Отличие постоянного и переменного тока: переменный и постоянный ток — это НЕ сложно

Содержание

Отличие постоянного и переменного тока

Следуя школьной программе, несложно понять основные процессы, которые происходят в электричестве, в том числе особенности движения электрозарядов по проводникам. Например, определить, чем постоянный ток отличен от переменного. Для этого необходимо вспомнить, что такое ток, напряжение, а также мощность и частота тока, что особенного характерно для этих привычных человеку понятий.

Что такое ток?

Электрическим током именуется равномерное передвижение заряженных частиц. В разных средах они имеют различное наименование: электроны передвигаются в металлах и газовых субстанциях, катионы и анионы в электролитических средах. Движение возможно за счет нагрева проводников или создания вокруг них магнитного поля. Ток имеет следующие характеристики:

  • сила тока – численное значение заряда в поперечном сечении проводника за период времени;
  • мощность тока определяет скорость прохождения зарядов по проводникам;
  • частотой называют число полных циклов изменения электродвижущей силы ЭДС за секунду;
  • напряжение: разность потенциалов между полюсами.

Зная эти характеристики, можно перейти к рассмотрению понятий постоянного и переменного тока.

Многие пособия сравнивают перечисленные понятия с прохождением жидкости по трубе. Если принять, что заряды: это жидкость, а давление в трубе: напряжение, то скорость водяного потока представляет собой силу электротока. Чем выше становится показатель напряжения, тем быстрее растут показатели силы электротока.

Постоянный ток

Постоянный электроток: это передвижение заряженных частиц в единственном направлении, без изменения полярности. Постоянный ток и постоянное напряжение присутствуют в устройствах и агрегатах, не требующих передачи энергии на большие расстояния. Это синхронный двигатель, электромагнитный привод газового выключателя и другие установки.

Постоянный ток применяют в бортовых системах автомашин и летательных аппаратов, при конструировании микросхем, в медицинских процедурах: электрофорезе.

Переменный ток

Переменный электроток возникает, если потенциалы изменяют полярность. Для иллюстрации понятия можно опять вспомнить про частоту как количество изменений направленного передвижения частиц за период, частота измеряется в герцах (Гц). К примеру, в российских электросетях частота электротока равняется 50 Гц, то есть направление передвижения зарядов в секунду меняется 50 раз.

Большинство электротехнических механизмов промышленного назначения работает от переменного электротока, который подходит для передачи энергии на значительные расстояния.

Примером использования переменного электрического тока служат жилые, промышленные и социальные объекты. Электроэнергия поступает к ним по ЛЭП, преодолевая большие отрезки пути.

Преобразование тока

В мире не утихают споры о первенстве двух типов тока, но побеждает все же переменный, не только из-за возможности транспортировать электрический заряд на большие расстояния. При выборе переменного электротока возможно усиливать напряжение, применяя при этом тонкие провода, тем самым сокращая стоимость монтажа линий.

Часто требуется изменить направление движения частиц: преобразовать ток из постоянного в переменный и наоборот. В первом случае используют инверторы: механизмы, генерирующие переменное напряжение с синусоидой. Выпускают инверторы с электромоторами, работающие от реле или электроники.

Во втором случае: для перевода переменного тока в постоянный применяют диодный мост или полупроводниковый выпрямитель. Этот прибор способствует направлению потока заряженных электрических частиц в одну сторону.

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?

преимущества и недостатки ⋆ diodov.net

Какой электрический ток лучше: постоянный или переменный ток? Чтобы дать ответ на данный вопрос нужно оценить их преимущества и недостатки по следующим основным направлениям: выработка, передача, распределение и потребление электроэнергии. Проще говоря, нужно ответить на следующие вопросы. Какой род тока проще и дешевле получить, затем передать его на большое расстояние, после чего распределить электроэнергию между потребителями. Потребители какого рода энергии более эффективны?

Сегодня преимущественное большинство электрической энергии, добываемой или генерируемой в мире, выпадет на переменный ток. И в первую очередь это связано с тем, что переменный ток проще преобразовывать из более низкого напряжения в более высокое и наоборот, то есть он проще в трансформации.

Место производство электрической энергии большой мощности, к сожалению пока что невозможно базировать в тех местах, где хотелось бы, то есть непосредственно рядом с потребителями. Например, мощную гидроэлектростанцию можно соорудить только на полноводной реке и то не в каждом месте. А конечный потребитель может находиться на расстоянии сотни и тысячи километров от электростанции. Поэтому очень важно обеспечить такие условия, чтобы минимизировать потери мощности в проводах линии электропередачи ЛЭП. В этом случае потери электроэнергии снижаются с ростом напряжения. Давайте остановимся на этом более подробно. Предположим, имеется некая электростанция, а точнее ее генератор, выдающий мощность 1000 кВт и нам необходимо передать эту мощность потребителю, который находится на расстоянии, например на 100 км от генератора.

Для сравнения электрическую энергию будем передавать напряжением 10 кВ и 100 кВ. При заданных мощности и напряжениях определим величины токов, протекающих в проводах.

I1 = P/U1 = 1000 кВт/10 кВ = 100 А.

I2 = P/U2 = 1000 кВт/100 кВ = 10 А.

Как мы видим, при увеличении напряжения в 10 раз, ток снижается тоже в 10 раз.

Потери электроэнергии в проводах ЛЭП и не только в них определяются квадратом тока, протекающего в них и сопротивлением самого провода. Для простоты расчет примем сопротивление проводов, равным 10 Ом. Подсчитаем потери мощности для обоих случаев.

Pпот1 = I12∙R = 1002∙10 = 100000 Вт = 100 кВт.

Pпот2 = I22∙R = 102∙10 = 1000 Вт = 1 кВт.

Теперь, как мы видим, с ростом напряжения в 10 раз потери электроэнергии снижаются в 100 раз! При более низком напряжении доля потерь в проводах составляет 10 % от мощности, выдаваемой генератором. А при более высоком напряжении эта доля составляет всего 0,1 %. Поэтому очень важным параметров сравнения родов тока является возможность повышать напряжение, а затем его снижать в конечных пунктах.

Можно было бы и не повышать напряжение, а для снижения потерь применять более толстые провода, но такой подход экономически не оправдан, поскольку медные провода стоят денег.

Также можно было бы и не повышать напряжение генератора, а создать такой генератор, который сразу бы выдавал высокое напряжения. Но здесь возникают сложности при изготовлении таких генераторов. Сложности связаны в основном с изоляцией высоковольтных элементов генератора. Короче говоря, изготовить трансформатор на высокое напряжение гораздо проще и дешевле, нежели генератор.

Преимущества переменного тока

Вопрос повышения и снижения переменного напряжения при нынешнем уровне технического развития решается гораздо проще, чем постоянного электрического тока.

Такие преобразования довольно просто выполняются с помощью относительно простого устройства – трансформатора. Трансформатор обладает высоким коэффициентом полезного действия, который достигает 99 %. Это значит, что не более одного процента мощности теряется при повышении или снижении напряжения. К тому же трансформатор позволяет развязать высокое напряжение с более низким, что для большинства электроустановок является очень весомым аргументом.

Применение трехфазной системы переменного тока позволяет еще больше повысить эффективность системы электроснабжения. Для передачи электричества аналогичной мощности потребуется меньше проводов, чем при однофазном переменном токе. К тому же трехфазный трансформатор меньше габаритов однофазного трансформатора равной мощности.

Электрические машины переменного тока, в частности асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют гораздо проще конструкцию, чем двигатели постоянного тока. Главным преимуществом трехфазных асинхронных двигателей является отсутствие коллекторно-щеточного узла. Благодаря чему снижаются расходы на изготовление и эксплуатацию таких электрических машин. Кроме того за счет отсутствия коллекторно-щеточного узла асинхронные двигатели имеют в разы большую мощность по сравнению с двигателями постоянного тока.

Недостатки постоянного тока

Из выше изложенного следуют такие недостатки.

  1. Сложность повышения и снижения напряжения, то есть преобразования электроэнергии постоянного тока. В первую очередь это вызвано сложность конструкций преобразователей. Поскольку необходимы мощные полупроводниковые ключи, рассчитанные на высокое напряжение. Отсутствие которых приводит к большому числу последовательно и параллельно соединенных полупроводниковых приборов. В результате снижается надежность всего преобразователя, увеличивается стоимость и возрастают потери мощности.
  2. Электрические машины имеют более сложную конструкцию, поэтому менее надежны и более затратные, как в производстве, так и в эксплуатации.
  3. Сложности в развязке высокого и низкого напряжений.

Недостатки переменного тока
  1. Важнейшим недостатком переменного тока является наличие реактивной мощности. Как известно, конденсатор и катушка индуктивности проявляют свои реактивные свойства только в цепях переменного тока. Проще говоря, катушка и конденсатор создают реактивное сопротивление переменному току, но не потребляю его. В результате этого из полной мощности, отдаваемой генератором переменного тока, часть мощности не затрачивается на выполнение полезной работы, а лишь бесполезно циркулирует межу генератором и нагрузкой. Такая мощность называется реактивной и является вредной. Поэтому ее стараются минимизировать.

Однако большинство нагрузок – двигатели, трансформаторы и сами провода являются индуктивными элементами. А чем больше индуктивность, тем большую долю составляет реактивная мощность от полной и с этим нужно бороться.

  1. Второй главный недостаток переменного тока заключается в том, что он протекает не по всему сечению проводника, а вытесняется ближе к его поверхности. В результате снижается площадь, по которой протекает электрический ток, что в свою очередь приводит к увеличению сопротивления проводника и к росту потерь мощности в нем.

Чем выше частота, тем сильнее вытесняется ток к поверхности проводника и в конечном счете, тем выше потери мощности.

Преимущества постоянного тока
  1. Главное преимущество электрической энергии постоянного тока – это отсутствие реактивной мощности. А это значит, что вся мощность, выработанная генератором, потребляется нагрузкой за вычетом потерь в проводах.
  2. Постоянный ток в отличие от переменного протекает по всему сечению проводника.

Указанные два пункта приводят к тому, что если передавать одну и ту же мощность при равных напряжениях постоянным и переменным токами, то потери мощности электроэнергии постоянным током были бы почти в два раза меньше, чем при переменном токе.

К тому же, если рассматривать такие бытовые электронные устройства как ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. п., то все они имеют блоки питания, преобразующие переменное напряжение 220 В (230 В) в постоянное напряжение более низкой величины. А такие преобразования связаны с частичной потерей мощности.

Кроме того, как было сказано ранее, трехфазный асинхронный двигатель (АД) можно подключить напрямую к сети 380 В, что вполне оправдано в том случае, когда не требуется изменять режим работы двигателя. Но если необходимо изменять частоту вращения его вала, то нужно на обмотки статора подавать напряжение, частота и амплитуда которого должны изменяться пропорционально, согласно закону Костенка. Для этого применяют трехфазные автономные инверторы (АИ), чаще всего инверторы напряжения. Такие инверторы должны получать питание от источника постоянного напряжения.

 

Также следует заметить, что последним временем начали очень широко применяться солнечные батареи, которые вырабатывают постоянный ток. К тому же, значительно возросла мощность аккумуляторных батарей и повысилась емкость суперконденсаторов, которые также относятся к источникам постоянного тока и с каждым днем находят все большее практическое применение.

Выводы: постоянный или переменный ток

Несмотря на все преимущества постоянного тока, значительная сложность, вызванная преобразованием больших мощностей, главным образом сказывается сложность повышения и понижения постоянного напряжения, сводит на нет указанные выше преимущества. Поэтому, до тех пор, пока не будут разработаны полупроводниковые ключи огромной мощности и соответствующие преобразователи на их основе, переменный ток остается вне конкуренции. К тому же сейчас уже применяются четырехквадрантные преобразователи или активные выпрямители, позволяющие скомпенсировать реактивную составляющую нагрузки, что позволяет получить коэффициент мощности, равный почти единице. Благодаря чему исключается потребление реактивной мощности.

Как вы видите, однозначного ответа на вопрос, какой ток лучше: постоянный или переменный, не существует. Следует сравнивать все преимущества и недостатки для конкретного случая.

Еще статьи по данной теме

Постоянный и переменный ток. Значение трансформаторов.

Без электричества и электрических приборов уже попросту невозможно представить современный мир. Всё к чему мы так привыкли: освещение, бытовые приборы, компьютеры, телевизоры – так или иначе связано с электропитанием. Однако, стоит отметить, что одни приборы работают от переменного тока, а другие – питаются от источников постоянного тока.

Постоянным током называют ток, который в течение некоторого промежутка времени не меняет своего направления и величины. Таким образом, постоянный ток имеет постоянное напряжение и силу тока.

Постоянный ток используется:

  • Для передачи электроэнергии на высоковольтных линиях электропередач (например, 500 кВ). Это связано с тем, что если применять переменный ток того же напряжения, с учетом амплитудных значений напряжений и их перепада, то такие напряжения могут превышать величину напряжения постоянного тока в несколько раз. Использование переменного тока в высоковольтных проводах приведет к дополнительным тратам на изоляционные материалы, что значительно увеличит стоимость ЛЭП.
  • В контактных сетях электрического транспорта – троллейбусов и трамваев – до 3000 В.
  • В сетях до 1000 В для электродвигателей с тяжелыми условиями пуска – прокатные станы, центрифуги и прочее.
  • Для электросетей до 500 В, используемых для грузоподъемных механизмов – подъемных электрических кранов.
  • В качестве источника питания различных переносных бытовых приборов – фонарики, аудиоприёмники, диагностические приборы, мультиметры, мобильные телефоны.


Поток электронов идет строго по прямой линии, никак не колеблясь и не изменяясь. У такого тока нет частоты, потому что нет колебаний. Поток электронов (каждый электрон) двигается строго в одном направлении от «минуса» к «плюсу». Поэтому в батарейках так важно соблюдать полярность. Если подключите два «минуса» или два «плюса», ток просто не потечет.

Стоит отметить, что в условиях тяжелого пуска – то есть если пусковой момент высок, а требуется плавное регулирование скорости, тягового усилия и пускового момента – применяются двигатели постоянного тока. Таковыми, например, являются двигатели электротранспорта, электрических мельниц, центрифуг.

Постоянный ток, чаще всего можно встретить в различных элементах питания – аккумуляторах и батарейках. Скажем, в автомобилях используется аккумуляторы постоянного тока напряжением 12 В; для строительной техники, например, экскаваторов, бульдозеров используются аккумуляторы, имеющие напряжение в 24 В. Аккумулятор мобильного телефона автора статьи – постоянного тока напряжением 3,7 В.

Каждый источник постоянного тока имеет две клеммы или разъема, обозначаемые как плюс (+) и минус (-). Считается, что постоянный ток движется от плюсовой клеммы (+) к минусовой (-), при этом, между ними можно подключить оборудование (например лампочку). 

На самом деле, процессы, протекающие в электросети постоянного тока происходят очень быстро, и изобразить их в реальном времени не представляется возможным.

Схематично, действие постоянного тока в простейшей сети, многократно замедленное. Оно дает наиболее полное представление о процессах, происходящих в сети постоянного тока.

Переменный ток – это ток, который за определенный промежуток времени, меняет свое направление. Частота смены направления измеряется в герцах. 1 герц (Гц) означает, что за одну секунду совершен полный цикл смены направления (туда-обратно). В Европейских странах, в том числе и в России, в бытовых электросетях используется однофазный переменный ток, имеющий частоту 50 Гц, то есть меняющий своё направление 100 раз в секунду.

Таким образом, за одну секунду через нить лампы, горящей на обычном письменном столе, ток проходит 50 раз в одном направлении и пятьдесят раз в обратном.

В американских и канадских электросетях используется переменный ток с частотой в 60 Гц, вместо общепринятого переменного тока с частотой в 50 Гц.

Также, как источник постоянного тока имеет две клеммы – плюсовую и минусовую, источник однофазного переменного тока имеет две клеммы или разъема, называемые «фаза» и «ноль».

Кстати, переменный ток в домашней розетке называется однофазным, как раз из-за наличия одного разъема «фаза». Величина напряжения переменного однофазного тока равна 220 В.

Переменный ток действует следующим образом: переменный ток начинает движение из «фазы» в сторону «нуля», доходит до него, останавливается, и затем, движется в обратном направлении.

Особенностями переменного однофазного тока являются:

  • Среднее значение силы переменного тока за период равняется нулю.
  • Переменный ток за период меняет не только направление движения, но и свою величину.
  • Действующее значение силы переменного тока – это сила такого постоянного тока, при которой средняя мощность, которая выделяется в проводнике в цепи переменного тока, равна мощности, которая выделяется в том же проводнике в цепи постоянного тока. Когда говорят о токах и напряжении в сети переменного тока, имеют в виду их действующие значения.


Поток электронов постоянно колеблется с определенной частой (в 50 герц), образуя синусоиду (волнистую линию).
Поток электронов двигается как угодно, отдельные электроны в потоке тоже движутся хаотично. Для переменного тока не требуется соблюдать полярность.

 

Действующее напряжение сети переменного тока в обыкновенной бытовой розетке составляет напряжение в сети 220 вольт.

Широкое применение переменного тока в технике и для бытовых нужд вызвано тем, что, переменный ток легко трансформируется. Напряжение в сети переменного тока может быть легко повышено или понижено при помощи специального устройства –трансформатора.

Трансформатор — электромагнитное устройство, которое преобразует посредством электромагнитной индукции переменный ток таким образом, что напряжение в сети уменьшается либо увеличивается в несколько раз без изменения частоты, и практически без потери мощности.

Для преобразования напряжения переменного тока в сторону уменьшения (например, силовые трансформаторы с 10 000 В городских сетей до 220 В домашней сети) применяются понижающие трансформаторы. Для преобразования напряжения сетей в сторону повышения – повышающие трансформаторы.

 

В чем отличие переменного тока от постоянного. Электрический ток постоянный и переменный

Постоянный и переменный то к

В предыдущей статье, что такое электрический ток ты узнал, как происходит упорядоченное движение электронов в замкнутой цепи. Теперь, я расскажу тебе, каким бывает электрический ток. Электрический ток бывает постоянный и переменный. Чем отличается переменный ток от постоянного? Характеристики постоянного тока.

Постоянный ток

Direct Current или DC так по-английски обозначают электрический ток который на протяжении любого отрезка времени не меняет направление движения и всегда движется от плюса к минусу. На схеме обозначается как плюс (+) и минус (-), на корпусе прибора, работающего от постоянного тока наносят обозначение в виде одной (-) или (=) полос. Важная особенность постоянного электрического тока — это возможность его аккумулирования, т.е. накопления в аккумуляторах или получения его за счет химической реакции в батарейках. Множество современных переносных электрических устройств, работают, используя накопленный электрический заряд постоянного тока, который находится в аккумуляторах или батарейках этих самых устройств.

Переменный ток

(Alternating Current) или АС английская аббревиатура обозначающая ток, который меняет на временном отрезке свое направление и величину. На электрических схемах и корпусах электрических аппаратов, работающих от переменного тока, символ переменного тока обозначают как отрезок синусоиды «~». Если говорить о переменном токе простыми словами , то можно сказать что в случае подключения электрической лампочки к сети переменного тока плюс и минус на ее контактах будут меняться местами с определенной частотой или иначе, ток будет менять свое направление с прямого на обратное. На рисунке обратное направление — это область графика ниже нуля.

Теперь давай разберемся, что такое частота. Частота это — период времени, в течение которого ток выполняет одно полное колебание, число полных колебаний за 1 с называется частотой тока и обозначается буквой f. Частота измеряется в герцах (Гц) . В промышленности и быту большинства стран используют переменный ток с частотой 50 Гц. Эта ве6личина показывает количество изменений направления тока за одну секунду на противоположное и возвращение в исходное состояние. Иными словами в электрической розетке, которая есть в каждом доме и куда мы включаем утюги и пылесосы, плюс с минусом на правой и левой клеммах розетки будет меняться местами с частотой 50 раз в секунду — это и есть, частота переменного тока. Для чего нужен такой “переменчивый “ переменный ток, почему не использовать только постоянный? Это сделано для того, чтобы получить возможность без особых потерь получать нужное напряжение в любом количестве способом применения трансформаторов. Использование переменного тока позволяет передавать электроэнергию в промышленных масштабах на значительные расстояния с минимальными потерями.


Напряжение, которое подается мощными генераторами электростанций, составляет порядка 330 000-220 000 Вольт. Такое напряжение нельзя подавать в дома и квартиры, это очень опасно и сложно с технической стороны. Поэтому переменный электрический ток с электростанций подается на электрические подстанции, где происходит трансформация с высокого напряжения на более низкое, которое мы используем.

Преобразование переменного тока в постоянный

Из переменного тока, можно получить постоянный ток, для этого достаточно подключить сети переменного тока диодный мост или как его еще называют “выпрямитель” . Из названия “выпрямитель” как нельзя лучше понятно, что делает диодный мост, он выпрямляет синусоиду переменного тока в прямую линию тем самым заставляя двигаться электроны в одном направлении.


что такое диод и как работает диодный мост , ты можешь узнать в моих следующих статьях.

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.

В 21-веке электроника стала очень популярной. Многие люди хотят узнать больше о радиотехнике и начинают читать специальные книги, хотя многое в книгах не понятно. И поэтому начинают путаться, задавать много вопросов. Не могут найти подходящие и понятные сайты о электронике, где можно вкратце и просто понять что к чему. Но что-то мы далеко ушли, ладно давайте приступим к делу. Задача — рассказать всё подробнее и понятнее о постоянном и переменном токе.

Постоянный ток

До того времени, когда не было радиоприёмников и радиосвязи, был ток который тёк в одну сторону — его назвали постоянным, на графике он изображается прямой линией, как показано на рисунке ниже.

Давайте разберёмся, каков принцип работы этого тока, а он очень прост. Потому что постоянный ток течёт только в одну сторону. На мощных электростанциях вырабатывается переменный ток, его нужно сделать в постоянный. Постоянный ток может создать только гальванический элемент. Гальванический элемент — это элемент вырабатывающим постоянный ток, то есть обычная батарейка. Принцип работы батарейки разбирать не будем, нам сейчас главное, чтобы в вашей памяти уложился только постоянный и переменный ток. Допустим, мы выработали постоянный ток, он начнёт двигаться от плюса к минусу, это обязательно запомнить.

Переменный ток

Теперь переходим к переменному току, всё радиосвязь появилась, переменный ток стал изюминкой. Рассмотрим график переменного тока. Вы сразу обратили внимание на эти странные буквы, они нам не нужны, кроме одной — Т. У переменного тока есть особенность, он может менять своё направление, например: он, движется то в одну сторону, потом в другую. Этот процесс называется колебанием или периодом. На рисунке период обозначен этой самой буквой Т. Видно, что выше оси t волна, и ниже её, тоже волна. Это значит, что выше оси это движение к плюсу, а ниже, движение к минусу, проще говоря, это положительный полупериод, почему полупериод, потому что два полупериода равны T, то есть равны периоду, значит они всё таки полупериоды. Период — то же самое, что и колебание. Несколько колебаний совершённые в 1 секунду называют частотой. Итак, разобрались, что такое постоянный и переменный ток, думаю что разобрались.

Запомните: В розетке всегда 220 В переменного тока — он очень опасный. Один удар может даже убить человека, поэтому соблюдайте осторожность!

В памяти у вас должно отложиться: движение постоянного и переменного тока; графики постоянного и переменного тока; что такое частота, полупериод, период.

Кстати забыл сказать, в чём измеряется частота. Запомните: частота измеряется в Герцах . Допустим, совершается 50 колебаний в секунду, это значит что частота равна 50 герц. Таким образом можно определять любые другие значения. Всем пока, с вами был Дмитрий Цывцын.

Виды тока

Среди видов электрического тока различают:

Постоянный ток:

Обозначение (-) или DC (Direct Current = постоянный ток).

Переменный ток:

Обозначение (

) или AC (Alternating Current = переменный ток).

В случае постоянного тока (-) ток течет в одном направлении. Постоянный ток поставляют, например, сухие батарейки, солнечные батареи и аккумуляторы для приборов с небольшим потреблением электротока. Для электролиза алюминия, при дуговой электросварке и при работе электрифицированных железных дорог требуется постоянный ток большой силы. Он создается с помощью выпрямления переменного тока или с помощью генераторов постоянного тока.

В качестве технического направления тока принято, что он течет от контакта со знаком «+» к контакту со знаком «-».

В случае переменного тока (

) различают однофазный переменный ток, трехфазный переменный ток и высокочастотный ток.

При переменном токе ток постоянно изменяет свою величину и свое направление. В западноевропейской энергосети ток за секунду меняет свое направление 50 раз. Частота изменения колебаний в секунду называется частотой тока. Единица частоты — герц (Гц). Однофазный переменный ток требует наличия проводника, проводящего напряжение, и обратного проводника.

Переменный ток применяется на стройплощадке и в промышленности для работы электрических машин, например ручных шлифовальных устройств, электродрелей и круговых пил, а также для освещения стройплощадок и оборудования стройплощадок.

Генераторы трехфазного переменного тока вырабатывают на каждой из своих трех намоток переменное напряжение частотой 50 Гц. Этим напряжением можно снабжать три раздельные сети и при этом использовать для прямых и обратных проводников всего шесть проводов. Если объединить обратные проводники, то можно ограничиться только четырьмя проводами

Общим обратным проводом будет нейтральный проводник (N). Как правило, он заземляется. Три другие проводника (внешние проводники) имеют краткое обозначение LI, L2, L3. В единой энергосистеме Германии напряжение между внешним проводником и нейтральным проводником, или землей, составляет 230 В. Напряжение между двумя внешними проводниками, например между L1 и L2, составляет 400 В.

О высокочастотном токе говорят, когда частота колебаний значительно превышает 50 Гц (от 15 кГц до 250 МГц). С помощью высокочастотного тока можно нагревать токопроводящие материалы и даже плавить их, например металлы и некоторые синтетические материалы.

Преобразователи переменного постоянного тока. Устройство.

Василий Сонькин

Если вдоль всего Садового кольца встанут люди, возьмутся за руки, и одновременно будут шагать в одну сторону, то через каждый перекресток будет проходить много людей. Это постоянный ток. Если же они будут делать пару шагов вправо, потом влево, через каждый перекресток пройдет много людей, но это будут одни и те же люди. Это переменный ток.

Ток – это движение электронов в определенном направлении. Оно нужно, чтобы в наших устройствах тоже двигались электроны. Откуда берется ток в розетке?

Электростанция преобразует кинетическую энергию электронов в электрическую. То есть, гидроэлектростанция использует проточную воду для вращения турбины. Пропеллер турбины вращает клубок меди между двух магнитов. Магниты заставляют электроны в меди двигаться, из-за этого начинают двигаться электроны в проводах, которые присоединены к клубку меди — получается ток.

Генератор — как насос для воды, а провод – как шланг. Генератор-насос качает электроны-воду через провода-шланги.

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение. Что это значит? В российских розетках частота 50 герц и напряжение 220 вольт. Получается, что за секунду поток электронов 50 раз меняет направление движения электронов и заряд с положительного на отрицательный. Смену направлений можно заметить в флуоресцентных лампах, когда их включаешь. Пока электроны разгоняются, она несколько раз мигает — это и есть смена направлений движения. А 220 вольт — это максимально возможный «напор», с которым движутся электроны в этой сети.

В переменном токе постоянно меняется заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Если бы напряжение было 100% постоянно, то понадобился бы провод огромного диаметра, а с меняющимся зарядом провода могут быть тоньше. Это удобно. По небольшому проводу электростанция может отправить миллионы вольт, потом трансформатор для отдельного дома забирает, например 10000 вольт, и в каждую розетку выдает по 220.

Постоянный ток — это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.

Что такое переменный ток и чем он отличается от тока постоянного

Переменный ток. в отличие от тока постоянного. 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 генератора переменного тока.

Прямоугольная рамка, изготовленная из медной проволоки, укреплена на оси и при помощи ременной передачи вращается в поле магнита. 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 равномерное магнитное поле. 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 индуктируются ЭДС.

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 явление электромагнитной индукции. можно получить переменную ЭДС и, следовательно, переменный ток.

Переменный ток для промышленных целей и для освещения 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.

Построение графика переменной ЭДС

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 амплитудное значение тока. 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

Частота переменного тока 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 буквой #969 и связана с частотой f соотношением #969 = 2#960 f

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 р а мка в 1 секунду, и выражает собой ско р ость 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 #969 = 360°f.

Итак, мы пришли к выводу, что #969 = 360°f. Однако для удобства пользования круговой частотой при всевозможных расчетах угол 360°, соответствующий одному обороту, заменяют его радиальным выражением, равным 2 #960 радиан, где #960 =3,14. Таким образом, окончательно получим #969 = 2 #960 f. Следовательно, чтобы определить круговую частоту переменного тока (ЭДС или напряжения), надо частоту в герцах умножить на постоянное число 6,28.

Наш сайт в Facebook:

В электричестве есть два рода тока – постоянный и переменный. Устройства также требуют для питания один или другой вид тока. От этого зависит возможность их работы, а иногда и целостность после подключения к неправильному питанию. Чем отличается переменный ток от постоянного мы расскажем в этой статье, дав краткий ответ наиболее простыми словами.

Определение

Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц. Так звучит определение из учебника по физике. Простыми словами можно перевести так, что у его составляющих всегда есть какое-то направление. Собственно, это направление и является определяющем в сегодняшнем разговоре.

Переменный ток (Alternative Current – AC) отличается от постоянного (Direct Current – DC) тем, что у последнего электроны (носители заряда) всегда движутся в одном направлении. Соответственно отличием переменного тока является то, что направление движения и его сила зависят от времени. Например, в розетке направление и величина напряжения, соответственно и сила тока, изменяется по синусоидальному закону с частотой в 50 Гц (50 раз за секунду изменяется полярность между проводами).

Для так сказать чайников в электрике изобразим это на графике, где по вертикальной оси изображена полярность и напряжение, а по горизонтальной время:

Красной линией изображено постоянное напряжение, оно остаётся неизменным с течением времени, разве что изменяется при коммутации мощной нагрузки или КЗ. Зелеными волнами показан синусоидальный ток. Вы можете видеть, что он протекает то в одну, то в другую сторону, в отличие от постоянного тока, где электроны всегда протекают от минуса к плюсу, а направлением движения электрического тока выбран путь от плюса к минусу.

Если сказать по-простому, то разницей в этих двух примерах является то, что у постоянки всегда плюс и минус находятся на одних и тех же проводах. Если говорить о переменном, то в электроснабжении используют понятия фазы и нуля. Если рассматривать по аналогии с постоянкой, то фаза и ноль являются плюсом и минусом, только полярность меняется 50 раз в секунду (в США и ряде других стран 60 раз в секунду, а в самолётах более 400 раз).

Происхождение

Разница между AC и DC заключается в их происхождении. Постоянный ток можно получить из гальванических элементов, например, батареек и аккумуляторов.

Также его можно получить с помощью динамомашины – это устаревшее название генератора постоянного тока. Кстати с их помощью генерировалась энергия для первых электросетей. Мы об этом говорили в статье об , в заметках о войне идей между Теслой и Эдисоном. Позже так называли небольшие генераторы для питания велосипедных фар.

Переменный ток добывают также с помощью генераторов, в наше время в основном трёхфазных.

Также и то и другое напряжение можно получить с помощью полупроводниковых преобразователей и выпрямителей. Так вы можете выпрямить переменный ток или получить его же, преобразовав постоянный.

Формулы для расчета постоянного тока

Разницей между переменкой и постоянкой являются и формулы для расчетов процессов, происходящих в цепи. Так сопротивление рассчитываются по для участка цепи или для полной цепи:

E=I/(R+r)

Мощность также просто рассчитываются:

Формулы для расчета переменного тока

В расчётах цепей переменного тока разница в формулах обусловлена отличием процессов, протекающих в емкостях и индуктивностях. Тогда формула закона Ома будет для активного сопротивления.

Рекомендуем также

Определение постоянного и переменного электрического тока

Электричество – это тип энергии, передаваемый движением электронов через проводящий материал. Например, металлы представляют собой материалы с высокой электропроводностью и позволяют легко перемещать электроны. Внутри проводящего материала электроны могут двигаться в одном или нескольких направлениях.

Электрический ток

Понятие о постоянном и переменном токе

Что такое постоянный ток, определяется из характера движения электрозарядов. Аналогично можно установить, что такое переменный ток.

  1. Когда поток электрозарядов задан в одном направлении, он считается постоянным током;
  2. Когда электронный поток меняет направление и интенсивность во времени, он называется переменным током. Причем изменения идут циклически, по синусоидальному закону.

Большинство современных электросетей используют переменный электрический ток, производящийся на электростанциях соответствующими генераторами.

Графики постоянного и переменного токов

Постоянный ток (DC) генерируется батареями, топливными элементами и фотоэлектрическими модулями. Существуют и генераторы постоянного тока. Другое его получение – преобразование из однофазного и трехфазного переменного тока (АС) с помощью выпрямительных устройств.

В обратном случае АС может быть получен из DC, используя инверторы, хотя технология здесь несколько сложнее.

История

В природе электричество встречается относительно редко: оно генерируется только несколькими животными и существует в некоторых природных явлениях. В поисках искусственной генерации потока электронов ученые поняли, что можно заставить электроны проходить через металлическую проволоку или другой проводящий материал, но только в одном направлении, так как они отталкиваются от одного полюса и притягиваются к другому. Так родились батареи и генераторы постоянного тока. Изобретение приписывается, в основном, Томасу Эдисону.

В конце 19-го века другой известный ученый, Никола Тесла, разрабатывал способы получения переменного тока. Основными причинами работ в этой области явились обнаруженные недостатки постоянного тока при передаче электроэнергии на большие дистанции. Оказалось, что для переменного тока гораздо проще повысить напряжение передающих линий, тем самым уменьшив потери и получив возможность транспортировки больших объемов электрической энергии, а эффективно повысить напряжение на линиях с постоянным током в те времена было неосуществимо.

Для получения переменного тока Тесла использовал вращающееся магнитное поле. Если МП изменяет направленность, направление электронного потока также варьируется, и генерируется переменный ток.

Изменение направления в электронном потоке осуществляется очень быстро, много раз в секунду. Измерения частоты производятся в герцах (равных циклам в секунду). Таким образом, переменный ток частоты 50 Гц можно представить, как выполнение 50 циклов в секунду. В каждом цикле электроны изменяют направление и возвращаются к первоначальному, поэтому поток электронов изменяет направленность 100 раз в секунду.

Сравнительные характеристики постоянного и переменного токов

Разница между двумя видами токов заключена в их природе и вытекающих из этого свойствах.

Отличие постоянного тока от переменного:

  1. При переменном токе изменяется направленность и интенсивность электронного потока, при постоянном – она неизменна;
  2. Частота постоянного тока не может существовать. Это понятие применимо только для переменного тока;
  3. Полюсы (плюс и минус) всегда одинаковы в электроцепи постоянного тока. В электроцепи переменного тока положительные и отрицательные полюса меняются с периодическими интервалами;
  4. При передаче переменного тока напряжение легко преобразуется и транспортируется с приемлемым уровнем потерь.

Изменение полярности подключения DC может привести к необратимому повреждению устройств. Чтобы этого избежать, на оборудовании обычно ставятся обозначения полюсов. Аналогично контакты отличаются традиционным использованием металлической пружины для отрицательного полюса и пластины – для положительного. В устройствах с перезаряжаемыми батареями трансформатор-выпрямитель имеет выход, так что соединение выполняется только одним способом, что предотвращает инверсию полярности.

Обозначение полярности на аккумуляторе

В крупномасштабных установках, например, на телефонных станциях и другом телекоммуникационном оборудовании, где имеется централизованное распределение постоянного тока, используются специальные соединительные и защитные элементы,

Постоянный и переменный ток имеют свои достоинства и недостатки, отражающиеся на области их применения. По преимуществу широта использования переменного тока объясняется легкостью его преобразования.

Различия при транспортировке

Когда ток течет, часть энергии электронов преобразуется в тепло, благодаря активному сопротивлению проводов. Электрические нагреватели тоже основаны на этом эффекте. В конце линии меньше энергии передается потребителю. Рассеиваемые мощности называются потерями. Для уменьшения потерь применяется повышение напряжения при транспортировке. Эти физические зависимости применимы и к постоянному, и к переменному току, однако при реализации схем передачи возникают различия.

Достоинства и недостатки переменного тока

При начале строительства передающих электросетей использование трансформаторов было единственной возможностью получать высокие напряжения и затем снижать их до нужного уровня при распределении к потребителям. Такая технология называлась трансформаторной, и до сих пор структура транспортировки электроэнергии не изменилась. Почти повсеместно используется переменный ток, который представляет собой трехфазные системы.

ЛЭП переменного тока

Позже стали конструироваться и линии постоянного тока, которые последние годы используются все шире. Возросший интерес к их применению объясняется существенными недостатками систем переменного тока: в длинных линиях потери электроэнергии значительны. Причинами их являются наличие емкостного и индуктивного сопротивлений.

  1. При быстрой смене направления потока электронов наблюдается похожий на перезарядку конденсаторов эффект. Возникают дополнительные емкостные токи. Особенно это сказывается на наземных и подводных кабелях, изолирующий слой которых обладает высоким конденсаторным эффектом;
  2. Индуктивное сопротивление линий появляется потому, что электрические токи генерируют магнитные поля, меняющиеся с частотой тока. Появляются индуктивные токи.

Важно! Оба вида реактивных сопротивлений возрастают с увеличением протяженности линий.

Достоинства переменного тока:

  • легкая трансформация напряжения;
  • возможность комбинирования различных систем передачи;
  • возможность использования общесистемной частоты.

Недостатки переменного тока:

  • необходимость компенсации реактивной мощности при транспортировке на значительные расстояния;
  • сравнительно высокие потери.

Достоинства и недостатки постоянного тока

В первую очередь, чем отличается переменный ток от постоянного, – это присутствием источников потерь на реактивную энергию. Однако постоянный электрический ток предполагает потери на нагрев. Точное их определение зависит от технологии и уровня напряжения. Для высоких напряжений – около 3% на 1000 км.

Другим источником потерь в системах электропередачи на постоянном токе служат подстанции для преобразования переменного тока в постоянный, и наоборот. Суммарные потери намного ниже, чем для переменного тока, но существенными являются материальные затраты на строительство этих подстанций.

Оборудование для высоковольтной ЛЭП постоянного тока

Важно! Для повышения рентабельности линий электропередачи на постоянном токе применяются ЛЭП большой длины.

Техническое развитие в последнее время получила передача электроэнергии на постоянном токе, благодаря разработке новых электронных компонентов для создания высоких уровней напряжения постоянного тока – высокопроизводительных тиристоров или биполярных транзисторов.

Интересно. Сегодня возможны системы передачи постоянного тока с напряжением до 800 кВ и пропускной способностью до 8000 мВт на расстояние более 2000 км.

Преимущества высоковольтных ЛЭП постоянного тока:

  • возможность передачи мощности по подводным, наземным и подземным кабельным линиям на большие расстояния;
  • нет потерь из-за реактивной мощности;
  • лучшее использование изоляции кабелей.

Недостатки высоковольтных ЛЭП постоянного тока:

  • недостаточно быстрая коммутация существующих каналов постоянного тока;
  • мало стандартизированной электротехники;
  • не развиты распределительные сети передачи электроэнергии, транспортировка ведется от пункта до пункта.

Другие варианты применения постоянного и переменного тока

  1. DC идеально подходит для зарядки аккумуляторов и батарей элементов. Им нужно такое питание, потому что зарядная мощность всегда должна идти в одном направлении. Соответственно, устройства, работающие от аккумуляторов, также нуждаются в DC, например, фонарик или ноутбук;
  2. Телевидение, радио, компьютерная техника используют DC;
  3. Используемые в промышленности и в быту электродвигатели работают как на АС, так и на DC. То же относится к плитам, утюгам, чайникам и лампам накаливания;
  4. DC нужен для установок электролиза, где важно наличие неизменных полюсов. Только иногда полярность соблюдать не обязательно, в частности при электролизе газов. Тогда может применяться переменный электроток;
  5. Около половины мировых контактных сетей железнодорожного транспорта используют DC. В начале развития электрифицированных железных дорог были попытки применения трехфазных двигателей, но создание контактной сети для них столкнулось с проблемами. На DC работает городской электротранспорт: трамваи, троллейбусы, метро. Другой способ устройства железнодорожных контактных сетей – применение одной фазы переменного тока;

Контактная сеть железных дорог

  1. Для измерения токов, напряжений и мощности существуют приборы. Есть работающие только на DC, как магнитоэлектрические амперметры, а также использующие только АС, как индукционные счетчики. Часто используют универсальную измерительную технику.

Оба вида тока востребованы и применяются в различных областях. Какой из них использовать, зависит от принципа работы электрооборудования и приборов.

Видео

Оцените статью:

Отличие постоянного тока от переменного. Переменное напряжение

Виды тока

Среди видов электрического тока различают:

Постоянный ток:

Обозначение (-) или DC (Direct Current = постоянный ток).

Переменный ток:

Обозначение (

) или AC (Alternating Current = переменный ток).

В случае постоянного тока (-) ток течет в одном направлении. Постоянный ток поставляют, например, сухие батарейки, солнечные батареи и аккумуляторы для приборов с небольшим потреблением электротока. Для электролиза алюминия, при дуговой электросварке и при работе электрифицированных железных дорог требуется постоянный ток большой силы. Он создается с помощью выпрямления переменного тока или с помощью генераторов постоянного тока.

В качестве технического направления тока принято, что он течет от контакта со знаком «+» к контакту со знаком «-».

В случае переменного тока (

) различают однофазный переменный ток, трехфазный переменный ток и высокочастотный ток.

При переменном токе ток постоянно изменяет свою величину и свое направление. В западноевропейской энергосети ток за секунду меняет свое направление 50 раз. Частота изменения колебаний в секунду называется частотой тока. Единица частоты — герц (Гц). Однофазный переменный ток требует наличия проводника, проводящего напряжение, и обратного проводника.

Переменный ток применяется на стройплощадке и в промышленности для работы электрических машин, например ручных шлифовальных устройств, электродрелей и круговых пил, а также для освещения стройплощадок и оборудования стройплощадок.

Генераторы трехфазного переменного тока вырабатывают на каждой из своих трех намоток переменное напряжение частотой 50 Гц. Этим напряжением можно снабжать три раздельные сети и при этом использовать для прямых и обратных проводников всего шесть проводов. Если объединить обратные проводники, то можно ограничиться только четырьмя проводами

Общим обратным проводом будет нейтральный проводник (N). Как правило, он заземляется. Три другие проводника (внешние проводники) имеют краткое обозначение LI, L2, L3. В единой энергосистеме Германии напряжение между внешним проводником и нейтральным проводником, или землей, составляет 230 В. Напряжение между двумя внешними проводниками, например между L1 и L2, составляет 400 В.

О высокочастотном токе говорят, когда частота колебаний значительно превышает 50 Гц (от 15 кГц до 250 МГц). С помощью высокочастотного тока можно нагревать токопроводящие материалы и даже плавить их, например металлы и некоторые синтетические материалы.

Преобразователи переменного постоянного тока. Устройство.

Василий Сонькин

Если вдоль всего Садового кольца встанут люди, возьмутся за руки, и одновременно будут шагать в одну сторону, то через каждый перекресток будет проходить много людей. Это постоянный ток. Если же они будут делать пару шагов вправо, потом влево, через каждый перекресток пройдет много людей, но это будут одни и те же люди. Это переменный ток.

Ток – это движение электронов в определенном направлении. Оно нужно, чтобы в наших устройствах тоже двигались электроны. Откуда берется ток в розетке?

Электростанция преобразует кинетическую энергию электронов в электрическую. То есть, гидроэлектростанция использует проточную воду для вращения турбины. Пропеллер турбины вращает клубок меди между двух магнитов. Магниты заставляют электроны в меди двигаться, из-за этого начинают двигаться электроны в проводах, которые присоединены к клубку меди — получается ток.

Генератор — как насос для воды, а провод – как шланг. Генератор-насос качает электроны-воду через провода-шланги.

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение. Что это значит? В российских розетках частота 50 герц и напряжение 220 вольт. Получается, что за секунду поток электронов 50 раз меняет направление движения электронов и заряд с положительного на отрицательный. Смену направлений можно заметить в флуоресцентных лампах, когда их включаешь. Пока электроны разгоняются, она несколько раз мигает — это и есть смена направлений движения. А 220 вольт — это максимально возможный «напор», с которым движутся электроны в этой сети.

В переменном токе постоянно меняется заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Если бы напряжение было 100% постоянно, то понадобился бы провод огромного диаметра, а с меняющимся зарядом провода могут быть тоньше. Это удобно. По небольшому проводу электростанция может отправить миллионы вольт, потом трансформатор для отдельного дома забирает, например 10000 вольт, и в каждую розетку выдает по 220.

Постоянный ток — это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.

Что такое переменный ток и чем он отличается от тока постоянного

Переменный ток. в отличие от тока постоянного. 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 генератора переменного тока.

Прямоугольная рамка, изготовленная из медной проволоки, укреплена на оси и при помощи ременной передачи вращается в поле магнита. 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 равномерное магнитное поле. 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 индуктируются ЭДС.

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 явление электромагнитной индукции. можно получить переменную ЭДС и, следовательно, переменный ток.

Переменный ток для промышленных целей и для освещения 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.

Построение графика переменной ЭДС

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 амплитудное значение тока. 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

Частота переменного тока 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 буквой #969 и связана с частотой f соотношением #969 = 2#960 f

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 р а мка в 1 секунду, и выражает собой ско р ость 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 #969 = 360°f.

Итак, мы пришли к выводу, что #969 = 360°f. Однако для удобства пользования круговой частотой при всевозможных расчетах угол 360°, соответствующий одному обороту, заменяют его радиальным выражением, равным 2 #960 радиан, где #960 =3,14. Таким образом, окончательно получим #969 = 2 #960 f. Следовательно, чтобы определить круговую частоту переменного тока (ЭДС или напряжения), надо частоту в герцах умножить на постоянное число 6,28.

Наш сайт в Facebook:

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.

Люди, мало-мальски знакомые с электротехникой, без труда ответят на вопрос о том, какой ток в розетке. Конечно же переменный. Этот вид электричества гораздо проще производить и передавать на большие расстояния, а потому выбор в пользу переменного тока очевиден.

Виды тока

Существует два вида тока — постоянный и переменный. Чтобы понять разницу и определить, постоянный или переменный ток находится розетке, следует вникнуть в некоторые технические особенности. Переменный ток имеет свойство изменяться по направлению и величине. Постоянный же ток обладает устойчивыми качествами и направлением передвижения заряженных частиц.

Переменный ток выходит из генераторов электростанции с напряжением, составляющим 220–440 тысяч вольт. При подходе к многоквартирному зданию ток уменьшается до 12 тысяч вольт, а на трансформаторной станции преобразуется в 380 вольт. Напряжение между фазами именуют линейным. Низковольтный участок понижающей подстанции выдает три фазы и нулевой (нейтральный) провод. Подключение энергопотребителей осуществляется от одной из фаз и нулевого провода. Таким образом, в здание заходит переменный однофазный ток с напряжением 220 вольт.

Схема распределения электроэнергии между домами представлена ниже:

В жилище электричество поступает на счетчик, а далее — через автоматы на коробки каждого помещения. В коробках имеется разводка по комнате на пару цепей — розеточную и осветительной техники. Автоматы могут предусматриваться по одному для каждого помещения или по одному для каждой цепи. С учетом того, на сколько ампер рассчитана розетка, она может быть включена в группу или быть подключенной к выделенному автомату.

Переменный ток составляется примерно 90% всей потребляемой электроэнергии. Столь высокий удельный вес вызван особенностями этого вида тока — его можно транспортировать на значительные расстояния, изменяя на подстанциях напряжение до нужных параметров.

Источниками постоянного тока чаще всего являются аккумуляторные батареи, гальванические элементы, солнечные панели, термопары. Постоянный ток широко используется в локальных сетях автомобильного и воздушного транспорта, в компьютерных электросхемах, автоматических системах, радио- и телевизионной аппаратуре. Постоянный ток применяется в контактных сетях железнодорожного транспорта, а также на корабельных установках.

Обратите внимание! Постоянный ток используется во всех электронных приборах.

На схеме, представленной ниже, показаны принципиальные отличия между постоянным и переменным токами.

Параметры домашней электрической сети

Основными параметрами электричества являются его напряжение и частота. Стандартное напряжение для домашних электросетей — 220 вольт. Общепринятая частота — 50 герц. Однако в США используется другое значение частоты — 60 герц. Параметр частоты задается генерирующим оборудованием и является неизменным.

Напряжение в сети конкретного дома или квартиры может быть отличным от номинала (220 вольт). На данный показатель влияет техническое состояние оборудования, сетевые нагрузки, загруженность подстанции. В результате напряжение может отклоняться от заданного параметра в ту или другую сторону на 20–25 вольт.

Скачки напряжения отрицательно сказываются на работоспособности электробытовой техники, поэтому подключения в домашней сети рекомендуется осуществлять через стабилизаторы напряжения.

Токовая нагрузка

Все розетки имеют определенную маркировку, по которой можно судить о допустимой токовой нагрузке. Например, обозначение «5A» указывает на максимальную силу тока в 5 ампер. Допустимые показатели следует соблюдать, поскольку в противном случае возможен выход оборудования из строя, в том числе его возгорание.

Маркировка на розетках показана на рисунке внизу:

Ко всем легально продаваемым электроприборам прилагается паспорт, где указана потребляемая мощность или номинал токовой нагрузки. Крупнейшими потребителями электроэнергии являются такие электробытовые приборы, как кондиционеры, микроволновые печи, стиральные машины, кухонные электроплиты и духовки. Таким приборам для нормальной работы понадобится розетка с нагрузкой не меньше 16 ампер.

Если же в документации к электробытовой технике отсутствуют сведения о потребляемых амперах (сила тока в розетке), определение нужных величин осуществляется по формуле электрической мощности:

Показатель мощности имеется в паспорте, напряжение сети известно. Чтобы определить потребление электричества, нужно показатель мощности (указывается только в ваттах) разделить на величину напряжения.

Разновидности розеток

Розетки предназначены для создания контакта между электрической сетью и бытовой техникой. Они изготовлены так, чтобы обеспечить надежную защиту от случайных прикосновений к токоведущим элементам. Современные модели чаще всего оснащены защитным заземлением, представленным в виде отдельного контакта.

По способу монтажа существует два вида розеток — открытые и скрытые. Выбор разновидности розетки во многом определяется типом монтажа. К примеру, при организации наружной проводки используют накладные открытые розетки. Такая фурнитура проста в монтаже и не нуждается в нишах для подрозетников. Встроенные же модели более привлекательны с эстетической точки зрения и более безопасны, поскольку токоведущие элементы находятся внутри стены.

Розетки отличаются по токовой величине. Большая часть устройств предназначена для работы с 6, 10 или 16 амперами. Старые образцы советского производства рассчитаны только на 6,3 ампера.

Обратите внимание! Максимально возможный для розетки ток должен находиться в соответствии с мощностью потребителя, подключаемого к электросети.

Методы измерения напряжения и тока

Чтобы измерить показатели напряжения и тока применяются следующие способы:

  1. Наиболее простой метод — подключение к розетке электрического прибора соответствующего напряжения. Если в розетке есть ток, электроприбор будет функционировать.
  2. Индикатор напряжения. Это приспособление может быть однополюсным и представлять собой специальную отвертку. Также выпускаются двухполюсные индикаторы с парой контакторов. Однополюсное устройство определяет фазу в розеточном контакте, но не обнаруживает наличие или отсутствие нуля. Двухполюсный же индикатор показывает ток между фазами, а также между нулем и фазой.
  3. Мультиметр (мультитестер). С помощью специального тестера проводятся измерения любого типа тока, присутствующего в розетке — как переменного, так и постоянного. Также мультиметром проверяют уровень напряжения.
  4. Контрольная лампа. С помощью лампы определяют наличие электричества в розетке при условии, что лампочка в контрольном приборе соответствует напряжению в тестируемой розетке.

Перечисленной выше информации вполне достаточно для общего понимания принципов организации электрической сети в доме. Приступать к проведению любых электротехнических работ следует только с соблюдением всех мер безопасности и при наличии соответствующей квалификации.

Любой грамотный инженер должен без запинки ответить какой ток в розетке — постоянный или переменный. Физике в технических ВУЗах уделяют особое внимание! А вот большинство обычных граждан может прожить всю жизнь и не знать этого. И абсолютно зря! В наше время есть необходимый минимум знаний, которым должен обладать любой современный образованный человек. Какой тип тока в розетке нужно знать так же, как таблицу умножения.

Виды электрического тока в быту

Для полного понимания картины приведу немного теории, которую будет очень полезно знать. Электрический ток — это направленное движение электрических зарядов. Он может возникать в замкнутой электрической цепи. Различают:

Постоянный ток или DC — Direct Current. Международное обозначение (-).
Постоянный ток течёт в одном направлении, а величина его слабо меняется со временем. Яркий пример, который Вы можете встретить у себя дома или в квартире — ток от электрических батареек или аккумуляторов.

Переменный ток . обозначение или AC — Alternating Current. Международное обозначение (~).
Переменный ток периодически изменяется по величине и направлению. Один период изменения в секунду — это Герц. Соответственно частота переменного тока — это количество периодов в секунду. В России и Европе используемая частота — 50 Гц, в США — 60 Гц. Переменный ток используется для работы различных электроприборов.

Какой ток в бытовых розетках

Разобравшись в теории — перейдём непосредственно к ответу на вопрос — какой ток в розетке — переменный или постоянный? Думаю Вы уже и сами догадались — конечно же переменный ток . Рабочее напряжение в сети — 220-240 Вольт. Сила переменного тока в обычных квартирах ограничивается величиной в 16 А (Ампер), но в некоторых случаях встречается и до 25 А. По мощности тока стандартное ограничение — 3,5 кВт.

Для более мощной электрической техники используют уже трехфазные сети с напряжением 380 Вольт с силой тока до 32А.

В электричестве есть два рода тока – постоянный и переменный. Устройства также требуют для питания один или другой вид тока. От этого зависит возможность их работы, а иногда и целостность после подключения к неправильному питанию. Чем отличается переменный ток от постоянного мы расскажем в этой статье, дав краткий ответ наиболее простыми словами.

Определение

Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц. Так звучит определение из учебника по физике. Простыми словами можно перевести так, что у его составляющих всегда есть какое-то направление. Собственно, это направление и является определяющем в сегодняшнем разговоре.

Переменный ток (Alternative Current – AC) отличается от постоянного (Direct Current – DC) тем, что у последнего электроны (носители заряда) всегда движутся в одном направлении. Соответственно отличием переменного тока является то, что направление движения и его сила зависят от времени. Например, в розетке направление и величина напряжения, соответственно и сила тока, изменяется по синусоидальному закону с частотой в 50 Гц (50 раз за секунду изменяется полярность между проводами).

Для так сказать чайников в электрике изобразим это на графике, где по вертикальной оси изображена полярность и напряжение, а по горизонтальной время:

Красной линией изображено постоянное напряжение, оно остаётся неизменным с течением времени, разве что изменяется при коммутации мощной нагрузки или КЗ. Зелеными волнами показан синусоидальный ток. Вы можете видеть, что он протекает то в одну, то в другую сторону, в отличие от постоянного тока, где электроны всегда протекают от минуса к плюсу, а направлением движения электрического тока выбран путь от плюса к минусу.

Если сказать по-простому, то разницей в этих двух примерах является то, что у постоянки всегда плюс и минус находятся на одних и тех же проводах. Если говорить о переменном, то в электроснабжении используют понятия фазы и нуля. Если рассматривать по аналогии с постоянкой, то фаза и ноль являются плюсом и минусом, только полярность меняется 50 раз в секунду (в США и ряде других стран 60 раз в секунду, а в самолётах более 400 раз).

Происхождение

Разница между AC и DC заключается в их происхождении. Постоянный ток можно получить из гальванических элементов, например, батареек и аккумуляторов.

Также его можно получить с помощью динамомашины – это устаревшее название генератора постоянного тока. Кстати с их помощью генерировалась энергия для первых электросетей. Мы об этом говорили в статье об , в заметках о войне идей между Теслой и Эдисоном. Позже так называли небольшие генераторы для питания велосипедных фар.

Переменный ток добывают также с помощью генераторов, в наше время в основном трёхфазных.

Также и то и другое напряжение можно получить с помощью полупроводниковых преобразователей и выпрямителей. Так вы можете выпрямить переменный ток или получить его же, преобразовав постоянный.

Формулы для расчета постоянного тока

Разницей между переменкой и постоянкой являются и формулы для расчетов процессов, происходящих в цепи. Так сопротивление рассчитываются по для участка цепи или для полной цепи:

E=I/(R+r)

Мощность также просто рассчитываются:

Формулы для расчета переменного тока

В расчётах цепей переменного тока разница в формулах обусловлена отличием процессов, протекающих в емкостях и индуктивностях. Тогда формула закона Ома будет для активного сопротивления.

Как отличить постоянный и переменный ток | Физика

Как отличить постоянный ток от переменного

Шаг 1: Определите направление электрического тока.

Шаг 2: Определите, изменяется ли направление тока или остается прежним.

Шаг 3: Если ток периодически меняет направление, то это переменный ток. Если ток течет в одном направлении, это постоянный ток.

Что такое ток, напряжение, постоянный ток и переменный ток?

Ток (I): Электрический заряд, который движется, переносимый заряженными частицами. Ток проходит от плюса к минусу по определению.

Напряжение (В): Разность электрических потенциалов между двумя точками. Напряжение количественно определяет, сколько энергии несет ток. Закон Ома говорит нам, что напряжение прямо пропорционально току.

Переменный ток (AC): Ток, который периодически меняет направление с определенной скоростью в секунду или Герц (Гц).Этот тип тока — это то, что выходит из электрических розеток, которые вы используете. Причина, по которой переменный ток используется в зданиях, заключается в том, что этот тип тока гораздо более экономично распространять от электростанций. Переменный ток не только легче производить и модифицировать, но и с меньшими потерями энергии при транспортировке.

Постоянный ток (DC): Ток, который течет в одном направлении. Обычными источниками постоянного тока являются батареи и адаптеры переменного тока. Эти адаптеры преобразуют переменный ток из розетки в постоянный для использования в электронике, некоторых бытовых приборах и других чувствительных устройствах, требующих прямого потока заряда.Блок USB, используемый для зарядки сотовых телефонов, на самом деле представляет собой небольшой адаптер переменного тока.

Примеры различения постоянного и переменного тока

Пример 1

Вот графики двух токов во времени:

График изменения тока A во времени

График изменения тока B во времени

Основываясь на приведенных графиках, определите, на каком из них работает постоянный или переменный ток.

Шаг 1: Сначала мы определим направление тока. На графике А ток течет линейно и имеет одинаковую величину. Однако ток на графике B выглядит как синусоида, поскольку он периодически меняет направление и величину.

Шаг 2: Изменится ли тогда направление тока? Итак, как мы описали, значение тока А принимает форму прямой линии, что указывает на то, что его направление не меняется. Однако ток B чередуется между одними и теми же положительными и отрицательными значениями, что указывает на то, что его направление меняется со временем туда и обратно.На следующих графиках показано, как заряд будет проходить по цепям. Электроны будут утекать от положительной клеммы в обеих системах. Однако в системе переменного тока терминал неоднократно переворачивал свой заряд, заставляя электроны колебаться взад и вперед.

Поток тока А

Поток тока B

Шаг 3: Таким образом, на графике A показан постоянный ток, а на графике B — переменный ток.График А может отображать ток, проходящий через батарею, питающую ваш фонарик. График B может отображать ток, который протекал из розетки в вашу лампу до того, как электричество отключилось, что заставило вас выкопать фонарик.

Пример 2

Схема А

Схема B

На основе приведенных диаграмм определите, какой ток используется в каждом из них: постоянный или переменный.

Шаг 1: Как протекает ток в этих цепях? Что ж, нам, возможно, потребуется немного изучить символы, чтобы интерпретировать схему А. Как вы могли догадаться, символ формы волны внутри круга,

представляет периодический источник питания. Заряд исходит от этого источника энергии, но в волнообразном движении. Теперь для схемы B у нас есть узнаваемый источник питания — батарея — с положительным и отрицательным концами. Батареи обычно представляются в схемах с использованием следующих символов:

Настройка цепи B

Более длинная линия представляет собой положительный конец батареи, а более короткая линия представляет собой отрицательный конец.Из определения тока мы знаем, что заряд перемещается от плюса к минусу. Итак, у нас есть текущий поток.

Шаг 2: Как обсуждалось в шаге 1, ток изменит направление в цепи A. Однако заряд проходит через аккумулятор только в одном направлении, поэтому ток в цепи B не изменит направление.

Шаг 3: Теперь, когда мы знаем направления токов, мы можем определить, какие из них переменные, а какие прямые. Поскольку в цепи А есть источник питания, который периодически меняет направление тока, она представляет собой систему переменного тока.Поскольку в цепи B течет неизменный ток, она представляет собой систему постоянного тока.

Теперь давайте опишем преимущества установки каждого типа схемы.

Как упоминалось ранее, напряжение прямо пропорционально току. Таким образом, для токов A и B из примера 1 соответствующие напряжения будут выглядеть примерно так, как показано на следующих графиках:

Ток и напряжение А в зависимости от времени

Изменение тока и напряжения B во времени

Напряжение, связанное с переменным током, гораздо легче изменить, чем напряжение постоянного тока.Причина, по которой изменение напряжения полезно, заключается в том, что более высокое напряжение менее подвержено влиянию сопротивления. Таким образом, трансформаторы повышают переменное напряжение до очень высокого напряжения для передачи на большие расстояния по линиям электропередач, чтобы уменьшить потери энергии на сопротивление провода. Таким образом, электричество может быть передано дальше и намного проще. Более поздние трансформаторы снова снижают напряжение для безопасного распределения по городам. Когда ток достигает розетки в США, он составляет 120 В и 60 Гц.

Постоянный ток тоже имеет свое применение.Например, электронике, такой как компьютеры и сотовые телефоны, требуется постоянный поток заряда для выполнения всех их сложных функций, требующих большого объема памяти. AC заставит компьютер периодически «забывать» то, что вы делали, как текущее обратное направление!

Получите доступ к тысячам практических вопросов и пояснений!

Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC), руководство для вас

Вы когда-нибудь задумывались, какой ток течет по вашим проводам? Это руководство проведет вас через 2 типа течений; Переменный ток (AC), постоянный ток (DC) и что все это значит.

В этом руководстве я расскажу о самых важных вещах, начиная с:
  • Что такое переменный и постоянный ток
  • Различия между переменным и постоянным током
  • Преобразование переменного тока в постоянный
  • Использование переменного или постоянного тока
  • Применение переменного и постоянного тока
  • Связь с переменным и постоянным током
Переменный ток (AC)
  • Форма тока, который периодически меняет направление, колеблясь вперед и назад
Постоянный ток (DC)
  • Форма тока, которая течет только в одном направлении, обеспечивая постоянное напряжение/ток

В чем различия?

АС DC
Форма волны
произведено
Чаще всего генерирует синусоиду Постоянное напряжение/ток имеет тенденцию создавать горизонтальные сигналы
Создано Генератор переменного тока, электрический генератор переменного тока Коммутатор
Выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный
Аккумуляторы, генерируемые в результате внутренней химической реакции
Пригодность для передачи на большие расстояния Подходит, потери при передаче небольшие Менее подходит, потери при передаче больше, если напряжение не достаточно высокое
Использование Менее подходит для электронных продуктов, если питание не переключается на постоянный ток через выпрямитель Подходит для электронных продуктов
Уровень безопасности Более низкий уровень безопасности
Переменное напряжение может привести к проникновению тока в тело человека без замкнутого контура
Более высокий уровень безопасности
Часто встречающиеся постоянные токи в электрических приборах, как правило, более безопасны

Преобразование переменного тока в постоянный?

Хотя переменный и постоянный ток работают по-разному, они не должны работать как автономная цепь из-за наличия преобразователя переменного тока в постоянный.

Преобразователь называется выпрямителем, в котором он преобразует входной переменный ток в выходной постоянный, изменяя направление потока тока.

AC или DC, что следует использовать?
Передача мощности на большие расстояния:
  • Переменный ток: возможность повышать напряжение через трансформаторы приводит к меньшему сопротивлению проводов, что может обеспечить эффективную передачу электроэнергии на большие расстояния
  • Постоянный ток: высокая сложность и высокая стоимость эффективного создания постоянного тока высокого напряжения , тот, который подойдет, если вы хотите передавать мощность на большое расстояние

    Легкость использования/простота:
    • Переменный ток: простота эксплуатации благодаря использованию проводов и трансформаторов для регулировки напряжения
    • Постоянный ток: невозможно удобное преобразование напряжения из-за необходимости использования сложных схем оппозиция.

      Совместимость с электроникой:
      • AC: менее совместим с электроникой из-за изменения направления тока
      • DC: более совместим с электроникой, поскольку ток надежно течет в одном направлении

      Победитель: DC, решение для питания вашей электроники.

      Применение переменного и постоянного тока
      АС
      DC

      Соединение: переменный и постоянный ток

      AC и DC также могут называться переменным (емкостным) соединением и прямым соединением.Связь позволяет наблюдать за напряжениями и длинами волн источника питания. Каждая форма связи приведет к различным результатам в данных при подключении к осциллографу.

      Соединение по переменному току
      и соединение по постоянному току
      Муфта переменного тока Муфта постоянного тока
      Показывать и разрешать передачу только сигналов переменного тока через соединение Обеспечивает прохождение сигналов переменного и постоянного тока через соединение
      Подходит для следующих датчиков:
      ICP-микрофоны
      ICP-акселерометры
      Тензометры (только упругие или динамические характеристики)
      ВСЕ преобразователи ICP/IEPE
      Подходит для следующих датчиков:
      Термопары
      Акселерометр постоянного тока
      Тензодатчики
      Пусковая муфта с:

      DSO Nano V3: портативный осциллограф с возможностью связи по постоянному току для измерения напряжения

      DSO Nano V3 — это простой в использовании и компактный осциллограф, отвечающий основным требованиям пользователей, начиная от школьных лабораторных тестов, электротехники и т. д.

      Характеристики продукта:

      • Портативный и легкий
      • Цветной дисплей
      • Хранение формы волны и воспроизведения
      • 6 режимов инициирования
      • 200 кГц аналоговая пропускная способность
      • полные маркеры измерений и характеристики сигнала
      • встроенный сигнал генератор
      • Аксессуары Доступны
      • Резюме

        Выбор между использованием постоянного и переменного тока зависит от цели и требований вашего проекта.Постоянный ток рекомендуется для питания электронных устройств из-за того, что батареи питаются от постоянного тока. С другой стороны, простота модуляции напряжения переменного тока по-прежнему не имеет себе равных. При этом оба тока действительно превосходны в своей области, и выбор правильного варианта сводится исключительно к пользовательскому приложению.

        Продолжить чтение

        Разница между переменным и постоянным током в табличной форме

        Электрический ток — это не что иное, как поток или движение электрического заряда (электронов) внутри электрического проводника или цепи.В зависимости от своего движения электрический ток или просто электричество может быть далее раздвоено на две половины. Там две половины переменного тока (AC) и постоянного тока (DC).

        Не говоря уже о том, что одно из основных различий между переменным и постоянным током связано с движением заряженных частиц. Таким образом, в случае переменного тока электрический заряд может течь только в прямом и обратном направлении. С другой стороны, при постоянном токе электрический ток может течь только в одном направлении.

        Другими словами, в переменном токе электрический заряд периодически меняет свое направление. В то время как в постоянном токе электрический заряд является однонаправленным.

        Ну, прежде чем перейти к широкому обсуждению того, почему переменный ток периодически колеблется, а не постоянный, позвольте мне представить вам краткий и четкий обзор основных различий между переменным и постоянным током в табличной форме. Давайте погрузимся прямо в!

        Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC)

          Переменный ток Постоянный ток
        1. Переменный ток периодически меняет свое направление на противоположное, следовательно, двунаправленный. Постоянный ток не меняет своего направления, поэтому он однонаправленный.
        2. Из-за приложения вращающегося магнитного поля переменный ток меняет свое направление. Благодаря постоянному магнитному полю постоянный ток течет только в одном направлении.
        3. Частота переменного тока обычно составляет от 50 до 60 Гц. С другой стороны, частота постоянного тока всегда равна нулю.
        4. Величина переменного тока меняется со временем. Величина постоянного тока остается постоянной.
        5. Коэффициент мощности переменного тока находится в пределах от 0 до 1. С другой стороны, коэффициент мощности постоянного тока всегда равен 1.
        6. Графически это представлены синусоидальной волной, треугольной волной, прямоугольной волной и прямоугольной волной. Графически изображается прямой линией.
        7. Может легко передаваться на большие расстояния с незначительными потерями. Слишком много потерь при передаче на большое расстояние.
        8. Источники переменного тока включают генераторы, сети и т. д. Источники постоянного тока включают батареи, солнечные батареи и т. д.
        9. Применение переменного тока включает электроснабжение , микроволновка и т. Применение постоянного тока включает мобильные телефоны, ноутбуки и т. д.

        Из вышеупомянутых различий между переменным и постоянным током вы получили точный обзор этих двух. Тем не менее, чтобы различить их в деталях, давайте попробуем понять их в подробном формате. Продолжай читать!

         

        Что такое переменный ток?

        Тип тока, при котором поток заряда меняет свое направление, известен как переменный ток.Именно потому, что переменный ток создается с помощью вращающихся магнитов, он периодически колеблется. Вот почему электрический заряд может двигаться как в прямом, так и в обратном направлении. Типичная синусоида переменного тока

        Кроме того, величина переменного тока меняется со временем. Следовательно, коэффициент мощности переменного тока всегда находится в диапазоне от 0 до 1. Поскольку этот тип тока может двигаться как в прямом, так и в обратном направлении. Следовательно, это может быть графически представлено синусоидальной волной, треугольной волной, прямоугольной волной и прямоугольной волной.Кроме того, частота переменного тока обычно составляет от 50 до 60 Гц.

        Обязателен к прочтению, Стабилитрон Введение – краткий обзор большие расстояния с незначительными потерями. Устройство, которое помогает в эффективной передаче энергии, известно как трансформатор.

        Трансформатор — это устройство, которое в основном используется для повышения и понижения электрического напряжения.Проще говоря, во время передачи энергетические компании преобразуют переменный ток в очень высокое напряжение, а затем понижают его до более низкого напряжения для распределения.

        Проверка, вольт и ампер – разница и сравнение

         

        Преимущества переменного тока

        Некоторые из преимуществ переменного тока:

        • Потери энергии при передаче незначительны.
        • Не говоря уже о том, что переменный ток легко генерировать.
        • Значительно дешевле постоянного тока.
        • Высокий КПД и т. д.

        Недостатки переменного тока

        Некоторые недостатки переменного тока:

        • Переменный ток более опасен, чем постоянный.
        • Требуется лучшая изоляция из-за скин-эффекта.
        • Невозможно сохранить.

        Обязательно прочтите:  Что такое проводники? – Определение, типы, факты и примеры

         

        Что такое постоянный ток?

        Тип тока, при котором поток заряда не меняет своего направления, называется постоянным током.Просто потому, что постоянный ток создается постоянными магнитами, он не может периодически колебаться. Следовательно, электрический заряд может двигаться только в одном направлении.

        Кроме того, величина постоянного тока остается постоянной. Следовательно, коэффициент мощности постоянного тока всегда равен 1. Так как этот вид тока однонаправленный. Поэтому графически изображается прямой линией. При этом частота постоянного тока всегда равна нулю.

        Обязательно прочтите, Краткое введение в лазерный диод

         

        Передача постоянного тока

        Опять же, одна из основных причин, по которой мир предпочитает переменный ток постоянному, заключается в том, что последний теряет слишком много энергии при передаче в течение длительного времени. расстояние.

        Однако с развитием системы передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) потери энергии, возникающие при передаче, были сведены к минимуму. Тем не менее, это не слишком выгодно из-за высокой стоимости установки.

        Ознакомиться, Определение сверхпроводников, типы и их применение

         

        Преимущества постоянного тока

        Некоторые из преимуществ постоянного тока:

        • Постоянный ток менее опасен по сравнению с переменным током.
        • Его можно легко хранить и т.д.

        Недостатки постоянного тока

        Некоторые из недостатков постоянного тока:

        • Он не может передаваться на большие расстояния.
        • Слишком большие потери энергии.
        • Это дорого по сравнению с переменным током.
        • Меньшая эффективность и т. д.Каковы источники переменного тока?

          Ответ. К источникам переменного тока относятся генераторы переменного тока, гидроэлектростанции, тепловые электростанции, сети и т. д.

          2. Как преобразовать переменный ток в постоянный ток?

          Ответ. Переменный ток можно преобразовать в постоянный с помощью выпрямителя. Выпрямитель — это электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов, которое преобразует переменный ток в постоянный.

          3.Каковы источники постоянного тока?

          Ответ. К источникам постоянного тока относятся батареи, термопары, солнечные элементы и т.п.

          4. Как преобразовать постоянный ток в переменный?

          Ответ. Постоянный ток можно преобразовать в переменный с помощью инвертора. Инвертор — это электронное устройство, которое в основном используется для преобразования постоянного тока в переменный.

          Вот и все для этого поста. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею, если хотите, лайкните, если поделитесь. Вы также можете найти нас на Mix, Twitter, Pinterest и Facebook.

          Вам также может понравиться:


          Постоянный и переменный ток: различия и почему в ПК используется постоянный ток электрических приборов в целом, в то время как элементам или батареям для работы требуется постоянный ток, как и ПК. Почему тогда ПК требует блока питания для преобразования тока? Нет

          ПК, работающих от сети переменного тока ? В чем разница? Обо всем этом и многом другом мы расскажем вам в этой статье.

          Постоянный ток и переменный ток, в чем разница?

          Как мы упоминали ранее, основное различие между постоянным током и переменным током заключается в способе движения электронов внутри проводящего материала. В сущности, в постоянном токе электроны могут двигаться только в одном направлении, а в переменном — в обоих направлениях.

          • DC: поток электрического тока может работать только в одном направлении, от передатчика к приемнику или от одного полюса к другому.Обычно его называют аббревиатурой DC, что означает постоянный ток или постоянный ток.
          • Переменный ток: электрический поток происходит в обоих направлениях альтернативным образом (отсюда и его название), так что сначала он идет в одну сторону, а затем возвращается в другую. Называется AC от английского, что означает Alternating Current или, точнее, переменный ток.

          Постоянный ток или постоянный ток

          Если сравнить, насколько распространено электричество в современной жизни, что мы живем, с его существованием в природе, то можно сказать, что это чрезвычайно редкое явление, поскольку оно вырабатывается только некоторыми животными и в природных явлениях, таких как молния во время бури.Как же тогда мы стали настолько зависимы от электричества?

          Ученые осознали необходимость искусственно генерировать поток электронов, чтобы иметь энергию; Чтобы добраться туда, они сначала заметили, что магнитное поле заставляет электроны естественным образом перемещаться от одного полюса к противоположному, поэтому они поместили металлический кабель или другой проводящий материал между одним полюсом и другим, чтобы убедиться, что электроны действительно отталкивались одним полюсом магнитного поля и притягивались другим, но только в одном направлении.

          Благодаря этому они разработали технологию постоянного тока, и в 19 веке появились первые батареи и генераторы постоянного тока, приписываемые изобретателю Томасу Эдисону.

          Переменный ток или переменный ток

          Вскоре в 19 веке другой ученый, в данном случае Никола Тесла, осознал, что постоянный ток весьма ограничен с точки зрения силы тока и расстояния, на которое он может передаваться. Несомненно, поэтому Он принялся за работу по поиску альтернативы, придумав переменный ток в качестве решения проблемы.

          Принцип тот же (электроны притягиваются к одному полюсу магнитного поля и отталкиваются от другого), но вместо статического магнитного поля Тесла использовал вращающееся, так что при изменении положения полюсов, меняется и направление потока электронов. Изменение направления потока электронов называется частотой и выражается в герцах (Гц), чтобы определить количество оборотов или циклов магнитного поля в секунду. Это означает, что если переменный ток в вашем доме составляет 60 Гц, это означает, что каждую секунду происходит 60 изменений полярности магнитного поля.

          В каждом из циклов электроны меняют направление и возвращаются в исходную точку, то есть на каждый цикл приходится две смены направления. Следовательно, в переменном токе частотой 60 Гц поток электронов меняет направление 120 раз в секунду.

          В чем отличие одного от другого?

          Переменный ток позволяет, например, подключить устройство к розетке независимо от направления и без учета отрицательного и положительного полюса устройства, в отличие от постоянного тока, где необходимо учитывать учитывать полюса, так как он имеет только один смысл.

          Как мы уже говорили, одним из недостатков постоянного тока было именно то, что количество тока и расстояние, которое он мог перенести до потери напряжения (напряжения), были довольно низкими, но это было решено с переменным током, так как он умножался на несколько целых чисел как натяжение, так и расстояние, на которое его можно было транспортировать.

          Батареи предназначены для выработки постоянного тока при определенном максимальном уровне напряжения, что уже ограничивает как расстояние, так и величину тока, который они могут нести.Однако переменный ток может производиться в генераторе, и поэтому трансформатор можно использовать для повышения или понижения напряжения по мере необходимости, что позволяет транспортировать электроны на гораздо большие расстояния.

          Трансформаторы переменного/постоянного тока

          Трансформаторы тока используются во всех электрических цепях, для работы которых требуется определенное напряжение. Например, когда мы говорим об электростанциях, они работают при чрезвычайно высоком напряжении, так что электричество может передаваться на большие расстояния, но затем местные трансформаторы (те, которые обслуживают наши дома) изменяют это напряжение, чтобы оно дошло до нас.обычные 230 В, которые у нас в розетках.

          Ток также может быть преобразован из переменного в постоянный и наоборот с помощью адаптера напряжения или инвертора, также известного как трансформатор переменного / постоянного тока, и это важный компонент, который вы используете всю свою жизнь, даже если вы не Знайте это, потому что даже зарядное устройство для мобильного телефона имеет его, а также зарядное устройство для ноутбука или блок питания вашего ПК, поскольку, как мы упоминали ранее, для работы этих устройств требуется постоянный ток.

          Итак, зарядное устройство подключено к электрической сети вашего дома, а все розетки в нем обеспечивают 230В переменного тока, поэтому для работы устройства необходимо преобразовать его в постоянный ток.

          Почему ПК нуждается в постоянном токе для работы

          В ПК постоянный ток используется как форма временного хранения памяти, так как цифровая информация проходит через токопроводящие пути от одной логической схемы к другой. Обычно эта память работает как хранилище с двумя значениями, представляя двоичные единицы и нули как включенные и выключенные (хотя возможны и другие значения, такие как база-3 или плотное многоуровневое хранилище с использованием ступенчатых напряжений).

          Сохранение хранимой информации требует, чтобы напряжение, подаваемое на логические схемы, было постоянным, непрерывным, а также с очень определенными значениями, поэтому блоки питания также имеют преобразователи напряжения 12, 5 и 3.3 вольта. Переменный ток не может работать для управления логическими схемами таким образом, потому что сохраненные данные будут потеряны, поскольку постоянно изменяющееся напряжение падает до нуля, а затем меняется на противоположное, и, по сути, это единственная причина, по которой ПК сегодня не может работать с переменным током и нужно, чтобы он был непрерывным.

          Переменный ток и постоянный ток: переменный ток или постоянный ток

          Ток (электрический заряд) течет только в одном направлении в случае DC (постоянный ток) .Но в AC (переменный ток) электрический заряд периодически меняет направление. Не только ток, но и напряжение меняются местами из-за изменения протекающего тока.

          Дебаты между переменным и постоянным током олицетворяют Войну токов нтов, как ее называют сегодня, в которую были вовлечены два гиганта электрической энергии в конце 1890-х годов. Томасу Эдисону, владельцу компании «Постоянный ток», изобретение Теслы настолько угрожало, что он прибегнул к ложному введению американцев в заблуждение, чтобы дискредитировать «Переменный ток».

          Но это не помешало Тесле осуществить свою мечту по обеспечению США дешевой и высокоэффективной энергией. По сей день мы видим длинные и толстые провода, туго натянутые между возвышающимися электрическими столбами, как струны гитары. AC занял трон и правил в течение столетия, доминируя в домах, офисах и зданиях до сих пор, когда DC, похоже, постепенно возвращается. Почему AC так хорошо зарекомендовал себя? И почему DC может вернуться?

          Давайте перефразируем эти вопросы.


          Рекомендуемое видео для вас:


          Почему переменный ток лучше постоянного?

          Переменный ток — это вид тока, при котором электроны периодически меняют направление вперед и назад. Он основан на принципах, изобретенных Майклом Фарадеем в 1832 году, когда он иллюстрировал свой динамо-генератор.

          DC, несмотря на свою известность, имел серьезную проблему — его передача на большие расстояния была затруднена, провода потеряли мощность, и его пришлось сужать дополнительными цепями.Более того, для повышения или понижения напряжения постоянного тока также требовались сложные схемы.

          Переменный ток можно было не только легко передавать на большие расстояния, но и легко преобразовывать в более высокие или более низкие значения с помощью трансформаторов.

          Трансформатор представляет собой скрученный провод, который «повышает» или «понижает» величину переменного напряжения. Способность преобразовывать напряжение таким образом означала, что можно было передавать электроэнергию гораздо эффективнее не только между городами, но и по всей стране.Мечта Теслы постепенно становилась реальностью.

          (Изображение предоставлено Pixabay)

          Способность передавать электроэнергию на большие расстояния была основным преимуществом переменного тока перед постоянным током, поскольку в 19 веке дома и здания отключали постоянный ток. В 1893 году General Electric была выбрана для снабжения электроэнергией постоянного тока Всемирной выставки в Чикаго, что обошлось в непомерные 554 000 долларов.

          Однако вмешался Джордж Вестингауз и пообещал обеспечить электроэнергией ярмарку всего за 399 000 долларов с помощью переменного тока Tesla.Три года спустя Niagara Falls Power Company, соблазненная удобствами AC, предоставила Westinghouse право вырабатывать электроэнергию из Ниагарского водопада и освещать весь Буффало, штат Нью-Йорк. AC уничтожил DC раз и навсегда. Затем, несколько десятилетий спустя, родился транзистор .

          Почему постоянный ток лучше переменного?

          В отличие от переменного тока постоянный ток не подлежит коммутации. Периодов нет, и ток течет в одном направлении при постоянном напряжении. Как уже упоминалось, постоянный ток имеет тенденцию терять электричество в виде тепла — свойство, которым воспользовался Эдисон, чтобы зажечь первую лампочку.

          Несмотря на свои недостатки, эпоха полупроводников заставила вернуться к постоянному току. Постоянный ток в основном используется для питания электронных устройств, а именно небольших устройств, которые могут функционировать только в двух состояниях: включенном и выключенном. К ним относятся батареи, светодиоды, транзисторы, нейроны компьютерной техники и любые другие полупроводниковые устройства.

          Электропитание постоянного тока возвращается, потому что наше общество полагается на компьютеры, планшеты и портативные устройства, которые постоянно подключены к «облакам». Облака — это в основном компьютеры, официально известные как серверы, которые хранятся в удаленных зданиях для хранения ваших ценных данных.

          Сегодня такие компании, как Facebook и Google, освобождают целые здания для размещения серверов, на которых хранятся данные постоянно растущего числа пользователей. Управление переменным током, как и постоянным, на таких устройствах довольно сложно, так как требует сложных схем. Однако самое главное, AC теряет свою энергию, пусть и на бесконечно малое время, чего не выдерживают постоянно энергоемкие серверы.

          Серверные комнаты обычно оборудованы кондиционерами и предназначены для непрерывной работы компьютерных серверов.(Источник изображения: Flickr)

          Кроме того, каждый инженер-электрик знает, что потери, накапливаемые при передаче переменного тока, могут превышать потери, возникающие при передаче постоянного тока из-за скин-эффекта и емкостной связи, явлений, при которых энергия течет по поверхности провода и поглощается. объектами под ним.

          Передача замедляется из-за этих сопротивлений, что снижает ее эффективность. На самом деле потери, рассеянные в его окрестностях, формируют то, как устроены механизмы беспроводной передачи энергии.Переменный ток излучает часть своей энергии, которую можно удобно сконцентрировать в определенной области, соответствующим образом намотав провод.

          Еще одна причина, по которой DC может вернуться — и это кажется наиболее важным — это его совместимость с экологически безопасными электронными устройствами. Поскольку все солнечные элементы основаны на полупроводниковых подложках, все они генерируют или работают с постоянным током. DC, возможно, придется вернуться ради возобновляемых источников энергии.

          Конечно, мы также можем использовать переменный ток, но это потребует утомительного преобразования постоянного тока в переменный с помощью инвертора, а затем снова в постоянный, где 5-20% энергии теряется в виде тепла.Фактически, центры обработки данных, занимающие целые акры, действительно используют эти преобразователи. Тем не менее, они потребляют огромное количество энергии и дополнительные затраты на системы охлаждения для вырабатываемого тепла, что усугубляет их финансовое положение.

          Что лучше, переменный или постоянный ток?

          Хотя теперь у нас есть технология для передачи постоянного тока на большие расстояния по сетям, мы по-прежнему используем переменный ток. Переменный ток доводится до более высокого напряжения для преодоления сопротивления, а когда мощность достигает пользователя, она понижается и выпрямляется для питания, например, компьютера.Однако эти технологии, как и технологии возобновляемых источников энергии, не только стоят целое состояние, но и их эффективность может быть сомнительной. Да, DC обеспечивает стабильные выходы, но более высокий КПД достигается после устранения потерь .

          Хотя потери могут быть меньше, чем при использовании переменного тока, в игру вступает повышающий/понижающий коэффициент. Простота, с которой можно модулировать и транспортировать переменное напряжение, все еще недостижима, поэтому переменное напряжение по-прежнему может быть предпочтительным.

          Оба источника энергии по-своему превосходны, поэтому решение о победе будет зависеть от спорного критерия — игрового поля. Суждение существенно зависит от применения силы.

          В настоящее время оба работают в тандеме. Переменный ток течет над нами по проводам. Затем переменный ток преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя , такого как адаптер, который входит в комплект зарядного устройства, для питания бытовых приборов, таких как лампочки, лампы и другие приборы.

          Война токов может быть не так драматична, как когда-то, но она все еще существует.

          Как много вы знаете о переменном и постоянном токе?

          Можете ли вы ответить на три вопроса по только что прочитанной статье?

          Начать викторину

          Ваш ответ:

          Правильный ответ:

          Следующий

          Вы получили {{SCORE_CORRECT}} из {{SCORE_TOTAL}}

          Повторная викторина

          Рекомендуемая литература

          18 Разница между переменным и постоянным током [переменный и постоянный]

          В моем предыдущем учебнике по электрическому току я кратко объяснил переменный ток и постоянный ток.

          Здесь я описываю множественные характеристики как переменного тока (AC), так и постоянного тока (DC) с помощью диаграммы. Кроме того, мы увидим AC против DC.

          В чем разница между переменным током и постоянным током?

          Здесь представлена ​​разница между переменным током и постоянным током, указанная в табличной форме.

          Источник переменного тока
          # Содержимое Переменный ток Постоянный ток
          01 AC представляет собой переменный ток. DC представляет постоянный ток.
          02 Что такое переменный ток и постоянный ток? В электрической и электронной цепи ток, который течет в обоих направлениях (с положительным и отрицательным проводом) с постоянной частотой, называется «переменным током». В электрических и электронных цепях ток, который течет только в одном направлении (с положительным выводом), называется «постоянным током».
          03 Текущий AC течет по двунаправленному пути. DC течет однонаправленным способом.
          04 Напряжение Работает от сети переменного тока напряжением 110В, 240В, 11кВ, 33кВ и т.д. Работает от источника постоянного напряжения 5В, 12В, 24В и т.д.
          05 Мощность производит реальной (P) мощности и реактивной (Q) мощности. Источник постоянного тока производит только реальную (P) мощность .
          06 Частота AC имеет переменную частоту . Обычно она варьируется от 50 Гц до 60 Гц. DC имеет нулевую частоту . Этот ток не течет с частотой.
          07 Направление и величина

          (подробности в пункте 14)

          Направление и величина переменного тока всегда меняются со временем . Направление и величина постоянного тока постоянны во времени .
          08 Резистивный Для ограничения переменного тока используются реактивное сопротивление (X) или импеданс (Z) . Для ограничения постоянного тока используется только сопротивление (R) .
          09 Типы переменный ток подразделяется на различные типы: синусоидальный, трапециевидный, треугольный, квадратный и т. д. DC подразделяется на два типа: Чистый, Пульсирующий .
          10 Коэффициент мощности В цепи переменного тока коэффициент мощности всегда находится в диапазоне от нуля (0) до единицы (1) . В цепи постоянного тока коэффициент мощности всегда равен единице (1).
          11 Форма сигнала Волна переменного тока возникает в опережающей или запаздывающей позиции. Волна постоянного тока возникает в прямолинейном положении .
          12 Как генерируется ток? Источник переменного тока вырабатывается генератором или электростанцией. Источник постоянного тока производится элементом, батареей и солнечными элементами.
          13 Закон Ома Цепь переменного тока не подчиняется закону Ома. Цепь постоянного тока подчиняется закону Ома.
          14 Используется Используется в бытовых, коммерческих и промышленных целях. Используется в электронных схемах и устройствах постоянного тока.
          15 Транспорт AC можно легко передать на дальние расстояния с помощью трансформатора. DC не может быть легко передан на большие расстояния.
          16 Техническое обслуживание Легко регулируется и обслуживается. Его нельзя легко отрегулировать.

          17. Символическое представление переменного и постоянного тока

          • Переменный ток (AC) Обозначение:

          • Постоянный ток (DC) Обозначение:

          18. Форма сигнала для переменного и постоянного тока

          Волна переменного тока (AC) имеет синусоидальную форму.Синусоидальная волна переменного тока всегда изменяется во времени с постоянной частотой (50 Гц или 60 Гц). Вы можете увидеть на приведенном ниже графике переменного тока.

          Он течет через положительную фазу (клемма +ve) в отрицательную фазу (клемма -ve) с различной частотой и временем.

          Двунаправленный сигнал переменного тока

          В основном частота 50 Гц или 60 Гц используется в бытовых, коммерческих и промышленных целях.

          Форма волны постоянного тока имеет прямолинейный и постоянный характер.Из-за своего постоянного характера форма сигнала изменяется со временем в непрерывном устойчивом направлении. Вы можете увидеть на приведенном ниже графике постоянного тока.

          DC не требует наличия частоты в цепи. DC течет однонаправленно (положительный терминал) с периодом времени.

          Однонаправленный сигнал постоянного тока

          Я описал большую часть различий между переменным и постоянным током с помощью спецификаций, символов и графиков.

          Вот еще несколько отличий, которые вы хотели бы прочитать:

          Надеюсь, разбираясь в разнице между переменным и постоянным током, вы развеяли свои сомнения.

          Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите, чтобы я объяснил вам что-то, оставьте комментарий в разделе ниже.

          Спасибо за прочтение!

          Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию в MATLAB и электротехнике в DipsLab.ком портал.

          Мне очень приятно делиться своими знаниями в этом блоге. И иногда я углубляюсь в программирование на Python.

          Разница между переменным током и постоянным током

          Разница между переменным током и постоянным током:

          В наши дни электрическая энергия играет важную роль в жизни человека. Электрическая энергия вырабатывается в двух формах: переменный ток и постоянный ток. здесь переменный ток был инициирован Николасом Тестлой, а постоянный ток — изданием Томаса Альвы.Оба источника питания широко используются в нашей повседневной жизни, т.е. переменный ток используется во всех наших бытовых приборах, таких как телевизор, стиральная машина, электрический вентилятор и т. д., а постоянный ток используется в зарядном устройстве, мобильном телефоне и т. д. Однако , в этом уроке мы увидим разницу между переменным током и постоянным током.

          Разница между переменным током и постоянным током.

          Направление :

          Переменный ток периодически меняет направление, т.е.е. теперь ток течет от фазы к нейтрали означает, во время второго полупериода (отрицательного) ток течет от нейтрали к фазе, при постоянном токе не меняйте направление.

          Величина:

          В переменном токе величина напряжения и тока будет меняться во времени. В постоянном токе величина не меняется во времени, обычно она постоянна.

          Параметр строки:

          В переменном токе учитываются все параметры линии, это называется Полное сопротивление.В постоянном токе учитывается только сопротивление линии, поскольку конденсатор действует как разомкнутая цепь, а катушка индуктивности действует как короткое замыкание для источника постоянного тока.
          [wp_ad_camp_5]
          Скин-эффект для линии передачи:

          В AC необходимо позаботиться о скин-эффекте, но DC не имеет скин-эффекта. потому что для высокой частоты скин-эффект высок, но низкочастотный скин-эффект меньше.

          Вихретоковые потери и потери истории:

          Распределение переменного тока

          предназначено для уменьшения потерь на вихревые токи и потерь на гистерезис.Так как частота прямо пропорциональна вихретоковым и гистерезисным потерям. В постоянном токе потери на вихревые токи и гистерезис очень малы, поэтому машины постоянного тока не требуется изготавливать с кремниевыми штамповками.

          Потери :

          Передача переменного тока имеет большие потери по сравнению с линиями передачи постоянного тока.

          Коэффициент мощности:

          Коэффициент мощности определяется как отношение активной мощности к полной мощности. Коэффициент мощности играет важную роль в системе передачи переменного тока.Значение коэффициента мощности будет варьироваться от -1 до 1. Низкий коэффициент мощности увеличивает потери в линии; Вот почему система переменного тока нуждается в методах улучшения коэффициента мощности. Но в постоянном токе коэффициент мощности никогда не приходит.

          Природа :

          Передача переменного тока имеет трехпроводную или четырехпроводную систему, но постоянный ток использует один провод (заземление принимается как обратный путь) или двойной провод.

          Обозначения:

          Полярность переменного тока называется фазой и нейтралью, а в постоянном токе мы используем положительную и отрицательную.

          Разница между отрицательным и нейтральным:

          Здесь нейтраль переменного тока считается текущим обратным путем; разность потенциалов между нейтралью и землей будет равна нулю, но при постоянном токе разность потенциалов между минусом и землей будет составлять половину напряжения между положительным и отрицательным. то есть, если у нас есть 110 вольт постоянного тока, то разность потенциалов между землей и отрицательной клеммой будет -55 вольт.

          Конфигурация:

          При переменном токе нагрузки будут подключаться по схеме «звезда» или «треугольник».В DC ​​такой конфигурации нет, напрямую нагрузка будет подключена к источнику постоянного тока.

          Источник:

          Переменный ток может генерироваться генератором/альтернатором; основным источником постоянного тока является элемент или батарея. Также переменный ток может быть преобразован в постоянный, а постоянный ток может быть преобразован в переменный ток

          Типы волн:

          AC будет иметь различные типы, такие как синусоидальный, квадратно-трапециевидный и треугольный. В DC ​​будет чистая или пульсирующая карнизная форма.

          Частота:

          Число повторяющихся циклов в секунду называется частотой, AC имеет частоту.В нашем доме мы используем либо 50 Гц, либо 60 Гц. Но у постоянного тока нет частоты, обычно она равна нулю.
          [wp_ad_camp_3]
          Магнетизм:

          Магнетизм создается переменным током, который называется вращающимся магнетизмом. В случае, если магнетизм, создаваемый источником постоянного тока, называется постоянным магнитным полем.

          Обычный:

          Мы используем трехфазный или однофазный переменный ток, но постоянный ток мы используем только положительный и отрицательный.

          Безопасность :

          Удар постоянного тока опаснее переменного тока.
          [wp_ad_camp_5]
          Функция трансформатора:

          Трансформатор — это устройство, которое используется для повышения или понижения напряжения. В переменном токе главную роль играет трансформатор, а в постоянном трансформатор работает как короткое замыкание. Поэтому трансформаторы нельзя использовать в источнике постоянного тока.

          Мощность передачи:

          DC имеет меньшие потери, чем система переменного тока, поэтому система постоянного тока предпочтительнее для длительной передачи. Как правило, это называется системой передачи HVDC. Если расстояние передачи превышает 600 км, предпочтительны передачи постоянного тока.

          .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.