Постоянное и переменное напряжение: Чем отличается постоянное напряжение от переменного

Чем отличается постоянное напряжение от переменного

Одной из характеристик тока является напряжение. В каждом случае оно вырабатывается определенным источником. Рассмотрим подробней эту физическую величину и выясним, чем отличается постоянное напряжение от переменного.

  • Небольшое отступление
  • Сравнение

Небольшое отступление

Вспомним, что такое «ток». Он представляет собой явление, при котором заряженные частицы перемещаются в определенном направлении. Если эти, скажем, электроны или ионы устремляются всегда в одну и ту же сторону, ток называют постоянным. А когда движение частиц периодически принимает другое направление, говорят о переменном токе.

Перейдем к напряжению. Его суть часто раскрывается по аналогии с водой. Последняя не течет сама по себе. Например, в наклонной трубе жидкость движется вниз под воздействием силы тяжести. И чем выше вода от земли, тем большей потенциальной энергией она обладает. Так же и с током: частицы «текут» под влиянием напряжения. При этом в начале своего пути они обладают большим потенциалом, а в конечной точке – меньшим.

к содержанию ↑

Сравнение

Больший потенциал обозначается плюсом, меньший – минусом. Когда говорят про отличие постоянного напряжения от переменного, имеют в виду, остаются ли на своих местах «+» и «–» при движении заряженных частиц. В случае с постоянным напряжением полярность всегда одна и та же. Примером здесь является такой источник, как батарейка. Важно, что напряжение подобного рода характерно для постоянного тока, схематично обозначаемого прямой линией.

При переменном напряжении положительный и отрицательный потенциалы на каждом из концов проводника чередуются с прохождением времени. Соответствующий пример – обычная электросеть, к которой приборы подключаются через розетку. В этом случае действует переменный ток, графически представляемый волнистой линией. Его частота, к примеру 50 Гц, означает в том числе, сколько раз в секунду чередуются относящиеся к напряжению плюс и минус.

Лучше понять, в чем разница между постоянным и переменным напряжением, поможет следующая схема:

На первом графике продемонстрировано, что с течением времени (t) постоянное напряжение (U) сохраняет свою величину. На втором изображении видна динамика переменного напряжения: оно то нулевое, то максимальное, то минимальное. При этом отчетливо видно, что все значения периодически повторяются. Надо сказать, переменное напряжение часто, но не всегда приобретает свои параметры именно по синусоидальному закону. В других случаях изображение на графике имеет несколько иной вид.

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}

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?

Помогла вам статья?

Что будет, если подать в электросеть постоянный ток / Хабр

Война токов

завершилась, и Тесла с Вестингаузом, похоже, победили. Сети постоянного тока сейчас используются кое-где на железной дороге, а также в виде свервысоковольтных линий передачи.

Подавляющее большинство энергосетей работают на переменном токе. Но давайте представим, что вместо переменного напряжения с действующим значением 220 вольт в ваш дом внезапно стали поступать те же 220 В, но постоянного тока.

Театр начинается с вешалки, а наш электрический цирк — с вводного щитка.

И сразу хорошие новости: защитные автоматы будут работать как положено. Автомат имеет два расцепителя: тепловой и электромагнитный. Тепловой служит для защиты от длительной перегрузки. Ток нагревает биметаллическую пластинку, она изгибается и размыкает цепь. Электромагнитный элемент срабатывает от кратковременного импульса тока при коротком замыкании. Он представляет собой соленоид, который втягивает в себя сердечник и, опять же, разрывает цепь. Обе эти системы прекрасно работают на постоянном токе.


источник картинки: выключатель-автоматический.рф

Дополнения от Bronx и AndrewN:
Магнитный расцепитель срабатывает по амплитудному значению тока, то есть в 1,4 раза больше действующего. На постоянном токе его ток срабатывания будет в 1,4 раза выше.

Дугу постоянного тока сложнее погасить, так что при коротком замыкании увеличится время разрыва цепи и ускорится износ автомата. Существуют специальные автоматы, рассчитанные на работу с постоянным током.

Помимо автоматов, в щитке есть устройство защитного отключения (УЗО). Его цель — обнаруживать утечку тока из сети на землю, например при касании человеком токоведущих частей. УЗО измеряет силу тока в двух проводниках, проходящих через него. Если в нагрузку втекает такой же ток, что и вытекает — всё в порядке, утечки нет. Если же токи не равны, УЗО бьёт тревогу и разрывает цепь.

Чувствительный элемент УЗО — дифференциальный трансформатор. У такого трансформатора две первичные обмотки, включенные в противоположных направлениях. Если токи равны, их магнитные поля компенсируют друг друга и на выходе сигнала нет. Если токи не скомпенсированы, на выходе сигнальной обмотки появляется напряжение, на которое реагирует схема УЗО. На постоянном токе трансформатор работать не будет, и УЗО окажется бесполезным.

Неважно, какой у вас электросчетчик — старый механический или новый электронный — работать он не будет. Механический счетчик представляет собой электродвигатель, где ротором служит металлический диск, а статор содержит две обмотки. Одна обмотка включена последовательно с нагрузкой и измеряет ток, вторая включена параллельно и измеряет напряжение. Таким образом, чем больше потребляемая мощность, тем быстрее крутится диск. Работа такого счетчика основана на явлении электромагнитной индукции, и при постоянном токе в обмотках диск останется неподвижен.

Электронный счетчик устроен по-другому. Он напрямую измеряет напряжение (через резистивный делитель) и ток (при помощи шунта или датчика Холла), оцифровывает их, а затем микропроцессор пересчитывает полученные данные в киловатт-часы. В принципе, ничто не мешает такой схеме работать с постоянным током, но во всех бытовых счетчиках постоянная составляющая программно отфильтровывается и на показания не влияет. Счетчики постоянного тока существуют в природе, их ставят, например, на электровозы, но в квартирном щитке вы такой не найдёте.

Ну и ладно, не хватало ещё платить за всё это безобразие! Идём дальше по цепи и смотрим, какие электроприборы могут нам встретиться.

Тут всё прекрасно. Электронагреватель — это чисто резистивная нагрузка, а тепловое действие тока не зависит от его формы и направления. Электроплиты, чайники, кипятильники, утюги и паяльники будут работать на постоянном токе точно так же, как и на переменном. Биметаллические терморегуляторы (как, например, в утюге) тоже будут функционировать правильно.

Старая добрая лампочка Ильича на постоянном токе чувствует себя не хуже, чем на переменном. Даже лучше: не будет пульсаций света, лампа не будет гудеть. На переменном токе лампочка может гудеть из-за того, что спираль (особенно, если она провисла) работает как электромагнит, сжимаясь и растягиваясь дважды за период. При питании постоянным током этого неприятного явления не будет.

Однако если у вас установлены регуляторы яркости (диммеры), то они работать перестанут. Ключевым элементом диммера является тиристор — полупроводниковый прибор, который открывается и начинает пропускать ток в момент подачи управляющего импульса. Закрывается тиристор, когда ток через него прекращает течь. При питании тиристора переменным током он будет закрываться при каждом переходе тока через ноль. Подавая управляющий импульс в разное время относительно этого перехода, можно менять время, в течение которого тиристор будет открыт, а значит, и мощность в нагрузке. Именно так и работает диммер.

При питании постоянным током тиристор не сможет закрыться, и лампа всегда будет гореть на 100% мощности. А возможно, управляющая схема не сможет «поймать» переход сетевого напряжения через ноль и не подаст импульс для открытия тиристора. Тогда лампа не загорится совсем. В любом случае, диммер будет бесполезен.

Люминесцентную лампу нельзя включать напрямую в сеть, для нормальной работы ей 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. Стартёр — это неоновая лампочка, один из электродов которой при нагреве изгибается и касается второго электрода. Дроссель — большая катушка индуктивности, включенная последовательно с лампой:

Штатно всё это работает так: при включении зажигается разряд в стартёре, его контакты нагреваются и замыкаются между собой. Ток течёт через нити накала лампы, отчего те разогреваются и начинают испускать электроны. В это время стартёр остывает и размыкает цепь. Ток резко падает, и за счет самоиндукции на дросселе появляется импульс высокого напряжения. Этот импульс зажигает разряд в лампе, и дальше он горит самостоятельно. Дроссель теперь ограничивает ток разряда, работая как добавочное сопротивление.

Что же будет на постоянном токе? Стартёр сработает, лампа зажжётся как положено, но вот дальше всё пойдёт наперекосяк. В цепи постоянного тока у дросселя не будет индуктивного сопротивления (только активное сопротивление проводов, а оно мало), а значит, он больше не сможет ограничивать ток. Чем выше ток разряда, тем сильнее ионизируется газ в лампе, сопротивление падает, и ток растёт ещё сильнее. Процесс будет развиваться лавинообразно и закончится взрывом лампы.

Электромагнитные ПРА просты, но не лишены недостатков. У них низкий КПД, дроссель громоздкий и тяжелый, гудит и нагревается, лампа загорается с диким миганием, а потом мерцает с частотой 100 Гц. Всех этих недостатков лишен электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Как он работает? Если посмотреть

схемы различных ЭПРА

, можно заметить общий принцип. Напряжение сети выпрямляется (преобразуется в постоянное), затем генератор на транзисторах или микросхеме вырабатывает переменное напряжение высокой частоты (десятки кГц), которое питает лампу. В дорогих ЭПРА есть схемы разогрева нитей и плавного запуска, которые продлевают срок службы лампы.


источник картинки: aliexpress.com

Схожую схемотехнику имеют как блоки для линейных ламп, так и компактные «энергосберегайки», которые вкручиваются в обычный патрон. Поскольку на входе ЭПРА стоит выпрямитель, можно питать всю схему постоянным напряжением.

Светодиод требует для работы небольшое постоянное напряжение (около 3.5 В, обычно соединяют несколько диодов последовательно) 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 чудовищно 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 постоянного тока конденсатор имеет бесконечное сопротивление.


источник картинки: bigclive.com

Более дорогие лампы устроены сложнее, очень похоже на ЭПРА для люминесцентных ламп. Источник питания в них содержит высокочастотный импульсный стабилизатор, который питается выпрямленным сетевым напряжением. Как и в случае с ЭПРА, схема будет нормально работать, если подать на неё постоянное напряжение.


источник картинки: powerelectronictips.com

Универсальный коллекторный двигатель (УКД) состоит из неподвижного статора и ротора, который вращается внутри. Статор имеет одну обмотку, а ротор сразу несколько. Роторные обмотки подключаются через коллектор — цилиндр с контактами, по которому скользят угольные щётки. Взаимодействие магнитных полей статора и ротора заставляет ротор поворачиваться. Коллектор устроен так, что всё время включает ту из обмоток, которая находится перпендикулярно обмотке статора — для неё вращающий момент будет максимальным.

Такой двигатель может работать при питании как переменным, так и постоянным током. Собственно, поэтому он и называется «универсальным». При смене полярности одновременно меняется направление магнитного поля и в статоре, и в роторе, в результате двигатель продолжает вращаться в ту же сторону. На постоянном токе УКД развивает даже больший момент, чем на переменном, за счет отсутствия индуктивного сопротивления обмоток. Универсальные коллекторные двигатели применяются там, где нужно получить большую мощность при малых габаритах. В бытовой технике УКД стоят в стиральных машинах, пылесосах, фенах, блендерах, миксерах, мясорубках, а также в электроинструментах. Все эти приборы продолжат работать, если напряжение в розетке внезапно «выпрямится».

У синхронного двигателя в статоре несколько обмоток, которые создают вращающееся магнитное поле. Ротор содержит постоянный магнит либо обмотку, питаемую постоянным током. Магнитное поле статора сцепляется с полем ротора и вращает его за собой. Особенностью такого двигателя является то, что частота его вращения зависит только от частоты питающего тока. На постоянном токе, очевидно, такой двигатель будет вращаться с нулевой частотой, то есть остановится.

В быту применяются маломощные синхронные двигатели там, где нужно поддерживать строго постоянную частоту вращения. В основном, это электромеханические часы и таймеры. Также синхронными являются двигатель вращения тарелки в СВЧ-печи и двигатель сливного насоса в стиральной машине.

Асинхронный двигатель похож своим устройством на синхронный. В нем также статор имеет несколько обмоток и создаёт вращающееся поле. Но обмотка ротора никуда не подключена и замкнута накоротко. Ток в ней создаётся за счет явления электромагнитной индукции в переменном поле статора. Этот ток создаёт своё магнитное поле, которое взаимодействует с вращающимся полем статора и заставляет ротор вращаться.

Асинхронные двигатели отличаются низким уровнем шума и большим ресурсом из-за отсутствия трущихся щёток. Их можно встретить в холодильниках, кондиционерах и вентиляторах. При питании постоянным током магнитное поле статора вращаться не будет. Также не возникнет ток в короткозамкнутом роторе. Двигатель останется неподвижен, а обмотка будет просто нагреваться, как обычный кусок провода.

Строго говоря, это не отдельный тип двигателя, а способ управления им. Сам двигатель может быть синхронным или асинхронным. Главная особенность в том, что напряжения на обмотках формируются управляющей схемой по сигналу с датчика положения ротора. Это позволяет регулировать скорость и крутящий момент в широких диапазонах, ограничивать пусковые токи и даёт кучу возможностей, вроде стабилизации частоты вращения. Вот пара хороших статей, объясняющих всю эту магию:

Раз
Два

Вентильные двигатели всё шире используются в бытовой технике: в стиральных машинах, холодильниках, кондиционерах, пылесосах. Обычно такую технику можно узнать по прилагательному «инверторный» в рекламе. Вентильный двигатель безразличен к форме питающего напряжения. Напряжение сети первым делом выпрямляется, а затем управляющий блок «лепит» из него несколько разных синусоид (обычно три) для питания обмоток мотора. Естественно, такая система будет спокойно работать на постоянном токе.

Трансформатор состоит из нескольких обмоток, связанных общим магнитопроводом. Переменный ток в одной обмотке (первичной) порождает индукционные токи во всех остальных обмотках (вторичных). Ключевая особенность трансформатора, ради которой его обычно и используют, в том, что напряжения на обмотках соотносятся так же, как количество витков в этих обмотках. Если в первичной обмотке намотать 1000 витков, а во вторичной — 100, такой трансформатор будет понижать напряжение в 10 раз. Если включить его наоборот — в 10 раз повышать. Очень просто и удобно.


В линейном блоке питания напряжение сети понижается (или повышается, если надо) до необходимого уровня при помощи трансформатора. Далее стоит выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в постоянное, и фильтр, сглаживающий пульсации. Затем может идти стабилизатор, который поддерживает неизменным выходное напряжение.

Линейные блоки питания постепенно вытесняются импульсными, но первые работают ещё много где. В микроволновке, если она не «инверторная», есть мощный трансформатор, который повшает сетевые 220 В до нескольких киловольт, необходимых для работы магнетрона. От трансформаторов питается управляющая электроника в стиральных машинах, кухонных плитах и кондиционерах. Трансформаторные блоки питания используются в аудиоаппаратуре и дешёвых зарядных устройствах.

Что случится с трансформатором, если его включить в сеть постоянного тока? Во-первых, на вторичных обмотках напряжение не появится, так как электромагнитная индукция возникает лишь при изменении тока. Во-вторых, обмотка не будет обладать индуктивным сопротивлением, а значит, через неё потечёт гораздо больший ток, чем рассчитано. Трансформатор будет перегреваться и довольно быстро сгорит.

Чем выше частота переменного тока, тем эффективнее работает трансформатор (в разумных пределах, конечно). Если использовать частоту в несколько десятков килогерц вместо сетевых 50 Гц, можно прилично уменьшить габариты трансформаторов при той же передаваемой мощности. Эта идея лежит в основе импульсных блоков питания. Работает такой блок следующим образом: напряжение сети выпрямляется, полученное постоянное напряжение питает транзисторный генератор, который даёт снова переменное напряжение, но уже высокой частоты. Его теперь можно понижать или повышать трансформатором, выпрямлять и подавать в нагрузку.


По такой схеме сейчас питается подавляющее большинство электроники: компьютеры, мониторы, телевизоры, зарядные устройства для ноутбуков, телефонов и прочих гаджетов. Поскольку входное напряжение первым делом выпрямляется, импульсный блок питания должен без проблем работать на постоянном токе. Но есть пара моментов, которые могут всё испортить.

Во-первых, напряжение после выпрямителя равно почти амплитудному значению переменного напряжения. То есть для ~220 В на входе выпрямитель даст 311 B. Мы же по условию подаём постоянное напряжение 220 В, что на 30% ниже. Это скорее всего не вызовет проблем, потому что современные блоки питания могут работать в широком диапазоне напряжений, обычно от 100 до 250 В.

Во-вторых, выпрямитель состоит из четырёх диодов, которые работают парами: одна пара на положительной полуволне тока, другая — на отрицательной. Таким образом, каждый диод пропускает ток лишь половину времени. Если мы подадим на выпрямитель постоянное напряжение, одна пара диодов будет открыта всегда, и на них будет рессеиваться двойная мощность. Если диоды не имеют двойного запаса по току, они могут сгореть. Но это не слишком большая беда: можно просто выкинуть выпрямитель и подавать постоянное напряжение сразу после него.

После того, как вы потушили несколько возгораний и сгребли в кучу испорченные приборы, настало время подвести итоги. Переход на постоянный ток переживёт либо старая и простая техника (лампы накаливания, нагреватели, коллекторные моторы с механическим управлением) либо, наоборот, самая современная (с импульсными блоками питания и инверторными моторами).

К счастью, описанный сценарий вряд ли осуществится на практике, если не рассматривать возможность специально организованной диверсии. Ни при какой возможной аварии в энергосети переменное напряжение не станет вдруг постоянным. Правда, при возможных авариях случаются иные нехорошие вещи, но это уже совсем другая история. Берегите себя и делайте бэкапы.

Постоянный ток и переменный ток разница примеры. Что такое постоянное напряжение. Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное

Электрический ток- это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц: электронов в металлах, в электролитах — ионов, а в газах — электронов и ионов. Электрический ток может быть как постоянным, так и переменным.

Определение постоянного электрического тока, его источники

Постоянный ток (DC, по-английски Direct Current) — это электрический ток, у которого свойства и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Постоянный ток используется в автомобилях и в домах, в многочисленных электронных приборах: ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. д. Перемеренный электрический ток из розетки преобразуется в постоянный при помощи блока питания или трансформатора напряжения с выпрямителем.

Любой электроинструмент, устройство или прибор, работающие от батареек так же являются потребителями постоянного тока, потому что батарея или аккумулятор- это исключительно источники постоянного тока, который при необходимости преобразуется в переменный с использованием специальных преобразователей (инверторов).

Принцип работы переменного тока

Переменный ток (AC по-английски Alternating Current)- это электрический ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах условно обозначается отрезком синусоиды « ~ ».
Иногда после синусоиды могут указываться характеристики переменного тока — частота, напряжение, число фаз.

Переменный ток может быть как одно- , так и трёхфазным, для которого мгновенные значения тока и напряжения меняются по гармоническому закону.

Основные характеристики переменного тока — действующее значение напряжения и частота.

Обратите внимание , как на левом графике для однофазного тока меняется направление и величина напряжения с переходом в ноль за период времени Т, а на втором графике для трехфазного тока существует смещение трех синусоид на одну третью периода. На правом графике 1 фаза обозначена буквой «а», а вторая буквой «б». Хорошо известно, что в домашней розетке 220 Вольт. Но мало кто знает, что это действующие значение переменного напряжения, но амплитудное или максимальное значение будет больше на корень из двух, т.е будет равно 311 Вольт.

Таким образом, если у постоянного тока величина напряжения и направление не изменяются в течении времени, то у переменного тока- напряжение постоянно меняется по величине и направлению (график ниже нуля это обратное направление).

И так мы подошли к понятию частота — это отношение числа полных циклов (периодов) к единице времени периодически меняющегося электрического тока. Измеряется в Герцах. У нас и в Европе частота равна 50 Герцам, в США- 60 Гц.

Что означает частота 50 Герц? Она означает, что у нас переменный ток меняет свое направление на противоположное и обратно (отрезок Т- на графике) 50 раз за секунду!

Источниками переменного тока являются все розетки в доме и все то, что подключено напрямую проводами или кабелями к электрощиту. У многих возникает вопрос: а почему в розетке не постоянный ток? Ответ прост. В сетях переменного тока легко и с минимальными потерями преобразовывается величина напряжения до необходимого уровня при помощи трансформатора в любых объемах. Напряжение необходимо увеличивать для возможности передачи электроэнергии на большие расстояния с наименьшими потерями в промышленных масштабах.
С электростанции , где стоят мощные электрогенераторы, выходит напряжение величиной 330 000-220 000 , далее возле нашего дома на трансформаторной подстанции оно преобразуется с величины 10 000 Вольт в трехфазное напряжение 380 Вольт, которое и приходит в многоквартирный дом, а к нам в квартиру приходит однофазное напряжение, т. к. между напряжение равняется 220 В, а между разноименными фазами в электрощите 380 Вольт.

И еще одним из важных достоинств переменного напряжения является то, что асинхронные электродвигатели переменного тока конструктивно проще и работают значительно надежнее, чем двигатели постоянного тока.

Как переменный ток сделать постоянным

Для потребителей, работающих на постоянном токе- переменный преобразуется при помощи выпрямителей.

Преобразователь постоянного тока в переменный

Если с преобразованием переменного тока в постоянный не возникает сложностей, то со обратным преобразованием все гораздо сложнее. В домашних условиях для этого используется инвертор — это генератор периодического напряжения из постоянного, по форме приближённого к синусоиде.

Движение электронов в проводнике

Чтобы понимать что такое ток и откуда он берётся, нужно иметь немного знаний о строении атомов и законах их поведения. Атомы состоят из нейтронов (с нейтральным зарядом), протонов (положительный заряд) и электронов (отрицательный заряд).

Электрический ток возникает в результате направленного перемещения протонов и электронов, а также ионов. Как можно направить движение этих частиц? Во время любой химической операции электроны «отрываются» и переходят от одного атома к другому.

Те атомы, от которых «оторвался» электрон становятся положительно заряженным (анионы), а те к которым присоединился – отрицательно заряженными и называются катионами. В результате этих «перебеганий» электронов возникает электрический ток.

Естественно, этот процесс не может продолжаться вечно, электрический ток исчезнет когда все атомы системы стабилизируются и будут иметь нейтральных заряд (отличный бытовой пример – обычная батарейка, которая «садится» в результате окончания химической реакции).

История изучения

Древние греки первыми заметили интересное явление: если потереть камень янтаря об шерстяную ткань, то он начинает притягивать мелкие предметы. Следующие шаги начали делать ученые и изобретатели эпохи ренессанса, которые построили несколько интересных устройств, демонстрировавших это явление.

Новым этапом изучения электричества стали работы американца Бенджамина Франклина, в частности его опыты с Лейденовской банкой – первым в мире электроконденсатором.

Именно Франклин ввёл понятия положительных и отрицательных зарядов, а также он придумал громоотвод. И наконец, изучение электротока стало точной наукой после описания закона Кулона.

Основные закономерности и силы в электрическом токе

Закон Ома – его формула описывает взаимосвязь силы, напряжения и сопротивления. Открыт в 19м веке немецким ученым Георгом Симоном Омом. Единица измерения электросопротивления названа в его честь. Его открытия были очень полезны непосредственно для практического использования.

Закон Джоуля – Ленца говорит, что на любом участке электрической цепи совершается работа. В результате этой работы нагревается проводник. Такой тепловой эффект часто используется на практике в инженерии и технике (отличный пример – лампа накаливания).

Движение зарядов при этом совершается работа

Эта закономерность получила такое название потому что сразу 2 ученых примерно одновременно и независимо, вывели её с помощью опытов
.

В начале 19го века британский ученый Фарадей догадался, что изменяя количество линий индукции, которые пронизывают поверхность ограниченную замкнутым контуром, можно сделать индукционный ток. Посторонние силы, действующие на свободные частицы, называют электродвижущей силой (ЭДС индукции).

Разновидности, характеристики и единицы измерения

Электрический ток может быть или переменным , или постоянным .

Постоянный электроток — это ток, который не меняет своё направление и знак во времени, однако он может менять свою величину. Постоянный электроток в качестве источника чаще всего использует гальванические элементы.

Переменным называется тот, который меняет направление и знак по закону косинуса. Его характеристикой является частота. Единицы измерения в системе СИ – Герцы (Гц).

В последние десятилетия очень большое распространение получил . Это вид переменного тока, который включает в себя 3 цепи. В этих цепях действует переменные ЭДС одинаковой частоты, но развернутые по фазе одна относительно другой на треть периода. Фазой называют каждую отдельную электроцепь.


Почти все современные генераторы производят трёхфазный электроток.

  • Сила и количество тока

Сила тока зависит от величины заряда, протекающего в электроцепи за единицу времени. Сила тока это отношение электрозаряда, проходящего сквозь сечение проводника, ко времени его прохождения.

В системе СИ единица измерения силы заряда – кулон (Кл), времени – секунда (с). В итоге получаем Кл/с, данную единицу называют Ампер (A). Измеряется сила электротока с помощью прибора – амперметра.

Напряжение — это соотношение работы к величине заряда. Работа измеряется в джоулях (Дж), заряд в кулонах. Данная единица называется Вольт (В).

  • Электрическое сопротивление

Показания амперметра на различных проводниках дают разные значения. А для того чтобы замерять мощность электроцепи пришлось бы использовать 3 прибора. Явление объясняется тем, что у каждого проводника различная проводимость. Единица измерения называется Ом и обозначается латинской буквой R. Сопротивление также зависит и от длины проводника.

  • Электрическая емкость

Два проводника, которые изолированы один от второго, могут накапливать электрические заряды. Данное явление характеризуется физ. величиной, которую называют электрической емкостью. Её единицей измерения – фарад (Ф).

  • Мощность и работа электрического тока

Работа электротока на конкретном участке цепи равняется перемножению напряжения тока на силу и время. Напряжение меряют вольтами, силу амперами, время секундами. Единицей измерения работы приняли джоуль (Дж).

Мощность электротока – это отношение работы ко времени её совершения. Мощность обозначают буквой P и измеряют ваттами (Вт). Формула мощности очень простая: Сила тока умноженная на напряжение тока.

Существует также единица именуемая ватт-час. Её не следует путать с ваттами, это 2 разные физические величины. В ваттах измеряют мощность (скорость потребления или передачи энергии), а в ватт-часах выражается энергия произведённая за конкретное время. Это измерение часто применяют в отношении бытовых электроприборов.

Например, лампа мощность которой равняется 100 Вт работала в течении одного часа, то она потребила 100 Вт*ч, а лампочка мощность которой 40 ватт потребит столько же электроэнергии за 2.5 часа.

Для того, чтобы замерять мощность электроцепи используют ваттметр

Какой вид тока эффективнее и какая между ними разница?

Постоянный электроток легко использовать в случае параллельного подключения генераторов, для переменного необходима синхронизация генератора и энергосистемы.

В истории произошло событие под названием «Война токов». Эта «война» произошла между двумя гениальными изобретателями – Томасом Эдисоном и Николой Теслой. Первый поддерживал и активно продвигал постоянный электроток, а второй переменный. «Война» закончилась победой Теслы в 2007 году, когда Нью-Йорк окончательно перешел на переменный.

Разница в эффективности передачи энергии на расстоянии оказалось огромной в пользу переменного тока. Постоянный электроток невозможно использовать, если станция находятся далеко от потребителя.

Но постоянный всё равно нашел сферу применения: он широко используется в электротехнике, гальванизации, некоторых видах сварки. Также постоянный электроток получил очень большое распространение в сфере городского транспорта (троллейбусы, трамваи, метро).

Естественно, не бывает плохих или хороших токов, у каждого вида есть свои преимущества и недостатки, самое главное – правильно их использовать.

И . Прежде чем подробно разбирать эти термины следует вспомнить, что понятие электрического тока заключается в упорядоченном движении частиц, имеющих электрические заряды. Если электроны постоянно осуществляют движение в одном направлении, то ток носит название постоянного. Но, когда электроны в один момент времени двигаются в одном направлении, а в другой момент осуществляется движение в другом направлении, то это является упорядоченным движением заряженных частиц, двигающихся без остановки. этот ток называют переменным. Существенным различием между ними считают то, что у постоянного значения «+» и «-» постоянно находятся на одном определенном месте.

Что такое постоянное напряжение

В качестве примера постоянного напряжения служит обычная батарейка. На корпусе любой батарейки есть обозначения «+» и «-». Это говорит о том, что при постоянном токе эти значения имеют постоянное местоположение. У переменного наоборот, значения «+» и «-» изменяются через определенные короткие промежутки времени. Поэтому обозначение постоянного тока применяется в виде одной прямой линии, а обозначение переменного — в виде одной волнистой линии.

Отличие постоянного тока от переменного

Большинство устройств, использующих постоянный ток, не позволяют при подключении источника питания путать контакты, поскольку в таком случае прибор может просто выйти из строя. При переменном этого не произойдет. Если вставить вилку в розетку любой стороной, то прибор все равно будет работать. Кроме того, существует такое понятие, как частота переменного тока. Она показывает, сколько раз в течение секунду меняются местами «минус» с «плюсом». Например, частота в 50 герц означает, изменение полярности напряжения за секунду 50 раз.

На представленных графиках видно изменение напряжения в различные временные моменты. На графике слева, для примера показано напряжение на контактах лампочки карманного фонарика. На отрезке времени с «0» до точки «а» напряжение вообще отсутствует, так как фонарик выключен. В точке времени «а» возникает напряжение U1, которое не меняется в промежутке времени «а» — «б», когда фонарик включен. При выключении фонарика в момент времени «б» напряжение снова становится равным нулю.

На графике переменного напряжения можно наглядно увидеть, что напряжение в различных точках, то поднимается до максимума, то становится равным нулю, то падает до минимума. Это движение происходит равномерно, через одинаковые промежутки времени и повторяется до тех пор, пока не отключат свет.

Переменный ток , в отличие от , непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени.

Чтобы вызвать в цепи такой ток, используются источники переменного тока, создающие переменную ЭДС, периодически изменяющуюся по величине и направлению. Такие источники называются генераторами переменного тока.

На рис. 1 показана схема устройства (модель) простейшего .

Прямоугольная рамка, изготовленная из медной проволоки, укреплена на оси и при помощи ременной передачи вращается в поле . Концы рамки припаяны к медным контактным кольцам, которые, вращаясь вместе с рамкой, скользят по контактным пластинам (щеткам).

Рисунок 1. Схема простейшего генератора переменного тока

Убедимся в том, что такое устройство действительно является источником переменной ЭДС.

Предположим, что магнит создает между своими полюсами , т. е. такое, в котором плотность магнитных силовых линий в любой части поля одинаковая. вращаясь, рамка пересекает силовые линии магнитного поля, и в каждой из ее сторон а и б .

Стороны же в и г рамки — нерабочие, так как при вращении рамки они не пересекают силовых линий магнитного поля и, следовательно, не участвуют в создании ЭДС.

В любой момент времени ЭДС, возникающая в стороне а, противоположна по направлению ЭДС, возникающей в стороне б, но в рамке обе ЭДС действуют согласно и в сумме составляют обшую ЭДС, т. е. индуктируемую всей рамкой.

В этом нетрудно убедиться, если использовать для определения направления ЭДС известное нам правило правой руки .

Для этого надо ладонь правой руки расположить так, чтобы она была обращена в сторону северного полюса магнита, а большой отогнутый палец совпадал с направлением движения той стороны рамки, в которой мы хотим определить направление ЭДС. Тогда направление ЭДС в ней укажут вытянутые пальцы руки.

Для какого бы положения рамки мы ни определяли направление ЭДС в сторонах а и б, они всегда складываются и образуют общую ЭДС в рамке. При этом с каждым оборотом рамки направление общей ЭДС изменяется в ней на обратное, так как каждая из рабочих сторон рамки за один оборот проходит под разными полюсами магнита.

Величина ЭДС, индуктируемой в рамке, также изменяется, так как изменяется скорость, с которой стороны рамки пересекают силовые линии магнитного поля. Действительно, в то время, когда рамка подходит к своему вертикальному положению и проходит его, скорость пересечения силовых линий сторонами рамки бывает наибольшей, и в рамке индуктируется наибольшая ЭДС. В те моменты времени, когда рамка проходит свое горизонтальное положение, ее стороны как бы скользят вдоль магнитных силовых линий, не пересекая их, и ЭДС не индуктируется.

Таким образом, при равномерном вращении рамки в ней будет индуктироваться ЭДС, периодически изменяющаяся как по величине, так и по направлению.

ЭДС, возникающую в рамке, можно измерить прибором и использовать для создания тока во внешней цепи.

Используя , можно получить переменную ЭДС и, следовательно, переменный ток.

Переменный ток для промышленных целей и вырабатывается мощными генераторами, приводимыми во вращение паровыми или водяными турбинами и двигателями внутреннего сгорания.

Графическое изображение постоянного и переменного токов

Графический метод дает возможность наглядно представить процесс изменения той или иной переменной величины в зависимости от времени.

Построение графиков переменных величин, меняющихся с течением времени, начинают с построения двух взаимно перпендикулярных линий, называемых осями графика. Затем на горизонтальной оси в определенном масштабе откладывают отрезки времени, а на вертикальной, также в некотором масштабе, — значения той величины, график которой собираются построить (ЭДС, напряжения или тока).

На рис. 2 графически изображены постоянный и переменный токи . В данном случае мы откладываем значения тока, причем вверх по вертикали от точки пересечения осей О откладываются значения тока одного направления, которое принято называть положительным, а вниз от этой точки — противоположного направления, которое принято называть отрицательным.

Рисунок 2. Графическое изображение постоянного и переменного тока

Сама точка О служит одновременно началом отсчета значений тока (по вертикали вниз и вверх) и времени (по горизонтали вправо). Иначе говоря, этой точке соответствует нулевое значение тока и тот начальный момент времени, от которого мы намереваемся проследить, как в дальнейшем будет изменяться ток.

Убедимся в правильности построенного на рис. 2, а графика постоянного тока величиной 50 мА.

Так как этот ток постоянный, т. е. не меняющий с течением времени своей величины и направления, то различным моментам времени будут соответствовать одни и те же значения тока, т. е. 50 мА. Следовательно, в момент времени, равный нулю, т. е. в начальный момент нашего наблюдения за током, он будет равен 50 мА. Отложив по вертикальной оси вверх отрезок, равный значению тока 50 мА, мы получим первую точку нашего графика.

То же самое мы обязаны сделать и для следующего момента времени, соответствующего точке 1 на оси времени, т. е. отложить от этой точки вертикально вверх отрезок, также равный 50 мА. Конец отрезка определит нам вторую точку графика.

Проделав подобное построение для нескольких последующих моментов времени, мы получим ряд точек, соединение которых даст прямую линию, являющуюся графическим изображением постоянного тока величиной 50 мА.

Перейдем теперь к изучению графика переменной ЭДС . На рис. 3 в верхней части показана рамка, вращающаяся в магнитном поле, а внизу дано графическое изображение возникающей переменной ЭДС.


Рисунок 3. Построение графика переменной ЭДС

Начнем равномерно вращать рамку по часовой стрелке и проследим за ходом изменения в ней ЭДС, приняв за начальный момент горизонтальное положение рамки.

В этот начальный момент ЭДС будет равна нулю, так как стороны рамки не пересекают магнитных силовых линий. На графике это нулевое значение ЭДС, соответствующее моменту t = 0, изобразится точкой 1.

При дальнейшем вращении рамки в ней начнет появляться ЭДС и будет возрастать по величине до тех пор, пока рамка не достигнет своего вертикального положения. На графике это возрастание ЭДС изобразится плавной поднимающейся вверх кривой, которая достигает своей вершины (точка 2).

По мере приближения рамки к горизонтальному положению ЭДС в ней будет убывать и упадет до нуля. На графике это изобразится спадающей плавной кривой.

Следовательно, за время, соответствующее половине оборота рамки, ЭДС в ней успела возрасти от нуля до наибольшей величины и вновь уменьшиться до нуля (точка 3).

При дальнейшем вращении рамки в ней вновь возникнет ЭДС и будет постепенно возрастать по величине, однако направление ее уже изменится на обратное, в чем можно убедиться, применив правило правой руки.

График учитывает изменение направления ЭДС тем, что кривая, изображающая ЭДС, пересекает ось времени и располагается теперь ниже этой оси. ЭДС возрастает опять-таки до тех пор, пока рамка не займет вертикальное положение.

Затем начнется убывание ЭДС, и величина ее станет равной нулю, когда рамка вернется в свое первоначальное положение, совершив один полный оборот. На графике это выразится тем, что кривая ЭДС, достигнув в обратном направлении своей вершины (точка 4), встретится затем с осью времени (точка 5)

На этом заканчивается один цикл изменения ЭДС, но если продолжать вращение рамки, тотчас же начинается второй цикл, в точности повторяющий первый, за которым, в свою очередь, последует третий, а потом четвертый, и так до тех пор, пока мы не остановим вращение рамки.

Таким образом, за каждый оборот рамки ЭДС, возникающая в ней, совершает полный цикл своего изменения.

Если же рамка будет замкнута на какую-либо внешнюю цепь, то по цепи потечет переменный ток, график которого будет по виду таким же, как и график ЭДС.

Полученная нами волнообразная кривая называется синусоидой , а ток, ЭДС или напряжение, изменяющиеся по такому закону, называются синусоидальными .

Сама кривая названа синусоидой потому, что она является графическим изображением переменной тригонометрической величины, называемой синусом.

Синусоидальный характер изменения тока — самый распространенный в электротехнике, поэтому, говоря о переменном токе, в большинстве случаев имеют в виду синусоидальный ток.

Для сравнения различных переменных токов (ЭДС и напряжений) существуют величины, характеризующие тот или иной ток. Они называются параметрами переменного тока .

Период, амплитуда и частота — параметры переменного тока

Переменный ток характеризуется двумя параметрами — периодом и амплитудо й, зная которые мы можем судить, какой это переменный ток, и построить график тока.



Рисунок 4. Кривая синусоидального тока

Промежуток времени, на протяжении которого совершается полный цикл изменения тока, называется периодом. Период обозначается буквой Т и измеряется в секундах.

Промежуток времени, на протяжении которого совершается половина полного цикла изменения тока, называется полупериодом. Следовательно, период изменения тока (ЭДС или напряжения) состоит из двух полупериодов. Совершенно очевидно, что все периоды одного и того же переменного тока равны между собой.

Как видно из графика, в течение одного периода своего изменения ток достигает дважды максимального значения.

Максимальное значение переменного тока (ЭДС или напряжения) называется его амплитудой или амплитудным значением тока.

Im, Em и Um — общепринятые обозначения амплитуд тока, ЭДС и напряжения.

Мы прежде всего обратили внимание на , однако, как это видно из графика, существует бесчисленное множество промежуточных его значений, меньших амплитудного.

Значение переменного тока (ЭДС, напряжения), соответствующее любому выбранному моменту времени, называется его мгновенным значением.

i, е и u — общепринятые обозначения мгновенных значений тока, ЭДС и напряжения.

Мгновенное значение тока, как и амплитудное его значение, легко определить с помощью графика. Для этого из любой точки на горизонтальной оси, соответствующей интересующему нас моменту времени, проведем вертикальную линию до точки пересечения с кривой тока; полученный отрезок вертикальной прямой определит значение тока в данный момент, т. е. мгновенное его значение.

Очевидно, что мгновенное значение тока по истечении времени Т/2 от начальной точки графика будет равно нулю, а по истечении времени — T/4 его амплитудному значению. Ток также достигает своего амплитудного значения; но уже в обратном на правлении, по истечении времени, равного 3/4 Т.

Итак, график показывает, как с течением времени меняется ток в цепи, и что каждому моменту времени соответствует только одно определенное значение как величины, так и направления тока. При этом значение тока в данный момент времени в одной точке цепи будет точно таким же в любой другой точке этой цепи.

Число полных периодов, совершаемых током в 1 секунду, называется частотой переменного тока и обозначается латинской буквой f.

Чтобы определить частоту переменного тока, т. е. узнать, сколько периодов своего изменения ток совершил в течение 1 секунды , необходимо 1 секунду разделить на время одного периода f = 1/T. Зная частоту переменного тока, можно определить период: T = 1/f

Измеряется единицей, называемой герцем.

Если мы имеем переменный ток , частота изменения которого равна 1 герцу, то период такого тока будет равен 1 секунде. И, наоборот, если период изменения тока равен 1 секунде, то частота такого тока равна 1 герцу.

Итак, мы определили параметры переменного тока — период, амплитуду и частоту , — которые позволяют отличать друг от друга различные переменные токи, ЭДС и напряжения и строить, когда это необходимо, их графики.

При определении сопротивления различных цепей переменному току использовать еще одна вспомогательную величину, характеризующую переменный ток, так называемую угловую или круговую частоту .

Круговая частота обозначается связана с частотой f соотношением 2пиf

Поясним эту зависимость. При построении графика переменной ЭДС мы видели, что за время одного полного оборота рамки происходит полный цикл изменения ЭДС. Иначе говоря, для того чтобы рамке сделать один оборот, т. е. повернуться на 360°, необходимо время, равное одному периоду, т. е. Т секунд. Тогда за 1 секунду рамка совершает 360°/T оборота. Следовательно, 360°/T есть угол, на который поворачивается рамка в 1 секунду, и выражает собой скорость вращения рамки, которую принято называть угловой или круговой скоростью.

Но так как период Т связан с частотой f соотношением f=1/T, то и круговая скорость может быть выражена через частоту и будет равна 360°f.

Итак, мы пришли к выводу, что 360°f. Однако для удобства пользования круговой частотой при всевозможных расчетах угол 360°, соответствующий одному обороту, заменяют его радиальным выражением, равным 2пи радиан, где пи=3,14. Таким образом, окончательно получим 2пиf. Следовательно, чтобы определить круговую частоту переменного тока (), надо частоту в герцах умножить на посто янное число 6,28.

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.

Как из постоянного напряжения сделать переменное

Постоянный ток менее опасен и пороговые значения его в 3—4 раза выше, чем переменного тока частотой 50 Гц. Однако при разрыве цепи постоянного тока ниже порогового ощутимого возникают резкие болевые ощущения, вызываемые током переходного процесса. Положение о меньшей опасности постоянного тока по сравнению с переменным справедливо при напряжениях до В. В диапазоне Это объясняется физиологическими процессами действия на живую клетку.


Поиск данных по Вашему запросу:

Как из постоянного напряжения сделать переменное

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как сделать удвоитель напряжения из диодов и конденсаторов, увеличиваем напряжение на трансформаторе

Инвертор (электротехника)


Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Мощность рассеивания транзистора? Зачем электродрели нужен редуктор, точнее большая шестеренка? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект. Кислый Высший разум. Как из постоянного напряжения сделать переменное? Сергей Иванов Ученик 96 , закрыт 4 года назад Здравствуйте, мне необходимо из постоянного напряжения кроны 9в получить переменное напряжения.

Ток будет маленьким не более 5 мА , да и частота неважна. Вот нашел в книге «Основы промышленной электроники» такую схемку инвертора. Как я понял там нужен тиристор, у меня есть ктг подойдет ли он? Лучший ответ. Аркаша Высший разум 4 года назад Вот, проще не будет. А выходную обмотку, и что там дальше — Ваша фантазия.. Остальные ответы. Костя Лавриеня Мудрец 4 года назад на схеме из переменки делают постоянку.

Loony Искусственный Интеллект 4 года назад Это не схема, а принцип работы показан — там нет управляющих цепей. То что тебе нужно, делается на одном транзисторе. Всё получается просто — делаешь простейший генератор Главного не указал — какое напряжение тебе нужно получить.

В смысле — сколько вольт? Гость Незванный Оракул 4 года назад Бред. Ясновидящая Василиса Мастер 4 года назад Нет, будет зажимать. Михаил Фединчук Мыслитель 4 года назад КТ транзистор! Торбаблих Оракул 4 года назад Из постоянки переменку просто так не получишь. Нужен либо инвертор либо электровибропрерыватель. DoctoR Искусственный Интеллект 4 года назад Инвертором.

Эмиль Руденко Просветленный 4 года назад при такой маленькой нарузке собери блокинг генератор на одном транзисторе и мелком трансформаторе всё поместится в пол спичечного кробка. Александр Макаренко Мастер 4 года назад Смотря что у вас под рукой есть. Можно на двух биполярных транзисторах сделать мультивибратор.

Можно еще проще — взять любой аналог микросхемы ne, в этом случае схема вообще будет из одного этого чипа, двух резисторов и конденсатора. Похожие вопросы. Также спрашивают.


Переменный ток и постоянный ток: отличие

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано при проектировании источников электропитания. Техническая сущность: постоянное напряжение преобразуют в высокочастотное с помощью высокочастотного управляемого инвертора 1 , выходное напряжение которого трансформируют и затем преобразуют в напряжение низкой частоты с помощью демодулятора 2. Демодулятор 2 выполнен по инверторной схеме на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью. Между полуволнами выходного напряжения инвертора 1 с помощью блока управления 17 вводят нулевую паузу, в течение которой переключают противотактно работающие ключи демодулятора. Длительность нулевой паузы включает в себя фиксированную минимальную составляющую и переменную величину, зависящую от угла регулирования высокочастотного инвертора.

Портативный преобразователь постоянного напряжения в переменное сделать возможным работу бытовой аудио-видео техники, компьютера.

Способ преобразования постоянного напряжения в переменное

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.

Как из постоянного тока сделать переменный? Какой ток опаснее — постоянный или переменный?

Не первое десятилетие продолжаются споры, какой же вид тока опаснее — переменный или постоянный. Одни утверждают, что именно выправленное напряжение несет большую угрозу, другие искренне убеждены, что синусоида переменного тока, совпав по амплитуде с биением человеческого сердца, останавливает его. Но, как всегда бывает в жизни, сколько людей — столько и мнений. А потому, стоит взглянуть на этот вопрос чисто с научной точки зрения.

Предположим, что вы уже создали макет цепи, который будет работать от батареи на 9В.

Как получить постоянное напряжение из переменного

Полезные советы. Простой преобразователь постоянного напряжения 12В в переменное В. Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока. Электроника для чайников. Начальный курс электроники. Как из постоянного тока сделать переменный?

Простейший инверт без транзисторов

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Мощность рассеивания транзистора? Зачем электродрели нужен редуктор, точнее большая шестеренка? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект. Кислый Высший разум.

преобразователь постоянного тока в переменный схемы. как из постоянного тока сделать переменный, какое напряжение должно быть в квартире и.

Как повысить постоянное и переменное напряжение

Как из постоянного напряжения сделать переменное

Использование в повседневной жизни различных электрических приборов и устройств, работающих благодаря электроэнергии, обязывает нас иметь минимальные познания в области электротехники. Это знания, которые сохраняют нам жизнь. Ответы на вопросы о том, как из постоянного тока сделать переменный, какое напряжение должно быть в квартире и какой ток опасен, современный человек должен знать, чтобы избежать поражения и гибели от него. Сегодня невозможно представить свою жизнь без электроэнергии.

Что такое преобразователь напряжения постоянного тока в переменный?

Преобразование одного вида тока в другой требуется довольно часто. Способ превращения переменного в постоянный прост : применяется диодный мост и сглаживающий конденсатор. А вот как из постоянного тока сделать переменный , знают не все. Между тем, в сфере электротехники такое преобразование, как будет показано далее, также выполняется довольно часто. Устройство, преобразующее постоянный ток в переменный, называют инвертором. Существует несколько видов этих аппаратов.

Содержание: Повышение переменного напряжения Цепи постоянного тока. Повысить переменное напряжение можно двумя способами — использовать трансформатор или автотрансформатор.

Как из постоянного тока сделать больше. Как из постоянного тока сделать переменный?

Как преобразовать постоянное напряжение в переменное с минимальными затратами чтоб напряжение сильно не падало? Слыхал, что есть схема на двух разнополярных транзисторах. И если можете нарисовать схему, рисуйте ясно, где Uвх, а где Uвых. Заранее спасибо. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Конденсаторы Panasonic.

Несколько слов об инверторах, или как из постоянного тока сделать переменный

Калькулятор поможет Вам подобрать источник бесперебойного питания ИБП индивидуально под свои потребности. Для этого Вам нужно ввести требуемое время автономной работы и мощность Вашей системы. Калькулятор подберет для Вас оптимальную модель ИБП.


Разница между постоянным и переменным напряжением. Чем отличается постоянный ток от переменного

Электрическим током называют направленное, упорядоченное движение заряженных частиц.

Постоянный ток имеет устойчивые свойства и направление движения заряженных частиц, которые не изменяются со временем. Он используется многими электрическими устройствами в домах, а также в автомобилях. От постоянного тока работают современные компьютеры, ноутбуки, телевизоры и многие другие устройства. Для преобразования переменного тока в постоянный используются специальные блоки питания и трансформаторы напряжения .

Все электрические устройства и электрические инструменты, работающие от батарей и аккумуляторов считаются потребителями постоянного тока, так как батарея – это источник постоянного тока, который может быть преобразован в переменный с помощью инверторов.

Разница переменного тока от постоянного

Переменным называют электрический ток, который может изменяться по направлению движения заряженных частиц и величине с течением времени. Важнейшими параметрами переменного тока считаются его частота и напряжение. В современных электрических сетях на разных объектах используется именно переменный ток, имеющий определенное напряжение и частоту. В России в бытовых электросетях ток имеет напряжение 220 В и частоту равную 50 Гц. Частота электрического переменного тока – это число изменений направления движения заряженных частиц за 1 секунду, то есть, при частоте в 50 Гц он меняет направление 50 раз в секунду. Таким образом, отличие переменного тока от постоянного заключается в том, что в переменном заряженные частицы могут менять направление движения.

Источниками переменного тока на объектах различного назначения являются розетки . К розеткам мы подключаем различные бытовые приборы, получающие необходимое напряжение. Переменный ток используется в электрических сетях потому, что величина напряжения может быть преобразована до необходимых значений с помощью трансформаторного оборудования с минимальными потерями. Другими словами, его гораздо проще и дешевле транспортировать от источников электроснабжения до конечных потребителей.

Передача переменного тока потребителям

Путь переменного тока начинается с электростанций, на которых устанавливаются мощнейшие электрические генераторы, из которых выходит электрический ток с напряжением на уровне 220-330 кВ. Через электрические кабели ток идет к трансформаторным подстанциям, устанавливаемым в непосредственной близости от объектов электрического потребления – домов, квартир, предприятий и других сооружений.

Подстанции получают электрический ток с напряжением около 10 кВ и преобразуют его в трехфазное напряжение 380 В. В некоторых случаях на питание объектов идет ток с напряжением 380 В, этого требуют мощные бытовые и производственные приборы, но чаще всего в месте ввода электричества в дом или квартиру, напряжение снижается до привычных нам 220 В.

Преобразование переменного тока в постоянный

Мы уже разобрались с тем, что в розетках бытовых электрических систем находится переменный ток, однако многие современные потребители электричества нуждаются в постоянном. Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется с помощью специальных выпрямителей. Весь процесс преобразования включает в себя три этапа:

  1. Подключение диодного моста с 4-мя диодами необходимой мощности. Такой мост может «срезать» верхние значения синусоид переменного тока или делать движение заряженных частиц однонаправленным.
  2. Подключение сглаживающего фильтра или специального конденсатора на выход с диодного моста. Фильтр способен исправить провалы между пиками синусоид переменного тока. Подключение конденсатора серьезно уменьшает пульсации и может довести их до минимальных значений.
  3. Подключение стабилизаторов напряжения для снижения пульсаций.

Преобразование тока может осуществляться в обоих направлениях, то есть, из постоянного тоже можно сделать переменный. Но этот процесс значительно сложнее и осуществляется он за счет использования специальных инверторов, которые отличаются высокой стоимостью.

Люди давно привыкли к благам электричества и многим все равно, какой ток в розетке. На планете 98% вырабатываемой электроэнергии – это переменный ток. Его намного легче производить и передавать на значительные расстояния, чем постоянный. При этом напряжение может многократно изменяться по величине в сторону понижения и повышения. Сила тока существенно влияет на потери в проводах.

Передача электроэнергии на расстояние

Параметры домашней сети всегда известны: переменный ток, напряжение 220 вольт и частота 50 герц. Они подходят преимущественно для электродвигателей, холодильников и пылесосов, а также ламп накаливания и многих других приборов. Многие потребители работают при постоянном напряжении в 6-12 вольт. Особенно это относится к электронике. Но питание приборов должно приводиться к одному типу. Поэтому для всех потребителей ток в розетке должен быть переменным, с одним напряжением и частотой.

Различие между токами

Переменный ток периодически изменяется по величине и направлению. С генераторов электростанции выходит переменный ток с напряжением 220-400 тыс. вольт. До многоэтажного дома оно снижается до 12 тыс. вольт, а затем на трансформаторной подстанции преобразуется до 380 вольт.

Ввод в частный дом может быть трехфазным или однофазным. Три фазы заходят в многоэтажный дом, а затем в каждую квартиру с межэтажного щитка, через снимается 220 вольт между нейтральным проводом и фазой.

Схема подключений в квартире от однофазной сети переменного тока

В квартире напряжение подается на счетчик, а с него поступает через отдельные автоматы на соединительные коробки каждого помещения. С коробок делается разводка по комнате на две цепи осветительных приборов и розеток. В схеме рисунка на каждое помещение приходится по одному автомату. Возможен другой способ подключений, когда на осветительную и розеточную цепи устанавливается по одному защитному устройству. В зависимости от того, на сколько ампер рассчитана розетка, она может быть в группе или к ней подключается отдельный автомат. Постоянный ток отличается тем, что его направление и свойства не изменяются со временем. Он применяется во всей электронике дома, светодиодной подсветке и в бытовых приборах. При этом многие не знают, какой ток в розетке. Он приходит из сети переменным, а затем преобразуется в постоянный внутри электроприборов, если в этом есть необходимость.

Если сделать схему снабжения квартиры постоянным током, обратное его преобразование в переменный обойдется значительно дороже.

Преобразователь постоянного тока

Параметры розеток

Определяющими характеристиками для розеток являются уровень защиты и контактная группа. Для хозяина квартиры при выборе розетки необходимо учитывать:

  • место установки: внешняя, скрытая, в помещении или снаружи;
  • форма и соответствие друг другу вилки и розетки, безопасность использования;
  • характеристики сети, особенно, сколько ампер через нее может проходить.

Требования к соединениям

Для подключения электроприбора к сети розетка с вилкой являются соответственно источником и приемником энергии, образуя штепсельное соединение. К нему предъявляются следующие требования.

  1. Надежный контакт. Слабое соединение приводит к разогреву и выходу его из строя. Важно также обеспечить надежную фиксацию от самопроизвольного отключения. Здесь удобно применять пружинящие контакты в розетке.
  2. Изоляция токонесущих частей друг от друга.
  3. Защита от прикосновения руками или разными предметами к деталям, находящимся под напряжением. Для защиты от детей в розетках предусматриваются специальные шторки, открывающиеся только тогда, когда вставляется вилка.
  4. Обеспечение полярности при подключении. Это важно, если через соединение течет постоянный ток или устройство применяется в сочетании с однополюсным выключателем. Конструкция розетки не допускает неправильного подключения.
  5. Наличие заземления для приборов 1 класса защиты. В розетках важно правильно подключить заземление.

В зависимости от условий эксплуатации розетки выполняют с разными уровнями защиты, которые обозначаются кодом IP и следующими за ним двумя числами. Первое (0-6) означает, насколько устройство не допускает попадание внутрь предметов, пыли и т.п. Следующее (0-8) предусматривает защиту от воды. Если розетка обозначена кодом IP68, значит, она имеет самую высокую защиту от внешних воздействий.

По типам изделия обозначаются латинскими буквами. Отечественные выпускаются без заземления (С) и с заземлением (F).

Разновидности розеток

Приборы группы AC (~) предназначены для переменного тока. Постоянный ток обозначается DC (-).

Главным показателем является сила тока, которая допускается для той или иной розетки. Если на ней есть обозначение 6 А, то суммарная подключаемая нагрузка не должна превышать указанного количества ампер. При этом не имеет особого значения, переменный ток через нее проходит или постоянный.

Сколько нагрузки выдержит соединение, оценивают по общей мощности всех подключенных приборов. Для таких потребителей, как микроволновая печь, посудомоечная или стиральная машина используются отдельные розетки не менее чем на 16 ампер с обозначением типа тока. Особое место занимает электроплита, для которой сила номинального тока составляет 25 ампер или больше. Ее следует подключать через отдельное УЗО. За основу берется номинальный ток – количество ампер, которое способна пропустить розетка в течение длительного времени.

Ампер – это единица измерения, по которой измеряется сила тока. Если указана только паспортная мощность, допустимый ток составит I = P/U, где U = 220 вольт. Тогда при мощности 2200 ватт сила тока будет равна 10 ампер.

Обратите внимание на подключение к розеткам электроприборов через удлинители. Здесь легко можно ошибиться с определением, сколько потребуется суммарной мощности нагрузки. Кроме того, удлинитель также должен соответствовать предъявляемым требованиям, поскольку у него имеются свои розетки с маркировкой.

Для переменного тока полярность в штепсельных соединениях особенно не нужна. Фазу обычно находят, если надо подключать к светильникам автомат или однополюсный выключатель. При их отключении прикосновение к нулевому проводу будет не таким опасным.

Розетки расширенной функциональности

Сейчас выпускают новые типы розеток с новыми функциями:

  1. Встроенные таймеры отключения.
  2. Переключение типа тока.
  3. С индикацией величины нагрузки (цвет меняется от зеленого до красного).
  4. Со встроенным УЗО.
  5. С автоматической блокировкой.

Проверка подключения

Напряжение проверяется в розетке подключением вольтметра или тестера. При его наличии прибор укажет, сколько в ней вольт.

Тестер напряжения в розетке

Сила тока может определяться амперметром, подключенным последовательно с работающей нагрузкой.

Электрики проверяют наличие напряжения индикатором. Однополюсный – выполняется в виде отвертки с лампочкой. С его помощью можно найти фазу, но подключение нулевого провода он не покажет. Это можно сделать двухполюсным индикатором, подключив его между фазой и нулем. Легко можно проверить напряжение в розетке контрольной лампой, которому она должна соответствовать.

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:

  1. обычные батарейки применяемые в различных приборах (фонарики, плееры, часы, тестеры и т.д.)
  2. различные аккумуляторы (щелочные, кислотные и т. п.)
  3. генераторы постоянного тока
  4. другие специальные устройства, например: выпрямители, преобразователи
  5. 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:

  1. генераторы
  2. различные преобразователи (трансформаторы)
  3. 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.

И . Прежде чем подробно разбирать эти термины следует вспомнить, что понятие электрического тока заключается в упорядоченном движении частиц, имеющих электрические заряды. Если электроны постоянно осуществляют движение в одном направлении, то ток носит название постоянного. Но, когда электроны в один момент времени двигаются в одном направлении, а в другой момент осуществляется движение в другом направлении, то это является упорядоченным движением заряженных частиц, двигающихся без остановки. этот ток называют переменным. Существенным различием между ними считают то, что у постоянного значения «+» и «-» постоянно находятся на одном определенном месте.

Что такое постоянное напряжение

В качестве примера постоянного напряжения служит обычная батарейка. На корпусе любой батарейки есть обозначения «+» и «-». Это говорит о том, что при постоянном токе эти значения имеют постоянное местоположение. У переменного наоборот, значения «+» и «-» изменяются через определенные короткие промежутки времени. Поэтому обозначение постоянного тока применяется в виде одной прямой линии, а обозначение переменного — в виде одной волнистой линии.

Отличие постоянного тока от переменного

Большинство устройств, использующих постоянный ток, не позволяют при подключении источника питания путать контакты, поскольку в таком случае прибор может просто выйти из строя. При переменном этого не произойдет. Если вставить вилку в розетку любой стороной, то прибор все равно будет работать. Кроме того, существует такое понятие, как частота переменного тока. Она показывает, сколько раз в течение секунду меняются местами «минус» с «плюсом». Например, частота в 50 герц означает, изменение полярности напряжения за секунду 50 раз.

На представленных графиках видно изменение напряжения в различные временные моменты. На графике слева, для примера показано напряжение на контактах лампочки карманного фонарика. На отрезке времени с «0» до точки «а» напряжение вообще отсутствует, так как фонарик выключен. В точке времени «а» возникает напряжение U1, которое не меняется в промежутке времени «а» — «б», когда фонарик включен. При выключении фонарика в момент времени «б» напряжение снова становится равным нулю.

На графике переменного напряжения можно наглядно увидеть, что напряжение в различных точках, то поднимается до максимума, то становится равным нулю, то падает до минимума. Это движение происходит равномерно, через одинаковые промежутки времени и повторяется до тех пор, пока не отключат свет.

Сейчас невозможно представить себе человеческую цивилизацию без электричества. Телевизоры, компьютеры, холодильники, фены, стиральные машины — вся бытовая техника работает на нем. Не говоря уже о промышленности и больших корпорациях. Основным источником энергии для электроприемников является переменный ток. А что это такое? Каковы его параметры и характеристики? Чем отличаются постоянный и переменный ток? Мало кто из людей знает ответы на эти вопросы.

Переменный против постоянного

В конце девятнадцатого века, благодаря открытиям в области электромагнетизма, возник спор по поводу того, какой же ток лучше применять, чтобы удовлетворить человеческие потребности. Как же все начиналось? Томас Эдисон в 1878 году основал свою компанию, которая в будущем стала знаменитой General Electric. Компания быстро разбогатела и завоевала доверие инвесторов и простых граждан Соединенных Штатов Америки, так как было построено по всей стране несколько сотен электростанций, работающих на постоянном токе. Заслуга Эдисона — в изобретении трехпроводной системы. Постоянный ток замечательно работал с первыми электрическими двигателями и лампами накаливания. Это были фактически единственные приемники энергии на то время. Счетчик, который также был изобретен Эдисоном, работал исключительно на постоянном токе. Однако в противовес развивающейся компании Эдисона выступили конкурентные корпорации и изобретатели, которые хотели противопоставить постоянному току переменный.

Недостатки изобретения Эдисона

Джордж Вестингауз, инженер и бизнесмен, заметил в патенте Эдисона слабое звено — огромные потери в проводниках. Однако ему не удалось разработать конструкцию, которая могла бы конкурировать с этим изобретением. В чем же недостаток Эдисоновского постоянного тока? Основная проблема — передача электроэнергии на расстояния. А так как при его увеличении растет и сопротивление проводников, то это значит, что будут увеличиваться и потери мощности. Для понижения этого уровня необходимо либо повышать напряжение, а это приведет к понижению силы самого тока, либо утолщать провод (то есть снижать сопротивление проводника). Способов эффективного повышения напряжения постоянного тока в то время не было, поэтому электростанции Эдисона держали напряжение, близкое к двум сотням вольт. К сожалению, передаваемые таким образом потоки мощности не могли обеспечить нужды промышленных предприятий. Постоянный ток не мог гарантировать генерацию электроэнергии мощным потребителям, которые находились на значительном расстоянии от электростанции. А повышать толщину проводов или строить больше станций было слишком дорого.

Переменный ток против постоянного

Благодаря разработанному в 1876 году инженером Павлом Яблочковым трансформатору, изменять напряжение у переменного тока было очень просто, что давало потрясающую возможность передавать его на сотни и тысячи километров. Однако на тот момент не существовало двигателей, которые работали бы на переменном токе. Соответственно, не было и генерирующих станций, и сетей для передачи.

Изобретения Николы Теслы

Несомненное преимущество постоянного длилось недолго. Никола Тесла, работая инженером в фирме Эдисона, понял, что постоянный ток не может обеспечить человечество электроэнергией. Уже в 1887 году Тесла получил сразу несколько патентов на аппараты переменного тока. Началась целая борьба за более эффективные системы. Основными конкурентами Теслы были Томсон и Стенли. А 1888 году однозначную победу получил сербский инженер, который предоставил систему, способную транспортировать электрическую энергию на расстояния в сотни миль. Молодого изобретателя быстро взял к себе Вестингауз. Однако сразу же началось противостояние между компаниями Эдисона и Вестингауза. Уже в 1891 году была разработана Теслой система трехфазного переменного тока, что позволило выиграть тендер по строительству огромной электрической станции. С тех пор однозначно позицию лидера занял переменный ток. Постоянный же сдавал свои позиции по всем фронтам. Особенно когда появились выпрямители, способные преобразовывать переменный ток в постоянный, что стало удобно для всех приемников.

Определение переменного тока

Пример простейшего генератора

В качестве самого простого источника используют прямоугольную рамку, изготовленную из меди, которая закреплена на оси и вращается в магнитном поле при помощи ременной передачи. Концы этой рамки припаяны контактными кольцами к медным, которые скользят по щеткам. Магнит создает равномерно распределенное в пространстве магнитное поле. Плотность силовых магнитных линий здесь одинакова в любой части. Вращающаяся рамка пересекает эти линии, и на ее сторонах индуцируется переменная электродвижущая сила (ЭДС). С каждым поворотом направление суммарной ЭДС меняется на обратное, так как рабочие стороны рамки за оборот проходят через разные полюса магнита. Так как меняется скорость пересечения силовых линий, то становится другой и величина электродвижущей силы. Поэтому если равномерно вращать рамку, то индуктированная электродвижущая сила периодически будет меняться как по направлению, так и по величине, ее можно измерить при помощи внешних приборов и, как следствие, использовать для того, чтобы создавать переменный ток во внешних цепях.

Синусоидальность

Что это такое? Переменный ток графически характеризуется волнообразной кривой — синусоидой. Соответственно, ЭДС, ток и напряжение, которые изменяются по этому закону, называются параметрами синусоидальными. Кривая так названа потому, что является изображением тригонометрической переменной величины — синуса. Именно синусоидальный характер переменного тока — наиболее распространенный во всей электротехнике.

Параметры и характеристики

Переменный ток — это явление, которое характеризуется определенными параметрами. К ним относят амплитуду, частоту и период. Последний (обозначается буквой Т) — это промежуток времени, в течение которого напряжение, ток или ЭДС совершает цикл полного изменения. Чем быстрее будет вращение ротора у генератора, тем период будет меньше. Частотой (f) называют количество полных периодов тока, напряжения или ЭДС. Она измеряется в Гц (герцах) и обозначает количество периодов за одну секунду. Соответственно, чем больше период, тем меньше частоты. Амплитудой такого явления, как переменный ток, называют наибольшее его значение. Записывается амплитуда напряжения, тока или электродвижущей силы буквами с индексом «т» — U т I т, Е т соответственно. Часто к параметрам и характеристикам переменного тока относят действующее значение. Напряжение, ток или ЭДС, которая действует в цепи в каждый момент времени — мгновенное значение (помечают строчными буквами — і, u, e). Однако оценивать переменный ток, совершенную им работу, создаваемое тепло сложно по мгновенному значению, так как оно постоянно меняется. Поэтому применяют действующее, которое характеризует силу постоянного тока, выделяющего за время прохождения по проводнику столько же тепла, сколько это делает переменный.

Разница между переменным и постоянным напряжением (со сравнительной таблицей)

Основное различие между переменным и постоянным напряжением заключается в том, что в переменном напряжении полярность волны меняется со временем, тогда как полярность постоянного напряжения всегда остается неизменной. Другие различия между напряжением переменного и постоянного тока показаны ниже в сравнительной таблице.

Содержание: Напряжение переменного тока в сравнении с напряжением постоянного тока

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

База для сравнения Напряжение переменного тока Напряжение постоянного тока
Определение Напряжение переменного тока — это сила, которая создает переменный ток между двумя точками. Напряжение постоянного тока индуцирует постоянный ток между двумя точками.
Символическое представление
Частота Зависит от страны. Ноль
Коэффициент мощности Лежит между 0 и 1. 0
Полярность Изменения Остаться постоянными
Направление Меняться Оставаться неизменным
Получено из Генератор Элемент или батарея
Эффективность Высокая Низкая
Пассивный параметр Полное сопротивление Сопротивление
Амплитуда Есть Нет
Преобразование С помощью инвертора. С помощью выпрямителя.
Трансформатор Требуется для передачи. Не требуется.
Фаза и нейтраль Есть Нет
Преимущества Простота измерения. Легко усиливать

Определение напряжения переменного тока

Напряжение, вызывающее переменный ток, известно как напряжение переменного тока. Переменный ток индуцируется в катушке, когда проводник с током вращается в магнитном поле.Проводник при вращении отсекает магнитный поток, а изменение потока индуцирует переменное напряжение в проводнике.

Определение напряжения постоянного тока

Постоянное напряжение индуцирует постоянный ток. Волны только в одном направлении, а величина напряжения всегда остается постоянной. Генерация напряжения постоянного тока довольно проста и легка. Напряжение наводится за счет вращения катушки в поле магнита. Катушка состоит из разрезного кольца и коммутатора, преобразующего переменное напряжение в постоянное.

Ключевые различия между переменным и постоянным напряжением

  1. Напряжение, вызывающее переменный ток, известно как переменное напряжение. Постоянное напряжение создает постоянный ток.
  2. Частота переменного напряжения зависит от страны (в основном используются 50 и 60 Гц). Принимая во внимание, что частота постоянного напряжения становится равной нулю.
  3. Коэффициент мощности переменного напряжения находится в диапазоне от 0 до 1. А коэффициент мощности постоянного напряжения всегда остается равным 1.
  4. Полярность переменного напряжения всегда меняется со временем, а полярность постоянного напряжения всегда остается постоянной.
  5. Напряжение переменного тока однонаправленное, а напряжение постоянного тока двунаправленное.
  6. Генератор вырабатывает переменное напряжение, а постоянное напряжение получает от элемента или батареи.
  7. Эффективность переменного напряжения выше, чем постоянного.
  8. Полное сопротивление — это пассивный параметр переменного напряжения, а постоянного — сопротивление. Импеданс означает противодействие напряжения протеканию тока.
  9. Напряжение переменного тока имеет амплитуду, тогда как напряжение постоянного тока не имеет амплитуды.Амплитуда термина означает максимальное расстояние, пройденное колебанием и вибрирующим телом.
  10. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный. В то время как выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный.
  11. Трансформатор необходим для передачи переменного тока, но не используется для передачи постоянного тока.
  12. Напряжение переменного тока имеет фазу и нейтраль, тогда как напряжение постоянного тока не требует ни фазы, ни нейтрали.
  13. Главное преимущество переменного напряжения в том, что его легко измерить.Преимущество постоянного напряжения заключается в том, что напряжение можно легко усилить. Усиление — это процесс, посредством которого увеличивается сила сигнала.

Связь между напряжением переменного и постоянного тока

Вольта переменного тока х 1,414 = Вольт постоянного тока

Разница между переменным и постоянным током (ток и напряжение)

Разница между переменным током (переменный ток) и постоянным током (постоянный ток)

Переменный ток (AC) и Постоянный ток (DC) — это два типа электрических токов, которые сосуществуют в нашей повседневной жизни.Оба они используются для подачи питания на электрические устройства. Но они очень разные. Розетки в нашем доме обеспечивают подачу переменного тока, а батареи обеспечивают подачу постоянного тока. Мы не можем подключить устройство постоянного тока к розетке переменного тока (ну, мы можем, но оно не будет работать и в худшем случае взорвется). Причина в разнице между их поведением и тем, как они влияют на схемы.

Рис. 1. Разница между AC и DC

В этой статье мы кратко обсудим разницу между переменным током (AC) и постоянным током (DC) , но сначала давайте обсудим AC и DC .

Электрический ток

Электрический ток — это движение или поток свободных электронов в проводящем материале под действием разности потенциалов. Материал, который содержит свободные электроны, называется проводником и используется для проведения электрического тока.

Свободные электроны, существующие в материале, возбуждаются при приложении напряжения или разности потенциалов, и они текут в определенном направлении, то есть от высокого потенциала к низкому потенциалу.Высокий потенциал или напряжение обозначается положительным (+) знаком, а низкий потенциал обозначается отрицательным (-) знаком, и они формируют полярность электрического тока.

В зависимости от направления движения электрона или электрического тока он подразделяется на два основных типа; Переменный ток (AC) и Постоянный ток (DC)

Переменный ток (AC)

Когда направление электрического тока периодически меняется на противоположное, говорят, что это Переменный ток .Поскольку направление тока периодически меняется на противоположное, полярность напряжения также меняется на противоположную, то есть высокий потенциал (+) и низкий потенциал (-) меняются местами. Поэтому переменный ток обозначается знаком волны (~). Количество раз, когда электрический ток меняет свое направление за одну секунду, называется его частотой и обычно составляет 50 Гц (Европа) или 60 Гц (США).

Поколение

Когда катушка или петля провода помещаются в переменное магнитное поле, в катушке возникает электрический ток.Этот принцип применяется в устройствах, называемых генераторами переменного тока, которые используются для генерации переменного тока.

Генератор переменного тока состоит из катушки, которая вращается (любым способом, например, с помощью водяной или паровой турбины) внутри стационарного магнитного поля. Вращение катушки изменяет линии магнитного поля, воздействующие на катушку; поэтому в катушке индуцируется электрический ток. Поскольку вращающаяся катушка меняет полярность магнитного поля, электрический ток и напряжение, индуцированные в катушке, периодически меняют свое направление.

Сигналы       

Величина переменного тока и напряжения постоянно меняется во времени. Он колеблется между своей максимальной пиковой точкой и минимальной пиковой точкой вдоль общей контрольной точки. Результирующий сигнал может быть синусоидальным, прямоугольным, треугольным, пилообразным и т. д. Наиболее распространенной формой переменного тока, которую мы используем в наших домах, является синусоидальная волна.

Частота и фаза

Мы уже знаем, что переменный ток имеет определенную частоту, и мы знаем, что частота влияет на реактивное сопротивление конденсатора и катушки индуктивности.Следовательно, переменный ток вносит реактивное сопротивление в цепь. Реактивное сопротивление вызывает разность фаз между волнами напряжения и тока. Мы также можем сказать, что по этой причине коэффициент мощности используется только в системах переменного тока. Поскольку коэффициент мощности определяется как cos (θ), где θ — разность фаз между сигналом напряжения и сигналом тока

Разность фаз — это разница относительно временного сдвига между двумя волнами переменного тока. В таких случаях величина одной волны отстает от величины другой волны.Это приводит к потере мощности в цепи. Чтобы обеспечить полную мощность нагрузки, переменное напряжение и ток должны быть синхронизированы (или совмещены по фазе). Таким образом, коэффициент мощности колеблется между cos 0° (коэффициент мощности = 1, разность фаз 0°) и cos 90° (коэффициент мощности = 0, разность фаз 90°).

Формулы переменного тока, напряжения, сопротивления и мощности

Переменный ток

Однофазные цепи переменного тока

  • I = P / (V x Cosθ)
  • I = (В/З)

Трехфазные цепи переменного тока

Напряжение переменного тока

Однофазные цепи переменного тока

  • В = P/(I x Cosθ)
  • В = I/Z

Трехфазные цепи переменного тока

Сопротивление переменному току

  • Z = √(R 2 + X L 2 )… В случае индуктивной нагрузки
  • Z = √(R 2 + X C 2 )… В случае емкостной нагрузки
  • Z = √(R 2 + (X L – X C ) 2 … В случае как индуктивных, так и емкостных нагрузок.

Блок питания переменного тока

Однофазные цепи переменного тока

  • P = V x I x Cosθ                                  (в однофазных цепях переменного тока)

Трехфазные цепи переменного тока

Активная мощность

  • P = √3 x В L x I L x Cosθ                  (в трехфазных цепях переменного тока)
  • P = 3 x V Ph x I Ph x Cosθ
  • P = √ (S 2  – Q 2 )
  • P =√ (ВА – ВАР 2 )

Реактивная мощность

  • Q = V I Sinθ
  • ВАR = √ (VA – P 2 )
  • кВАр = √ (кВА 2  – кВт 2 )

Полная мощность

  • S = √ (P + Q 2 )
  • кВА = √кВт 2  + кВАр 2

Комплексная мощность

  • S = В I
  • S = P + jQ … (индуктивная нагрузка)
  • S = P – jQ … (емкостная нагрузка)

Где

  • I = ток в амперах (А)
  • В = напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в Ом (Ом)
  • Cosθ = R/Z = коэффициент мощности
  • Z = импеданс = сопротивление цепей переменного тока
  • I Ph = Фазный ток
  • I L = Линейный ток
  • В Ph = Фазное напряжение
  • В L = Напряжение сети
  • X = индуктивное реактивное сопротивление = 2πfL… Где L = индуктивность в Генри.
  • X C = емкостное реактивное сопротивление = 1/2πfC… Где C = емкость в фарадах.

Постоянный ток (DC)

Тип электрического тока, направление которого не меняется, называется постоянным током или постоянным током. Это однонаправленный ток, который течет только в одном направлении и, в отличие от переменного тока, не течет в обратном направлении. Поскольку направление тока не меняется, полярность его напряжения также не меняется. Поэтому постоянный ток всегда обозначается положительной (+) и отрицательной (-) маркировкой

.
Поколение

Постоянный ток можно получить разными способами.Тот же метод генерации переменного тока можно использовать для генерации постоянного тока, подключив устройство, называемое коммутатором. Коммутатор представляет собой вращающееся устройство, обеспечивающее протекание тока в одном направлении.

Постоянный ток обычно вырабатывается с помощью батарей и элементов. Батареи содержат химическое вещество, которое высвобождает электроны при химической реакции и подает их в электрическую цепь.

Переменный ток также можно преобразовать в постоянный с помощью устройства, называемого выпрямителем.

Сигнал

Постоянный ток не имеет определенной формы волны, поскольку он течет только в одном направлении. Если вы подключите DC к осциллографу, он покажет прямую линию. Однако, если напряжение пульсирует, скажем, в цифровой схеме, которая работает исключительно на постоянном напряжении, форма сигнала может выглядеть как последовательность импульсов или прямоугольные волны. Но форма сигнала никогда не падает ниже 0В.

Формулы постоянного тока, напряжения, сопротивления и мощности

Постоянный ток

  • И = В/Р
  • I = P/V
  • I = √P/R

Напряжение постоянного тока

  • В = I x R
  • В = П/Я
  • В = √ (П х Р)

Сопротивление постоянному току

  • Р = В/И
  • Р = P/I 2
  • Р = В 2 /P

Питание постоянного тока

Где

  • I = ток в амперах (А)
  • В = напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в Ом (Ом)

Хранение и преобразование переменного тока в постоянный

Нам нужны оба типа электрического тока в нашей повседневной жизни.Цифровые устройства, такие как смартфоны, ноутбуки, компьютеры и т. д., работают от постоянного тока, в то время как наши домашние и кухонные приборы, такие как вентиляторы, светильники, миксеры и т. д., работают от переменного тока.

Переменный ток и постоянный ток взаимозаменяемы. Их можно легко преобразовать из одной формы в другую. Устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный ток , называется выпрямителем , а устройство, преобразующее постоянный ток в переменный ток , называется инвертором . Мы используем оба из них для преобразования между источниками питания в соответствии с нашими потребностями.

Розетки в нашем доме обеспечивают подачу переменного тока, но когда нам нужно запитать устройство постоянного тока, используя ту же розетку, мы используем выпрямитель (например, блок питания в ПК или адаптер питания в кабеле ноутбука). Это помогает нам использовать один и тот же источник питания для питания обоих типов устройств. И мы также можем использовать источник постоянного тока батарей для питания приборов переменного тока с помощью инверторов.

Но существует ограничение переменного тока, т.е. электрический ток может сохраняться только тогда, когда он находится в форме постоянного тока.Таким образом, переменный ток преобразуется в плавный постоянный ток перед зарядкой аккумулятора, например, в мобильных телефонах.

Устройство хранения заряда обеспечивает мобильность и беспроводную связь устройства. Он также используется в качестве резервного источника питания в суровых условиях для питания важного оборудования, например, в больницах и т. д.

Преобразование напряжения и передача

В линиях электропередачи происходят потери мощности (I 2 R) в виде тепла из-за величины тока, протекающего по ним.Чтобы уменьшить величину тока, мы увеличиваем напряжение, чтобы поддерживать ту же отдаваемую мощность (P = I*V).

В переменном токе напряжение можно легко преобразовать между высоким и низким напряжением с помощью устройства, называемого трансформатором . Мы используем повышающие трансформаторы на генерирующих станциях для повышения напряжения для передачи на большие расстояния. Кроме того, те же напряжения снижаются до безопасных уровней для бытового или коммерческого использования с помощью понижающего трансформатора , который обычно можно увидеть на опорах электропередач.

При передаче постоянного тока высокого напряжения очень мало потерь, и для этого требуется всего два провода, но его обслуживание и преобразование между высоким и низким напряжением очень дороги, поэтому он никогда не был принят. Напряжение постоянного тока опаснее переменного, потому что переменный ток колеблется, в то время как постоянный ток представляет собой постоянный поток тока, и он никогда вас не отпустит.

Основные различия между переменным и постоянным током (напряжение и ток)

В следующей таблице показано сравнение и основные различия между переменным током «AC» и постоянным током «DC».

.
Характеристики Переменный ток – переменный ток Постоянный ток – постоянный ток
Определение Электрический ток, который периодически течет туда и обратно. Электрический ток, который течет только в прямом направлении
Символ
Направление тока Двунаправленный i.е. он может течь как в прямом, так и в обратном направлении. Он однонаправленный и течет только в одном направлении, то есть вперед
Напряжение и ток Ток и напряжение постоянно изменяются. Ток и напряжение постоянны.
Полярность В переменном токе нет полярности, поскольку она колеблется. В постоянном токе установлена ​​фиксированная полярность, отмеченная положительным (+) и отрицательным (-) знаками
Замена клемм или полярности Замена клеммы источника не повлияет на схему Замена клеммы источника может привести к повреждению цепи.
Частота Частота переменного тока обычно 50 или 60 Гц Частота постоянного тока 0.
Комплексное сопротивление AC вносит реактивное сопротивление в цепь, поэтому возникает комплексный импеданс. Цепь постоянного тока имеет чисто активные нагрузки. Так что импеданс чисто резистивный
Коэффициент мощности Коэффициент мощности переменного тока всегда равен или находится в диапазоне от 1 до 0. Частота равна 0, поэтому коэффициент мощности всегда равен 1.
Поколение Переменный ток генерируется генератором. Генерируется с помощью коммутатора с генератором, с помощью солнечных батарей и химической реакции в батареях и элементах.
Форма сигнала Переменный ток имеет синусоидальную, прямоугольную, треугольную и пилообразную формы волны и т. д. Он существует в виде одной линии или пульсовой волны.
Преобразование Для преобразования в постоянный ток используется выпрямитель Для преобразования в переменный ток используется инвертор
Хранение Невозможно сохранить Может храниться напрямую.
Трансмиссия Имеются некоторые потери при передаче на большие расстояния. Имеет очень низкие потери при передаче высокого напряжения на большие расстояния.
Линии электропередач Для передачи требуется как минимум 3 отдельных проводника Для передачи требуется только 2 проводника
Стоимость передачи и обслуживание Это дорого, но обслуживание и преобразование между напряжениями проще, чем DC Он дешевле, но его обслуживание довольно опасно и дороже, чем AC
Опасность Переменный ток менее опасен, чем постоянный, поскольку через некоторые регулярные промежутки времени достигает 0 В.(не играть под высоким напряжением) Постоянный ток более опасен и опасен для жизни, чем переменный ток, поскольку он поддерживает постоянный ток.

Похожие сообщения:

Инженерная школа Массачусетского технологического института | » В чем разница между переменным и постоянным током?

В чем разница между переменным и постоянным током?

Один выглядит как прямая линия, другой как волна; вместе они питают ваш ноутбук…

Элизабет Эрли

Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC) примечательны тем, что вдохновили название культовой метал-группы, но они также оказались в центре современного мира, каким мы его знаем.Переменный и постоянный ток — это разные типы напряжения или тока, используемые для проведения и передачи электрической энергии. Быстро — подумайте о пяти вещах, которые вы делаете или к которым прикасаетесь в течение дня, которые никоим образом не связаны с электричеством, не были произведены с использованием электричества и не связаны с внутренним использованием электричества вашим собственным телом… Хорошая попытка, но ни в коем случае, вы не могу этого сделать. (Или отправьте нам список, если считаете, что можете; мы его проверим.)

Электрический ток — это поток заряженных частиц или, в частности, в случае переменного и постоянного тока, поток электронов.По словам Карла К. Берггрена, профессора электротехники Массачусетского технологического института, фундаментальное различие между переменным и постоянным током заключается в направлении потока. DC постоянен и движется в одном направлении. «Простой способ визуализировать разницу заключается в том, что на графике постоянный ток выглядит как плоская линия, тогда как поток переменного тока на графике имеет синусоидальную или волнообразную форму», — говорит Берггрен. «Это связано с тем, что переменный ток изменяется во времени в колебательном повторении — восходящая кривая указывает на то, что ток течет в положительном направлении, а нисходящая кривая указывает на альтернативный цикл, в котором ток движется в отрицательном направлении.Это движение вперед и назад дало имя AC».

Оставив на мгновение в стороне линии и графики, Берггрен предлагает еще один способ различения переменного и постоянного тока, глядя на то, как они работают в устройствах, которые мы используем. Лампа рядом с вашей кроватью, например, использует переменный ток. Это потому, что источник тока пришел издалека, а волнообразное движение тока делает его эффективным путешественником. Если вам посчастливилось читать с фонариком, вы являетесь потребителем постоянного тока. Типичная батарея имеет отрицательные и положительные клеммы, и электрический заряд (это электроны) движется в одном направлении от одного к другому с постоянной скоростью (прямая линия на графике).

Интересно, что если вы читаете это на ноутбуке, вы на самом деле используете оба вида тока. Вилка в форме сопла, которая входит в ваш компьютер, подает постоянный ток на аккумулятор компьютера, но он получает этот заряд от вилки переменного тока, вставленной в стену. Неуклюжий маленький блок, который находится между розеткой и вашим компьютером, представляет собой адаптер питания, который преобразует переменный ток в постоянный.

Берггрен объясняет, что переменный ток стал популярным в конце 19 века из-за его способности эффективно распределять мощность при низком напряжении.Первоначально питание проводится при очень высоком напряжении. Чтобы снизить эти высокие напряжения до низких, необходимых для питания, скажем, бытовой лампочки, необходимо преобразовать ток. Трансформатор, который в основном представляет собой два витка провода, понижает переменный ток с сотен тысяч вольт до распределения разумных напряжений (в сотни) для питания большинства повседневных электронных устройств. Возможность преобразовывать напряжение переменного тока означала, что можно было передавать энергию по стране намного эффективнее.

По словам Берггрена, существует забавная история соперничества между AC и DC. В конце 19 века между Эдисоном и Вестингаузом шла гигантская война из-за переменного и постоянного тока. У Эдисона были патенты, которые заставили его инвестировать в широкое использование постоянного тока. Он намеревался убедить мир в том, что постоянный ток лучше всего подходит для передачи и распределения энергии. Он прибегал к безумным демонстрациям, таким как убийство крупных животных с помощью переменного тока, в попытке доказать его ужасную опасность. Какое-то время он добился успеха, и большинство муниципалитетов использовали местные электростанции с питанием от постоянного тока.Однако обеспечение электроэнергией менее населенных сельских общин по всей стране с помощью постоянного тока оказалось очень неэффективным, поэтому Westinghouse в конечном итоге выиграла, и переменный ток стал доминирующим источником энергии.

Спасибо 10-летнему Грэму из Провиденса, Род-Айленд, за этот вопрос.

Опубликовано: 17 сентября 2013 г.

Разница мощности постоянного и переменного тока | Тех

Есть два вида электричества: постоянный ток и переменный ток.

Есть два метода электрического тока. Это постоянный ток (DC) и переменный ток (AC).
Постоянный ток — это метод, при котором электричество всегда течет в определенном направлении, в отличие от течения реки. Он относится к потоку электричества, полученному от батарей, аккумуляторов, солнечных элементов и т. д.
С другой стороны, переменный ток (AC) представляет собой метод, при котором положительная и отрицательная стороны постоянно периодически переключаются, а направление потока соответственно изменяется электричество.Это поток электричества, получаемый от генератора или розетки. Электроэнергия, произведенная на электростанциях и отправленная в дома, также передается в виде переменного тока.
На приведенной ниже диаграмме показаны потоки электроэнергии постоянного и переменного тока.

При постоянном токе напряжение всегда постоянно и электричество течет в определенном направлении. Напротив, в переменном токе напряжение периодически меняется с положительного на отрицательное и с отрицательного на положительное, и соответственно периодически меняется и направление тока.
При постоянном токе напряжение всегда постоянно и электричество течет в определенном направлении. Напротив, в переменном токе напряжение периодически меняется с положительного на отрицательное и с отрицательного на положительное, и соответственно периодически меняется и направление тока.

Характеристики источника питания постоянного тока

Постоянный ток, при котором электричество всегда течет в постоянном направлении, имеет следующие достоинства и недостатки.

Преимущества

  • Нет опережения или задержки в цепи
  • Реактивная мощность не вырабатывается
  • Может накапливать электричество

Недостаток

  • Прерывание тока затруднено
  • Трудно преобразовать напряжение
  • Сильный электролитический эффект

В переменном токе направление тока постоянно меняется.Поэтому, когда в цепь включают, например, конденсатор или катушку индуктивности, происходит задержка или опережение тока, протекающего к нагрузке, по отношению к поведению напряжения.
Однако при постоянном токе напряжение и направление тока всегда постоянны, поэтому поведение конденсаторов и катушек также всегда постоянно. Следовательно, при постоянном токе в цепи нет ни опережения, ни задержки.
В переменном токе (AC) направление тока переключается, поэтому не вся электроэнергия проходит через нагрузку, а некоторая мощность вырабатывается, просто перемещаясь между нагрузкой и источником питания.Это называется реактивной мощностью.
При постоянном токе вся электроэнергия проходит через нагрузку, поскольку ток всегда течет в постоянном направлении. Это изображение выталкиваемого гребешка. Следовательно, реактивная мощность не вырабатывается, и мощность может использоваться эффективно.
Еще одним преимуществом постоянного тока является то, что его можно накапливать от батареек, аккумуляторов, конденсаторов и т. д.

С другой стороны, постоянный ток также имеет свои недостатки. Одна из них заключается в том, что ток трудно прервать.Поскольку к постоянному току всегда прикладывается постоянное напряжение, особенно при высоком напряжении, в момент прерывания могут возникнуть такие проблемы, как дуги (искры), или может возникнуть риск поражения электрическим током в окружающей среде.
В случае переменного тока, когда напряжение переключается с положительного на отрицательное или с отрицательного на положительное, напряжение моментально падает до нуля. Если вы стремитесь к тому времени, когда напряжение низкое, вы можете прерывать ток более безопасно, чем при постоянном токе.
Также при преобразовании постоянного напряжения необходимо один раз преобразовать его в переменное, а затем снова обратно в постоянное. По этой причине оборудование для преобразования постоянного напряжения больше и дороже, чем оборудование переменного тока.
Еще одним недостатком постоянного тока является сильная коррозия подземных труб и изоляторов, необходимых для передачи электроэнергии. Поскольку электричество всегда течет в одном и том же направлении в постоянном токе, коррозия оборудования для передачи энергии увеличивается из-за электростатической индукции и электрической коррозии.
Это постоянный ток, который выходит из хранящихся элементов, таких как аккумуляторы, аккумуляторы и конденсаторы. Поэтому изделия с питанием от батареек совместимы с постоянным током.
С другой стороны, источником питания в обычном доме является переменный ток, но в электронных устройствах, таких как компьютеры и бытовая техника, например телевизоры, используется постоянный ток. Для работы таких устройств переменный ток из розетки преобразуется в постоянный с помощью конденсаторов и других устройств.
Однако в центрах обработки данных, где в основном используется постоянный ток, поощряется использование источников питания постоянного тока, чтобы уменьшить потери при преобразовании переменного тока в постоянный.

Характеристики источника питания переменного тока

AC с его циклическим положительным и отрицательным напряжением имеет следующие преимущества и недостатки.

Преимущества

  • Меньшие потери мощности благодаря передаче высокого напряжения
  • Легко трансформируется
  • Легко отключается при подаче питания
  • Не нужно беспокоиться о положительном и отрицательном напряжении

Недостатки

  • Требуется более высокое напряжение, чем целевое напряжение
  • Воздействие катушек и конденсаторов
  • Не подходит для передачи на сверхдальние расстояния

Особенно при передаче электроэнергии на большие расстояния, например, от электростанции в город, для повышения эффективности передачи используется очень высокое напряжение 600 000 В (вольт).Это связано с тем, что потери мощности намного больше, когда мощность передается при низком напряжении.
Это связано с тем, что при подаче электричества на провод одинаковой длины (сопротивления) в течение одинакового времени выделяется тепло пропорционально квадрату силы тока. Поскольку тепло — это энергия, которая уходит, это потеря мощности.
Например, если вам нужна мощность 3000 Вт (ватт), при напряжении 100 В вам потребуется ток 30 А (ампер), а при напряжении 1000 В вам потребуется ток всего 3 А.
Другими словами, если напряжение увеличить в 10 раз, величина тока уменьшится до 1/10, а результирующие потери мощности могут быть уменьшены до 1/100, или квадрата 1/10.По этой причине для передачи на большие расстояния используются очень высокие напряжения.
Конечно, напряжение как таковое нельзя использовать в домах и офисах. Подаваемое напряжение составляет 100 000 В для крупных заводов, 6 600 В для зданий и 200 В или 100 В для домов и офисов.
Поэтому напряжение электроэнергии, отправляемой электростанцией, должно быть снижено в зависимости от региона или местоположения.
По сравнению с постоянным током, переменный ток можно легко преобразовать с помощью трансформаторов, что делает его более подходящим для электроснабжения в качестве инфраструктуры.

Еще одним преимуществом переменного тока является то, что его легко отключить во время подачи питания, поскольку время, когда напряжение падает до нуля, наступает периодически.
Также можно использовать без различения плюса и минуса, как бытовой блок питания (розетку), что упрощает подключение и эксплуатацию устройств.
С другой стороны, переменный ток требует более высокого напряжения, чем целевое напряжение для необходимого количества тепла, потому что значение напряжения постоянно меняется и бывают моменты, когда напряжение достигает нуля.
Форма сигнала напряжения переменного тока синусоидальна, а максимальное напряжение в √2 раза превышает рабочее значение. Характеристики изоляции и технические характеристики оборудования должны быть выше действующего значения.
Еще одной характеристикой переменного тока является то, что на него сильно влияют катушки и конденсаторы. Катушки и конденсаторы генерируют напряжения, которые заставляют ток течь в направлении, противоположном направлению тока, в результате чего ток в цепи опережает или отстает.
Электроэнергия, вырабатываемая и подаваемая на электростанцию, представляет собой переменный ток.На электростанции одновременно излучаются три волны переменного тока, причем форма волны переменного тока смещена на 120 градусов. Этот вид электричества называется трехфазным переменным током.

Существует два типа переменного тока: однофазный переменный ток и трехфазный переменный ток. Трехфазный переменный ток используется, прежде всего, для передачи электроэнергии высокого напряжения. При подаче в бытовую розетку происходит его преобразование в одну фазу вместе с преобразованием напряжения.
AC используется в общих источниках питания (розетках) и используется как есть для двигателей, не требующих деликатного управления, таких как пылесосы и вентиляторы.
С другой стороны, двигатели для кондиционеров, стиральных машин, холодильников и т. д. не используют переменный ток как таковой, а используют инверторы для точного управления.

Связанные технические статьи

3.5 Переменный ток в сравнении с постоянным током

Переменный ток

Большинство примеров, рассмотренных до сих пор, и особенно те, в которых используются батареи, имеют источники постоянного напряжения. Как только ток установлен, он, таким образом, также является постоянным. Постоянный ток (DC) представляет собой поток электрического заряда только в одном направлении.Это устойчивое состояние цепи постоянного напряжения. Однако в большинстве известных приложений используется источник переменного напряжения. Переменный ток (AC) — это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь известна как цепь переменного тока. Примеры включают коммерческую и жилую энергию, которая удовлетворяет многие из наших потребностей. На рис. 3.19 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичной мощности постоянного и переменного тока.Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.

Рисунок 3.19 (a) Напряжение постоянного тока и ток постоянны во времени, как только ток установится. (b) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока с частотой 60 Гц. Напряжение и ток синусоидальны и находятся в фазе для простой цепи сопротивления. Частоты и пиковые напряжения источников переменного тока сильно различаются.

Рисунок 3.20. Разность потенциалов VV между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано.Математическое выражение для VV имеет вид V=V0sin 2 πft.V=V0sin 2 πft. size 12{V = V rSub { size 8{0} } «sin»» 2″π ital «ft»} {}

На рис. 3.20 показана схема простой цепи с источником переменного напряжения. Напряжение между клеммами колеблется, как показано, с напряжением переменного тока, заданным

. 3.38 V=V0sin 2πft,V=V0sin 2πft, размер 12{V = V rSub { размер 8{0} } «sin»» 2″π ital «ft»} {}

, где размер VV 12{V} {} равен напряжение в момент времени t,t, размер 12{t} {} V0V0 размер 12{V rSub { размер 8{0} } } {} — пиковое напряжение, а размер ff 12{f} {} — частота в герцах.Для этой простой цепи сопротивления I=V/R,I=V/R, размер 12{I = ital «V/R»} {}, поэтому переменный ток равен

. 3.39 I=I0 sin 2πft,I=I0 sin 2πft, size 12{I = I rSub { size 8{0} } » sin 2″π ital «ft»} {}

, где II size 12{I} {} is ток в момент времени t,t, размер 12{t} {} и I0=V0/RI0=V0/R размер 12{I rSub { размер 8{0} } = V rSub { размер 8{0} } итал «/ R»} {} — пиковый ток. В этом примере говорят, что напряжение и ток совпадают по фазе, как показано на рис. 3.19(b).

Ток в резисторе колеблется туда-сюда точно так же, как управляющее напряжение, поскольку I=V/R.Я=В/Р. size 12{I = ital «V/R»} {} Если резистор представляет собой, например, люминесцентную лампочку, она становится ярче и тускнеет 120 раз в секунду, когда ток многократно проходит через нуль. Мерцание с частотой 120 Гц слишком быстрое для ваших глаз, но если вы помахаете рукой между лицом и флуоресцентным светом, вы увидите стробоскопический эффект, свидетельствующий о переменном токе. Тот факт, что светоотдача колеблется, означает, что мощность колеблется. Подаваемая мощность равна P=IV.P=IV. size 12{P = ital «IV»} {} Используя выражения для II размера 12{I} {} и VV размера 12{V} {} выше, мы видим, что зависимость мощности от времени P=I0V0sin2 2πftP=I0V0sin2 2πft size 12{P= I rSub { size 8{0} } V rSub { size 8{0} } «sin» rSup { size 8{2} } «2»π ital «ft»} {}, как показано на рис. Рисунок 3.21.

Установление связей: домашний эксперимент — освещение переменного/постоянного тока

Проведите рукой вперед-назад между лицом и флуоресцентной лампочкой. Наблюдаете ли вы то же самое с фарами на вашем автомобиле? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение. Не смотрите прямо на очень яркий свет .

Рисунок 3.21 Мощность переменного тока как функция времени. Поскольку напряжение и ток здесь совпадают по фазе, их произведение неотрицательно и колеблется между нулем и I0V0I0V0 size 12{I rSub { size 8{0} } V rSub { size 8{0} } } {}.Средняя мощность составляет (1/2)I0V0.(1/2)I0V0. size 12{ \( 1/2 \) I rSub { size 8{0} } V rSub { size 8{0} } } {}

Чаще всего нас интересует средняя мощность, а не ее флуктуации — свет мощностью 60 Вт. Например, лампочка в вашей настольной лампе потребляет в среднем 60 Вт. Как показано на рис. 3.21, средняя мощность PavePave size 12{P rSub { size 8{«ave»} } } {} равна

. 3.40 Уложить=12I0V0.Уложить=12I0V0. size 12{P rSub { size 8{«ave»} } = {{1} over {2} } I rSub { size 8{0} } V rSub { size 8{0} } } {}

Это видно из на графике, поскольку области выше и ниже (1/2)I0V0(1/2)I0V0 размера 12{ \( 1/2 \) I rSub { размера 8{0} } V rSub { размера 8{0} } } {} равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.Точно так же мы определяем среднее или среднеквадратичное значение тока IrmsIrms size 12{I rSub { size 8{«rms»} } } {} и среднее или среднеквадратичное напряжение VrmsVrms size 12{V rSub { size 8{«rms»} } } {} быть,

3.41 Irms =I02Irms =I02 размер 12{I rSub {размер 8{«rms»} } = {{I rSub {размер 8{0} } } более { sqrt {2} } } } {}

и

3.42 Vrms = V02, Vrms = V02, размер 12{V rSub {размер 8{«rms»} } = { {V rSub {размер 8{0} } } свыше { sqrt {2} } } } {}

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

3.43 Pave=IrmsVrms,Pave=IrmsVrms, размер 12{P rSub { размер 8{«ср.кв.»} } = I rSub { размер 8{«среднеквадратичное значение»} } V rSub {размер 8{«среднеквадратичное значение»} } } {}

, что дает

3.44 Pave=I02⋅V02=12I0V0,Pave=I02⋅V02=12I0V0, размер 12{P rSub { размер 8{«ave»} } = { {I rSub { размер 8{0} } } над { sqrt {2} } } cdot { {V rSub { размер 8{0} } } более { sqrt {2} } } = { {1} более {2} } I rSub { размер 8{0} } V rSub { размер 8{0} } } {}

, как указано выше.Стандартной практикой является указывать размер IrmsIrms 12{I rSub { размер 8{«rms»} } } {}, размер VrmsVrms 12{V rSub { размер 8{«rms»} } } {} и размер PavePave 12{P rSub { size 8{«ave»} } } {} , а не пиковые значения. Например, напряжение в большинстве бытовых электросетей составляет 120 В переменного тока, что означает, что VrmsVrms размера 12{V rSub { size 8{«rms»} } } {} составляет 120 В. Обычный автоматический выключатель на 10 А прерывает устойчивое значение IrmsIrms. 12{I rSub { size 8{«rms»} } } {} больше 10 A. Ваша микроволновая печь мощностью 1,0 кВт потребляет Pave=1.0 кВт, Pave=1,0 кВт, размер 12{P rSub { размер 8{«ave»} } =1 «.» 0`»кВт»} {} и так далее. Вы можете думать об этих среднеквадратичных и средних значениях как об эквивалентных значениях постоянного тока для простой резистивной цепи.

Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения для мощности полностью аналогичны уравнениям для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения. Таким образом, для переменного тока закон Ома записывается как

3.45 Irms=VrmsR.Irms=VrmsR. размер 12{I rSub { размер 8{«среднеквадратичное значение»} } = { {V rSub { размер 8{«среднеквадратичное значение»} } } свыше {R} } } {}

Различные выражения для мощности переменного тока PavePave размер 12{P rSub { size 8{«ave»} } } {} равны

3.46 Pave=IrmsVrms,Pave=IrmsVrms, размер 12{P rSub { размер 8{«среднеквадратичное значение»} } = I rSub { размер 8{«среднеквадратичное значение»} } V rSub {размер 8{«среднеквадратичное значение»} } } {}3,47 Pave=Vrms2R, Pave=Vrms2R, размер 12{P rSub { размер 8{«ave»} } = {{V rSub { размер 8{«rms»} } rSup {размер 8{2} } } над {R} } } {}

и

3.48 Pave=Irms2R.Pave=Irms2R. size 12{P rSub { size 8{«ave»} } = I rSub { size 8{«rms»} } rSup { size 8{2} } R} {}

Пример 3.9 Пиковое напряжение и мощность для переменного тока

(a) Каково значение пикового напряжения для сети переменного тока 120 В? (b) Какова пиковая мощность потребления 60.0-ваттная лампочка переменного тока?

Стратегия

Нам говорят, что VrmsVrms size 12{V rSub { size 8{«rms»} } } {} составляет 120 В, а PavePave size 12{P rSub { size 8{«ave»} } } {} составляет 60,0 Вт. Мы можно использовать Vrms =V02Vrms =V02 размер 12{V rSub {размер 8{«rms»} } = {{V rSub {размер 8{0} } } over { sqrt {2} } } } {} для нахождения пикового напряжения , и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.

Решение для (а)

Решение уравнения Vrms =V02Vrms =V02 размер 12{V rSub { размер 8{«rms»} } = { {V rSub { размер 8{0} } } более { sqrt {2} } } } {} для пика напряжение V0V0 размер 12{V rSub { размер 8{0} } } {} и подстановка известного значения VrmsVrms размер 12{V rSub { размер 8{«среднеквадратичное значение»} } } {} дает

3.49 V0=2Вэфф= 1,414(120В)= 170В. V0=2Вэфф= 1,414(120В)= 170В. Размер 12{V rSub { Размер 8{0} } = sqrt {2} V rSub { Размер 8{ «rms»} } =» 1″ «.» «414» \ («120» «В» \) =» 170 В»} {}

Обсуждение для (а)

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

Решение для (б)

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

3.50 P0=I0V0= 212I0V0= 2Pave.P0=I0V0= 212I0V0= 2Pave. размер 12{P rSub { размер 8{0} } = I rSub { размер 8{0} } V rSub { размер 8{0} } =» 2″ слева ( {{1} более {2} } I rSub { размер 8{0} } V rSub { size 8{0} } right ) =» 2″P rSub { size 8{«ave»} } } } {}

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

3,51 P0= 2(60,0 Вт)= 120 Вт.P0= 2(60,0 Вт)= 120 Вт. размер 12{P rSub { размер 8{0} } =» 2″ \( «60» «.» «0 Вт » \) =» 120 Вт»} {}

Обсуждение

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

AC против DC Что опаснее?

Дата публикации: 25 сентября 2020 г. Последнее обновление: 25 сентября 2020 г. Абдур Рехман

Многие люди спорят об интенсивности переменного и постоянного тока. Позвольте нам помочь вам узнать, какой из двух более опасен и почему.

Далее мы обсудим причины поражения электрическим током, опасные уровни переменного и постоянного тока и их вредное воздействие на наш организм.

👉🏼 Мы запустили новый курс т.е. IEEE 1584-2018 (Руководство по расчету опасности вспышки дуги) . В этом курсе мы рассказали о введении, истории и некоторых основных изменениях в утвержденном стандарте IEEE 1584-2018. В настоящее время мы предлагаем скидку 50% в течение ограниченного времени. Мы надеемся, что вы присоединитесь к нам и получите от этого пользу.

Разница между переменным и постоянным током:​

АС:

Переменный ток, известный как переменный ток, представляет собой ток, который меняет свое направление на противоположное в течение определенного периода времени.

В качестве движущей силы тока принимается напряжение. Напряжение переменного тока также меняет свое направление или «полярность» через некоторое время.

Переменный ток имеет форму синусоиды. Количество циклов, совершаемых за секунду, известно как «частота».

Следовательно, частота 50 Гц означает, что ток совершает 50 циклов за одну секунду.


DC:

Постоянный или постоянный ток – это ток, который не меняет своего направления на противоположное и течет по прямому пути, а полярность остается неизменной.

Поскольку постоянный ток не течет синусоидально и не меняет направления, у него нет частоты.


Что вызывает поражение электрическим током? Ток или напряжение?

Поражение электрическим током вызывается током, а не напряжением.

Ток — это поток зарядов, движущихся от точки с более высоким потенциалом к ​​точке с более низким потенциалом. Эти заряды проходят через тело, когда человек вступает в контакт с источником электрической энергии.

Однако напряжение не менее важно, так как оно определяет величину тока.

Это можно понять через  закон омов  , в котором четко сказано, что напряжение и ток прямо пропорциональны друг другу,

Почему человеческое тело чувствует удар током?​

 


Во-первых, человеческое тело имеет собственное сопротивление электрическому току, которое неодинаково по всему телу. Кожа имеет наибольшее сопротивление около 100 000 Ом, а внутреннее тело имеет не менее 300-500 Ом.

Тело ощущает удар током в основном за счет эффекта нагрева и раздражения нервов и мышц. Сопротивление тела току вызывает рассеивание энергии, что приводит к эффекту нагрева или даже к ожогам.

Когда происходит разрушение тканей кожи, тело обеспечивает путь тока с низким сопротивлением, потому что наша кровь, мышцы и органы содержат много ионов, которые помогают току проходить.

Этот поток зарядов внутри тела затем сопровождается мышечными сокращениями и фибрилляцией желудочков.

Некоторые важные факторы

В условиях повышенной влажности или пота кожа значительно снижает сопротивление, что приводит к усилению поражения электрическим током, поскольку через нее проходит больший ток.

Некоторые значения сопротивления кожи можно увидеть из этой таблицы:

   
Состояние Сопротивление (Ом)
Сухой Влажный
Палец 40К-1М 4К-15К
Трос для фиксации руки 15К-50К 3К-6К
Захват для пальцев 10К-30К 2К-5К
Прикосновение ладонью 3К-8К 1К-2К
Ручное погружение 200-500

* Эта таблица составлена ​​на основе данных, разработанных Коувенховеном и Милнором

Человеческий жир имеет высокую сопротивляемость.Таким образом, для двух человек с разным процентом жира в организме человек с более высоким процентом жира испытает менее сильный шок по сравнению с человеком с меньшим количеством жира.

Переменный ток может вызвать стимуляцию потовых желез и вызвать потоотделение, тем самым снижая сопротивляемость нашего тела и, следовательно, увеличивая ударный ток.

Также важна продолжительность поражения электрическим током. Тяжесть повреждений увеличивается с течением времени. Даже небольшой ток 0.4 мА могут быть болезненными, если держать их слишком долго. Фибрилляция может возникнуть в течение 0,2 секунды при 500 мА, тогда как при 75 мА она может занять 0,5 секунды.

Теперь давайте всесторонне поговорим о переменном и постоянном токе.

Среднеквадратичные и пиковые значения :

Как обсуждалось выше, переменное напряжение и ток могут быть представлены в виде синусоиды. Можно заметить, что синусоидальная волна имеет два пика, минимальный пик и максимальный пик.

Значения текущего напряжения на этих пиках известны как пиковые значения, которые представляют собой самые высокие значения, достигнутые в процессе.


Что касается среднеквадратичных значений (среднеквадратичных значений), то это значения переменного тока и напряжения, которые производят такой же уровень нагрева, как и постоянный. Среднеквадратичное значение можно рассматривать как значение переменного тока, эквивалентное постоянному току, и определяется как:


Поскольку сигнал постоянного тока не имеет синусоидальной формы, у него не будет никакого среднеквадратичного значения, и будет поддерживаться только постоянное пиковое значение.

Одинаковый уровень мощности переменного и постоянного тока :

Предположим, у нас есть 220 В действующее значение  переменного тока и 220 В постоянного тока, что, по вашему мнению, будет более опасным?

Ну, для 220 В, являющегося среднеквадратичным значением для переменного тока, его пиковое значение будет 311 В, следовательно, в какой-то момент оно будет иметь более высокое значение тока.

Следует иметь в виду, что не напряжение, а сила тока вызывает поражение электрическим током. Помимо напряжения, сила тока также будет зависеть от сопротивления тела.

Таким образом, значение сопротивления имеет большее значение, чем одинаковые уровни мощности переменного и постоянного тока. Чем ниже сопротивление пути тока, тем сильнее будет удар током.

Опасные значения и эффекты переменного и постоянного тока:

Опасные значения и эффекты переменного и постоянного тока:

AC 50/60 Гц    DC Эффект
​0.4 мА ​1 мА​ ​Легкое ощущение​
​1-10 мА​ ​5,2-62 мА​ ​Болезненное ощущение​
​10-16 мА​ ​76 мА​ ​Паралич рук, невозможно отпустить хватку​
​23-30 мА​ ​90 мА​ ​Дыхательный паралич, обструктивное дыхание​
​75-250 мА​ ​500 мА​ Фибрилляция желудочков, сердце начинает трепетать

Из приведенной выше таблицы видно, что как переменный, так и постоянный ток дают тяжелые и опасные для жизни результаты.Однако мы также можем видеть, что требуется большая величина постоянного тока, чтобы вызвать тот же эффект, по сравнению с переменным током.

Эффект частоты :

Ток отпускания – максимальное значение тока, при котором человек может отпустить проводник с помощью мышц, находящихся под действием тока. Частота тока также важна для определения этого значения.

Определяется NFPA 70E.

Переменный ток частотой 50 Гц гораздо опаснее, чем переменный ток частотой 2000, 4000 или 5 Гц той же величины.Причина в том, что при частоте 50 и 60 Гц электрические импульсы от удара стимулируют мышцы тела и воздействуют на нашу собственную нервную систему.

Например, переменного тока 50 мА, 50 Гц достаточно, чтобы вызвать фибрилляцию желудочков (сердце перестает сокращаться и бьется нерегулярно), в то время как для получения того же эффекта потребуется 150 мА постоянного тока. [1]

Таким образом, постоянный ток требуется больше, чтобы вызвать тот же эффект, что и переменный.


В заключение мы хотели бы подчеркнуть, что переменный ток и постоянный ток опасны для нас.К электричеству не следует относиться легкомысленно.

Однако свойства переменного тока вызывать мышечные сокращения, фибрилляцию желудочков и другие серьезные повреждения при гораздо меньшей величине, чем при постоянном токе, делают его более смертоносным, чем при постоянном токе.

Мы должны избегать прямого контакта с электричеством и не позволять другим делать то же самое. Крайне важно знать о рисках поражения электрическим током и мерах предосторожности, необходимых для предотвращения такого инцидента.

Перед работой с электрооборудованием обязательно используйте мультиметр, чтобы заранее проверить уровни напряжения и тока.Чтобы обезопасить себя от поражения электрическим током, важно знать причины. Одной из причин является неисправное и плохо обслуживаемое оборудование.

Также необходимо иметь соответствующие средства индивидуальной защиты, такие как резиновые сапоги и перчатки.

Еще одной опасностью является дуговая вспышка в электрической системе. Вот почему электробезопасность и профилактика имеют решающее значение для любого коммерческого или промышленного объекта.

Мы надеемся, что эта статья окажется полезной для наших читателей. Пожалуйста, не стесняйтесь давать свои ценные предложения в комментариях ниже.Спасибо.

Каталожные номера:

[1] Бернштейн Т. Расследование предполагаемых случаев поражения электрическим током и пожаров, вызванных внутренним напряжением. IEEE Ind Appl. 1989;25(4):664–8. [Академия Google]

 


  • Об авторе

    Абдур Рехман — профессиональный инженер-электрик с более чем восьмилетним опытом работы с оборудованием от 208 В до 115 кВ как в коммунальных, так и в промышленных и коммерческих помещениях.Он уделяет особое внимание защите энергетических систем и инженерным исследованиям.

 

Измерение напряжения переменного и постоянного тока

Вслед за теорией последует практический пример работы измерительных приборов Dewesoft. Напряжение сети общего пользования будет измеряться. Значение входного напряжения сети общего пользования необходимо учитывать, чтобы определить, какой тип входа усилителя необходим для измерения. Общедоступная сеть в Европе заявлена ​​со значением 230 VRMS, но для обеспечения безопасной работы измерительных приборов необходимо учитывать пиковые значения сети для входного диапазона.Пиковое значение сетки в Европе равно среднеквадратичному значению, умноженному на квадратный корень из 2, как показано в уравнении ниже.

\( 230V_{RMS}\cdot\sqrt{2}\приблизительно325V_{пиковое} \)

При пиковом значении 325 В мы можем напрямую использовать модуль Sirius HV-HS, который поддерживает напряжение до 1,6 кВ. Это означает, что мы можем выполнить простое измерение без каких-либо дополнительных делителей напряжения или усилителей и простого подключения, как показано ниже. Будет использоваться канал 4, в который встроен усилитель Sirius HV-HS.Остальные каналы можно оставить неактивными (неиспользуемыми в программном обеспечении), поскольку они не имеют отношения к данному измерению. Следующим шагом является настройка канала измерения в программном обеспечении, как показано ниже.

Изображение 17: Подключение однофазного напряжения к Sirius 4xHV 4xLV

 Окно настройки имеет две стороны: левая сторона — сторона усилителя, а правая сторона — сторона датчика.

Изображение 18: Экран настройки канала в Dewesoft X

На стороне усилителя мы можем переключаться между диапазонами 50 В и 1600 В.В этом примере будет использоваться диапазон 1600 В. Фильтр нижних частот также можно использовать для отсекания высоких частот, но при этом следует соблюдать осторожность. Если взять частоту ниже половины частоты дискретизации, сигнал в диапазоне измерений будет обрезан, это может быть полезно в некоторых приложениях, но чаще всего эта конфигурация устанавливается по ошибке.

Настройка на стороне датчика заключается в выборе датчика, используемого для измерения. В этом случае напряжение измеряется напрямую без датчика, поэтому необходимо установить только физическую величину как напряжение и единицу измерения как вольт (В).В этой части настройки также можно установить коэффициент масштабирования, если для измерения используются датчики или делители. В этом случае оно будет иметь значение 1, так как напряжение измеряется напрямую, без масштабирования.

В этом примере настройки выполнены, чтобы можно было начать измерение. Нажав кнопку Измерить. Лучший способ наблюдать синусоидальную форму волны — с помощью осциллографа. При первом открытии прицела будет бегущая волна, которую невозможно проанализировать, это связано с тем, что ПО работает в свободном режиме, и измерение нужно как-то провести.Рекомендуется добавить триггер на триггер нормы и определить источник и уровень триггера. Для целей данного примера его можно оставить как есть, так как источником запуска является канал U1 и уровень равен 0.

Изображение 19: Экран измерения напряжения с помощью простого запуска

Режим DualCoreADC

В предыдущем разделе много говорилось о правильном выборе диапазона измерения усилителя. Теперь пришло время взглянуть на впечатляющие возможности, предлагаемые двухъядерным режимом в усилителях Sirius.При использовании двухъядерного режима Sirius можно получить лучшее разрешение (меньше шума) при низких амплитудах. Это решается двумя 24-битными АЦП с разными диапазонами на каждом канале.

Первый АЦП имеет полный диапазон входного канала, а диапазон второго АЦП составляет всего 5% от полного диапазона канала. Эта технология одновременно измеряет сигнал с низким и высоким усилением, что означает, что сигнал может быть измерен с относительно высокой амплитудой, но в то же время он имеет идеальное разрешение при низких амплитудах того же сигнала.

Рассмотрим разницу между двухъядерным режимом и обычным режимом при измерении низких сигналов с высоким диапазоном:

Изображение 20. Включение двухъядерного режима в Dewesoft X

два усилителя ACC будут измерены. На обоих усилителях будет выбран диапазон 10 В (что полный бред), но так проще всего увидеть разницу между включенным и выключенным двухъядерным режимом. Это можно переключить в настройках канала, где также можно установить диапазон.

На первом канале отключим режим Dual core, на втором включим режим Dual core. Это создаст изображение, как показано ниже, где можно увидеть разницу в уровнях шума. Графики, показанные ниже, настроены на такое же масштабирование.

Изображение 21: Разница в уровне шума при выключенном и включенном двухъядерном процессоре

По уровню шума нетрудно увидеть, где двухъядерный режим работает (справа), а где выключен (слева). При включенном двухъядерном режиме мы получаем такой же уровень шума в диапазоне измерения 10 В, как если бы мы использовали 0.диапазон 5 В. Это дает нам возможность лучше рассмотреть более низкие сигналы.

.

0 comments on “Постоянное и переменное напряжение: Чем отличается постоянное напряжение от переменного

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.