Отличия постоянного тока и переменного: «Чем переменный ток отличается от постоянного?» – Яндекс.Кью — Мастер на все ручки: Блог домашнего сварщика

Содержание

Сварочный аппарат переменного тока и постоянного в чем разница

Главная » Статьи » Сварочный аппарат переменного тока и постоянного в чем разница

сварка постоянным током — сварочные аппараты переменного и постоянного тока, в чем разница? — 2 ответа

В разделе Добро пожаловать на вопрос сварочные аппараты переменного и постоянного тока, в чем разница? заданный автором Евгений Савчук лучший ответ это разная дуга — разные электроды.. .Устройство сварочных трансформаторов: под корпусом находится сердечник — замкнутый магнитопровод, первичная и вторичная обмотка. Проходя через первичную обмотку, ток намагничивает сердечник. Магнитный поток на вторичной обмотке индуцирует переменный ток. Напряжение полученного переменного тока зависит от количества витков на вторичной обмотке. Чем больше вторичная обмотка, тем выше напряжение. Результат работы — переменный сварочный ток; сварочный трансформатор постоянного тока включает в свою конструкцию выпрямитель.Сварка на постоянном токе обеспечивает получение сварного соединения более высокого качества по сравнению со сваркой на переменном токе.

Из-за отсутствия нулевых значений тока повышается стабильность горения дуги, увеличивается глубина проплавления, снижается разбрызгивание, улучшается защита дуги, повышаются прочностные характеристики металла сварного шва, снижается количество дефектов шва, а пониженное разбрызгивание улучшает использование присадочного материала и упрощает операции зачистки сварного соединения от шлака и застывших брызг металла. Всё это привело к тому, что для сварки качественных швов ответственных соединений больше применяют сварку на постоянном токе.

ссылка

2oa.ru

Чем отличается сварочный аппарат от инвертора?

При необходимости самостоятельного проведения сварочных работ возникает вопрос: какого типа сварочный аппарат приобрести. Сварка — это создание неразъёмных соединений между свариваемыми частями на уровне атомов. Сварное соединение является одним из самых прочных и поэтому применяется довольно часто.

При электросварке нагрев и плавление металла происходит за счёт образования электрической дуги между торцевой частью электрода и свариваемой поверхностью. Источники образования и поддержания дуги делятся на несколько типов:

Трансформаторные.
Инверторные.
Выпрямители.
Сварочные агрегаты на основе двигателя внутреннего сгорания.

Рассмотрим два типа, нашедших наиболее широкое применение: сварочный аппарат на основе трансформатора и инверторный источник электрической дуги.

Трансформаторный сварочный аппарат

Это самый простой из сварочных аппаратов, использующий переменный ток сети. Работает за счёт трансформатора, который регулирует напряжение сети до сварочного. Трансформаторные или индукционные сварочные аппараты имеют деление по следующим признакам:

Мощность (чем больше сила сварочного тока, тем более толстый металл возможно обрабатывать).
Количество постов, то есть рабочих мест (сколько человек одновременно могут работать).
Напряжение (однофазная или трёхфазная сеть).

Преимуществом его является более простая и надёжная конструкция, невысокая стоимость, высокая ремонтопригодность.

Трансформаторный сварочный аппарат

К недостаткам относят зависимость дуги от скачков напряжения сети, большой вес и габаритные размеры, сильный нагрев во время проведения работ.

Что такое инвертор?

Инверторный сварочный аппарат или просто инвертор — один из источников энергии для электродуговой сварки, в основе которого лежит использование тока высокой частоты. Его работа осуществляется за счёт силовой электроники и небольшого трансформатора.

Инверторный сварочный аппарат

Достоинствами его признано низкое энергопотребление, компактность, небольшой вес и размеры, достаточно высокое качество шва.

К отрицательным сторонам инвертора можно отнести относительно высокую стоимость, боязнь влаги, пыли и низких температур (характерно для бюджетных моделей), чувствительность к скачкам напряжения, дорогостоящий ремонт.

Что общего у инвертора и трансформаторного сварочного аппарата

Сходство этих аппаратов в их назначении — образование и поддержание электрической дуги. Но есть ещё некоторые моменты, которые их объединяют:

Рассматриваемые аппараты объединяет наличие трансформатора, но разного размера. За счёт предварительного получения тока высокой частоты, в инверторах нет необходимости в использовании больших трансформаторов. Для получения тока 160 А нужен трансформатор весом 0,25 кг. Для получения такого же тока в индуктивных аппаратов необходим трансформатор весом 18-20 кг.

Возможность плавной регулировки тока. Трансформаторные аппараты имеют такую возможность благодаря изменению величины воздушного зазора в магнитопроводе.
Питание аппаратов осуществляется от бытовой (220В) или промышленной (380В) сети.
У большинства сварочных аппаратов есть защита от короткого замыкания.

Чем отличаются инверторный и трансформаторный источник электрической дуги

Габариты и вес сварочного аппарата трансформаторного типа больше, чем у инвертора. Промышленные образцы могут весить более ста килограммов.
Принцип действия. В инверторе переменный ток сети преобразуется первичным выпрямителем в постоянный, затем снова в переменный ток высокой частоты и далее снова происходит изменение на постоянный на вторичном выпрямителе. У сварочных аппаратов трансформаторного типа сила тока изменяется за счёт изменения положения магнитопровода, то есть сердечника понижающего трансформатора или включения в цепь разного количества витков обмоток.
Инвертор имеет более устойчивую дугу, благодаря стабильности сварочного тока, что влияет на качество шва.
Разница в конструкции. Инвертор более сложный и может оснащаться следующими дополнительными функциями: HOT START – увеличение начального тока для улучшения поджига сварочной дуги. ARC FORCE — увеличение сварочного тока для ускорения процесса плавления и препятствия залипанию, то есть происходит форсирование дуги. ANTI-STICK – снижение тока при залипании электрода для увеличения времени на его отрыв и защиты от перегрузки.
Процесс обучения работе на трансформаторе более сложный и трудоёмкий. Однако, освоив эти навыки, без труда можно работать на инверторе.
Инвертор выдаёт постоянный ток, трансформатор работает на переменном с частотой бытовой электросети 50 Гц.
Коэффициент мощности инвертора наибольший из всего сварочного оборудования, а КПД превышает трансформаторные аналоги на 20-30%.
Широкий диапазон изменения тока сварки.
Инвертор имеет такой показатель как коэффициент прерывистости работы (КП). Он определяет время непрерывной работы на максимальном сварочном токе. То есть, если КП равен 50%, то после 10 минут работы ему требуется 5 минут на охлаждение. К трансформаторному сварочному аппарату такие требования не предъявляются.
Возможность использования электродов, предназначенных как для постоянного, так и для переменного тока.

На сегодняшний день на рынке довольно широкий выбор оборудования для сварки различных производителей. Выбор сварочного аппарата следует производить исходя из задач, которые с его помощью предстоит выполнять.

vchemraznica.ru

Преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки

В двадцатом веке сварочный аппарат переменного тока был самым распространенным устройством сварки металлов в строительстве и промышленности. Это объясняется простотой конструкцией аппарата. Если говорить кратко, он представляет собой силовой понижающий трансформатор, вторичная обмотка которого имеет несколько выводов. В зависимости от того какой метал нужно варить, какой толщины, каким электродом, сварщик выбирает тот или иной вывод вторичной обмотки.

Виды устройств

Сварочные аппараты, работающие за счет действия переменного тока, подразделяются на следующие виды:

оборудование для ручной электродуговой сварки с помощью отдельных электродов покрытых флюсом;

оборудование для ручной аргоновой электросварки с помощью неплавящихся электродов из вольфрама;
полуавтоматическое оборудование, осуществляющее сварку в среде защитного и инертного газа с помощью электродной проволоки;
оборудование контактной сварки.

В международной классификации электродуговая сварка получила обозначение ММА-АС или ММА-DC, в случае ручной электросварки одиночными электродами, а аргоновая сварка с неплавящимися электродами – TIG.

Конструкция на трансформаторах

Обычный аппарат для сварки по размерам и форме выглядел как стиральная бытовая машинка на колесах, только еще тяжелее. Замкнутый магнитопровод располагался вертикально. Внизу находилась первичная обмотка трансформатора.

Вторичная обмотка была подвижной. Она прикреплялась к гайке вертикального винта с ленточной резьбой. На крышке корпуса располагался рым-болт с ручкой. При вращении ручки гайка с вторичной обмоткой перемещалась по винту, изменяя магнитный поток, проходящий через катушки. Таким образом, осуществлялась регулировка сварочного электротока. Для перемещения аппарата на крышке имелась ручка, для присоединения проводов сварочной цепочки на боковой стенке располагался зажим. Все стенки имели щелевые отверстия для охлаждения трансформатора.

Говоря о таких аппаратах в прошедшем времени, имеется в виду, что сейчас в большинстве своем используют сварочные инверторы переменного и постоянного тока. Сварочным оборудованием на основе силового трансформатора практически не пользуются.

Чтобы сварочный шов получался качественным, требуется круто падающая вольтамперная характеристика трансформатора. Это достигается двумя способами. Первый вариант: в трансформаторе с нормальным магнитным рассеянием и отдельной реактивной катушкой (дросселем) регулировку сварочного процесса осуществляют за счет изменения зазора в сердечнике дросселя. Второй вариант: регулировка осуществляется за счет изменения зазора между первичной и вторичной катушками. При этом изменение электротока в широком диапазоне не приводит к изменению напряжения дуги, что положительно сказывается на качестве шва.

Оборудование для контактной сварки

У аппаратов контактной сварки в момент сварочного процесса у маломощных устройств сварочный ток достигает 5000-10000 А, в мощных устройствах доходит до 500 кА. Поэтому к трансформаторам предъявляются высокие требования.

Они являются понижающими трансформаторами с рядом конструктивных особенностей:

чтобы получить максимальный электроток вторичная обмотка выполняется из одного витка;
первичная обмотка выполняется на дисковом сердечнике в виде отдельных секций. Разбивка катушек на секции необходима для регулировки электротока, а диск для равномерного охлаждения;
вторичная обмотка выполнена в виде параллельно соединенных медных дисков. Для защиты от влаги они залиты эпоксидной смолой;
предусматривается воздушное или водяное охлаждение.

Аппараты контактной сварки в большинстве своем однофазные с сердечниками броневого типа. Так как качество сварки сильно зависит от длительности сварочного импульса, то коммутационное оборудование достаточно сложное – плата за точность. Аппараты испытывают большие механические нагрузки, до 400 пусков минуту, поэтому к ним предъявляются дополнительные требования по прочности конструкции.

Маломощные аппараты контактной сварки имеют сварочной ток до 5000 А, весят около 20 кг и сваривают металл толщиной до 2,5 мм. Широко применяются в домашних условиях и мелких мастерских.

Конструкция инвертора

Инверторы иногда называют сварочными аппаратами постоянного тока, поскольку при их работе на первом этапе происходит преобразование переменного напряжения в постоянное.

Инверторы активно вытесняют аппараты на трансформаторах благодаря небольшому весу, компактным размерам и высокой производительности.

Сварочный инвертор состоит из высоковольтного выпрямительного диодного моста и фильтра низких частот, генератора частоты в пределах 30-70 кГц, силовых высоковольтных ключей, разделительного конденсатора и понижающего трансформатора. Он выполняет функцию преобразователя низкочастотного переменного тока в высокочастотный.

Напряжение 220 В 50 Гц подается на выпрямительный мост, где происходит его выпрямление, фильтр снижает пульсации и поступает на электронные ключи выполненные на биполярных транзисторах с изолированным затвором или полевых транзисторах.

На выходе ключей, благодаря блоку управления на основе генератора частоты, получается сигнал частотой 30-70 кГц. Проходя через разделительный конденсатор, электроток избавляется от постоянной составляющей и поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора. На выходе вторичной обмотки получается высокочастотный переменный ток, который используется для сварки. По сути, сварочные инверторы переменного тока выполняются, как импульсные источники питания без выпрямительного блока на выходе.

Из-за быстрого перехода через ноль сварочные инверторные аппараты переменного тока имеют устойчивую, равномерную дугу, что положительно сказывается на качестве шва. Использование инвертора позволяет получить малогабаритный аппарат большой мощности. Недостатком инвертора можно считать высокую чувствительность к скачкам напряжения.

Достоинства и недостатки

Ручная дуговая сварка переменным током работает на основе силового трансформатора, имеющего простую, надежную и недорогую конструкцию. Она может работать практически в любых условиях и длительное время без перерывов. К недостаткам нужно отнести невысокую производительность сварочных работ, необходимость постоянного удаления шлака. Сварочный шов получается хуже, чем дает сварка постоянным током.

Аргоновая сварка с использованием аппарата переменного тока с неплавящимися электродами дает сварной шов высочайшего качества, позволяет варить металл большого сечения, отсутствуют брызги. К недостаткам нужно отнести необходимость использования дополнительного оборудования в виде газовых баллонов и низкую производительность работ.

Электроды и особенности работ

Для сварки переменным электротоком электроды разработаны давно и имеют большое разнообразие. При использовании инверторов пришлось создавать новые электроды из-за специфики высокочастотного переменного тока.

Наиболее широко применяются электроды марок АНО, ОЗС, МР. Они используются для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Обеспечивают легкое разжигание электрической дуги и равномерность ее поддержания, легкое удаление шлака. Могут применяться для сварочных аппаратов переменного и постоянного тока.

Главная особенность сварки переменным током заключается в изменении полярности протекающего через электрическую дугу тока. Из-за того, что на частоте 50 Гц время перехода через ноль довольно большое, дуга почти гаснет, получается неравномерной. Это приводит часто к пористости шва, снижению его качества. При использовании высокочастотного переменного электротока этот недостаток практически преодолевается. Использование постоянного позволяет получать сварочные швы более высокого качества за счет равномерного выделения теплоты в сварочной ванне. На постоянном токе электрическая дуга зажигается при меньшем напряжении, и ее легче поддерживать сварщику.

В чем разница переменного тока и постоянного?

Лишь немногие способны реально осознать, что переменный и постоянный ток чем-то отличаются. Не говоря уже о том, чтобы назвать конкретные различия. Цель данной статьи – объяснить основные характеристики этих физических величин в терминах, понятных людям без багажа технических знаний, а также предоставить некоторые базовые понятия, касающиеся данного вопроса.

Сложности визуализации

Большинству людей не составляет труда разобраться с такими понятиями, как «давление», «количество» и «поток», поскольку в своей повседневной жизни они постоянно сталкиваются с ними. Например, легко понять, что увеличение потока при поливе цветов увеличит количество воды, выходящей из поливочного шланга, в то время как увеличение давления воды заставит ее двигаться быстрее и с большей силой.

Электрические термины, такие как «напряжение» и «ток», обычно трудно понять, поскольку нельзя увидеть или почувствовать электричество, движущееся по кабелям и электрическим контурам. Даже начинающему электрику чрезвычайно сложно визуализировать происходящее на молекулярном уровне или даже четко понять, что собой представляет, например, электрон. Эта частица находятся вне пределов сенсорных возможностей человека, ее невозможно увидеть и к ней нельзя прикоснуться, за исключением случаев, когда определенное количество их не пройдет через тело человека. Только тогда пострадавший определенно ощутит их и испытывает то, что обычно называют электрическим шоком.

Тем не менее, открытые кабели и провода большинству людей кажутся совершенно безвредными только потому, что они не могут увидеть электронов, только и ждущих того, чтобы пойти по пути наименьшего сопротивления, которым обычно является земля.

Аналогия

Понятно, почему большинство людей не могут визуализировать то, что происходит внутри обычных проводников и кабелей. Попытка объяснить, что что-то движется через металл, идет вразрез со здравым смыслом. На самом базовом уровне электричество не так сильно отличается от воды, поэтому его основные понятия довольно легко освоить, если сравнить электрическую цепь с водопроводной системой. Основное различие между водой и электричеством заключается в том, что первая заполняет что-либо, если ей удастся вырваться из трубы, в то время как второе для передвижения электронов нуждается в проводнике. Визуализируя систему труб, большинству легче понять специальную терминологию.

Напряжение как давление

Напряжение очень похоже на давление электронов и указывает, как быстро и с какой силой они движутся через проводник. Эти физические величины эквивалентны во многих отношениях, включая их отношение к прочности трубопровода-кабеля. Подобно тому, как слишком большое давление разрывает трубу, слишком высокое напряжение разрушает экранирование проводника или пробивает его.

Ток как поток

Ток представляет собой расход электронов, указывающий на то, какое их количество движется по кабелю. Чем он выше, тем больше электронов проходит через проводник. Подобно тому, как большое количество воды требует более толстых труб, большие токи требуют более толстых кабелей.

Использование модели водяного контура позволяет объяснить и множество других терминов. Например, силовые генераторы можно представить как водяные насосы, а электрическую нагрузку – как водяную мельницу, для вращения которой требуется поток и давление воды. Даже электронные диоды можно рассматривать как водяные клапаны, которые позволяют воде течь только в одну сторону.

Постоянный ток

Какая разница между постоянным и переменным током, становится ясно уже из названия. Первый представляет собой движение электронов в одном направлении. Очень просто визуализировать его с использованием модели водяного контура. Достаточно представить, что вода течет по трубе в одном направлении. Обычными устройствами, создающими постоянный ток, являются солнечные элементы, батареи и динамо-машины. Практически любое устройство можно спроектировать так, чтобы оно питалось от такого источника. Это почти исключительная прерогатива низковольтной и портативной электроники.

Постоянный ток довольно прост, и подчиняется закону Ома: U = I × R. Мощность нагрузки измеряется в ваттах и равна: P = U × I.

Из-за простых уравнений и поведения постоянный ток относительно легко осмыслить. Первые системы передачи электроэнергии, разработанные Томасом Эдисоном еще в XIX веке, использовали только его. Однако вскоре разница в переменном токе и постоянном стала очевидной. Передача последнего на значительные расстояния сопровождалась большими потерями, поэтому через несколько десятилетий он был заменен более выгодной (тогда) системой, разработанной Николой Теслой.

Несмотря на то что коммерческие силовые сети всей планеты в настоящее время используют переменный ток, ирония заключается в том, что развитие технологии сделало передачу постоянного тока высокого напряжения на очень больших расстояниях и при экстремальных нагрузках более эффективной. Что, например, используется при соединении отдельных систем, таких как целые страны или даже континенты. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном. Однако первый по-прежнему используется в низковольтных коммерческих сетях.

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Если переменный ток намного проще производить с помощью генератора, используя кинетическую энергию, то батареи могут создавать только постоянный. Поэтому последний доминирует в схемах питания низковольтных устройств и электроники. Аккумуляторы могут заряжаться только от постоянного тока, поэтому переменный ток сети выпрямляется, когда аккумулятор является основной частью системы.

Широко распространенным примером может служить любое транспортное средство – мотоцикл, автомобиль и грузовик. Генератор, устанавливаемый на них, создает переменный ток, который мгновенно преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя, поскольку в системе электроснабжения присутствует аккумулятор, и большинству электроники для работы требуется постоянное напряжение. Солнечные элементы и топливные ячейки также производят только постоянный ток, который затем при необходимости можно преобразовать в переменный с помощью устройства, называемого инвертором.

Направление движения

Это еще один пример разницы постоянного тока и переменного тока. Как следует из названия, последний представляет собой поток электронов, который постоянно меняет свое направление. С конца XIX века почти во всех бытовых и промышленных электрических всего мира используется синусоидальный переменный ток, поскольку его легче получить и гораздо дешевле распределять, за исключением очень немногих случаев передачи на большие расстояния, когда потери мощности вынуждают использовать новейшие высоковольтные системы постоянного тока.

У переменного тока есть еще одно большое преимущество: он позволяет возвращать энергию из точки потребления обратно в сеть. Это очень выгодно в зданиях и сооружениях, которые производят больше энергии, чем потребляют, что вполне возможно при использовании альтернативных источников, таких как солнечные батареи и ветряные турбины. Тот факт, что переменный ток позволяет обеспечить двунаправленный поток энергии, является основной причиной популярности и доступности альтернативных источников питания.

Частота

Когда дело доходит до технического уровня, к сожалению, объяснить, как работает переменный ток, становится сложно, поскольку модель водяного контура к нему не совсем подходит. Однако можно визуализировать систему, в которой вода быстро меняет направление потока, хотя не понятно, как она при этом будет делать что-то полезное. Переменный ток и напряжение постоянно меняют свое направление. Скорость изменения зависит от частоты (измеряемой в герцах) и для бытовых электрических сетей обычно составляет 50 Гц. Это означает, что напряжение и ток меняют свое направление 50 раз в секунду. Вычислить активную составляющую в синусоидальных системах довольно просто. Достаточно разделить их пиковое значение на √2.

Когда переменный ток меняет направление 50 раз в секунду, это означает, что лампы накаливания включаются и выключаются 50 раз в секунду. Человеческий глаз не может это заметить, и мозг просто верит, что освещение работает постоянно. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном.

Векторная математика

Ток и напряжение не только постоянно меняются – их фазы не совпадают (они несинхронизированные). Подавляющее большинство силовых нагрузок переменного тока вызывает разность фаз. Это означает, что даже для самых простых вычислений нужно применять векторную математику. При работе с векторами невозможно просто складывать, вычитать или выполнять любые другие операции скалярной математики. При постоянном токе, если по одному кабелю в некоторую точку поступает 5A, а по другому – 2A, то результат равен 7A. В случае переменного это не так, потому что итог будет зависеть от направления векторов.

Коэффициент мощности

Активная мощность нагрузки с питанием от сети переменного тока может быть рассчитана с помощью простой формулы P = U × I × cos (φ), где φ – угол между напряжением и током, cos (φ) также называется коэффициентом мощности. Это то, чем отличаются постоянный и переменный ток: у первого cos (φ) всегда равен 1. Активная мощность необходима (и оплачивается) бытовыми и промышленными потребителями, но она не равна комплексной, проходящей через проводники (кабели) к нагрузке, которая может быть рассчитана по формуле S = U × I и измеряется в вольт-амперах (ВА).

Разница между постоянным и переменным током в расчетах очевидна – они становятся более сложными. Даже для выполнения самых простых вычислений требуется, по крайней мере, посредственное знание векторной математики.

Сварочные аппараты

Разница между постоянным и переменным током проявляется и при сварке. Полярность дуги оказывает большое влияние на ее качество. Электрод-позитивная сварка проникает глубже, чем электрод-негативная, но последняя ускоряет наплавление металла. При постоянном токе полярность всегда постоянная. При переменном она меняется 100 раз в секунду (при 50 Гц). Сварка при постоянном предпочтительнее, так как она производится более ровно. Разница в сварке переменным и постоянным током заключается в том, что в первом случае движение электронов на долю секунды прерывается, что приводит к пульсации, неустойчивости и пропаданию дуги. Этот вид сварки используется редко, например, для устранения блуждания дуги в случае электродов большого диаметра.

fb.ru

Отличие переменного тока от постоянного простыми словами. Чем отличается постоянный электрический ток от переменного

Электрическим током называют направленное, упорядоченное движение заряженных частиц.

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

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

Разница переменного тока от постоянного

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

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

Передача переменного тока потребителям

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

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

Преобразование переменного тока в постоянный

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

Подключение диодного моста с 4-мя диодами необходимой мощности. Такой мост может «срезать» верхние значения синусоид переменного тока или делать движение заряженных частиц однонаправленным.

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.
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.

Современный мир уже сложно представить без электричества. Освещение помещений, работа бытовых приборов, компьютеров, телевизоров – все это давно стало привычными атрибутами жизни человека. Но одни электроприборы питаются от переменного тока, тогда как другие – от постоянного.

Электрический ток представляет собой направленный поток электронов от одного полюса источника тока к другому. Если это направление постоянно и не меняется во времени, говорят о постоянном токе. Один вывод источника тока при этом считается плюсовым, второй – минусовым. Принято считать, что ток течет от плюса к минусу.

Классическим примером источника постоянного тока является обычная пальчиковая батарейка. Такие батарейки широко применяются в качестве источника питания в малогабаритной электронной аппаратуре – например, в пультах дистанционного управления, в фотоаппаратах, радиоприемниках и т.д. и т.п.

Переменный ток, в свою очередь, характеризуется тем, что периодически меняет свое направление. Например, в России принят стандарт, согласно которому напряжение в электрической сети равно 220 В, а частота тока составляет 50 Гц. Именно второй параметр и характеризует, с какой частотой изменяется направление электрического тока. Если частота тока равна 50 Гц, то он меняет свое направление 50 раз в секунду.

Значит ли это, что в обычной электрической розетке, имеющей два контакта, периодически меняются плюс с минусом? То есть сначала на одном контакте плюс, на другом минус, потом наоборот и т.д. и т.п.? На самом деле все обстоит немного иначе. Электрические розетки в электросети имеют два вывода: фазовый и заземляющий. Обычно их называют «фазой» и «землей». Заземляющий вывод безопасен, напряжения на нем нет. На фазовом же выводе с частотой 50 Гц в секунду меняются плюс и минус. Если коснуться «земли», ничего не произойдет. Фазового же провода лучше не касаться, так как он всегда находится под напряжением 220 В.

Одни приборы питаются от постоянного тока, другие от переменного. Зачем вообще потребовалось такое разделение? На самом деле большинство электронных приборов используют именно постоянное напряжение, даже если включаются в сеть переменного тока. В этом случае переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямителе, в простейшем случае состоящем из диода, срезающего одну полуволну, и конденсатора для сглаживания пульсаций.

Переменный же ток используется только потому, что его очень удобно передавать на большие расстояния, потери в этом случае сводятся к минимуму. Кроме того, он легко поддается трансформации – то есть изменению напряжения. Постоянный ток трансформировать нельзя. Чем выше напряжение, тем ниже потери при передаче переменного тока, поэтому на магистральных линиях напряжение достигает нескольких десятков, а то и сотен тысяч вольт. Для подачи в населенные пункты высокое напряжение снижается на подстанциях, в результате в дома поступает уже достаточно низкое напряжение 220 В.

В разных странах приняты неодинаковые стандарты питающего напряжения. Так, если в европейских странах это 220 В, то в США – 110 В. Интересен и тот факт, что знаменитый изобретатель Томас Эдисон не смог в свое время оценить все преимущества переменного тока и отстаивал необходимость использования в электрических сетях именно постоянного тока. Лишь позже он был вынужден признать, что ошибся.

Июл 22 2017

Изначально люди вообще не знали, что такое ток. Был просто статический заряд, но никто не понимал и не осознавал самой природы электричества.

Понадобились долгие века, пока Кулон разработал свою теорию, а немецкий священник фон Клейн обнаружил, что банка может запасать энергию.

К тому времени, как Ван де Грааф создал свой первый генератор, каждый уже знал, в чем отличие постоянного тока от переменного. А теперь пришла пора и наших читателей обрести для личного пользования эти сведения.

Когда Господь убедился, что бесполезно пугать стадо баранов молниями и громом, он решил продвигать историю несколько другим путём.

В результате человеческое общество пыталось произвести людей путём:

Занятий физической культурой.
Развитием искусства.
Логикой, положившей начало всем наукам.

Так постепенно, шаг за шагом, из зверей получилось нечто более разумное. Сегодня, например, многих шокирует, что в США полицейский может грубо обойтись с негритянкой при аресте, а каких-нибудь 100-200 лет назад африканцев вешали штабелями и считали это примером для подражания.

Нужно сказать, что нравственное развитие общества началось именно в последние десятилетия, когда общество открыто признало фашистов преступниками и начало проповедовать и внедрять так называемые права человека. Наука же развилась гораздо ранее.

Издревле, к примеру, люди видели, что кристалл турмалина притягивает пепел.

Почему так происходит? Следует сказать, что свойства пьезоэлектричества были впервые описаны именно на примере турмалина.

В начала 19-го века было показано, что кристалл, будучи нагрет, приобретает электрический заряд.

За счёт того, что произошла деформация, образовались два полюса:

Южный (аналогический).
Северный (антилогический).

Причём, если температура после нагрева остаётся постоянной, то электричество исчезает. Затем появление полюсов наблюдается уже при охлаждении.

Иначе говоря, кристалл турмалина при изменении температуры вырабатывает электричество.

Дальнейшие исследования показали, что размер потенциала зависит от:

Поперечного сечения кристалла (среза поперёк полюсов).
Разницы температур.

Прочие же факторы никакого влияния на величину заряда не оказывают.

Благодаря чему это происходит? Данное явление получило название пироэлектричества. Являясь диэлектриком, турмалин потихоньку заряжался от тока, текущего внутри. А заряд оставался на месте (определённые участки поверхности) из-за изолирующих свойств.

Таким образом, пока не замкнуть полюса турмалина проводником, кристалл будет копить заряд по мере изменения температуры. Линию, объединяющую полюса назвали пироэлектрической осью.

Пьезоэлектричество было открыто известной парой Кюри на основе того же турмалина в 1880 году.

Было понятно, что при изменении размеров кристалла будут вырабатываться заряды, осталось только придумать методику для проведения опыта.

Кюри использовал для этого статическое давление обычной массы.

Понятно, что весь эксперимент проводится на изолирующей поверхности.

Так например, масса в 1 кг вызывает появление в кристалле турмалина электрического заряда порядка пяти сотых статических единиц.

Как появляется электрический ток

Любопытно, что стройная теория по данному вопросу ещё не создана. Для нас же важно то, что в природе существуют заряды, и разными методами можно их получать.

Во время грозы это получается за счёт сил трения воздушных масс, молекул влаги и некоторых других явлений.

Земля заряжена отрицательно, и вверх постоянно течёт ток через атмосферу.

То есть током называется движение носителей заряда в силу каких-либо причин. И одной из них является разница потенциалов – перепад в уровне носителей между двумя точками пространства.

Можно сравнить это с напором воды. И как только преграда устраняется, поток хлынет в том направлении, где меньше давление.

Теперь возьмём аналогию с кристаллом турмалина

Допустим, появились на его концах заряды, что делать дальше? Нужно вызвать движение, например, медной жилкой провода.

Объединим полюса, и потечёт электрический ток. Движение носителей будет продолжаться до тех пор, пока потенциал не уравняется.

При этом кристалл разряжается. Но постоянный у нас в этом случае ток или переменный? В данном случае нельзя ничего подобного сказать о ходе процесса.

Переменный и постоянный ток являются физическими идеалами, а используются в силу относительной простоты получения математических моделей и управления при помощи них технологическим оборудованием.

Что представляют собой означенные выше понятия?

1. Под постоянным током понимается такой, когда носители текут в одном направлении.

Это не значит, что их количество через сечение среды одинаково. Нет. В более широком смысле постоянным (выпрямленным) током называется именно движения носителей заряда в одном направлении.

Но исходное понятие именно в физике требует более строгих услови

Ток должен быть образован именно постоянным количеством носителей, движущихся в одном направлении.

Причём носители эти положительные (что противоречит практике, где в качестве таковых рассматриваются электроны по большей части).

2. Переменным током называется не просто тот, где носители двигаются то в одном, то в другом направлении, а делают это в такт.

То есть половину периода волна бежит влево, а вторую вправо.

Это образно говоря. Плотность носителей меняется по закону синусоиды.

Собственно, это и есть график, отображающий поведение процесса. В точках перехода через нуль ток отсутствует вовсе.

И происходит это в нашей сети 100 раз в секунду. Следовательно, половина периода выпадает на движение носителей в положительном направлении, а вторая – в отрицательном.

Всего полных циклов в секунду образуется 50, что и соответствует сетевой частоте 50 Гц.

Как дело обстоит на самом деле с электрическим током

На практике форма тока (зависимость плотности зарядов от времени) не является синусоидальной. По разным причинам вид графика искажается.

Это, например, происходит при запуске оборудования и остановке, из-за наведённых помех различной природы.

Таким образом, форма переменного и постоянного тока искажается. Причём давно установлено, что это вредит аппаратуре.

Поскольку для борьбы с подобной напастью требовались какие-то методы, то математики придумали так называемый спектральный анализ.

Многие слышали о чем-то подобном на фондовом рынке, но в данном случае речь скорее о другом: учёные ищут математическую модель, которая относительно легко бы поддавалась расчёту и предсказанию результатов.

Такой способ действительно был найден, и имя ему – спектральный анализ. В этом случае колебание любой формы можно представить в виде суммы с различным удельным весом простейших синусоид разной частоты.

Получается, что по цепи двигается одновременно много-много составляющих. И целом они дают ток.

Причём не обязательно все составляющие двигаются туда же, куда и основная масса.

Можно это представить, как группу муравьёв, каждый из которых тащит в свою сторону, а результирующий эффект заставляет груз перемещаться лишь в одну.

Мы полагаем, нашим читателям это только забьёт голову.

Поэтому, упомянем, что помимо коэффициента (амплитуды) каждая составляющая обладает и фазой (направлением), а именуется гармоникой.

Так вот, каскады техники устроены так, чтобы полезные частоты (прежде всего 50 Гц) проходили внутрь прибора, а все прочее уходило на землю.

Это и есть тот признак для решения проблемы, о которой мы говорили в начале. Любое колебание можно представить в виде набора полезных и вредных сигналов и, исходя из этого, аппаратуру конструировать надлежащим образом.

Например, на этом принципе работают все приёмники: они избирательно пропускают только ток нужной частоты. За счёт этого удаётся отрезать помехи, а волна передаётся с минимальными искажениями на большие расстояния.

Мы могли бы долго говорить на эту тему, но пришла пора привести примеры того, где используются виды токов.

Примеры использования переменного и постоянного тока

Но, в общем и целом, происходит это достаточно плавно. А ток течёт в одном направлении и имеет примерно постоянную плотность.

Аналогично работают:

Аккумулятор сотового телефона.
Батарейка любого типа.
Аккумулятор питания ноутбуков.

Но это все ёмкости, а как же генераторы?

В природе источников постоянного тока за исключением матушки-Земли не имеется.

Человеку гораздо удобнее создавать роторы, которые вращаясь с некоторой частотой, создают условия для образования в катушках статора переменного электрического тока.

Затем промышленная частота 50 Гц проходит по проводам и через подстанцию подаётся на потребителя.

Как бы то ни было, источником постоянного тока можно считать адаптеры. Это устройства, которые выполняют преобразование переменного тока в постоянный.

Допустим, у сотовых телефонов это обычно порядка +5 В, тогда как для мобильных раций существует большой разброс.

В общем и целом нужно понимать, что устройство постоянного тока может функционировать только от того номинала, для которого сконструировано.

В противном случае, либо работоспособность нарушается, либо – при больших отклонениях – возможен полный выход из строя.

Это касается и переменного, и постоянного тока.

Теперь пришла пора сказать, что в промышленности преобразование постоянного тока в переменный и обратно не практикуется.

Из соображений экономии все двигатели работают от трёх фаз. Каждая из них является переменным током частоты 50 Гц.

Но мы говорили выше, что у каждой гармоники имеется фаза. В нашем случае она равна 120 градусов. А круг образуется за счёт 360 градусов. Получается, что все три фазы равно отстоят друг от друга.

Лишь немногие способны реально осознать, что переменный и постоянный ток чем-то отличаются. Не говоря уже о том, чтобы назвать конкретные различия. Цель данной статьи — объяснить основные характеристики этих физических величин в терминах, понятных людям без багажа технических знаний, а также предоставить некоторые базовые понятия, касающиеся данного вопроса.

Сложности визуализации

Аналогия

Напряжение как давление

Ток как поток

Использование модели водяного контура позволяет объяснить и множество других терминов. Например, силовые генераторы можно представить как водяные насосы, а электрическую нагрузку — как водяную мельницу, для вращения которой требуется поток и давление воды. Даже электронные диоды можно рассматривать как водяные клапаны, которые позволяют воде течь только в одну сторону.

Постоянный ток

Постоянный ток довольно прост, и подчиняется закону Ома: U = I × R. измеряется в ваттах и равна: P = U × I.

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Широко распространенным примером может служить любое транспортное средство — мотоцикл, автомобиль и грузовик. Генератор, устанавливаемый на них, создает переменный ток, который мгновенно преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя, поскольку в системе электроснабжения присутствует аккумулятор, и большинству электроники для работы требуется постоянное напряжение. Солнечные элементы и топливные ячейки также производят только постоянный ток, который затем при необходимости можно преобразовать в переменный с помощью устройства, называемого инвертором.

Направление движения

Частота

Векторная математика

Ток и напряжение не только постоянно меняются — их фазы не совпадают (они несинхронизированные). Подавляющее большинство силовых нагрузок переменного тока вызывает разность фаз. Это означает, что даже для самых простых вычислений нужно применять векторную математику. При работе с векторами невозможно просто складывать, вычитать или выполнять любые другие операции скалярной математики. При постоянном токе, если по одному кабелю в некоторую точку поступает 5A, а по другому — 2A, то результат равен 7A. В случае переменного это не так, потому что итог будет зависеть от направления векторов.

Коэффициент мощности

Активная мощность нагрузки с питанием от сети переменного тока может быть рассчитана с помощью простой формулы P = U × I × cos (φ), где φ — угол между напряжением и током, cos (φ) также называется коэффициентом мощности. Это то, чем отличаются постоянный и переменный ток: у первого cos (φ) всегда равен 1. Активная мощность необходима (и оплачивается) бытовыми и промышленными потребителями, но она не равна комплексной, проходящей через проводники (кабели) к нагрузке, которая может быть рассчитана по формуле S = U × I и измеряется в вольт-амперах (ВА).

Разница между постоянным и переменным током в расчетах очевидна — они становятся более сложными. Даже для выполнения самых простых вычислений требуется, по крайней мере, посредственное знание векторной математики.

Сварочные аппараты

В чём разница переменного и постоянного тока

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

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

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

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

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

Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное

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

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

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

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

Три фазы трехфазного тока сдвинутые на 120 градусов

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

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

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

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.

Разница между переменным и постоянным током

Сегодня, если вы посмотрите вокруг, практически все, что вы видите, питается от электричества в той или иной форме.
Переменный ток и постоянный ток являются двумя основными формами зарядов, питающих наш электрический и электронный мир.

Что такое AC? (Условное обозначение на электроприборах) Переменный ток может быть определен, как поток электрического заряда, который изменяет свое направление через регулярные промежутки времени.

Период / регулярные интервалы, при котором AC меняет свое направление, является его частотой (Гц). Морские транспортные средства, космические аппараты, и военная техника иногда используют AC с частотой 400 Гц. Тем не менее, в течение большей части времени, в том числе внутреннего использования, частота переменного тока устанавливается на 50 или 60 Гц.

Что такое DC? (Условное обозначение на электроприборах) Постоянный ток является током (поток электрического заряда или электронов), который течет только в одном направлении. Впоследствии, нет частоты связанной с DC. DC или постоянный ток имеет нулевую частоту.
Источники переменного и постоянного тока:

АС: Электростанции и генераторы переменного тока производят переменный ток.

DC: Солнечные батареи, топливные элементы, и термопары являются основными источниками для производства DC. Но основным источником постоянного тока является преобразование переменного тока.

Применение переменного и постоянного тока:

АС используется для питания холодильников, домашних каминов, вентиляторов, электродвигателей, кондиционеров, телевизоров, кухонных комбайнов, стиральных машин, и практически всего промышленного оборудования.

DC в основном используется для питания электроники и другой цифровой техники. Смартфоны, планшеты, электромобили и т.д.. LED и LCD телевизоры также работают на DC, который преобразовывается от обычной сети переменного тока.

Почему AC используется для передачи электроэнергии. Это дешевле и проще в производстве. AC при высоком напряжении может транспортироваться на сотни километров без особых потерь мощности. Электростанции и трансформаторы уменьшают величину напряжения до (110 или 230 В) для передачи его в наши дома.

Что является более опасным? AC или DC?
Считается, что DC является менее опасным, чем AC, но нет окончательного доказательства. Существует заблуждение, что контакт с высоким напряжением переменного тока является более опасным, чем с низким напряжением постоянного тока. На самом деле, это не о напряжении, речь идет о сумме тока, проходящего через тело человека. Постоянный и переменный ток может привести к летальному исходу. Не вставляйте пальцы или предметы внутрь розеток или гаджетов и высокой мощности оборудования.

Чем отличается постоянный ток от переменного

Электрический ток — это то, без чего не мыслима сегодня наша жизнь, и без чего люди могли обходиться еще каких-то 150 лет назад. Все, на чем строится бытие современного человека, основано на токе. Телевизоры, компьютеры, освещение, холодильники и стиральные машины имеют в своей основе явление электропроводности, и заменить его чем-то другим пока не представляется возможным.

Что же представляет из себя ток и какие бывают его виды, мы рассмотрим в этой статье.

Что такое ток

Итак, электрический ток — это целенаправленное движение электрических зарядов под действием электрического поля, а вернее, не самих зарядов, а их носителей, ведь заряды не могут существовать сами по себе, без какой-либо материальной основы. Одна движущаяся заряженная частица еще не ток, а вот две — уже ток. Правда, не ясно на каком расстоянии они должны быть друг от друга, чтобы быть током. Если, предположим, два электрона на расстоянии в километр друг от друга движутся в одну сторону с одинаковой скоростью, будут ли они током? Будут, но не током проводимости, а током конвекции.

По характеру токи бывают двух видов — постоянный и переменный, а протекать они могут в проводниках, в полупроводниках, в жидкостях и газах, и даже в вакууме.

Основными параметрами тока можно назвать напряжение и силу тока, а параметром проводящей среды — сопротивление, или проводимость.

Что нужно для того, чтобы тек ток

Для каждой среды минимальные условия протекания электрического тока свои. Например, для электролита достаточно, чтобы была лишь разность потенциалов, тогда как для проводящей электрической цепи необходима еще и замкнутость контура на себя. В космосе же могут просто пролетать две заряженные частицы, даже на огромном расстоянии друг от друга, и это будет ток , ибо в определении понятия «электрический ток» нет критерия удаленности зарядов, но всякое направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля есть электрический ток.

Давайте разберем, что значит, под действием электрического поля. Дело в том, что в природе не существует изолированного электрического поля, ибо любое электрическое поле порождает магнитное и наоборот. В итоге, может существовать лишь электромагнитное поле, поэтому любое электромагнитное поле, разогнавшее заряженные частицы, автоматически порождает электрический ток, даже если его источником был постоянный магнит.

Что такое постоянный ток

Постоянный ток — это такое направленное движение заряженных частиц, параметры которого не меняются со временем. То есть, если сила тока, напряжение и сопротивление электрической цепи постоянны, а также ток течет все время только в одну сторону, то такой ток постоянен.

Для того, чтобы постоянный ток проходил в металле, необходимо, чтобы источник постоянного напряжения был замкнут на себя при помощи проводника (этого самого металла).

Постоянный ток используется сегодня практически во всей электронной технике, такой как компьютеры, мобильные телефоны, и вообще все, где есть большие блоки питания — это адаптеры, которые превращают переменный ток в постоянный.

Для того, чтобы получить постоянный ток, можно использовать химический источник энергии, который называют гальваническим элементом, можно применить аккумулятор а можно пользоваться генератором постоянного тока, который сегодня используют на производствах и на некоторых специфических объектах энергетики.

Переменный ток

Переменный ток в проводниках характеризуется тем, что он меняет свое направление и/или величину силы тока и напряжения, причем, он может делать это как периодически, так и не периодически.

Переменный ток запатентовал Никола Тесла и с тех пор он прочно вошел в нашу жизнь. Сейчас по проводам линий электроснабжения течет переменный ток, как и по нашим розеткам, и почти все бытовые электроприборы работают на переменном токе. Получить переменный ток можно при помощи специального источника, либо при помощи генератора ( машины, которая преобразует движение в электричество).

Основные отличия переменного и постоянного тока

Давайте ответим на вопрос, почему вообще появилась необходимость создания переменного тока, ну был себе постоянный ток и был бы, ничего же плохого в нем не было. А дело вот в чем. Переменный ток нужен был для того, чтобы создать принципиально новый способ связи, такой, которого до этого еще не было на Земле — беспроводной способ передачи информации на расстоянии. Видимо почтовые голуби и телеграфы с телефонами уже не могли удовлетворять растущих потребностей цивилизации, а постоянный ток не может позволить электромагнитным волнам распространяться в пространстве. И в этом есть первое отличие этих двух видов токов.

Переменный ток может вызвать распространение электромагнитны волн, а постоянный нет. Все антенны существуют благодаря переменному току.

Во-вторых, появилась необходимость передавать электроэнергию на сверхдальние расстояния, а при транспортировке постоянного тока появлялись большие индукционные потери. Переменный ток значительно сокращает эти потери, и в этом второе важное отличие.

При передаче переменного тока по проводам, потерь меньше, чем при передаче постоянного.

В -третьих, переменный ток дает возможность конденсатору и катушке накапливать заряд, в результате чего появляется, как бы, батарейка, которой не нужны внутри электролиты. А обычные батарейки и аккумуляторы, наподобие тех, что стоят в мобильных телефонах и ноутбуках заряжаются от постоянного тока. И это третье отличие.

Переменный ток может заряжать только конденсатор и катушку, а постоянный — химический источник энергии(аккумулятор).

Переменный и постоянный ток — электровозы и запчасти: производство, тендеры

Использование двух родов тока в системе тягового электроснабжения железных дорог сложилось исторически. Все дело в том, что на заре электрификации на ЭПС использовались тяговые электродвигатели (ТЭД) исключительно постоянного тока. Это связано с их конструктивными особенностями, возможностью достаточно простыми средствами регулировать скорость и вращающий момент в широких пределах, возможностью работать с перегрузкой и т.д. Говоря техническим языком, электромеханические характеристики двигателей постоянного тока идеально подходят для целей тяги. Двигатели же переменного тока (асинхронные, синхронные) имеют такие характеристики, что без специальных средств регулирования их применение для электротяги становится невозможным. Таких средств регулирования на начальном этапе электрификации еще небыло и поэтому, естественно, в системах тягового электроснабжения применялся постоянный ток при напряжении сначала 1500, а затем 3000 В, или как принято говорить у электриков, 1,5 или 3 кВ. Строились тяговые подстанции, назначением которых является понижение переменного напряжения питающей сети до необходимого значения, и его выпрямление, т.е. преобразование в постоянное. Но шли годы, объемы перевозок на железной дороге увеличивались, соответственно расла нагрузка тяговых сетей. Мощность равна произведению тока на напряжение. Расли нагрузки, расли и потери в тяговой сети. Ведь потери пропорциональны квадрату тока, или. А это приводило к необходимости усиления тяговой сети, т.е. строились дополнительные тяговые подстанции, увеличивалось сечение проводов. Но все это радикально не решало проблемы. Выход был один — это уменьшить величину тока, но при той же мощности наргузки это можно сделать только поднимая величину напряжения. А тут возникла серьезная проблема: для двигателей постоянного тока напряжение 3 кВ оказалось практически предельным. Это связано с его конструкцией, наличием коллектора и щеток, вращающейся обмотки якоря. При повышении напряжения, надежность работы этих узлов значительно снизилась. Двигатели же переменного тока для тяги в то время были совершенно непригодны. Таким образом, возникло противоречие — для системы электроснабжения напряжение 3 кВ оказалось мало, а для ТЭД повышать его было невозможно. Но выход был найден с помощью перехода на переменный ток! В системе переменного тока на ЭПС стали устанавливать трансформаторы, которые позволяют, как известно, достаточно просто изменять величину напряжения, являются простыми и надежными. После трансформатора устанавливается выпрямитель, а дальше — ТЭД постоянного тока. При этом напряжение на ТЭД можно значительно понизить, тем самым повысив их надежность, а напряжение тяговой сети повысить, уменьшив потери в ней. Так было и сделано. Напряжение тяговой сети переменного тока повысили до 25 кВ, на шинах тяговой подстанции 27,5 кВ. При этом увеличилось расстояние между тяговыми подстанциями, уменьшилось сечение проводов тяговой сети, а следовательно, и стоимость системы электроснабжения. На начальном этапе внедрения переменного тока снова возникли проблемы. Дело в том, что выпрямительная техника того времени была несовершенна. Для выпрямления переменного тока использовались ртутные выпрямители. А это достаточно сложные, дорогие и капризные агрегаты даже при работе в стационарных условиях, не говоря уже об их установке на ЭПС. Это еще несколько задержало внедрение переменного тока. С появлением полупроводниковых выпрямителей эта проблема тоже решилась. Пока шло становление системы переменного тока, система постоянного тока бурно внедрялась на сети железных дорог. Когда все проблемы по переменному току удалось решить, значительная часть дорог оказалась уже электрифицирована на постоянном токе. Таким образом, система электрификации переменного тока является более совершенной и в настоящее время принята основной. По нормам проектирования постоянный ток должен применяться для завершения электрификации направлений, ранее электрифицированных на этом токе и для электрификации участков, примыкающих к таким направлениям. Кроме того, в настоящее время разработана система тягового электроснабжения переменного тока 2х25 кВ. При этом напряжение питающей сети увеличено до 50 кВ, а напряжение в контактной сети сохранилось прежним 25 кВ. По этой системе электрифицирована Байкало-Амурская магистраль и ряд участков в центре России. В местах стыкования систем постоянного и переменного тока устраиваются станции стыкования, где происходит смена локомотивов переменного и постоянного тока. Кроме того, существуют электровозы двойного питания, на переменный и постоянный ток, но в нашей стране они имеют ограниченное применение. Развитие полупроводниковой и микропроцессорной техники позволило снять ограничения на применение на ЭПС двигателей переменного тока. Эти двигатели, особенно асинхронные, являются простыми и надежными. В настоящее время выпущены электровозы и электропоезда с двигателями переменного тока, ведутся дальнейшие исследования в этом направлении. А как переходы с одного на другой ток на граничных участках работают? посредством тепловозов? Нет. Контактная сеть на станции стыкования может переключаться на любой род тока — полностью или по частям. При этом электровоз, например, постоянного тока подходит к станции, ему подают в КС постоянный ток, он притаскивает состав на заданный путь (если пассажирский — то к платформе), отцепляется, уходит на свою стоянку (где только постоянный ток), после этого ток в КС переключается на переменный, со своего места вылезает электровоз-переменник и прицепляется к оставленному составу. Ещё существуют двухсистемные электровозы, которым всё равно под каким родом тока ехать. Но они довольно дорогие и их мало — грузовые (а фактически грузопассажирские) ВЛ82 и ВЛ82М в Выборге и Минеральных Водах и пассажирский ЭП10 (пока в единственном экземпляре) в Москве-Курской (работает с поездом 061/062 «Буревестник» Москва — Нижний Новгород, но периодически уезжает на очередные испытания). Особенная конструкция в Минеральных Водах — хотя там от линии переменного тока отходит ветка, электрифицированная постоянным током, на станции нет переключаемых секций КС. Главные пути электрифицированы на переменном токе, а поезда на Кисловодск уходят со своих путей, где только постоянный ток. Сквозные поезда с главного хода в Кисловодск (их немного) ходят только под двухсистемными электровозами; электровозов постоянного тока в МинВодах нет.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОСТОЯННОГО ТОКА:

Во-первых подвижной состав в полтора раза дешевле. Во-вторых удельный расход у ЭР2 на холмистом профиле, типичном для московской области порядка 20-21 Вт, у ЭР9 — где-то в районе 28-30. Что касается второго пункта, то не забывайте, что вам придется учитывать также и стоимость электровозов\ электропоездов, которая у машин переменного тока существенно (на 30-50 процентов) выше. Отсюда несложно сделать вывод, что чем больше размеры движения по участку, чем больше убытки от использования переменного тока. Необходимые же расчеты можете сделать самостоятельно. Стоимость электрификации 100 км переменным током на однопутной линии при 2 подстанциях и одностороннем питании будет 65-70 млн долл.,постоянным током при расстоянии между подстанциями в 20 км — порядка 80 млн долл. при таких затаратах на капстроительство текучкой можно смело пренебречь, а цена подвижного состава вам известна — 3,5 млн долл ЭД9, 2,2 млн долл — ЭД4М, 1,4 млн долл — ЭП1. Расчетную цену за электровоз постоянного тока можно взять 1 млн. долл — столько стоит коллекторная машина у Бомбардье. Если использовать асинхронники, то разница в цене достигнет 2 млн долл.за машину. Официальные цифры на 80-е годы показывали , что на участках переменного тока удельный расход на 6-15 процентов выше(не по показаниям счетчиков машин, а именно по ТП). Вкратце — в основном из-за потерь в выпрямительной установке электровоза. Причем потери эти настолько велики — у Вл60 больше трети теряется, что даже система постоянки 1,65 кВ в этом смысле эффективнее переменки 2*25 Кв. ответ: Вы бы ещё электромашинные преобразователи вспомнили. ВЛ60, разработанный фактически в середине 50-х, имеет совершенно доисторические ртутные выпрямители с водяным охлаждением. Впрочем, на тяговых подстанциях линий постоянного тока стояли аналогичные выпрямители. ОБЩЕИЗВЕСТНО, и занесено в учебники со схемами и графиками потребления электроэнергии, что расход электроэнергии на постоянном токе ВСЕГДА меньше при равных условиях.Что и послужило причиной его сохранения как единственной системы на обычных линиях, например в НИдерландах, несмотря на напряжение 1,65 кВ. Что касается цифр, то даже группа безумных сторонников переменки во ВНИИЖТе, травившая ртутью машинистов, в конечном итоге вынуждена была признать как минимум шестипроцентный перерасход электроэнергии на единицу работы при переменном токе. И то — это при сравнении самого эффективного переменника с ВЛ8 при неучете возврата электроэнергии в сеть на постоянке. Реальные же цифры в зависимости от конкретных условий -10-15 процентов. Что и подтвердил недавний перевод участка Лоухи -Мурманиск на переменку. Несмотря на громогласные утверждения тех же придурков, что в свое время поработали с внедрением ртути, что вот мол сейчас все увидят, как эффективен переменный ток. И что получилось? Несмотря на более полное использование мощности локомотива при переменке, что должно было привести к уменьшению удельного расхода электроэнергии, все произошло с точностью до наоборот — расход увеличился, эксплуатационные расходы выросли — в общем история не учит только этих самых… у ВЛ80 потери также достаточно велики. В том же учебники вы прчитаете — расход э\энергии у электровозов переменного тока существенно выше, но у них выше скорость, что дает несравнимое преимущество. Но на практике этого то преимущества у них и нет. Сами знаете, какие на РЖД участковые скорости у грузовых. Значит смысла в электрификации переменным током немного?- мысл в увеличении скорости и не только — мощность 4 осного переменника такая же как у 6-осного постоянника. По системам тока — полигон постоянки и переменки на обычных линиях в ЗапЕвропе примерно одинаков. Ресурс электровозов постоянного тока в значительной мере выработан, электропоездов там почти нет, расходы при переходе с постоянного на переменный ток невелики и делается это быстро. Ну взяли бы голландцы, итальянцы, бельгийцы и перешли бы на переменный ток. Ан нет, Итальянские дороги заказали огромную партию НОВЫХ постоянников -почти 300 штук, что им мешало перейти на переменку, а заодно бы и локомотивный парк сменился бы . Нет, они упорно эксперементируют с постоянным током повышенного напряжения. в России не собираются переводить все участки на переменный ток.

Что перевели на переменный ток?

Участок Зима — Слюдянка. Но ведь он уникален, там самый сложный профиль, чем где бы то ни было. Из-за уклона до 19 тыс. потребляемая мощность велика и это привело к тому, что расстояние между подстанциямив среднем на участке Иркутск — Слюдянка составляет 11 км, а кое-где 7 (!!!) км. При этом площадь сечения проводов достигал 600 кв. мм. Контактная сеть усливалась третьими и даже четвртыми проводами, а количество тяговых подстанций увеличилось по сравнению с первым годом после электрификации в 2 раза. Подыскать в мире похожие примеры достаточно сложно и уж Италия и Бельгия здесь явно не пример. Увеличивать и дальше количество тяговых подстанций и сечение проводов стало невозможным. И это как раз наглядный пример сферы применения именно тяги переменного (повышенной мощности) тока. Так что информация о снижении расходов после перевода вполне правдоподобна. Причины перевода на переменный ток целого направления Мурманск — Кемь мне не известны. Указывается, что на момент перевода износ по системе электроснабжения составил 70%, необходима была замена всего трансформаторно — выпрямительного оборудования на тяговых подстанциях, замена опор, контактной сети и изоляторов. Решили, что лучше всё менять одновременно с вводом переменного тока. Профиль на этом участке мягче, чем на ВСЖД, поэтому, возможно, здесь и увеличился расход энергии. После Мурманск — Кемь хотели перевести на переменный ток и участок Данилов — Ярославль-Гл. — Александров, Ярославль — Кострома, но в последний момент от этой идеи отказались. Здесь проводится реконструкция системы электроснабжения с сохранением системы постоянного тока. Планами предусматривается замена системы тока лишь на двух участках: Мин. Воды — Кисловодск — здесь понятно почему: парк электровозов двойного питания изношен, заменить их нечем, а также с целью ликвидации короткого тягового плеча; Гор. Ключ — Кривенковская и Белоречеснкая — Адлер: тяжёлый профиль (хотя и почти нет грузового движения) и желание увеличить тяговые плечи. Постоянный ток преимущества перед переменным не имеет. По этой причине при новом строительстве линий (и при электрификации линий на автономной тяге) дают предпочтение переменномку току.

Преимущества переменной электротяги:

Уменьшение силы тока в КС за счет применения высокого напряжения 25кВ. Следствие — более длинные интервалы между тяговыми подстанциями и уменьшение количества самих подстанций. Любое необходимое напряжение на электровозе и электропоезде можно получить за счет трансформатора, который имеет кпд, близкий к 100% и очень высокую надежность. (при постоянном токе для этих целей используются электромашинные преобразователи (мотор-генераторы) или электронные статические преобразователи, которые дОроги и ненадежны. На переменном токе на электровоз можно передавать гораздо большую мощность, чем на постоянном. Отсюда и ограничение 200км/ч для скоростных поездов на постоянном токе. КС переменного тока можно использовать, как резервное питание для устройств СЦБ. На постоянном токе кроме основной ВСЛСЦБ на опоры КС еще вешают ВЛПЭ. На переменном токе проще погасить электрическую дугу, которая возникает при проходе секционных изоляторов, при пробое воздушных промежутков (молниезащита), при переключениях мачтовых разъединителей, поскольку дуга может сама погаснуть при переходе фазы через нулевое значение, причем вне зависимости от наличия в цепи реактивных сопротивлений. (На постоянном токе наличие реактивных сопротивлений только усугубляет ситуацию с дугогашением). Проще конструкция тяговых подстанций. Нетрудно догадаться, что один мощный выпрямитель гораздо ненадежнее, чем выпрямитель на порядок меньшей мощности на каждом электровозе/мотор-вагоне. Есть еще ряд мелких преимуществ…

Какие отличия между двигателями переменного и постоянного тока

Противостояние двух видов тока, развернувшееся в мире в конце XIX — начале ХХ веков, привело к безоговорочной победе переменного тока и постепенной капитуляции постоянного.

Однако электродвигатели и переменного, и постоянного тока до сих пор используются на производстве и в быту, они совершенствуются, разрабатываются новые модели. Отсюда следует вывод, что от постоянного тока отказались не полностью.

Изобретение двигателей переменного тока не следует списывать на одного человека, как это делается сейчас, многие уверенны, что все, что касается переменного тока, а заодно и сам ток, изобрел один лишь Никола Тесла. Но это не так: несколько крупных ученых разработали и изготовили свою модель двигателя. Например, одним из первых изобретателей был Чарльз Уитстон в 40-х годах XIX века, а в 1889 году русский ученый М.О. Доливо-Добровольский изобрел трехфазный двигатель, который по своим характеристикам превосходит изобретение Теслы. Фактически, двигатели по этому принципу изготавливаются до наших дней.

Основное отличие конструкции двигателей:

Переменного тока — обмотка на статоре, между ним и ротором воздушный зазор (его величина тоже несет в себе дополнительные свойства).

Постоянного тока — обмотка на ротора (он называется якорь, он вращается).

По способу возбуждения они подразделяются на двигатели независимого параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Сейчас моторы переменного тока нашли широчайшее применение в быту, промышленности, сельском хозяйстве, также они активно эксплуатируются на электростанциях. Они получили распространение, благодаря простой технологичной конструкции, высоким энергетическим показателям, надежности и стабильности работы.

Двигатели переменного тока бывают однофазные и трехфазные.

Первый — однофазный — не имеет начального пускового момента и поэтому часто используется бытовых приборах, он вращается в ту сторону, в которую направляет внешняя сила. Кроме того, его мощность несколько меньше чем у трехфазных.

Обмотка его статора расположена в пазах и занимает примерно 2/3. Если этому типу все-таки требуется пусковой момент, то двигатель снабжают дополнительной обмоткой (из провода меньшего сечения), сдвинутой на 90 градусов относительно рабочей.

Трехфазные асинхронные двигатели подразделяются на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором (их еще называют «с контактными кольцами»). Статор у них одинаковый.

Асинхронные с короткозамкнутым ротором являются наиболее распространенными. На статоре — трехфазная обмотка, обмотка ротора — короткозамкнутая в виде «беличьей клетки», они размещаются в пазах, расположенных на внешней поверхности — у статора, и на внутренней — у ротора, простейший элемент обмотки — виток, состоящий из двух или нескольких параллельных проводников, которые размещены в пазах и расположены друг от друга на некотором расстоянии. Это расстояние называют шагом обмотки, который приблизительно равен одному полюсному делению.

Вращающееся поле статора и пересекает проводящие обмотки ротора, создает напряжение, чем и вызывает появление тока в обмотках и вращение ротора. На силу тока влияет подключенное сопротивление, причем зависимость обратно пропорциональная, то есть, чем выше сопротивление, тем, соответственно, сила тока ниже и наоборот. В свою очередь, вращающий момент наоборот прямо пропорционален и увеличивается с ростом сопротивления.

В случае с фазным ротором его разомкнутая обмотка выводится на контактные кольца для соединения с внешней схемой. Его используют для регулярно работающих электроприводов, не изменяющих скорость (или — в небольших пределах).

Двигатели постоянного тока сейчас используются только в промышленности и в сложных приборах, где важно точное регулирование скорости работы (прокатные станы, мощные металлорежущие станки, тяга на транспорте). Их отличает высокая стоимость, а также некоторые преимущества, которые оказываются важными на сложном оборудовании: более высокий КПД, возможность плавной и точной регулировки оборотов, частота вращения может быть очень высокой, чем в случае с переменным.

Также в наукоемких точных отраслях используются шаговые двигатели и серводвигатели, в которых можно регулировать многие параметры.

Статью предоставила компания НПП «Сервомеханизмы» www.servomh.ru — производитель и поставщик устройств линейного перемещения, электродвигателей, муфт для валов и комплектующих.

Зависимость переменного тока от постоянного

Большинство рассмотренных до сих пор примеров, особенно те, которые используют батареи, имеют источники постоянного напряжения. Как только ток установлен, он также становится постоянным. Постоянный ток (DC) — это поток электрического заряда только в одном направлении. Это установившееся состояние цепи постоянного напряжения. Однако в большинстве известных приложений используется источник напряжения, изменяющийся во времени. Переменный ток (AC) — это поток электрического заряда, который периодически меняет направление.Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь называется цепью переменного тока. Примеры включают коммерческую и бытовую энергетику, которая обслуживает так много наших потребностей. На рисунке 1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичных источников постоянного и переменного тока. Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.

Рис. 1. (a) Постоянное напряжение и ток постоянны во времени после установления тока. (б) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока 60 Гц.Напряжение и ток синусоидальны и совпадают по фазе для простой цепи сопротивления. Частоты и пиковое напряжение источников переменного тока сильно различаются.

Рис. 2. Разность потенциалов V между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано. Математическое выражение для V задается следующим образом: [latex] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex].

На рисунке 2 показана схема простой схемы с источником переменного напряжения. Напряжение между клеммами колеблется, как показано на рисунке, с переменным напряжением , заданным как

[латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex],

, где В — напряжение в момент времени t , В ₀ — пиковое напряжение, а f — частота в герцах.Для этой простой цепи сопротивления I = V / R , поэтому переменного тока равно

[латекс] I = {I} _ {0} \ sin 2 \ pi {ft} \\ [/ latex],

, где I — это ток в момент времени t , а I ₀ = V ₀ / R — пиковый ток. В этом примере считается, что напряжение и ток находятся в фазе, как показано на Рисунке 1 (b). { 2} \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex], как показано на рисунке 3.

Установление соединений: домашний эксперимент — лампы переменного / постоянного тока

Помашите рукой между лицом и люминесцентной лампой. Вы наблюдаете то же самое с фарами на своей машине? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение: Не смотрите прямо на очень яркий свет .

Рис. 3. Мощность переменного тока как функция времени. Поскольку напряжение и ток здесь синфазны, их произведение неотрицательно и колеблется от нуля до I ₀ В ₀.Средняя мощность (1/2) I ₀ V ₀.

Чаще всего нас беспокоит средняя мощность, а не ее колебания — например, у лампочки 60 Вт в настольной лампе средняя потребляемая мощность 60 Вт. Как показано на рисунке 3, средняя мощность P _средн. составляет

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex].

Это очевидно из графика, поскольку области выше и ниже линии (1/2) I ₀ V ₀ равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.Аналогичным образом, мы определяем средний или действующий ток I _{среднеквадратического значения} и среднее значение или действующее значение напряжения В _{действующее значение}, соответственно, равное

[латекс] {I} _ {\ text {rms}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex]

[латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex].

, где среднеквадратичное значение означает среднеквадратическое значение, особый вид среднего. Как правило, для получения среднеквадратичного значения конкретная величина возводится в квадрат, определяется ее среднее значение (или среднее значение) и извлекается квадратный корень.Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Сейчас,

P _{среднеквадратичное} = I _{среднеквадратичное значение} В _{среднеквадратичное значение},

, что дает

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \ cdot \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex],

, как указано выше. Стандартной практикой является указание I _rms, V _rms и P _{, среднее значение}, а не пиковые значения.Например, напряжение в большинстве домашних хозяйств составляет 120 В переменного тока, что означает, что В _{среднеквадратичного значения} составляет 120 В. Обычный автоматический выключатель на 10 А прервет постоянное напряжение I _{среднеквадратичного значения} более 10 А. микроволновая печь потребляет P _средн. = 1,0 кВт и т. д. Вы можете рассматривать эти среднеквадратичные и средние значения как эквивалентные значения постоянного тока для простой резистивной цепи. Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения мощности полностью аналогичны таковым для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения.{2} R \\ [/ латекс].

Пример 1. Пиковое напряжение и мощность для переменного тока

(a) Каково значение пикового напряжения для сети 120 В переменного тока? (b) Какова пиковая потребляемая мощность лампочки переменного тока мощностью 60,0 Вт?

Стратегия

Нам говорят, что В _{среднеквадратичное значение} составляет 120 В, а P _{среднеквадратичное значение} составляет 60,0 Вт. Мы можем использовать [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex], чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.

Решение для (a)

Решение уравнения [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex] для пикового напряжения В ₀ и замена известного значения на В _rms дает

[латекс] {V} _ {0} = \ sqrt {2} {V} _ {\ text {rms}} = 1,414 (120 \ text {V}) = 170 \ text {V} \\ [/ latex ]

Обсуждение для (а)

Это означает, что напряжение переменного тока изменяется от 170 В до –170 В и обратно 60 раз в секунду.Эквивалентное постоянное напряжение составляет 120 В.

Решение для (b)

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

[латекс] {P} _ {0} = {I} _ {0} {V} _ {0} = \ text {2} \ left (\ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \ right) = \ text {2} {P} _ {\ text {ave}} \\ [/ latex].

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

P ₀ = 2 (60,0 Вт) = 120 Вт.

Обсуждение

Таким образом, мощность меняется от нуля до 120 Вт сто двадцать раз в секунду (дважды за каждый цикл), а средняя мощность составляет 60 Вт.

В чем разница между переменным и постоянным током?

Прежде чем углубиться в вопрос, что более опасно, а что более эффективно, давайте поговорим о переменном и постоянном токе.

Что такое переменный ток?

Переменный ток периодически и непрерывно меняет свою полярность и величину в зависимости от времени. Переменный ток может быть произведен с помощью устройства под названием генератор переменного тока, которое производит переменный ток.

Давайте разберемся с переменным током на примере воды

Предположим, что поршень вставлен внутрь трубы и соединен с вращающимся штоком, как показано на рисунке ниже.Здесь поршень совершает два хода: один вверх, а другой — назад при ходе вверх, вода движется по часовой стрелке, а в обратном направлении вода перемещается против часовой стрелки, поэтому таким образом направление воды периодически меняет свое направление с колебаниями поршень.

Осциллограммы переменного тока

Каждая форма сигнала переменного тока имеет разделительную линию или называется линией нулевого напряжения, которая делит форму волны на две половины, поскольку ток переменного тока периодически меняет величину и направление, поэтому в каждом полном цикле он достигает нуля вольт.

Характеристики формы сигнала переменного тока

Период времени (T)

Общее количество времени, которое требуется сигналу для повторения самого себя или для повторения своего одного цикла, называется периодом времени. Вы также можете сказать, что общее количество времени, затрачиваемое волновой формой для завершения одного полного цикла, называется периодом времени.

Частота (ж)

Скорость, с которой форма сигнала повторяется, называется частотой или, можно сказать, количество раз, которое форма сигнала повторяется за одну секунду, называется частотой.его Si-единица — Герц

f = 1 / T

Амплитуда: -Величина сигнала называется амплитудой

Типы сигналов переменного тока

Синусоидальная волна

прямоугольная волна

Треугольник Волна

Применение AC

AC используется для передачи данных на большие расстояния для офисов и домов
Потери энергии в переменном токе менее широко используются при передаче
Переменный ток можно эффективно преобразовать в высокое напряжение в низкое и низкое в высокое напряжение с помощью трансформатора
Питание переменного тока используется в более крупных приложениях и приборах, таких как морозильные камеры переменного тока.Посудомоечные машины, стиральные машины, вентиляторы, лампочки.

Что такое постоянный ток?

Постоянный ток — это однонаправленный поток тока или электрического заряда, в отличие от переменного тока, он не меняет величину и полярность со временем. Постоянный ток имеет постоянную величину и направление, а поскольку направление и величина не меняются, частота постоянного тока равна нулю. Электроны в постоянном токе текут от высокой электронной плотности к низкой.

Мы можем получить постоянный ток из переменного тока, используя процесс, называемый выпрямлением, а устройство, которое это делает, называется выпрямителем.

Применение постоянного тока

Постоянный ток широко используется в небольших электронных устройствах и гаджетах
Постоянный ток не подходит для передачи на большие расстояния, но хранить постоянный ток легко в виде батареи.
Источник постоянного тока используется в сотовых телефонах, ноутбуках, радио и других электронных устройствах
Постоянный ток используется в фонариках
Постоянный ток используется в электромобилях, гибридных автомобилях и автомобилях

Разница между переменным и постоянным током

Переменный ток меняет свое направление во время протекания, в то время как постоянный ток не меняет своего направления во время протекания и остается постоянным.
У переменного тока есть частота, которая показывает, сколько раз направление тока изменяется во время потока, в то время как частота постоянного тока равна нулю, поскольку он не меняет направление потока.
Коэффициент мощности переменного тока составляет от 0 до 1, в то время как постоянный ток имеет постоянный ноль.
Переменный ток генерируется генератором переменного тока, а постоянный ток генерируется фотоэлектрическими элементами, генераторами и батареями.
Нагрузка переменного тока может быть емкостной, индуктивной или резистивной, но нагрузка постоянного тока всегда резистивная.
На графике постоянного тока есть постоянная линия, показывающая постоянную величину и направление, в то время как переменный ток может быть синусоидальной, прямоугольной или треугольной.
Переменный ток преобразуется в постоянный ток с помощью устройства, называемого выпрямителем, а постоянный ток преобразуется в переменный ток, именуемого инвертором.
AC широко используется в промышленном оборудовании и бытовой электронике, такой как переменный ток, морозильная камера, холодильник, стиральная машина, освещение, вентиляторы, в то время как постоянный ток используется в электронных гаджетах и небольших устройствах, таких как часы, ноутбуки, сотовые телефоны, датчики.
Ac может передаваться на большие расстояния с некоторыми потерями, в то время как постоянный ток может передаваться на очень большие расстояния с очень низкими потерями, используя HVDC

Чтобы узнать, какой ток более опасен, переменный или постоянный:

нажмите здесь

Разница между генераторами переменного и постоянного тока: простое руководство

Существует огромная разница между генераторами переменного и постоянного тока, хотя названия могут показаться вам одинаковыми. Эти два типа генераторов дают совершенно разные результаты.Оба они обеспечивают токи, но конечные токи различаются по способу их движения, их механизму, конструкции и использованию. Здесь Linquip объяснит разницу между генераторами переменного и постоянного тока и ответит на все вопросы, которые могут прийти вам в голову, читая об этих двух генераторах. Давайте сначала кратко представим генераторы переменного тока и генераторы постоянного тока:

Что такое генератор переменного тока?

Генератор переменного тока

считается электрическим генератором для преобразования механической энергии в электрическую.Эта энергия имеет форму переменного тока или альтернативной ЭДС. Они работают в соответствии с принципами электромагнитной индукции, согласно которым электродвижущая сила (ЭДС) генерируется в проводнике с током, который разрезает однородное магнитное поле. Это может быть достигнуто либо вращением проводящей катушки в статическом магнитном поле, либо вращением магнитного поля, содержащего неподвижный проводник. Предпочтительно, чтобы катушка оставалась неподвижной, поскольку от неподвижной обмотки якоря легче получать индуцированный переменный ток, чем от вращающейся обмотки.

Что такое генератор постоянного тока?

Генераторы

постоянного тока преобразуют механическую энергию в электричество постоянного тока, сокращенно от постоянного тока. Генераторы постоянного тока работают по принципу энергетически индуцированной электродвижущей силы.

Подробнее о Linquip

Части генератора постоянного тока: объяснение частей, работы, типов, преимуществ и недостатков

Теперь давайте углубимся в разницу между генераторами переменного и постоянного тока и узнаем об их использовании. Затем вы сможете решить, какой из них вам подходит:

Генератор переменного тока против генератора постоянного тока

Конструкция и механизм
Использование и обслуживание
Возможности подключения

AC vs.DC: Дизайн и механизм

Генератор переменного и постоянного тока Diff BW с точки зрения конструкции заключается в том, что ток генераторов переменного тока проходит через неподвижную катушку. Ток остается в обратном направлении с помощью движущегося магнита. В генераторах постоянного тока катушка движется в фиксированном поле, и ток течет вместе с этим движением, поэтому для генераторов постоянного тока нет фиксированных катушек.

Одно из сходств между генераторами переменного и постоянного тока состоит в том, что они оба имеют контактные кольца (сделанные из металла), а также катушку якоря.Якорь подключается к внешней цепи с помощью соединения, которое напрямую влияет на тип производимого тока.

Генератор переменного тока имеет два металлических кольца, которые вращаются вместе с катушкой якоря одновременно. Оба конца якоря соединены с отдельным контактным кольцом с угольной щеткой, чтобы обеспечить этот процесс. Но генераторы переменного тока содержат фиксированную щетку. Щетки — это элементы, принимающие ток, протекающий через контактные кольца. Однако и конец внешнего контура, и конец якоря соединены с одной щеткой.

Еще одно различие между генераторами переменного и постоянного тока в этом отношении состоит в том, что в то время как генераторы переменного тока имеют 2 контактных кольца, генераторы постоянного тока имеют только одно. Два полукруглых металлических кольца в коммутаторе изолированы друг от друга. Концы якоря в генераторе постоянного тока подключены к половине коммутатора. Тогда каждое вращение на пол-оборота приводит к обратному направлению тока в якоре.

При вращении якоря на 180 градусов между полюсами магнитного поля ток переводится из его наивысшей точки в ноль.Кольца в генераторе переменного тока не имеют коммутаторов, в то время как генераторы постоянного тока имеют коммутаторы с разъемным кольцом. Кроме того, гладкая и непрерывная поверхность контактных колец переменного тока очень эффективна и не изнашивается быстро, в то время как обе щетки генератора постоянного тока менее эффективны, чем генератор переменного тока, поскольку они быстро изнашиваются. Эффективность щеток в генераторе переменного тока снижает вероятность короткого замыкания, но вероятность высока в генераторах постоянного тока.

Хотя генераторы переменного и постоянного тока имеют разный подход к сбору и передаче индуцированных электродвижущих сил во внешней цепи, они оба используют электромагнитные принципы для достижения желаемого результата.Итак, есть еще одно различие между генератором переменного тока и генератором постоянного тока. Это различие связано с соединением якоря и внешней цепи в этих двух типах генераторов.

Разница между генераторами переменного и постоянного тока: использование и обслуживание

Выходное напряжение, создаваемое генераторами переменного тока, называется генераторами переменного тока. Обычная частота генераторов переменного тока составляет 60 Гц для Америки, Европы и Японии. Это выходное напряжение отличается по времени и амплитуде. Генераторы постоянного тока вырабатывают стабильное выходное напряжение, подходящее для питания больших двигателей.В то время как генераторы постоянного тока в основном используются для питания больших двигателей, генераторы переменного тока используются для более мелких. Вы можете приводить в действие свои домашние электроприборы с помощью переменного тока, такие как миксеры, электрические приборы и т. Д.

Генераторы переменного и постоянного тока Diff BW огромны с точки зрения технического обслуживания. Генераторы постоянного тока требуют постоянного обслуживания и менее надежны, в то время как генераторы переменного тока требуют минимального обслуживания и более надежны.

Генератор переменного тока и постоянного тока: возможность подключения

Еще одно различие между генераторами переменного и постоянного тока заключается в их возможности подключения.Генераторы постоянного тока имеют конструкцию, которая обеспечивает бесшовное соединение с эффективным потоком энергии. В основном это потому, что им не нужен переключатель передачи. Однако в случае генераторов переменного тока они требуют гораздо больше усилий для передачи электроэнергии в удаленные участки сети, что делает ее менее эффективной, когда дело доходит до подключения.

Генераторы переменного и постоянного тока различных типов

Генераторы переменного тока

Однофазный генератор
Синхронный генератор
Трехфазный генератор
Генератор индукционный

Генераторы постоянного тока

Генератор постоянного тока с самовозбуждением
Генератор с последовательной обмоткой
Генератор с параллельной обмоткой
Генератор с комбинированной обмоткой

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Генераторы переменного и постоянного тока бывают разных типов для разных целей и задач.Вот некоторые из них:

Генераторы переменного тока

имеют разные типы, такие как однофазные генераторы, синхронные генераторы, трехфазные генераторы, индукционные генераторы и т. Д.

Однофазные генераторы : Однофазный генератор (также известный как однофазный генератор переменного тока) — это электрический генератор переменного тока, который вырабатывает одно непрерывное переменное напряжение. Однофазные генераторы могут использоваться для выработки электроэнергии в однофазных электроэнергетических системах.
Синхронные генераторы : Синхронный генератор или генератор переменного тока — это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию от первичного двигателя в электрическую энергию переменного тока с определенным напряжением и частотой. Синхронный двигатель всегда работает с постоянной скоростью, называемой синхронной скоростью.
Трехфазные генераторы : Трехфазные генераторы работают, производя три отдельные волны переменного тока, которые работают в последовательности, гарантируя, что всегда существует непрерывный поток энергии и что уровень мощности никогда не падает, как однофазные генераторы.
Индукционные генераторы : Индукционный генератор также известен как асинхронный генератор, принцип работы которого аналогичен принципу работы генератора переменного тока. Единственная разница между обычным генератором переменного тока и индукционным генератором состоит в том, что индукционный генератор представляет собой вращающееся устройство. Он известен как асинхронный, потому что скорость асинхронного генератора меньше, чем у синхронного генератора. Они находят применение в миксерах и шлифовальных машинах.

Генераторы постоянного тока в основном бывают двух типов: генератор постоянного тока с самовозбуждением и генератор постоянного тока с раздельным возбуждением.Их соединение якоря такое же, поэтому они относятся к генераторам постоянного тока.

Самовозбуждение: В самовозбуждающемся типе катушки возбуждения получают питание от генерируемого тока внутри генератора. Эти типы генераторов можно далее разделить на генераторы с последовательной обмоткой, генераторы с шунтирующей обмоткой и генераторы с комбинированной обмоткой. Серийная обмотка: обмотка возбуждения, включенная последовательно с обмоткой якоря. комбинация последовательной и параллельной обмоток

С отдельным возбуждением: В генераторе с раздельным возбуждением катушки возбуждения получают питание от независимого внешнего источника постоянного тока.

Что лучше: генератор переменного тока или генератор постоянного тока?

Выбор лучшего между генератором переменного тока и генератором постоянного тока во многом зависит от того, как вы хотите его использовать, и желаемого результата. У каждого из них есть несколько преимуществ, позволяющих получить от них максимальную отдачу, например:

Преимущества генераторов постоянного тока

Плавное напряжение
Пригодность для больших двигателей
Простой дизайн

Преимущества генераторов переменного тока

Пригодность для электроприборов и небольших двигателей
Незначительные потребности в обслуживании
Простое распределение мощности с помощью трансформатора
КПД
Потери относительно меньше, чем у генераторов постоянного тока
Размер линии передачи может быть меньше из-за функции повышения
переменного тока можно легко повышать и понижать через трансформаторы.
Размер генераторов переменного тока относительно меньше, чем генераторов постоянного тока.

Также полезно знать, что генераторы постоянного тока более доступны по сравнению с генераторами переменного тока. Генераторы переменного тока стоят немного дороже.

Итак, теперь вы знаете все, что вам нужно знать о разнице между этими двумя! Считаете ли вы, что разница между генератором переменного и постоянного тока влияет на другие аспекты вашей жизни или отрасли, помимо упомянутых выше? Поделитесь с нами своими мыслями в комментариях.И не стесняйтесь зарегистрироваться на нашем сайте, если вы хотите, чтобы наши специалисты ответили на ваши самые сложные вопросы в этой области.

В чем разница между переменным и постоянным током?

Использование электроэнергии — это то, что значительно упрощает нашу повседневную жизнь, от небольших удобств, которые мы привыкли ожидать, например, от света, и от возможности использовать бытовые приборы до систем питания в более крупных масштабах, таких как связь и работа производственная операция. Первый шаг к пониманию электричества — это узнать, как оно работает.Электрические токи протекают в переменном (AC) или постоянном (DC) токе. Вот разница между ними.

Направление тока

Наиболее существенная разница между переменным и постоянным током заключается в направлении потока. Постоянный ток течет в прямом направлении, а переменный ток течет как в прямом, так и в обратном направлении. В результате метод постоянного тока передает мощность на короткие расстояния. Постоянный ток питает приборы, которые используют батареи в качестве источника питания, например сотовый телефон. Переменный ток подходит для передачи энергии на большие расстояния, а также для питания крупных бытовых приборов, таких как системы HVAC.Также существует комбинация этих двух в форме питания переменного / постоянного тока. Например, ноутбук, подключенный к сетевой розетке дома или офиса, будет получать питание переменного тока от розетки, которое затем преобразуется в мощность постоянного тока, когда достигает адаптера зарядки ноутбука, который ведет к аккумулятору.

Размер частоты

Питание переменного тока имеет частоту от 50 Гц до 60 Гц, а частота постоянного тока равна нулю. Для получения переменного тока используются генераторы и сеть, а постоянный ток — из элементов и батарей.Дома используют переменный ток от местной электросети. Энергоснабжающие компании понижают высокое напряжение до более низких значений с помощью трансформатора.

Свяжитесь с Seidel Electric Inc.

Подключение к электросети может быть опасным, и с ним лучше всего обращаться к электрику. Компания Seidel Electric Inc. — это профессионал в области энергетики, в котором работают квалифицированные электрики, которым можно доверить все ваши потребности в электрических подключениях. У нас более 75 лет опыта в электромонтажных работах в Блейрстауне, штат Нью-Джерси, и прилегающих регионах.Мы поддерживаем отличное качество работы и преданный своему делу коллектив. Свяжитесь с нами сегодня по всем вопросам, связанным с проектированием электрических проектов, включая внутреннее и внешнее освещение, электромонтажные работы в жилых помещениях и проводку домашних развлечений.

AS vs. DC — разница между переменным постоянным током

переменного и постоянного тока. Как они работают?

1. Переменный ток

Переменный ток (AC) — это электрический ток, который меняет свое направление в цепи с течением времени .Ваш дом работает от сети переменного тока. Короче говоря, мы используем переменный ток в наших домах, потому что он лучше всего проходит на большие расстояния (например, от электростанции) и его легко преобразовать с высокого напряжения на более низкое.

Напряжение переменного тока имеет переменную форму синусоидальной волны, которая периодически меняет свое значение (амплитуду) во времени.

Электроэнергия переменного тока вырабатывается специальным генератором, называемым генератором переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую в виде переменного тока. Эти устройства имеют ротор (внутренняя металлическая ось, состоящая из медных катушек), который соединен с вращающейся турбиной (такой как ветряная турбина, пар или вода) для создания изменяющегося электромагнитного поля, которое индуцирует ток на выходе машины. Когда ротор вращается вокруг своей оси на 360 механических градусов, электромагнитное поле изменяется, и выходное напряжение также изменяется на 360 электрических градусов. Это обеспечивает переменную и синусоидальную форму переменного тока (синусоидальную волну).

2.Постоянный ток

Постоянный ток (DC) — это электрический ток, который течет в одном направлении и имеет стабильное напряжение в цепи . Примерами устройств, использующих постоянный ток, могут быть фонарики с батарейным питанием или ваш автомобиль. Ваши солнечные панели тоже постоянного тока. Однако, как упоминалось выше, в наших домах используется переменный ток (AC). Итак, чтобы использовать мощность постоянного тока в доме, она должна проходить через устройство, называемое инвертором , чтобы изменить мощность с постоянного на переменный ток. Напряжение постоянного тока не изменяется во времени, вместо этого оно имеет постоянное значение.

Основное различие между постоянным и переменным током заключается в переменной форме сигнала переменного тока.

Важны и другие отличия. Например, для транспортировки электроэнергии переменного тока по линиям передачи необходимо также производить активную мощность (потребляемую потребителями) и реактивную мощность (необходимую для создания магнитных полей по линиям передачи). С другой стороны, постоянный ток вырабатывает только активную мощность и не требует передачи реактивной мощности. Однако мощность переменного тока дешевле передавать, чем мощность постоянного тока, что является одной из причин, по которой переменный ток в конечном итоге правит миром (кроме случаев, когда вы рассматриваете передачу сверхвысокого напряжения).

Посмотрите это видео, чтобы подробнее узнать о различиях между переменным и постоянным током / напряжением.

Война токов

Еще в 19 веке Томас Эдисон (владелец Edison Electric) и Никола Тесла (спонсируемый Westinghouse) вели войну, чтобы установить тип тока, который будет править миром. Эдисон был пропагандистом постоянного тока (DC), а Тесла — сторонником переменного тока (переменного тока). Решающую битву за контроль над электроэнергетической отраслью решил победитель крупнейшего в мире контракта на электростанцию в 1893 году — проект Niagara Falls Power Project в Соединенных Штатах.Кто бы ни выиграл контракт (Edison Electric или Westinghouse), он будет доминировать в сфере производства электроэнергии во всем мире.

Местом битвы была Всемирная выставка, проходившая в том же году в Чикаго, организаторы которой хотели, чтобы она была освещена электричеством вместо свечей. Организаторы пригласили Edison Electric (использующий постоянный ток) и Westinghouse (использующий переменный ток) принять участие в торгах по контракту. Когда предложения были получены, Westinghouse попросила четверть того, что требовала Edison Electric для освещения ярмарки, и поэтому Westinghouse выиграла контракт на освещение этого мероприятия.Это событие резко изменило баланс в пользу Westinghouse, которая затем выиграла контракт на снабжение Энергетического проекта Ниагарского водопада энергией переменного тока. Электростанция питала всю западную часть Соединенных Штатов и продемонстрировала, что мощность переменного тока безопасна и что она будет ведущим электрическим током в ближайшие годы.

Это истинная причина, по которой ваш дом питается от сети переменного тока.

DC возвращается

Энергия постоянного тока

снова в бизнесе благодаря солнечным батареям. Солнечные модули вырабатывают электроэнергию на постоянном токе, но концепция и технология полностью отличаются от генераторов переменного тока.Однако, поскольку Westinghouse выиграла войну токов, мир теперь работает на переменном токе, и поэтому мощность постоянного тока, генерируемая панелями, должна быть преобразована в переменный ток. Именно здесь вступает в действие центральное ядро солнечной системы — инвертор. Это устройство действует как преобразователь постоянного тока в переменный, который использует сигнал постоянного напряжения, генерируемый модулями, для создания переменного напряжения.

Мы изучили историю и различия между питанием переменного и постоянного тока, и, что наиболее важно, теперь вы знаете, что все, что было до инвертора (модули, фотоэлектрические кабели, блоки объединения постоянного тока, батареи), работает на постоянном токе, и все, что идет после инвертор работает в сети переменного тока (нагрузки) .Здесь важно упомянуть, что, когда вы решаете очистить свои солнечные панели, вы всегда должны помнить о выключении системы, отключая выключатель нагрузки постоянного тока в коробке сумматора постоянного тока, потому что постоянный ток может быть столь же опасен, как и переменный ток.

Разница между переменным и постоянным током — Физика Ac Vs DC

Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC) — это два типа тока в электричестве. Основное различие между переменным и постоянным током заключается в том, что переменный ток меняет свое направление при протекании в цепи, в то время как постоянный ток не меняет своего направления.Переменный ток генерирует частоту, а постоянный ток имеет нулевую частоту.

Сейчас!
Узнаем подробно про переменный и постоянный ток. Продолжайте читать …… ..
Содержание

Введение переменного и постоянного тока
Определения переменного и постоянного тока
Преимущества переменного тока над постоянным
Таблица сравнения
Применение постоянного и переменного тока
Заключение

Введение:

переменного тока и постоянного тока

Постоянный ток (DC), который вырабатывается источником напряжения, клеммы которого имеют фиксированную полярность.Следовательно, они обеспечивают ток, направление которого не меняется со временем. Однако этот постоянный ток может быть постоянным. Главное, чтобы направление потока оставалось неизменным, то есть от положительной клеммы источника напряжения к ее отрицательной клемме.
Примеры источников напряжения:

Ячейка
Аккумулятор
Генераторы постоянного тока

Переменный ток (a.c) вырабатывается источником напряжения, полярность выводов которого меняется во времени.То, что было положительным полюсом в один момент, становится отрицательным полюсом, когда-то позже становится положительным полюсом в какой-то другой момент?
В результате постоянного изменения полярности источника напряжения направление тока в цепи также постоянно меняется. В дополнение к изменению своего направления, ток постоянно меняет свое значение со временем от нуля до максимума в одном направлении и обратно до нуля, а затем снова обратно до нуля. Очевидно, что источник переменного напряжения вызовет переменный ток.
Попутно можно отметить, что электричество переменного тока не лучше, чем электричество постоянного тока, как думают некоторые люди. Переменные напряжения и токи имеют свои собственные области применения, которых нет у постоянного тока, и наоборот. В любом случае важно помнить, что переменный ток не заменяет постоянный ток, переменный ток обычно используется в электронных схемах, большинство из которых, однако, контролируется постоянным напряжением.
Наиболее распространенным источником переменного напряжения является генератор переменного тока.
См. Также: Разница между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока

Разница между переменным и постоянным током в табличной форме

Ток постоянного тока

Переменный ток (А.В)	Постоянный ток (DC)
Определение
Переменный ток — это тип тока, который меняет свое направление после 180 ⁰.	Постоянный ток — это ток, не меняющий периодичности своего направления. Он остается постоянным.
Количество энергии, которое может быть перенесено
А.C током безопасно путешествовать на большие расстояния, не теряя много энергии.	не проходит безопасно на большие расстояния, поскольку ток постоянного тока теряет много энергии по сравнению с током переменного тока
Частота
Частота переменного тока не равна нулю.	Частота постоянного тока остается нулевой.
Величина
Величина переменного тока меняется со временем.	Величина постоянного тока не меняется со временем.
Источники
Переменный ток вырабатывается в основном генераторами.	Постоянный ток вырабатывается батареей, элементом и т. Д.
Коэффициент мощности
В А.Текущий коэффициент мощности C всегда находится в пределах от 0 до 1.	При постоянном токе коэффициент мощности всегда остается 1.
Типы сигналов
Осциллограммы переменного тока представляют собой синусоидальную, треугольную, квадратную, квазиквадратную волну.	Формы сигналов постоянного тока пульсирующие и чистые.
Пассивные параметры
Импеданс	Только сопротивление
Приложения
Используется в домах, на производстве и т. Д.	Используется в холодильниках, ТВ и т. Д.

Связанные вопросы и ответы на них по переменному и постоянному току:

Q1: Какой ток более опасен.AC ИЛИ DC?

Ans : Переменный ток (AC) более опасен, чем постоянный ток (D.C), потому что высокое напряжение связано с переменным током.
Постоянный ток и переменный ток по-разному влияют на организм человека, оба опасны выше определенного уровня напряжения.
См. Также: Разница между напряжением и током

Q2: Какой ток в батарее — постоянный или переменный?

Ответ: В аккумуляторе используется постоянный ток.

Q3: Почему мы используем источник переменного тока в наших домах?

Ответ: Мы используем источник переменного тока в наших домах, потому что мы можем изменить A.C легкостью с трансформатором. Высокое напряжение приводит к очень меньшим потерям энергии в длинных каналах или линиях передачи, а напряжение можно снизить для безопасного использования дома с помощью понижающего трансформатора.
Математическое доказательство:
Потери мощности в проводе определяются как:

L = I ² R

Где L — мощность, теряемая на нагрев, I — ток, а R — сопротивление. Передаваемая мощность определяется соотношением:

P = VI

В этом отношении P — мощность, V — напряжение.
Таким образом, если вы увеличиваете напряжение (V) и ток (I) немного, таким образом вы можете передавать ту же мощность, уменьшая потери мощности. Такое высокое напряжение дает лучшую производительность. По этой причине в наших домах мы используем переменный ток вместо постоянного тока.
Примечание:
Высокое напряжение также может передаваться постоянным током, но трудно снизить напряжение для безопасного использования в домашних условиях.
В наши дни передовые преобразователи постоянного тока используются для снижения постоянного напряжения.

Q4: Почему переменный ток считается более эффективным, чем постоянный ток?

Ответ: Потому что переменный ток можно легко преобразовать в постоянный, а потери мощности на переменном токе на большом расстоянии меньше, чем при постоянном токе.

Q5: Почему нельзя хранить переменный ток в батареях?

Ответ: AC нельзя хранить в батареях, потому что, когда вы заряжаете батарею от источника переменного тока, ваша батарея не будет заряжаться.
Следует запомнить:
Переменный ток по своей природе переменный, а постоянный — постоянный. Во время положительного полупериода переменного тока батарея заряжается, а во время отрицательного полупериода переменного тока батарея разряжается. Таким образом аккумулятор не будет заряжаться даже на 0,00000001%.

Q6: Каковы преимущества переменного тока?

Ответ:

Распределение, генерация и передача переменного тока проще, чем постоянного тока.
можно легко повышать и опускать.

Q7: Каковы преимущества постоянного тока?

Элемент батареи обеспечивает питание постоянного тока. Нет аккумуляторной батареи, обеспечивающей питание переменного тока.
Почти все электронные компоненты работают от постоянного тока.

Q8: Какой ток был изобретен первым, постоянный или переменный?

Ответ: Постоянный ток изобретен намного раньше переменного тока.

Q9: Как преобразовать переменный ток в постоянный?

Ответ: Мы можем преобразовать переменный ток в постоянный, используя схему выпрямителя, за которой следует фильтр.

Предлагаемое видео

По связанным темам посетите нашу страницу: Электричество и магнетизм

Другие темы для сравнения:

Разница между переменным током и постоянным током (со сравнительной таблицей)

AC — это аббревиатура от Alternating Current , а DC — аббревиатура от Direct Current . Основное различие между переменным и постоянным током состоит в том, что постоянный ток — это однонаправленный ток , а переменный — это двунаправленный ток . Постоянный ток постоянен во времени, в то время как переменный ток изменяется в каждый момент времени.

Главный недостаток использования постоянного тока в том, что он начинает ухудшаться с увеличением расстояния. Мощность, подаваемая от источника постоянного тока, неудобна для больших расстояний, так как она будет уменьшаться с увеличением расстояния. В случае с AC дело обстоит иначе. Таким образом, он надежен для передачи.

AC и DC, оба являются типами электрического тока, но оба отличаются друг от друга в отношении генерации, протекания в цепи и приложений.Еще одно важное различие между переменным и постоянным током — это величина напряжения. Напряжение постоянного тока — это напряжение низкого уровня , а переменное — это напряжение высокого уровня .

Содержание: AC и DC

Сравнительная таблица
Определение
Ключевые отличия
Заключение

Сравнительная таблица

Параметры	AC (переменный ток)	DC (постоянный ток)
Определение	Переменный ток — это тип электрического тока, который мгновенно изменяется во времени.	Постоянный ток — это тип электрического тока, который остается постоянным во времени.
Передача на большие расстояния	Подходит для передачи на большие расстояния, поскольку потери мощности минимальны.	Не подходит, поскольку потеря мощности прямо пропорциональна расстоянию.
Поток электронов	Двунаправленный поток электронов	Однонаправленный поток электронов
Частота	Между 50 Гц и 60 Гц, в разных странах разная	Частота постоянного тока равна нулю.
Коэффициент мощности	Он находится в пределах от 0 до 1.	В постоянном токе всегда равен 1.
Графическое представление	Синусоидальная волна	Постоянная линия
Механизм генерации	Поместив катушку с током во вращающееся магнитное поле.	Поместив катушку с током в постоянное магнитное поле.
Генераторы	Генераторы	Элементы или батареи
Тип нагрузки	Может быть резистивной, индуктивной или емкостной.	Только резистивный
Емкостный импеданс	Конденсатор позволяет постоянному току проходить через него, поэтому емкостное сопротивление будет низким.	Конденсатор блокирует постоянный ток, поэтому емкостное сопротивление будет бесконечным.
Приложения	Высоковольтные приложения, такие как бытовая техника, офисное оборудование.	Низковольтные приложения в электронных схемах

Определение

AC (переменный ток)

AC — это тип электрического тока, при котором полярность тока не остается постоянной.Ток — это следствие потока электронов. Если электроны текут в одном направлении, это однонаправленный ток, но если он течет в двух направлениях, то есть вперед и назад, это называется двунаправленным током .

AC — двунаправленный ток. Вы, должно быть, думаете, что заставляет переменный ток вести себя двунаправленно. Ваш ответ заключается в поколении переменного тока. Токопроводящий провод помещают во вращающееся магнитное поле. Теперь направление потока электронов также меняется с движением магнитного поля.

переменного тока также можно создать, поместив провод в статическое магнитное поле, но теперь провод, проводящий ток, необходимо повернуть. Вывод истории таков: либо нам нужно повернуть токоведущий провод, либо нам нужно повернуть магнитное поле при условии, что оставшийся параметр постоянен.

Позвольте мне обсудить, что именно происходит, когда провод, по которому проходит ток, помещается во вращающееся магнитное поле? Электроны, протекающие по проводу, испытывают магнитную силу, и они будут притягиваться к одному из полюсов магнитного поля.Если поле повернуть снова, направление притяжения электронов изменится.

Это изменяет направление потока электронов и, таким образом, происходит генерация переменного тока. Генерация переменного тока намного проще и удобнее, чем постоянного тока. Кроме того, мощность переменного тока не уменьшается с увеличением расстояния. Таким образом, он подходит для передачи на большие расстояния.

Представление сигнала переменного тока или переменного тока можно более четко понять с помощью графической схемы , представленной ниже.

постоянный ток (постоянный ток)

Постоянный ток также вызывается потоком электронов, но процесс генерации постоянного тока противоположен процессу генерации переменного тока. Однонаправленный ток может генерироваться, если провод, по которому проходит ток, находится в статическом магнитном поле .

Электроны, текущие в проводе, будут испытывать силу в одном направлении только потому, что магнитное поле является постоянным. Таким образом, поток электронов в одном направлении будет генерировать постоянный ток.Мощность постоянного тока уменьшается с увеличением расстояния передачи. Это делает его непригодным для передачи на большие расстояния.

Примерами устройств генерации постоянного тока являются элемент, батарея и т. Д. Эти устройства обладают определенным значением постоянного напряжения. Обычно это низкие значения. Таким образом, элемент или батарея обладают энергией, которая толкает электроны, заставляя их течь по цепи. Но этим устройствам не хватает энергии, чтобы тянуть эти электроны. Таким образом, генерируется только однонаправленный ток.

Если мы рассмотрим графическое представление постоянного тока, очевидно, что постоянный ток постоянен во времени.

Ключевые различия между переменным и постоянным током

Направленная характеристика: Это одна из ключевых характеристик, которая отличает переменный и постоянный ток. Постоянный ток — это однонаправленный электрический ток, а переменный — двунаправленный электрический ток.
Поколение: AC и DC имеют разные процедуры и устройства генерации. Постоянный ток генерируется статическим магнитным полем, а переменный ток генерируется с помощью динамического магнитного поля.Кроме того, переменный ток генерируется генераторами, в то время как постоянный ток генерируется элементом, батареями путем преобразования химической энергии элемента или батареи в электрическую энергию.
Частота сигнала: Частота сигнала переменного тока варьируется от 50 Гц до 60 Гц. В разных странах все по-разному. Сигнал постоянного тока имеет нулевую частоту. Частота — это количество циклов в секунду. Поскольку сигнал постоянного тока не изменяется во времени циклически, поэтому он имеет нулевую частоту.
Тип нагрузки: Нагрузка, подключенная к переменному току, может быть емкостной, резистивной или индуктивной.Напротив, нагрузка, подключенная к цепи постоянного тока, всегда является резистивной.
Коэффициент мощности: Коэффициент мощности переменного тока находится в пределах от 0 до 1, а коэффициент мощности постоянного тока равен 1.
Простота передачи: Мощность переменного тока может передаваться легко и эффективно по сравнению с мощностью постоянного тока.
Уровень напряжения: Напряжение постоянного тока — это напряжение низкого уровня, а напряжение переменного тока — высокое по величине.
Хранение: переменный ток не может храниться, а постоянный ток может храниться в элементе или батареях.Мы можем преобразовывать переменный ток в постоянный с помощью выпрямителя в наших зарядных устройствах, а мы можем преобразовывать постоянный ток в переменный с помощью инверторов. Но хранение переменного тока невозможно.

Заключение

Переменный ток — это двунаправленный ток большой величины, который может передаваться на большие расстояния без потери мощности. Напротив, постоянный ток — это однонаправленный ток небольшой величины, который не подходит для передачи на большие расстояния. Пассивный параметр в переменном токе — это импеданс, а в постоянном токе пассивный параметр — это сопротивление.

Сварочный аппарат переменного тока и постоянного в чем разница

сварка постоянным током — сварочные аппараты переменного и постоянного тока, в чем разница? — 2 ответа

Чем отличается сварочный аппарат от инвертора?

Трансформаторный сварочный аппарат

Что такое инвертор?

Что общего у инвертора и трансформаторного сварочного аппарата

Чем отличаются инверторный и трансформаторный источник электрической дуги

Преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки

Виды устройств

Конструкция на трансформаторах

Оборудование для контактной сварки

Конструкция инвертора

Достоинства и недостатки

Электроды и особенности работ

Похожие статьи

В чем разница переменного тока и постоянного?

Сложности визуализации

Аналогия

Напряжение как давление

Ток как поток

Постоянный ток

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Направление движения

Частота

Векторная математика

Коэффициент мощности

Сварочные аппараты

Отличие переменного тока от постоянного простыми словами. Чем отличается постоянный электрический ток от переменного

Разница переменного тока от постоянного

Передача переменного тока потребителям

Преобразование переменного тока в постоянный

Как появляется электрический ток

Как дело обстоит на самом деле с электрическим током

Примеры использования переменного и постоянного тока

Сложности визуализации

Аналогия

Напряжение как давление

Ток как поток

Постоянный ток

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Направление движения

Частота

Векторная математика

Коэффициент мощности

Сварочные аппараты

В чём разница переменного и постоянного тока

Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное

Постоянный и переменный ток. Значение трансформаторов.

Постоянный ток используется:

Особенностями переменного однофазного тока являются:

Разница между переменным и постоянным током

Чем отличается постоянный ток от переменного

Что такое ток

Что нужно для того, чтобы тек ток

Что такое постоянный ток

Переменный ток

Основные отличия переменного и постоянного тока

Переменный и постоянный ток — электровозы и запчасти: производство, тендеры

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОСТОЯННОГО ТОКА:

Что перевели на переменный ток?

Преимущества переменной электротяги:

Какие отличия между двигателями переменного и постоянного тока

Зависимость переменного тока от постоянного

Установление соединений: домашний эксперимент — лампы переменного / постоянного тока

Пример 1. Пиковое напряжение и мощность для переменного тока

В чем разница между переменным и постоянным током?

Что такое переменный ток?

Осциллограммы переменного тока

Характеристики формы сигнала переменного тока

Период времени (T)

Частота (ж)

Типы сигналов переменного тока

Синусоидальная волна

прямоугольная волна

Треугольник Волна

Применение AC

Что такое постоянный ток?

Применение постоянного тока

Разница между переменным и постоянным током

Чтобы узнать, какой ток более опасен, переменный или постоянный: