Постоянное напряжение это: Электрические величины. Напряжение, ток, мощность. Переменный и постоянный ток, полярность.

Электрические величины. Напряжение, ток, мощность. Переменный и постоянный ток, полярность.

Содержание

Электричество – это движение электронов по проводам. Ток – это скорость движения электронов, измеряемая в Амперах, напряжение – сила заставляющая их двигаться, измеряемая в Вольтах. Для того, чтобы ток протекал в цепи, она должна быть замкнута и в ней должен присутствовать источник электрического напряжения. Вот почему любое устройство подключается к сети как минимум двумя проводами, а каждая батарейка имеет как минимум два контакта. Любой проводник, либо электроприбор, включенный в сеть, создает в цепи сопротивление движению электронов, измеряемое в Омах. Чем меньше напряжение и больше сопротивление, тем меньше будет ток. Это и есть главный закон электричества – закон Ома. Записывается он следующим образом:

Рисунок 1 — Закон Ома.

Наглядно можно представить себе закон Ома в виде трех граждан с характером:

Рисунок 2 — Закон Ома (наглядное представление).

Ток и напряжение бывают как постоянными, так и переменными.
Постоянное напряжение всегда направлено в одну сторону, соответственно и ток будет всегда направлен туда же. Для постоянного тока характерна полярность, обозначаемая значками «+» и «-». Полярность обозначает направление протекания тока, и для многих устройств, включая светодиоды, это направление очень важно не перепутать.Постоянное напряжениеочень удобно в плане хранения, поэтому трудится оно в автомобилях и во всех портативных устройствах на батарейках и аккумуляторах. А вот передача на большие расстояние постоянного напряжения невозможна из-за слишком больших потерь.

Рисунок 3 — Постоянный ток.

И вот в этом, нам на помощь приходит переменное напряжение. Оно названо так, потому что меняет свое направление много раз в секунду (50 раз в обычной российской розетке), соответственно и ток тоже будет протекать то в одну, то в другую сторону. У такого тока нет полярности, а провода обозначаются как «L» и «N».

Переменное напряжение удобно для его выработки при помощи различных генераторов, передачи на любые расстояния, повышения или понижения при помощи обычных трансформаторов. Его можно встретить в любом доме, магазине и офисе, в каждой розетке, в линиях электропередач.

Рисунок 4 — Переменный ток.

Каждый электрический прибор имеет мощность, которая измеряется в Ваттах (Вт). Чем больше ток и напряжение, тем больше мощность. Рассчитать ее можно по формуле:

Рисунок 5 — Формула мощности.

Как видим из формулы, это произведение напряжения и тока, а значит при одинаковой мощности, лампочка на 100Вт в автомобиле при 12В питания, будет потреблять гораздо больший ток, чем 10Вт лампочка на 220В в домашней люстре.
Соединяя формулу мощности и закон Ома, мы получим еще две удобные формулы для вычисления мощности при известном сопротивлении нагрузки:

Рисунок 6 — Формула вычисления мощности.Рисунок 7 — Формула вычисления мощности.

Тэги:

#основы #вольты_и_ватты

• Почему постоянный ток не используется в городских электросетях?
• Что обозначают метки + и – у батарейки?
• У вас есть блок питания 12В 200Вт. Какой ток он способен отдавать в цепь? А блок на 24В 200Вт?
• У вас есть батарейка на 3В, и вы подключили к ней резистор с сопротивлением 10 Ом. Какой ток потечет через резистор? Какая мощность будет на нем выделяться?

06.03.2022

Светодиодные модули. Устройство. Виды модулей. Монтаж и подключение

Освещение в квартире

06.03.2022

ТОП 6 идей по использованию светодиодной ленты SWG в интерьере

Освещение в квартире

06.03.2022

220В лента, особенности подключения и монтажа

Освещение в квартире

06.03.2022

Освещение для большого офиса в центре Москвы: подбор и особенности

Освещение в квартире

06.03.2022

НЕСКУЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ЗАГОРОДНОГО ДОМА

Освещение в квартире

06. 03.2022

ОСВЕЩЕНИЕ ФИТНЕС ЦЕНТРА

Освещение в квартире

06.02.2022

Почему нет бина на RGB ленте?

Освещение в квартире

04.29.2022

Сколько светильников нужно в офис, размеры которого заставляют сотрудников ездить на самокатах?

Вопрос-ответ

04.29.2022

Традиционные источники света (лампы). Их питание и диммирование

Освещение в квартире

04.28.2022

Сценарии освещения в лаборатории

Освещение в квартире

04.28.2022

Слои освещения на примере кухонной зоны

Освещение в квартире

04.27.2022

Блоки питания. Требования по безопасности, особенности подключения и монтажа

Освещение в квартире

Спасибо,
ваша заявка принята!

Подписаться на рассылку

Ваш e-mail*

Согласен на обработку персональных данных

Спасибо,
за подписку!

Постоянное и переменное напряжение — Всё о электрике

Напряжение переменного тока

Напряжение – это физическая величина, характеризующая работу эффективного электрического поля, совершающего перенос заряда из одной точки проводника в другую. Оно есть везде, где есть токовая сила и пропорционально зависит от него, как и сопротивление. Каждый знает, что в его домашней розетке 220 В, но мало кто догадывается, какой именно это вид величины. Стоит подробнее разобраться с постоянным и переменным напряжением, в чем их различия, и какие виды переменного напряжения существуют.

Напряжение переменного тока

Как известно еще с уроков физики, ток – это движение заряженных частиц, которое возникает под воздействием на них электромагнитного поля, разности потенциалов и напряженности. Основная характеристика любого напряжения – это зависимость от времени. Исходя из этого, различают постоянную и переменную величины. Значение постоянного с течением времени практически не изменяется, а переменного – изменяется.

В свою очередь переменная характеристика бывает периодической и непериодической. Периодическое – это напряжение, значения которого повторяются через одинаковые интервалы времени. Непериодическое же способно изменяться в любой отрезок времени.

Напряженность в переменной цепи – это такой параметр, который изменяет свою величину с течением времени. Для упрощения разъяснений в дальнейшем будет рассматриваться синусоидальное гармоническое переменное напряжение.

Минимальное время, в течение которого переменная величина повторяется, называется периодом. Абсолютно любую периодическую величину можно записать зависимостью от какой-либо функции. Если время – это t, то зависимость будет обозначаться F(t). Таким образом, любой период во времени имеет вид: F(t+-T) = F(t), где T – период.

Физическая величина, которая является обратной периоду, называется частотой. Она равна 1/T. Единицей ее измерения является герц, в то время как единицей измерения периода стала секунда.

f = 1/T, 1 Гц = 1/с = с в минус первой степени.

Важно! Чаще всего встречается функциональная зависимость переменной сети в виде синусоиды. Именно поэтому она была взята за основу этого материала.

Из математики известно, что синусоида – это простейшая периодическая функция, и с ее помощью из нескольких синусоид с кратными частотами можно представить любые другие периодические функции.

Синусоидальная напряженность в абсолютно любой промежуток времени может описать моментальная характеристика: u = U * sin(ωt + φ), где ω = 2πf = 2π/T, где U – максимальное напряжение (амплитуда), ω – угловая скорость изменения, φ – начальная фаза, которая определяется смещением функции относительно нулевой точки координат.

Часть (ωt + φ) – это фаза, которая характеризует значение напряжения в конкретный промежуток времени. Из этого выходит, что амплитуда, угловая скорость и фаза – это основные характеристики переменных сетей, определяющие их значения в любой интервал времени.

Важно! При рассмотрении синусоидальной функции фазу часто принимают за ноль. На практике также часто прибегают к еще некоторым параметрам, включающим действующее и среднее напряжение, коэффициент формы.

Отличие между переменным и постоянным напряжением

Разница между двумя этими величинами не только в названии. Все зависит от вида тока. В обычной розетке дома ток переменный. Это значит, что направление движения заряженных частиц в нем постоянно изменяется. Более того, у переменных токовых сил разная частота и напряжение. Например, в розетке на 220 вольт обычная частота равна 50 Гц, что означает смену направления движения электронов и их зарядов 50 раз в секунду. Напряжение в этом плане означает максимальную скорость, с которой движутся электроны по цепи.

Еще одно отличие изменчивого направления движения частиц и, как следствие, напряжения от постоянного, в том, что в нем постоянно изменяется заряд. Значение U в такой сети бывает равно то 100 %, то 0 %. Если оно всегда было полным, то потребовался бы провод очень большого диаметра.

Постоянное же направление – это ток, который не изменяет координаты своего движения. Его можно наблюдать в аккумуляторах и батареях. Попадает он туда через зарядное устройство, конвертирующее любой поток из розетки в постоянный.

Виды напряжения переменного тока

В случае наиболее распространенного синусоидального напряжения часто рассматривают его виды:

• Мгновенное, которое определяется для произвольного момента времени t.
• Действующее, производящее один и тот же тепловой эффект, равный по величине постоянной характеристики. Оно определяется выполненной активной работой первого полупериода.
• Средневыпрямленное, определяемое как модуль величины выпрямленного напряжения за один цикл гармонического колебания.

Если электрический поток передается по воздушным линиям, то упоры и их размеры напрямую зависят от величины напряжения, которое применяется в сети. Его величина между фазами именуется линейным напряжением, а между землей и каждой из фаз – фазным.

Двухфазный ток

Двухфазный ток – это когда идет передача сразу двух токов разного направления. Параметр напряженности для двухфазной сети сдвинут по фазе на угол в 90 градусов. Передается такой ток двумя проводниками: два фазных и два нулевых. Применяется в электрических сетях переменного тока. Для этого используют два контура, значения которых сдвинуты по фазе на 90 градусов. В каждом контуре используется четыре линии – по две штуки на каждую из фаз. Иногда применяется и один провод с большим диаметром, чем у двух других. Преимуществом двухфазный сетей был плавный запуск электродвигателей, но они были вытеснены трехфазными.

Трехфазный ток

Трехфазная система – это система электрической цепи, работающая на трех цепях, в которых действуют силы одной и той же частоты, но сдвинутые по фазе друг от друга на одну треть периода или на 120 градусов. Каждая отдельная цепь такой системы называется фазой, а система из трех сдвинутых по фазе токов называется трехфазным током.

Практически все современные генераторы в домах и на электростанциях представляют собой генераторы трехфазного тока. Фактически это один большой генератор, состоящий из трех маленьких двигателей, которые генерируют токи, электродвижущие силы в них сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов или одну треть периода.

Виды источников переменного напряжения

Среди основных источников непостоянного напряжения можно выделить такие компоненты, как:

• Электростанция;
• Генератор непостоянного тока;
• Промышленная и домашняя электросеть.

Главным источником непостоянных токовых сил и напряжения является электростанция или промышленная электросеть. Использование такого тока обосновано тем, что его намного легче передавать на большие расстояния по проводникам и просто преобразовать в постоянный электрический ток. Переменные параметры передаются со станции к трансформаторам, которые преобразуют напряжение непостоянного тока, не являясь его источниками. Генераторы вырабатывают такой ток путем преобразования механической энергии в электрическую.

Как можно измерить переменное напряжение

Изменять непостоянную напряженность сети, как и любые другие электрические характеристики сети, можно с помощью специальных измерительных приборов: вольтметров, амперметров, омметров. Современные тестеры и мультиметры содержат в себе функции их всех, поэтому лучше пользоваться ими. Для того чтобы измерить параметр, следует следовать инструкции:

• Найти шкалу измерения на приборе, которая чаще всего находится справа.
• Выставить предел измерения, зная, что, например, в розетке приблизительно 220 вольт.
• Взять щупы и вставить их в источник. При этом неважно, какой щуп куда будет вставлен.
• Произвести измерения с учетом техники безопасности.
• Зафиксировать полученные показатели.

Таким образом, отличие постоянного напряжения от переменного есть, и оно существенное. На основании постоянных и непостоянных токовых сил изготовлены генераторы, конвертирующие механическую энергию в электрический ток различных видов, который можно быстрее и дальше подать по проводам.

Переменный и постоянный ток: в чем разница, история развития, применение

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.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

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.

Дальше пойдет перечисление важных для истории электричества открытий.

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 любой вид работы

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаменитый 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.

Постоянный ток

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:

Постоянный ток

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

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

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.

Тесла и Эдисон

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:

1. 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.
2. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
3. 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.

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.

Графическое изображение постоянного тока

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).

Графическое изображение переменного тока

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?

{SOURCE}

Постоянный и переменный ток в освещении

Постоянный и переменный ток в освещении

Без электричества невозможно представить современный мир. Всё, к чему мы так привыкли: освещение, бытовые приборы, компьютеры, телевизоры – так или иначе связано с электропитанием. Но одни приборы работают от переменного тока, а другие – питаются от источников постоянного тока.

От этого зависит возможность их работы, а иногда и целостность, если подключение неправильное.

Что такое постоянный ток?

Электрический заряд или электроны движутся в одном направлении, всегда начиная с генератора, который является началом линии, и до конца линии, которая является электрическим оборудованием.

   

Что такое переменный ток?

Переменный – это ток, который меняет величину и направление. Причем, в равные промежутки времени. В случае подключения электрической лампочки к сети переменного тока плюс и минус на ее контактах будут меняться местами с определенной частотой или иначе, ток будет менять свое направление с прямого на обратное.       

Применение постоянного тока:

·        Различные виды техники (бытовая, промышленная)

·        Автономные системы (бортовые системы автомобилей, летательных аппаратов, морских судов или электропоездов, общественный транспорт: трамваи и троллейбусы)

·        Электронные устройства (электрофонари, игрушки, аккумуляторные электроинструменты и др.)

 

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

Ученые доказали недавно: передавать постоянный ток выгоднее. Снижаются потери излучения линии. Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость его передачи на большие расстояния.

Применение переменного тока:

·        Жилые дома и предприятия

·        Инфраструктурные и транспортные объекты

Электричество и свет

ФОТО 3

Лампы накаливания

·        У лампочки Ильича на постоянном токе не будет пульсаций света и шума от работы. На переменном — лампа может гудеть из-за того, что спираль работает как электромагнит, сжимаясь и растягиваясь дважды за период.

Люминесцентные лампы

·        Эти приборы нельзя включать напрямую в сеть. Для нормальной работы лампе нужен пуско-регулирующий аппарат (ПРА). В простейшем случае он состоит из трёх деталей: стартёра, дросселя и конденсатора. Последний нужен не самой лампе, а остальным потребителям в сети, так как он улучшает коэффициент мощности и фильтрует помехи, создаваемые лампой.

·        Прибор питается от переменного напряжения 220 вольт, которое находится в бытовой сети, но токи в ней протекают разные. Можно запитать лампу и постоянным (с ограничением тока). Но предпочитают переменный. Он проще в реализации и электроды при этом изнашиваются равномерно.

Светодиодные лампы

·        Светодиод требует для работы небольшое постоянное напряжение (около 3.5 В) и ограничитель тока. Схемы светодиодных ламп весьма разнообразны: от простых до довольно сложных. Самое простое — последовательно со светодиодами поставить гасящий резистор. На нём упадёт лишнее напряжение, он же будет ограничивать ток. Такая схема имеет низкий КПД, поэтому на практике вместо резистора ставят гасящий конденсатор. Он также обладает сопротивлением (для переменного тока), но на нём не рассеивается тепловая мощность. По такой схеме собраны самые дешёвые лампы. Светодиоды в них мерцают с частотой 100 Гц. На постоянном токе такая лампа работать не будет, так как для него конденсатор имеет бесконечное сопротивление.

Прожекторы

Для создания яркого направленного освещения используются специальные устройства – прожекторы. Они комплектуются мощными источниками света и поставляются в прочных корпусах из металла и пластика.

Устройства бывают:

·        Заливающие

Предназначены для равномерного освещения крупных сооружений: домов, стадионов, сцен

·        Акцентные

Используются для подсветки и выделения светом объектов и их частей

·        Сигнальные

Служат для передачи информации на расстоянии

·        Дальнего действия с параболическими отражателями

Изделия выпускаются в основном для военных нужд

В прожекторах устанавливают разные лампы: галогенные, натриевые, металлогалогенные и светодиодные. Бывают модели со сменными лампами, но в некоторых заменить световой элемент не получится.

Светодиодные лампы для уличного освещения имеют различную конфигурацию. Они могут быть выполнены в форме квадрата, прямоугольника, круга, овала или линейки.

Технические параметры:

·        Широкий диапазон электропитания – от 100 до 240 Вольт

Если напряжение падает, то светодиодный прожектор продолжает работать в обычном режиме.

·        Работа как при переменном, так и при постоянном токе

·        Определенное количество диодов

·        Различный цвет света – горячий или холодный, разная температура

·        Возможность смены угла светорассеивания

Чаще всего угол установки прожекторов для освещения на улице равен 50° и более.

Лампы со светодиодами обладают высоким качеством, экономным потреблением электроэнергии, надежностью и долгим сроком службы.

Прежде, чем выбрать осветительные приборы, внимательно ознакомьтесь с их описанием. И не стесняйтесь задавать вопросы специалистам!

 

Вернуться к списку

Постоянное напряжение и постоянный ток | Tech

Выпуск: 18 августа 2021 г., I.R.

Источник питания — это устройство, которое подает электрическую энергию на нагрузку, и бывает двух типов: источники напряжения и источники тока. В общем случае под источником питания часто подразумевается источник напряжения, но существуют и источники тока, подающие ток.
Силовая цепь, преобразующая поступающую электроэнергию в требуемую форму и выдающая ее, называется силовой цепью. Схемы электропитания можно условно разделить на «источники постоянного напряжения» и «источники постоянного тока».

Источник постоянного напряжения

Источник питания постоянного напряжения — это силовая цепь, которая регулирует выходное напряжение на постоянном уровне. Он всегда обеспечивает постоянное напряжение независимо от нагрузки и широко используется в источниках питания для электронных схем.
Большинство электронных схем рассчитаны на работу при постоянном напряжении, поскольку они не могут работать должным образом, если напряжение колеблется непреднамеренным образом.

Источники питания постоянного тока

Блок питания постоянного тока, с другой стороны, представляет собой схему источника питания, которая регулирует выходной ток на постоянном уровне. Источники постоянного тока используются для питания светодиодного освещения и зарядки аккумуляторных батарей.
Яркость светодиодного освещения определяется текущим значением, поэтому, если текущее значение колеблется, соответственно изменится и яркость. Это не столько проблема для маленьких светодиодных экранов, сколько для больших светильников видно изменение яркости, поэтому требуется стабильный ток.
Также при зарядке аккумуляторов напряжение и ток не пропорциональны из-за характеристик аккумуляторов. Поэтому используется источник питания постоянного тока, чтобы ток подавался независимо от напряжения, подаваемого на батарею.

Преобразование между источником напряжения и источником тока

Источники напряжения и тока могут быть эквивалентно преобразованы друг в друга. Когда напряжение, приложенное к нагрузке, и ток, протекающий через нагрузку, одинаковы, источник напряжения и источник тока функционируют как имеющие одинаковое значение и функцию.
Другими словами, источник напряжения может быть эквивалентно преобразован в источник тока, который выполняет ту же работу для нагрузки, а источник тока может быть эквивалентно преобразован в источник напряжения, который выполняет ту же работу для нагрузки.

Переменный импульсный источник питания

Некоторые блоки питания являются «импульсными источниками питания с переменным переключением», которые могут переключать режимы для включения различных выходов. В дополнение к режиму постоянного напряжения (CV) и режиму постоянного тока (CC), режим постоянной мощности (CP), режим постоянного сопротивления (CR) и т. д. доступны для обеспечения выходного сигнала в соответствии с приложением.

Схема источника постоянного напряжения показана ниже. Источник напряжения содержит источник питания и внутренние резисторы, которые соединены последовательно с источником питания. Напряжение на клеммах V _L выражается следующим уравнением.

В

_Л ＝

Е

₀ 　×

Р

_Л

r

₀ ＋R _L

　

Следовательно, при внутреннем сопротивлении r ₀ достаточно мало по сравнению с сопротивлением нагрузки R _L , V _L ≒E ₀ . Это приводит к постоянному напряжению на клеммах V _L независимо от тока нагрузки I _L .

Схема источника постоянного тока показана ниже. Внутреннее сопротивление источника постоянного тока параллельно источнику питания. Выходной ток I _L выражается следующим уравнением.

Когда внутреннее сопротивление r ₀ равно ∞, I _L ≒I ₀ . Это делает ток нагрузки I _L постоянным.

Источник питания, который имеет такой механизм, как поддержание постоянного напряжения V _L и I _L , называется источником питания со стабилизацией постоянного тока.
Типы регулируемых источников питания постоянного тока включают «последовательно регулируемые источники питания», в которых цепь управления вставлена ​​между входом и выходом для стабилизации напряжения и тока, и «импульсные источники питания», в которых высокая частота создается путем поворота вход выключается и включается, а затем выпрямляется и контролируется для стабилизации.
Источники питания постоянного тока с регулируемым напряжением подразделяются на «источники постоянного напряжения постоянного тока», чье выходное напряжение стабильно даже при изменении нагрузки, и «источники постоянного тока постоянного тока», чей выходной ток стабилен.
Программируемые источники питания постоянного тока автоматически переключаются в режим постоянного напряжения (CV) или в режим постоянного тока (CC) в зависимости от настроек напряжения и тока и подключенной нагрузки.
Для получения дополнительной информации о достоинствах и недостатках источников питания постоянного тока в зависимости от метода управления и продуктов, с которыми они работают, перейдите по ссылкам ниже.

Что такое регулируемый источник питания постоянного тока (базовые знания)

Связанные технические статьи

• Что такое источник питания постоянного тока? (Базовые знания)
• Разница между питанием постоянного и переменного тока
• Что такое блок питания? (Базовые знания)
• Способ получения постоянного тока (DC)
• Типы и характеристики батарей　(базовые знания)

Рекомендуемые продукты

Источники питания постоянного тока Matsusada Precision доступны в виде источников постоянного напряжения (режим CV) и источников постоянного тока (режим CC), в зависимости от настройки.

Постоянное напряжение, постоянный ток и постоянная мощность

Широкий ассортимент импульсных источников питания (SMPS) Astrodyne TDI используется на многих рынках, каждый из которых имеет свои собственные требования. Наши блоки питания оснащены возможностью управления своими выходными характеристиками в зависимости от напряжения, тока или мощности, в зависимости от применения. Наши блоки питания позволяют плавно переключаться между тремя режимами. В этой статье объясняется разница между постоянным напряжением, постоянным током и постоянной мощностью, а также некоторые приложения, для которых они могут потребоваться. Рассмотрев каждый из них, мы углубимся в то, как Astrodyne TDI реализует эти функции в каждом из наших программируемых расходных материалов.

Загрузить примечание к приложению

Режим постоянного напряжения в источнике питания

Постоянное напряжение (CV) является стандартным режимом работы, когда речь идет о источниках питания. В режиме постоянного напряжения источник питания будет выдавать заданное напряжение во всем диапазоне нагрузки. На рис. 1 показан график зависимости напряжения от сопротивления нагрузки для источника питания, запрограммированного на 48 В, с ограничением по току 80 А. Обратите внимание, как напряжение остается постоянным от холостого хода до полной нагрузки.

Для того чтобы SMPS мог регулировать заданное напряжение при изменении условий, ему необходим контур управления. Упрощенный контур управления для понижающего преобразователя показан на рис. 2, хотя эти принципы применимы к любой топологии.

Контур управления состоит из нескольких частей. Масштабированное представление выходного напряжения преобразователя сравнивается с опорным напряжением через схему U1, известную как усилитель ошибки (EA). Как следует из названия, усилитель ошибки выдает сигнал, соответствующий отклонению выходного напряжения от эталонного значения Vref. Если выходное напряжение выше опорного, усилитель ошибки соответственно уменьшит напряжение на своем выходе. В случае, когда нагрузка увеличивается и выходное напряжение начинает падать ниже опорного значения, усилитель ошибки увеличивает свое выходное напряжение. Когда масштабированное выходное напряжение равно эталонному, равновесие достигнуто, и советник сохраняет свой выход постоянным.

После этого сигнал EA сравнивается с линейно изменяющимся сигналом для создания ШИМ-импульсов для верхнего переключателя в стандартном понижающем преобразователе или в качестве управляющего сигнала в более сложных топологиях. Управление шириной этих импульсов позволяет разработчикам контролировать выходное напряжение преобразователя. Более широкие импульсы соответствуют большему количеству энергии, подаваемой во время каждого цикла переключения, что, в свою очередь, увеличивает энергию, подаваемую на нагрузку, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение. Как видно на рисунке 3, чем выше сигнал, поступающий от усилителя ошибки, тем шире становятся импульсы ШИМ. Интуитивно это означает, что при падении выходного напряжения преобразователь должен отдавать больше энергии за период переключения, чтобы вернуться к равновесию.

Режим постоянного тока в источнике питания

Режим работы постоянного тока (CC) можно рассматривать как параллель вышеупомянутому режиму работы постоянного напряжения. Целью режима постоянного тока в источниках питания является поддержание заданного выходного тока при изменении условий нагрузки. На рис. 4 тот же преобразователь на 48 В запрограммирован на уставку постоянного тока 24 А. При сопротивлении нагрузки 2 Ом выходное напряжение составляет 48 В и будет уменьшаться с сопротивлением нагрузки, чтобы поддерживать выходной ток 24 А.

Продолжая наш предыдущий пример с понижающим преобразователем, схему, показанную для постоянного напряжения, можно немного изменить, чтобы вместо этого регулировать на основе тока. Результирующая схема показана на рис. 5:

Вместо масштабированного выходного напряжения источник питания, работающий в режиме CC, сравнивает свое опорное значение с масштабированным выходным током. Этого можно добиться с помощью датчика Холла, шунта с дифференциальным усилителем или любого другого метода преобразования тока в напряжение. В этом примере преобразователь по-прежнему будет изменять выходное напряжение, но теперь будет регулировать выходное напряжение, чтобы поддерживать желаемый ток.

При работе только с постоянным током, с небольшой нагрузкой или без нагрузки преобразователь достигает максимального рабочего цикла. При малых нагрузках (высокое сопротивление) напряжение должно быть больше максимального напряжения источника питания, чтобы выдавать запрограммированный ток. И наоборот, наличие высокой нагрузки (низкое сопротивление) приведет к тому, что преобразователь достигнет своего минимального рабочего цикла, поскольку напряжение стремится к 0 В. В каждом из этих случаев преобразователь уже не в состоянии регулировать. Сигнал, используемый для замыкания контура, выходит за допустимые пределы, и преобразователь переходит в разомкнутый контур. Чтобы этого не произошло, CC и CV можно объединить в один цикл:

С отдельными заданиями уставки тока и напряжения могут быть настроены индивидуально. Это позволяет преобразователю задавать максимальное напряжение, позволяя токовой петле оставаться под контролем до тех пор, пока не будет достигнуто это максимальное напряжение.
Теперь при легкой нагрузке контур напряжения может взять на себя управление и продолжить регулирование выходного сигнала. Однако при объединении контуров напряжения и тока одновременно может использоваться только один сигнал. В этом примере меньший из двух сигналов, т. е. сигнал, который превысил свое опорное значение, используется в качестве входа для блока ШИМ. Это предотвращает превышение запрограммированных пределов напряжения или тока.

Возвращаясь к предыдущему примеру, наш блок питания запрограммирован с ограничением напряжения 48 В и ограничением тока 24 А, точкой переключения является сопротивление нагрузки 2 Ом. При сопротивлении 2 Ом удовлетворяются как контуры напряжения, так и контуры тока, любой из сигналов будет давать одинаковое выходное напряжение. Выше 2 Ом, если позволить токовой петле оставаться под контролем, напряжение будет продолжать увеличиваться выше 48 В, чтобы поддерживать выходной ток 24 А. Ниже 2 Ом, если контур напряжения останется под контролем, ток начнет превышать 24 А. Линейка блоков питания Astrodyne TDI может легко переключаться между этими режимами.

Режим постоянной мощности в блоках питания

До сих пор мы рассматривали блоки питания, которые могут регулироваться в зависимости от тока, напряжения или того и другого. Чтобы ограничить выходную мощность и, следовательно, входную мощность, вводится третий режим работы: постоянная мощность (СР). При работе в режиме постоянной мощности напряжение регулируется таким образом, чтобы выходная мощность оставалась постоянной. На рис. 7 мы сохраняем исходную уставку напряжения 48 В, уставку тока 80 А, но теперь программируем уставку мощности на 1 кВт. Для каждого показанного сопротивления нагрузки произведение выходного напряжения и тока равно 1кВт.

Как и в случае с режимами постоянного напряжения и постоянного тока, которые обсуждались ранее, режим постоянной мощности нуждается в собственном контуре управления. Масштабированные представления напряжения и тока из предыдущих примеров можно перемножить, чтобы получить сигнал, пропорциональный выходной мощности. С этим мы также можем начать регулировать выходную мощность. На рис. 8 показана полная реализация функций постоянного напряжения, постоянного тока и постоянной мощности в одном устройстве.

Правда, приведенные выше графики для трех режимов работы не дают полной картины. Горизонтальные оси для этих графиков были выбраны для выделения частей ВАХ, где действовал желаемый режим работы. Однако схема, показанная выше, включает в себя все три контура управления, работающие вместе. Также важно понимать, как взаимодействуют эти режимы.

На приведенном ниже графике показана кривая напряжения для источника питания, запрограммированного на 48 В, с ограничением напряжения 48 В, ограничением тока 80 А и ограничением мощности 2000 Вт во всем диапазоне нагрузки.

На рис. 9 показан переход между каждым из режимов работы в зависимости от сопротивления нагрузки. Эти переходы плавные, не нужно менять настройки, не нужно переключать биты. Форму графика можно легко изменить, изменив каждую из уставок. Значения V0, V1, R0 и R1 можно перемещать, изменяя предел напряжения Vlim, предел мощности Plim и предел тока Ilim. Когда сопротивление нагрузки достигает R0, усилитель мощности ошибки имеет самое низкое напряжение из трех усилителей ошибки, поскольку выходная мощность пытается превысить предел мощности. Это приводит к тому, что сигнал усилителя ошибки берет на себя управление контуром. Точно так же, когда сопротивление нагрузки продолжает уменьшаться до R1, достигается ограничение по току, и усилитель ошибки по току начинает действовать.

Импульсный источник питания Применение

Источник постоянного напряжения для светодиодов

Возьмем, к примеру, применение светодиодного освещения. Яркость светодиода прямо пропорциональна величине тока, протекающего через него, но перегрузка светодиода может значительно сократить срок его службы. При постоянном напряжении для запуска последовательной цепочки светодиодов потребуется либо схема отражения тока, либо внешнее управление током, либо последовательный резистор. Это создает ненужные потери и увеличивает сложность конструкции.

Возьмем последовательную цепочку светодиодов, питающихся от источника постоянного напряжения и ограничивающего ток последовательным резистором. Если один из светодиодов выйдет из строя, сумма прямых напряжений светодиодов уменьшится, а напряжение на резисторе соответственно увеличится. Это вызовет увеличение тока через цепочку и рассеивание мощности на резисторе. Более высокие токи и температуры вызовут еще большую нагрузку на оставшиеся компоненты, что в конечном итоге приведет к полному выходу из строя.

При использовании источника постоянного тока неисправный светодиод просто заставит преобразователь снизить выходное напряжение на прямое напряжение светодиода. Ток останется прежним, рассеиваемая мощность уменьшится, а остальные светодиоды продолжат работать. Источники постоянного тока постоянно компенсируют изменения сопротивления нагрузки из-за температуры, допусков компонентов и старения.

Постоянный ток в катодной защите

Другим применением источников постоянного тока Astrodyne TDI является катодная защита с импульсным током. Исторически катодная защита выполнялась с помощью понижающего трансформатора, настроенного на получение правильного тока. Однако со временем изнашивается не только трансформатор, но и изменяется сопротивление мишени. Это приводит к необходимости повторной настройки трансформатора, затрат времени и человеко-часов. Это особенно сложно в отдаленных районах. Имея среднее время наработки на отказ более 250 000 часов, источники постоянного тока Astrodyne TDI могут сократить часы опасной работы и будут выдавать один и тот же ток независимо от изменений целевой нагрузки.

Дополнительную информацию по теме ICCP можно найти в статье Astrodyne TDI: «Успешная адаптация технологии высокочастотного импульсного источника питания к катодной защите с импульсным током».

Режим постоянной мощности для резистивного нагрева

В приложениях, где требуется точное рассеивание мощности, источники постоянного питания Astrodyne TDI превосходны. Со стандартным резистивным нагревательным элементом может произойти значительное изменение выходной мощности из-за влияния температурного коэффициента материала. Сопротивление нагревательного элемента увеличивается с температурой. Этот эффект зависит от материала. Сопротивление некоторых материалов может увеличиться почти вдвое при переходе от эталонной температуры (обычно 20 °C) к их максимальной рабочей температуре. Другие материалы, такие как карбид кремния, демонстрируют нелинейные температурные коэффициенты, при которых сопротивление будет уменьшаться, а затем увеличиваться при более высоких температурах.

Вместо прямых измерений температуры в различных точках обогреваемой зоны для приблизительного определения подаваемой мощности источник постоянной мощности автоматически отслеживает эти изменения. Это может значительно упростить настройку всей системы и поддерживать более высокую точность, чем традиционные методы.

В системах с более чем одним элементом несоответствие сопротивлений может вызвать большой температурный градиент между элементами и привести к неравномерному нагреву или повреждению элемента. Используя постоянный источник питания для каждого элемента, вы можете гарантировать равномерное распределение тепла в каждом элементе, что приводит к более равномерному нагреву мишени.

Что означает «Постоянное напряжение»?

«Постоянное напряжение» — один из наиболее запутанных терминов, используемых в аудиоиндустрии. Пэт Браун вносит уточнение в этот термин.

Новичков в области аудио часто смущает субъективный характер многих звуковых терминов, которые могут означать разные вещи в разных контекстах. Вот несколько примеров:

«Мост»

• режим работы усилителя мощности, в котором два канала последовательно включены для достижения большего размаха напряжения. «Давайте замкнем усилитель, чтобы получить большее выходное напряжение».
• параллельное подключение нагрузки с высоким импедансом через компонентный выход. «Подсоедините вольтметр к линии громкоговорителя, чтобы проверить напряжение».
• коммутатор данных компьютерной сети. «Нам нужен новый сетевой мост в офисе».

«Конец»

• для припайки или обжима разъема на кабеле. «Проводка протянута, но ее еще нужно заделать».
• для согласования импеданса источника с нагрузкой. «Для правильной работы этот старый пассивный эквалайзер необходимо отключить».
• для завершения компьютерной программы или подпрограммы. «Завершите работу программы и попробуем перезагрузиться».

«Постоянное напряжение»

Одним из наиболее запутанных терминов является «постоянное напряжение» или CV. Чего это не означает, так это того, что подразумевает название, что напряжение, каким бы ни было его значение, остается неизменным с течением времени. Вот вам и буквальное толкование.

Электротехническое определение

Электротехническое определение постоянного напряжения относится к тому, как источник питания управляет нагрузкой. Если нагрузка имеет очень высокий импеданс по отношению к импедансу источника, напряжение, развиваемое на нагрузке, на 90 198 не зависит от значения импеданса нагрузки. Например, если мой 100-омный выходной микшер управляет нагрузкой 10 кОм, интерфейс оптимизирован для передачи напряжения, и практически все напряжение источника подается на нагрузку, потому что очень малая его часть вырабатывается на выходном импедансе источника. . Это цель любого аналогового аудиоинтерфейса. Если бы сопротивление нагрузки было увеличено до 20 кОм или 30 кОм, уровень сигнала (напряжение) на входе не изменился бы. Если импеданс источника уменьшить до 50 Ом или увеличить до 200 Ом, уровень сигнала на нагрузке практически не изменится. Большое несоответствие импеданса между источником и нагрузкой создает оптимизированную по напряжению передачу сигнала, что делает конкретные значения импеданса источника и нагрузки несущественными для передачи сигнала. Наша отрасль делает это таким образом, чтобы сделать интерфейсы более «подключаемыми», не беспокоя пользователя необходимостью учитывать фактические имеющиеся значения импеданса.

Напротив, в интерфейсе с согласованным импедансом напряжение источника сильно зависит от наличия нагрузки и падает до половины значения разомкнутой цепи, когда нагрузка подключена.

Пример из повседневной жизни

Примером интерфейса CV является распределение электроэнергии, например. бытовая электрическая цепь. Вы можете подключить столько устройств, сколько позволяет номинальный ток автоматического выключателя, но это не повлияет на напряжение. Это не CV, потому что напряжение всегда 120 В переменного тока, это CV, потому что 120 В переменного тока не падает, когда в цепь добавляются дополнительные устройства.

Рис. 1 – Электропроводка бытовой электросети использует интерфейс CV.

Обобщая, выходы имеют низкий импеданс, а входы — высокий импеданс, и когда это так, напряжение на нагрузке одинаково, независимо от фактических значений импеданса, следовательно, «постоянное» напряжение. Это соглашение значительно упрощает аналоговые аудиоинтерфейсы. В большинстве случаев вы просто подключаете выход к входу с помощью соответствующего кабеля и продолжаете свою жизнь.

Я всегда добавляю, что это низкочастотная практика (<50 кГц). В высокочастотных интерфейсах (видео, цифровые, РЧ) необходимо использовать согласование импеданса (терминирование) для обеспечения целостности сигнала.

Рис. 2 – Интерфейс постоянного напряжения подключает аудиовыход к входу. Дополнительные нагрузки могут быть подключены к выходу для получения того же сигнала, если общий импеданс не чрезмерно нагружает линию (вызывает падение напряжения сигнала).

Определение аудиоиндустрии

Типичное для аудиоиндустрии значение постоянного напряжения относится к усилителю, питающему громкоговоритель или громкоговорители через понижающие трансформаторы. Усилитель работает при полном размахе напряжения, и трансформатор «понижает» это напряжение перед подачей на громкоговоритель. Выходное напряжение усилителя может быть любым, но обычно оно соответствует стандартному значению, такому как 25 В, 70,7 В или 100 В. Это среднеквадратичное значение опорного синусоидального сигнала от усилителя. Конечно, фактическое среднеквадратичное значение V сильно различается в зависимости от материала программы, и в большинстве приложений оно не похоже на синусоиду, которая используется для оценки системы. Это эффективный способ управления несколькими громкоговорителями от одного усилителя, например, в конференц-зале. Кто-то когда-то решил назвать это системой распределения «постоянного напряжения», и, к сожалению, это название прижилось.

Рис. 2 – Распределительная система «постоянного напряжения» с использованием понижающих трансформаторов. Выходное напряжение повышающего трансформатора обычно составляет 25, 70,7 или 100 В (номинальное синусоидальное напряжение).

Чтобы добавить путаницы, система распределения звука с «постоянным напряжением» является «постоянным напряжением» в отношении напряжения усилителя на нагрузке (электротехническое определение, приведенное выше). Другими словами, напряжение на линии не зависит от полного сопротивления нагрузки. В противном случае уровень звука от каждого громкоговорителя будет меняться при подключении дополнительных громкоговорителей через линию.

На SynAudCon мы предпочитаем называть это «трансформаторно-распределенной акустической системой», а не системой постоянного напряжения, но последний термин, безусловно, будет жить и продолжать вызывать путаницу.

Напряжение, а не мощность…

Как в электротехнике, так и в аудиоиндустрии интерес представляет напряжение. Интерфейс разработан таким образом, что напряжение сигнала на входе усилителя предсказуемо влияет на амплитуду частотной характеристики громкоговорителя у слушателя. Это напряжение сигнала, которое мы формируем с помощью наших сигнальных процессоров. Интерфейс CV необходим для того, чтобы звуковые фильтры (аналоговые или цифровые), расположенные перед усилителем мощности, оказывали предсказуемое влияние на уровень звукового давления у слушателя. Если бы это был интерфейс с оптимизированной мощностью (согласованный по импедансу), то это было бы не так, поскольку на напряжение нагрузки (и результирующую частотную характеристику громкоговорителя) повлияла бы кривая импеданса громкоговорителя. Поскольку импеданс фиксирован и определяет протекание тока, напряжение является единственным параметром сигнала, который мы можем напрямую изменить, регулируя элемент управления или применяя фильтр.