постоянный ток

Что такое постоянный ток? — Основы схемотехники

Обычный ток