Что значит переменный ток


Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока

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

Определение постоянного электрического тока, его источники

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

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

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

Принцип работы переменного тока

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

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

Основные характеристики переменного тока — действующее значение напряжения и частота.

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

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

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

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

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

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

Как переменный ток сделать постоянным

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

  1. Первоначальный этап преобразования— это подключение диодного моста, состоящего из 4 диодов достаточной мощности (на рисунке ниже), который срезает верхние границы переменных синусоид или делает ток однонаправленным.
  2. Второй этап— это подключение параллельно на выход с диодного мостика конденсатора или сглаживающего фильтра, который исправляет провалы между пиками синусоид. Обратите внимание, как выглядит синусоида после прохождения через диодный мост (на рисунке выделена зеленным цветом).

    И как уменьшаются пульсации (изменения напряжения) после подключения конденсатора- на рисунке выделено синим цветом.

  3. Далее при необходимости для уменьшения уровня пульсаций,  дополнительно могут применяются стабилизаторы тока или  напряжения.

Преобразователь постоянного тока в переменный

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

Инвертор технически сложное устройство, поэтому и цены на него не маленькие. Стоимость зависит напрямую от выходной максимальной мощности переменного тока.

Как правило, преобразование постоянного тока требуется в редких случаях. Например, для подключения от бортовой электросети автомобиля домашних электроприборов, инструмента и т. п. в походе, на даче и т. д.

Что такое фаза, ноль, заземление читайте в следующей нашей статье.

переменный ток

читать далее...

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

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

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

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

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

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

Основы электротехники 4 – Переменный ток

Этим постом мы продолжаем серию публикаций, посвящённых основам электротехники. В нём мы поговорим о переменном токе. Основные задачи электротехники – это произвести, передать и распределить энергию, по пути её к тому же приходится, преобразовывать. Всё это проще делать на переменном токе, чем на постоянном. Вообще говоря, переменный – это всё, что не постоянно, но мы будем говорить о синусоидальных токах и напряжениях, потому что именно их используют на практике.

Почему это пошло от генераторов электроэнергии? Их проще всего сделать так, чтобы они выдавали синусоидальное напряжение, а синусоидальное напряжение по природе своей точно такое же, как постоянное, только его значение изменяется во времени по закону синуса.  Вообще переход от вращения к синусоиде очень простой.  Поэтому, например, синусоиду удобно описывать с помощью угловой частоты Ω. Об этом мы поговорим ещё позже. Раз уж мы заговорили об описании синусоиды, то остановимся пока на этом и дадим несколько определений.

Мгновенное значение – это значение в данный момент времени.

Амплитудное значение – наибольшее значение которого достигает сигнал.

Действующее значение – это такое значение постоянного напряжения, которое производит такой же тепловой эффект, как и рассматриваемые синусоидальные.

Период – наименьший период времени между двумя одинаковыми значениями сигнала. 

Частота линейная – это величина обратная периоду, угловая – 2 π f. Об этом поговорим чуть позже.

Фаза – это то, насколько синусоида сдвинута относительно начала координат в момент времени 0.

Когда говорят о переменном напряжении или токе, говорят обычно действующее значение и частоту. Например, в розетке 220 Вольт, 50 Герц. Это значит, что действующее значение 220 Вольт, а линейная частота 50 Герц, период 20 миллисекунд кстати.

Теперь о том, как ведут себя элементы цепи на переменном токе. С резистором ничего нового, но появляются два новых элемента: ёмкость и индуктивность. 

Начнём с ёмкости, то есть конденсатора. Конденсатор представляет из себя две пластины, разделенные диэлектриком. Прикладываем напряжение, побежали электроны, то есть потек ток. Бежать они могут только до пластины, дальше некуда. На пластинах место ограничено, поэтому чем больше электронов там уже есть, тем медленнее прибегают новые, то есть ток постепенно спадает.

Из-за того, что напряжение у нас синусоидальное, ток спадает до 0 ровно в тот момент, когда напряжение достигает максимума. Не будем сейчас лезть в математику, просто примем это на веру. Напряжение у нас теперь начинает уменьшаться, значит электроны на пластине ему уже удерживать сложнее. Они начинают бежать обратно, то есть ток меняет знак. Быстрее всего они бегут тогда, когда напряжение равно нулю, ток становится максимальным. Дальше всё повторяется в обратную сторону и так далее.

Если посмотреть теперь на график тока и напряжения, можно увидеть, что ток достигает какого-то значения раньше, чем напряжение. Например, в нулевой момент времени напряжение ещё равно нулю, а ток уже максимальный. Поэтому говорят, что на ёмкости ток опережает напряжение. В идеальном случае это опережение составляет четверть периода или π/2 (если переходят в угловые меры).

Чтобы определить какой ток потечёт через конденсатор, нам понадобится сделать некоторые математические выкладки. Сначала охарактеризуем конденсатор численно и введем для этого понятия ёмкости. Ёмкость – это отношение заряда на пластинах к напряжению, при котором оно возникает.

Теперь вспоминаем что ток – это производная заряда по времени. Отсюда получаем выражение для тока через напряжение. Подставим теперь переменное напряжение, пропустим скучноватую математику и получим выражение для тока.  Осталось поделить напряжение для тока и получаем выражение для ёмкостного сопротивления.

Второй новый элемент – индуктивность. Самый простой индуктивный элемент – это катушка из провода.

Для понимания её работы нам понадобится еще один вспомогательный закон (закон электромагнитной индукции). На нём строится почти вся теория электрических машин, но для нас сейчас это не более чем вспомогательный факт. Суть этого закона в том, что переменное магнитное поле порождает электрическое и главное наоборот. То есть вокруг любого проводника с переменным током есть магнитное поле, но, когда провод сворачивается в катушку почти всё порождаемое им поле концентрируется внутри катушки и начинает влиять на неё саму.

Влияние это заключается в том, что магнитное поле, порождённое катушкой, начинает создавать в ней самой поле электрическое. Звучит так, как будто “Мюнхаузен вытаскивает сам себя за волосы”, но всё дело в направлении этого наведённого поля. Его можно вывести математически, для синусоиды это несложно, но мы воспользуемся очень удобным и простым правилом Ленца, которое есть не что иное как красиво сформулированный закон зловредства. Наведённое ЭДС всегда направлено так, чтобы противодействовать полю её породившему. То есть наведенное ЭДС направлено навстречу напряжению на катушке и мешает току протекать через неё. Иногда для того, чтобы лучше запоминалось, говорят, что ток запутывается в витках катушки. Как бы то ни было, приводит это к тому, что ток через катушку отстаёт от напряжения и тоже на четверть периода, те π/2.

Индуктивное сопротивление математически выводится похоже на то, как выводится ёмкостное, только исходная характеристика здесь не ёмкость, а индуктивность, отношение магнитного потока в катушке к току, которой её породил. Затем берем закон электромагнитной индукции и связываем ток с напряжением через дифференциальные уравнения. Дальше опять немного скучная, но простая математика, и в результате несложных выкладок получаем выражение для напряжения при синусоидальном токе, делим одно на другое, получаем выражение для индуктивного сопротивления.

Вообще говоря, ёмкость и индуктивность очень похожи по своим свойствам, но с точностью до наоборот. Поэтому если вы затрудняетесь вспомнить что-то касающееся одного из них, попробуйте вспомнить для одного из них и сделать всё наоборот. Почти наверняка не ошибетесь.

Для цепей переменного тока справедливы все законы, что мы с вами рассмотрели раньше. Поскольку эти законы фундаментальные и следуют из самой природы вещества.

Однако считать по ним становится уже весьма трудно, приходится делить и умножать синусы, да ещё и с разными фазами. Для того чтобы уйти от всей этой тригонометрии, пользуются так называемыми векторными диаграммами.

Векторные диаграммы. Разберёмся что это и для начала введём понятие вектора для некоторой синусоиды. Для определённости пусть это будет ток с амплитудой Im и фазой φ, для общности берем произвольную фазу. Теперь строим плоскость координат и проводим из её центра вектор, длина которого равна Im, а угол с осью абсцисс равен φ.

То, что у нас получилось, как раз и есть вектор, соответствующий переменному току, амплитудой Im и фазой φ. Если теперь у нас появится ток с другой амплитудой и фазой, то его мы сможем тоже изобразить на этой же плоскости. Теперь понятно зачем мы переходили в угловые величины, когда говорили об отставании, опережении тока, это углы между векторами на плоскости координат.

Следующий шаг, перейдя в декартовы координаты, мы смогли избавиться от тригонометрических функций, операции над векторами уже стали чисто алгебраическими, привычным. Сделаем ещё один небольшой шаг и заметим, что если принять, что ось абсцисс действительная, а ось ординат – мнимая, то мы сможем пользоваться хорошо разработанным математическим аппаратом для комплексных чисел.

 

Именно в виде векторов на комплексной плоскости чаще всего анализируют переменные токи и напряжения. Они позволяют не только наглядно изобразить их, но и применить для расчёта цепей множество вычислительных приёмов, упрощающих и ускоряющих расчёт. Сейчас мы не будем их касаться, это предмет рассмотрения скорее строго академического курса, посмотрим вещь более простую и практическую: активную, реактивную и полной мощности.

Не давая строгого определения, рассмотрим, что они означают практически. Активная мощность – это та мощность, которая совершает полезную работу. Иначе говоря, что-то греет, крутит, двигает и так далее. Но посмотрим ещё раз на процесс, происходящий в конденсаторе. Заряды к нему то приходят, то уходят, ток создается, идёт в разные стороны. Но обратите внимание, все эти перемещения происходят в пределах одного узла цепи, то есть потенциал не меняется. Значит, хотя ток и есть, но работа не совершается.

Для разрешения этого противоречия вводят понятие реактивной мощности – эта мощность не совершает работы, а нужна только для создания электромагнитного поля. Обратимся ещё раз немного к математике. Вспомним как смещены друг относительно друга ток и напряжение конденсатора – на 90°.

А теперь то же самое для резистора – на нём ток и напряжение совпадают по фазе. Ток, текущий через конденсатор, как мы уже видели, работы не совершает. Его называют реактивным током. Он создаёт реактивную мощность. На векторной диаграмме он направлен по мнимой оси.

Ток, текущий через резистор, работу как раз-таки завершает, его поэтому называют активным. На векторной диаграмме он направлен уже по действительной оси. Поскольку реальные элементы цепи – это всегда комбинация активных и реактивных векторов, то и реальные токи – это всегда комбинация активных и реактивных.

Их векторная сумма называется полным током, векторная сумма активной и реактивной мощностей – полной мощностью. В полной мере эти понятия используется не столько в электротехнике, сколько в электроэнергетике, поэтому сейчас мы на них подробно останавливаться не будем. Посмотрим лучше, как описанные ранее эффекты выглядят на моделях.

Начнем с модели первой. Здесь одно и тоже переменное напряжение, мы прикладываем к ёмкости и индуктивности. Источник здесь собран из блоков Simulink, чтобы можно было на ходу менять частоту. Начнём её менять и увидим изменения тока. На индуктивности он падает, потому что сопротивление индуктивности прямо пропорционально частоте, а на емкости растёт, потому что емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте приложенного напряжения.

Теперь вторая модель. Здесь у нас, как мы видим, резистор, токоограничивающий, по сути, батарея конденсаторов. Если мы включаем резистор без конденсаторов, то мы увидим, что ток и напряжение совпадает по фазе. Как только начинаем конденсаторы подключать, увидим, как ток постепенно смещается относительно напряжения, изменяется его фаза. 

На этом мы завершаем наш рассказ об элементах цепи переменного тока. В следующей публикации мы ненадолго отвлечемся от классической теории электротехники и поговорим о полупроводниковых элементах: диодах и транзисторах.

 

Другие публикации по данной теме:

Основы электротехники, введение

Основы электротехники 2 - Электрическая цепь

Основы электротехники 3 - Расчет режима цепи

AC/DC: что такое полярность тока

Вы знаете, что означают надписи AC (переменный ток) и DC (постоянный ток) на сварочных аппаратах и электродах? По сути эти термины описывают полярность электрического тока, который вырабатывается источником питания и направляется к рабочему изделию через электрод. Выбор правильной полярности для той или иной марки электродов оказывает существенное влияние на прочность и качество соединений – поэтому не забывайте проверить надпись на упаковке! Чтобы лишний раз убедиться, Вы можете сделать две пробные попытки с разной полярностью на краю рабочего изделия.

В обиходе используются термины «прямая» и «обратная» полярность или «электрод-отрицательная» и «электрод-положительная» полярность. Последнее звучит более наглядно и поэтому здесь мы будем использовать именно эти обозначения.

Полярность обусловлена тем, что электрический контур имеет отрицательный и положительный полюсы. Постоянный ток (DC) все время движется в одном направлении, из-за чего его полярность всегда одинакова. Переменный ток (AC) половину времени движется в одном направлении и половину – в другом. Таким образом, при частоте 60 Герц полярность тока меняется 120 раз в секунду.

Сварщик должен хорошо понимать, что такое полярность и какое влияние она оказывает на процесс сварки. С некоторыми исключениями электрод-положительная (обратная) полярность обеспечивает более глубокое проплавление. Электрод-отрицательная (прямая) полярность имеет более высокую производительность расплавления электрода и, как следствие, производительность наплавки. На это могут влиять химические вещества в покрытии. Электроды из углеродистой стали с покрытием целлюлозного типа, например, Fleetweld 5P или Fleetweld 5P+, обычно рекомендуют использовать с положительной полярностью. Некоторые типы электродов для сварки в среде защитных газов пригодны для сварки с обоими типами полярности.

Применение сварочных аппаратов трансформаторного типа породило необходимость в электродах, пригодных для сварки с любой полярностью из-за постоянных смен направления переменного тока. Хотя переменный ток сам по себе не имеет полярности, если электроды для сварки на переменном токе использовать с постоянным, они покажут более низкие результаты. Поэтому производители электродов обычно указывают наиболее подходящую полярность на покрытии и упаковке электродов.

Чтобы обеспечить необходимое проплавление, однородную форму шва и высокие сварочные характеристики, обязательно нужно использовать подходящую полярность. Неправильная полярность вызовет недостаточное проплавление, непостоянную форму шва, избыточное разбрызгивание, сложности с контролем дуги, перегрев и быстрое сгорание электрода.

На большинстве аппаратов четко обозначены контакты или подробно описано, как их настроить на определенную полярность. Например, некоторые аппараты имеют переключатель полярности, а на других для этого нужно сменить кабельные разъемы. Если Вы не уверены, какая в данный момент используется полярность, есть два несложных способа это выяснить. Первый – это сварка угольным электродом для постоянного тока, который будет нормально работать только при прямой полярности. Второй – сварка электродом Fleetweld 5P, который показывает намного лучшие результаты с обратной полярностью.

 

Проверка полярности:

А: Определение полярности с помощью угольного электрода

1. Проведите очистку основного металла и расположите его горизонтально.
2. Заострите кончики двух угольных электродов на шлифовальном диске, чтобы они имели одинаковую форму в плавным скосом, начинающимся в 5–7.5 см от кончика электрода.
3. Вставьте один электрод в электрододержатель возле начала скоса.
4. Настройте силу сварочного тока 135–150А.
5. Выберите интересующую Вас полярность.
6. Подожгите дугу (не забывайте о маске) и некоторое время подождите. Увеличьте длину дуги, чтобы было удобнее наблюдать действие дуги.
7. Понаблюдайте за дугой. При электрод-отрицательной (прямой) полярности дуга имеет коническую форму и отличается высокой стабильностью, легкой управляемостью и однородностью.
При электрод-положительной (обратной) полярности дугой достаточно сложно управлять. Она будет оставлять черные отложения углерода на основном металле.
8. Смените полярность. Подожгите дугу вторым электродом и подождите такое же время. Понаблюдайте за дугой.
9. Сравните кончики двух электродов. При прямой полярностью электрод сгорает равномерно, сохраняя свою форму. При обратной полярности электрод быстро сгорает и принимает плоскую форму.


Б. Определение полярности с помощью металлического электрода (E6010)

1. Проведите очистку основного металла и расположите его горизонтально.
2. Настройте силу сварочного тока 130–145 А (для электродов диаметром 4 мм).
3. Выберите одну из полярностей.
4. Подожгите дугу. Начните сварку, соблюдая стандартную длину дуги и угол наклона электрода.
5. Прислушайтесь к звуку дуги. При подходящей полярности, нормальной длине дуги и силе тока, дуга будет издавать равномерный «треск».
Неправильная полярность при нормальной длине дуги и силе тока вызовет нерегулярный «хруст» и «хлопки» и нестабильность дуги. См. выше, как ведет себя дуга и как выглядит шов при использовании металлического электрода с правильной и неправильной полярностью.
7. Смените полярность и создайте второй шов.
8. Проведите чистку швов и внимательно их осмотрите. При неправильной, прямой полярности шов будет иметь отрицательные характеристики, перечисленные в Уроке 1.6.
9. Повторите несколько раз, пока Вы не научитесь быстро определять текущую полярность.

В чем разница между сваркой переменным и постоянным током? – Всё для сварки

Содержание

Если вы уже работали со сваркой или хотя бы немного знакомы с ней, то, скорее всего, слышали термины “AC” и “DC”. AC и DC - это различные типы токов, которые используются в процессе сварки. Поскольку при сварке используется электрическая дуга, создающая тепло, необходимое для расплавления металла, ей необходим стабильный ток с различной полярностью, которая зависит от свариваемого материала.

Чтобы сделать качественный сварной шов, для начала нужно понять, что означают эти два тока на сварочном аппарате, а также на электродах.

Но сначала: в чем разница между сваркой переменным и постоянным током?

Сварка DC и AC относится к полярности тока, проходящего через электрод аппарата. AC означает переменный ток, а DC - постоянный. Прочность и качество сварного шва будут зависеть от полярности электрода.

Что такое полярность?

Скорее всего, вы знакомы с термином "полярность".

Электрические цепи имеют полюса - отрицательный и положительный. В цепи с постоянным током (DC) движение электронов идет в одном направлении от плюса к минусу. Применительно к сварке отрицательный полюс получает меньше тепловой нагрузки.

Переменный ток (AC), как следует из названия, меняется в направлении, в котором он идет. Половину времени он идет в одном направлении, а другую половину - в противоположном. Переменный ток меняет свою полярность примерно 120 раз в секунду при токе 60 Гц.

Прямая полярность при сварке постоянным током дает более глубокое проплавление металла. А обратная полярность отлично подходит для сварки тонколистовых заготовок за счет меньшего тепловложения.

Покрытые электроды иногда могут использовать любую полярность, в то время как некоторые будут работать только на одной.

Качественный сварной шов предполагает правильное проплавление и равномерное наплавление валика, а для этого необходимо использовать правильную полярность. При неправильной полярности вы не только получаете плохое проплавление и неравномерное образование валика, но и чрезмерное разбрызгивание и перегрев, а в некоторых случаях можно даже потерять контроль над дугой.

Электрод также может быстро сгореть.

Большинство сварочных аппаратов для дуговой сваркиимеют обозначенные клеммы или направления, чтобы сварщики точно знали, как настроить сварочный аппарат на переменный или постоянный ток. Некоторые сварочные аппараты также используют переключатели для изменения полярности, а некоторые требуют переподключение клемм кабеля.

Сварка различными токами

Различные типы сварных швов требуют разного вида токов из-за природы их возникновения и оказываемого ими воздействия.

Сварка переменным током

Сварка переменным током считается уступающей сварке постоянным током и поэтому используется редко. Сварочные аппараты переменного тока чаще всего используются только при отсутствии аппаратов постоянного тока.

Сварку переменным током чаще всего используют для соединения толстолистового металла, быстрой наплавки и TIG-сварки с высокой частотой, хотя иногда она также используется для устранения проблем, связанных со сварочной дугой. Проблемы с дугой возникают, когда она прерывает сварное соединение, которое должно свариваться при более высоких уровнях тока, что происходит в основном при работе с электродами, имеющими большой диаметр.

Сварка переменным током также может использоваться для намагниченных металлов, что невозможно при сварке постоянным током. Постоянное изменение направления тока при сварке переменным током означает, что намагниченный металл не будет влиять на электрическую дугу.

Переменный ток также лучше подходит при работе с высокими температурами. Так как он обеспечивает высокий уровень тока, что создает глубокий провар, и поэтому используется для сварки при строительстве кораблей.

Сварка переменным током хорошо подходит для ремонта оборудования, так как многие из них имеют намагниченные поля и участки, подвергшиеся ржавчине.

Однако, нестабильность направления при сварке переменным током также может быть недостатком в том, что процесс имеет меньшую производительность, чем при сварке постоянным током.

Сварка постоянным током

Сварка постоянным током, как и сварка переменным током, имеет свои преимущества, и используется в случаях, когда сварка переменным током не может обеспечить должного результата, например, вертикальная сварка, пайка одним припоем или TIG-сварка нержавеющей стали.

Сварка на постоянном токе имеет более высокую скорость осаждения, она лучше всего подходит для сварщиков, которым требуются большие размеры наплавленного слоя. Несмотря на то, что сварка переменным током обеспечивает лучшее проплавление, она имеет более низкую скорость осаждения, что может быть непригодно.

При сварке постоянным током образуется также меньше брызг, чем при сварке переменным током, что делает сварочный шов более равномерным и гладким. Постоянный ток также является более надежным, и поэтому с ним легче работать, так как электрическая дуга остается стабильной.

Сварка постоянным током часто используется для сварки тонких металлов. Оборудование, работающее с этим типом тока, также дешевле, что помогает сократить расходы.

Однако, несмотря на то, что само оборудование имеет более низкую стоимость, процесс фактического использования постоянного тока немного дороже.

Это происходит из-за того, что необходимо специальное оборудование для преобразования переменного тока на постоянный, потому что это не предусмотрено электрической сетью. Однако, поскольку постоянный ток лучше подходит для большинства видов сварочных процессов, эти затраты считаются необходимыми.

Хотя сварка постоянным током лучше для многих металлов, она не рекомендуется при работе с алюминием, так как для этого требуется выделение тепла высокой интенсивности, что невозможно при использовании постоянного тока. Кроме того, если при работе с постоянным током будет создаваться магнитное поле, то возрастет риск дугового разряда, что может быть опасно.

Какой электрод использовать?

Так как вид используемого тока влияет на полярность на электроде, надо учитывать используемый электрод.

Для сварки методом TIG чаще применяют постоянный ток прямой полярности. Иногда также используют ток обратной полярности или переменный ток. В этих случаях применяют вольфрамовые электроды с легирующими добавками для улучшения стабильности дуги.

Например, используют:

  • WP - вольфрамовые электроды для сварки на переменном токе;
  • WL-20 и WL-15 - легированные вольфрамовые электроды для сварки на постоянном и переменном токах.

Для ММА сварки в основном использую покрытые плавящиеся электроды.

В настоящее время производители выпускают электроды с четырьмя видами обмазки:

  • Кислое (маркировка “А”). В его составе железо и марганец в довольно большом объеме. Можно сваривать неочищенный металл.
  • Основное (маркировка “Б”). Эти электроды можно использовать для работы на переменном токе, но из-за малого потенциала ионизации не рекомендуется этого делать.
  • Рутиловое (маркировка “Р”). Лучше всего подходит для работы на переменном токе. Небольшое разбрызгивание металла и хорошее качество шва.
  • Целлюлозное (маркировка “Ц/С”). Подходит для работы на переменном и постоянном токе, но выдает много брызг металла.

Существует несколько различных видов электродов для сварки переменным током, но многие из них могут использоваться как для сварки переменным током, так и для сварки постоянным током.

Выбор правильной полярности и тока, а также правильного электрода может иметь решающее значение для выполнения хорошего сварного шва.

Что будет, если подать в электросеть постоянный ток / Хабр

Война токов

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

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

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

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


источник картинки: выключатель-автоматический.рф

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Люминесцентную лампу нельзя включать напрямую в сеть, для нормальной работы ей нужен пуско-регулирующий аппарат (ПРА). В простейшем случае он состоит из трёх деталей: стартёра, дросселя и конденсатора. Последний нужен не самой лампе, а остальным потребителям в сети, так как он улучшает

коэффициент мощности

и фильтрует помехи, создаваемые лампой. Стартёр — это неоновая лампочка, один из электродов которой при нагреве изгибается и касается второго электрода. Дроссель — большая катушка индуктивности, включенная последовательно с лампой:

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

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

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

схемы различных ЭПРА

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


источник картинки: aliexpress.com

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

Светодиод требует для работы небольшое постоянное напряжение (около 3.5 В, обычно соединяют несколько диодов последовательно) и ограничитель тока.

Схемы светодиодных ламп

весьма разнообразны, от простых до довольно сложных.

Самое простое — последовательно со светодиодами поставить гасящий резистор. На нём упадёт лишнее напряжение, он же будет ограничивать ток. Такая схема имеет чудовищно низкий КПД, поэтому на практике вместо резистора ставят гасящий конденсатор. Он также обладает сопротивлением (для переменного тока), но на нём не рассеивается тепловая мощность. По такой схеме собраны самые дешёвые лампы. Светодиоды в них мерцают с частотой 100 Гц. На постоянном токе такая лампа работать не будет, так как для постоянного тока конденсатор имеет бесконечное сопротивление.


источник картинки: bigclive.com

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


источник картинки: powerelectronictips.com

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

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

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

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

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

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

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

Раз
Два

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

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


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

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

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

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


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

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

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

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

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

| Fluke

Talk to a Fluke sales expert

Связаться с Fluke по вопросам обслуживания, технической поддержки и другим вопросам»

What is your favorite color?

Имя *

Фамилия *

Электронная почта *

Компания *

Номер телефона *

Страна * - Пожалуйста, выберите значение -United States (Estados Unidos)CanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarticaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosБеларусь (Belarus)Belgien/Belgique (Belgium)BelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaireBosnia and HerzegovinaBouvet IslandBotswanaBrasil (Brazil)British Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicČeská republika (Czech Republic)ChadChile中国 (China)Christmas IslandCittà Di VaticanCocos (Keeling) IslandsCook IslandsColombiaComorosCongoThe Democratic Republic of CongoCosta RicaCroatiaCyprusCôte D'IvoireDanmark (Denmark)Deutschland (Germany)DjiboutiDominicaEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEspaña (Spain)EstoniaEthiopiaFaroese FøroyarFijiFranceFrench Southern TerritoriesFrench GuianaGabonGambiaGeorgiaGhanaGilbralterGreeceGreenlandGrenadaGuatemalaGuadeloupeGuam (USA)GuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard Island and McDonald IslandsHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIraqIrelandIsraelIslas MalvinasItalia (Italy)Jamaica日本 (Japan)JordanKazakhstanKenyaKiribati대한민국 (Korea Republic of)KuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMéxico (Mexico)MicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMonserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNederland (Netherlands)Netherlands AntillesNepalNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorge (Norway)Norfolk IslandNorthern Mariana IslandsOmanÖsterreich (Austria)PakistanPalauPalestinePanamaPapua New GuineaParaguayPerú (Peru)PhilippinesPitcairn IslandPuerto RicoРоссия (Russia)Polska (Poland)Polynesia (French)PortugalQatarRepública Dominicana (Dominican Republic)RéunionRomânia (Romania)RwandaSaint HelenaSaint Pierre and MiquelonSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Vincent and The GrenadinesSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSchweiz (Switzerland)SenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia and The South Sandwich IslandsSouth SudanSri LankaSudanSuomi (Finland)SurinameSvalbard and Jan MayenSverige (Sweden)SwazilandTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTokelauTogoTongaTrinidad and TobagoTunisiaTürkiye (Turkey)TurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited States Minor Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVirgin Islands (British)Virgin Islands (USA)VenezuelaVietnamWallis and FutunaWestern SaharaWestern SamoaYemenZambiaZimbabwe

Почтовый индекс *

Интересующие приборы

iGLastMSCRMCampaignID

?Отмечая галочкой этот пункт, я даю свое согласие на получение маркетинговых материалов и специальных предложений по электронной почте от Fluke Electronics Corporation, действующей от лица компании Fluke Industrial или ее партнеров в соответствии с политикой конфиденциальности.

consentLanguage

Политика конфиденциальности

Постоянный, переменный и переменный ток — какие они и в чем разница?

Использование электричества в нашей повседневной жизни очень широко. Он производит тепло, свет, магнитные поля и движение. Без электричества не работали бы многие устройства, без которых наша жизнь была бы очень сложной.

Что такое электричество?

Электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов в цепи, в которой элементы соединены посредством металлических проводников.Принято считать, что электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному. Электричество может переноситься электронами и ионами. Различают два вида тока: постоянный и переменный (переменный).

Какое электричество течет в розетке?

В электроустановках, которые есть у нас в домах или квартирах, присутствует переменный ток, однофазный, характеризующийся такими свойствами, как: напряжением 230 В и частотой 50 Гц, а в местах, особо подверженных поражению электрическим током, дополнительная установлен заземляющий провод.

В чем разница между переменным и постоянным током?

Постоянный ток характеризуется тем, что он течет всегда в одном и том же направлении и меняется его полярность, тогда как переменный ток AC (переменный ток) движется попеременно то в одну, то в другую сторону, и величина его тока изменяется во времени на любую означает.

Какой ток в машине - постоянный или переменный?

Источником питания автомобиля может быть аккумулятор, генератор или генератор переменного тока.В транспортных средствах чаще всего используются одновременно два источника питания: аккумуляторная батарея и электрогенератор - генератор переменного тока. В автомобилях постоянный ток, чаще всего 12 вольт.

Определения переменного и переменного тока

Переменный ток – это электрический ток, значение силы которого свободно изменяется во времени. Часто термин «переменный ток» используется для обозначения переменного тока с синусоидальной формой волны переменного тока (переменный ток). Переменный ток (переменный ток) — это случай периодически переменного электрического тока, в котором мгновенные значения изменяются повторяющимся, периодическим образом, с определенной частотой.Мгновенные значения переменного тока имеют знакопеременные положительные и отрицательные значения (отсюда и название «переменный»).

Где постоянный ток, а где переменный?

Постоянный ток нашел широкое применение в питании электродвигателей, где скорость вращения можно регулировать в широких пределах только изменением величины питающего напряжения. В электронных устройствах постоянный ток также используется для питания всевозможных реле.Кроме того, постоянный ток также используется для передачи электроэнергии на большие расстояния по высоковольтным линиям постоянного тока, например, для соединения энергосистем Польши со Швецией и для передачи электроэнергии между энергосистемами переменного тока, как в случае с польско-литовской границей. система подключения. , С другой стороны, переменный ток обычно используется в нагревательных элементах (например, электрочайниках, печках, печах, нагревательных паяльниках и т. д.).) Переменный ток также обычно используется для питания ламп накаливания.

Определение постоянного тока

Постоянный ток всегда течет в одном направлении, поэтому его полярность не меняется. Кроме того, он характеризуется постоянным значением силы и направления потока, в отличие от переменного и переменного тока. К преимуществам постоянного тока относятся возможность его хранения, например, в аккумуляторе, и то, что при подаче такого тока мгновенное значение подводимой мощности является постоянным, что имеет большое значение для всех систем усиления и обработки сигналов.Постоянный ток вырабатывается, в том числе элементы (обычно известные как батареи и чаще всего питающие электронные системы), а также фотоэлектрические панели. Обычно в бытовых установках используется 12 В пост. тока

Переменный ток

Переменный ток, также называемый переменным током, возникает, когда свободные электроны в проводе движутся попеременно то в одном, то в другом направлении. Полярность и величина электрического тока периодически меняются. Ток и напряжение увеличиваются до своего максимального значения, затем уменьшаются до нуля и продолжаются до тех пор, пока не достигнут своего минимального значения.В зависимости от генератора эти изменения происходят даже несколько раз в секунду, поэтому ток, генерируемый таким образом, называется однофазным переменным током. Предполагается, что электрические установки в наших домах работают на частоте 50 Гц (Герц), а эффективное напряжение составляет 230 В.

Трехфазный переменный ток

Этот тип тока широко известен как сила. Он в основном используется для питания трехфазных двигателей и мощных машин, обычно превышающих 4 кВт.Этот ток вырабатывается трехфазным генератором с тремя отдельными обмотками, расположенными на расстоянии 120⁰ друг от друга.

Постоянный и переменный ток

Постоянный ток – это постоянный ток, который имеет постоянный смысл и направление потока электрических зарядов. Под переменным током понимается переменный ток, а чаще периодический переменный ток, т.е. такой, значение которого изменяется преднамеренно и детерминировано, т.е. синусоидально, например.

Оборудование постоянного тока

Постоянный ток питает многие предметы нашего повседневного использования.К ним относятся компьютеры, планшеты, мобильные телефоны, телевизоры, аудиосистемы и даже светодиодное освещение. Кроме того, постоянный ток также используется для питания электрических мотоциклов, велосипедов и автомобилей.

Переменный ток - где встречается

Переменный ток обычно используется в нагревательных элементах (например, электрических чайниках, печах, плитах, паяльниках и т. д.). Переменный ток также обычно используется для питания ламп накаливания.

Как преобразовать постоянный ток в переменный

Для преобразования постоянного тока в переменный ток DC-AC необходимо оснастить преобразователями напряжения, которые, пожалуй, наиболее популярны в быту в отличие от преобразователей DC-DC. Они преобразуют постоянное напряжение (от аккумулятора) в переменное напряжение. Может быть от 12 В до 230 В, 24 В/230 В, 48 В/220 В.

Преобразование переменного тока в постоянный

При преобразовании переменного тока в постоянный AC-DC используются импульсные преобразователи, называемые просто блоками питания.Преобразование переменного напряжения в постоянное используется практически во всех электронных устройствах, где питающее напряжение (из сети) после преобразования с помощью трансформатора и выпрямления и стабилизации питает отдельные цепи, питаемые низким постоянным напряжением.

Почему в сети присутствует переменный ток?

Наличие переменного тока в энергосистеме связано с тем, что генераторы, которые его производят, намного эффективнее и, прежде всего, дешевле в производстве и эксплуатации, чем генераторы постоянного тока.Кроме того, переменный ток также легко передавать на большие расстояния как при низком (большом токе), так и при высоком (малом токе, неизменная мощность при преобразовании) напряжении.

Что определяет "форму" тока?

Хотя с годами мы научились производить электричество практически любой формы, напряжение, подаваемое на наши розетки, и потребляемый от них ток имеют синусоидальную форму. Это связано с тем, что синусоида была естественной формой тока, который вырабатывался простейшим генератором, а формирование тока в треугольник или прямоугольник требует достаточно развитой электроники.Сила самого тока зависит не от рода тока (переменный/постоянный), а от мгновенных условий в электрической цепи. Можно сказать, что ток в некотором роде имитирует напряжение. Если в цепи нет напряжения, то в цепи не течет ток. Когда напряжение удваивается, ток тоже удваивается.

Схема переменного тока

Переменный ток (AC) – это ток, который свободно изменяется во времени. Иногда он растет, иногда уменьшается, и это может происходить совершенно непредсказуемым и случайным образом, как на рисунке ниже:

Диаграмма постоянного тока

Постоянный ток (DC), в отличие от переменного тока, имеет два полюса - положительный и отрицательный.Между ними существует разность потенциалов или напряжение. Условно электрические заряды перемещаются от положительного полюса к отрицательному, хотя на самом деле верно обратное. График постоянного тока представляет собой прямую линию.

.

Что такое переменный и постоянный ток и их применение

Как переменный, так и постоянный ток описывают два типа протекания тока в цепи. В случае постоянного тока электрический заряд или ток течет в одном направлении. В переменном токе электрический заряд периодически меняет направление. Напряжение в цепях переменного тока также иногда меняется на противоположное, когда ток меняет направление. Большую часть цифровой электроники вы создаете с помощью постоянного тока. Однако некоторые концепции переменного тока легко понять.Большинство домов подключены к сети переменного тока, поэтому, если у вас есть идея подключить дизайн Tardis Melody Box к розетке, вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный. Переменный ток также обладает некоторыми полезными свойствами, такими как способность преобразовывать уровни напряжения с помощью одного компонента, такого как трансформатор, поэтому изначально мы должны выбрать средства переменного тока для передачи электроэнергии на большие расстояния.



Что такое переменный ток (AC)

Переменный ток — это поток заряда, который периодически меняет направление.В результате уровень напряжения также меняется вместе с током. Переменный ток используется для питания домов, зданий, офисов и т. д.


Генерация переменного тока

Переменный ток может производиться с помощью устройства, называемого генератором переменного тока. Это устройство представляет собой особый вид электрогенератора, предназначенного для выработки переменного тока.



Генерация переменного тока

Проволочная петля вращается внутри магнитного поля, которое индуцирует ток вдоль провода.Вращение провода происходит от различных ресурсов, таких как паровая турбина, ветряная турбина, проточная вода и так далее. Поскольку провод периодически вращается и входит в другую магнитную полярность, напряжение и ток в проводе изменяются. Вот небольшая анимация, показывающая принцип:


Чтобы генерировать переменный ток в наборе водопроводных труб, мы комбинируем механические характеристики поршня, который перемещает воду в трубах вперед и назад (наш «переменный» ток).

Сигналы

Переменный ток может иметь несколько сигналов, если ток и напряжение различаются.Если мы подключим осциллограф к цепи переменного тока и построим график ее напряжения, мы сможем увидеть множество различных сигналов за длительный период времени. Синусоида является наиболее распространенным типом переменного тока. Переменный ток в большинстве домов и офисов имеет колебательное напряжение, которое создает синусоидальную волну.


Синусоидальная волна

Другие формы переменного тока включают прямоугольную и треугольную волны. Прямоугольные волны часто используются в цифровой и коммутационной электронике, а также проверяют их работоспособность.

Прямоугольная волна

Треугольные волны полезны для тестирования линейной электроники, такой как усилители.

Треугольная волна

Описание синусоидальной волны

Нам часто нужно описать форму волны переменного тока в математических терминах. В этом примере мы будем использовать обычную синусоиду. Синусоида состоит из трех частей: частоты, амплитуды и фазы.

Просто взглянув на напряжение, мы можем описать математическое уравнение для синусоиды:

В (t) = Vp sin (2πft + Ø)

В (t) наше напряжение как функция времени , что означает, что наше напряжение меняется со временем.

VP – амплитуда. Это описывает максимальное напряжение, которое может достигать наша синусоида в любом направлении, что означает, что наше напряжение может быть + Vp вольт, -VP вольт.

Функция sin() указывает, что наше напряжение будет иметь форму периодической синусоиды, которая представляет собой плавные колебания около 0 В.

2π — это константа, которая преобразует частоту из циклов или герц в угловую частоту (радиан в секунду).

f указывает частоту синусоиды.Это дается в герцах или единицах в секунду.

t — наша зависимая переменная: время (измеряется в секундах). Наш курс меняется со временем.

φ описывает фазу синусоиды. Фаза является мерой сдвига во времени формы волны. Его часто задают в виде числа от 0 до 360 и измеряют в градусах. Из-за периодического характера синусоидальной волны, если форма волны сдвинута на 360°, она снова станет такой же, как если бы она была сдвинута на 0°.Для простоты мы предполагаем, что Фаза равна 0 ° к концу этого урока.

Мы можем обратиться к нашей проверенной розетке в качестве хорошего примера того, как работает сигнал переменного тока. В Соединенных Штатах электроэнергия, подаваемая в наши дома, составляет примерно 170 В переменного тока от нуля до пика (амплитуда) и 60 Гц (частота). Мы можем вставить эти числа в нашу формулу, чтобы получить уравнение

V (t) = 170 sin (2π60t)

Мы можем использовать наш удобный графический калькулятор, чтобы нарисовать это уравнение.Если графический калькулятор недоступен, мы можем использовать бесплатную онлайн-программу построения графиков, такую ​​как Desmos.

Применение

Домашние и офисные розетки почти всегда используются в системах кондиционирования воздуха. Это связано с тем, что генерация и транспортировка переменного тока на большие расстояния относительно проста. При высоких напряжениях, например выше 110 кВ, при передаче электроэнергии теряется меньше энергии. Более высокие напряжения означают более низкие токи, а более низкие токи означают меньшее выделение тепла в линии электропередачи из-за сопротивления.Переменный ток можно легко преобразовать из высокого напряжения с помощью трансформаторов.

AC также может поставлять электродвигатели. Двигатели и генераторы — это одно и то же устройство, но двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. Это полезно для многих крупных бытовых приборов, таких как холодильники, посудомоечные машины и т. д., которые работают от сети переменного тока.

Что такое постоянный ток (DC)

Постоянный ток означает однонаправленный поток электрического заряда.Он производится из таких источников, как батареи, блоки питания, солнечные элементы, термопары и динамо-машины. Постоянный ток может течь в проводнике, таком как провод, но он также может течь через изоляторы, полупроводники или вакуум, например, в пучках электронов или ионов.

Генерация постоянного тока

Постоянный ток может быть получен разными способами

  • Генератор переменного тока, оснащенный устройством, называемым «коммутатором», может производить постоянный ток
  • Преобразование переменного тока в постоянный с помощью устройства, называемого «выпрямителем» ток, что он генерируется химической реакцией внутри батареи

Если снова использовать нашу аналогию с водой, DC подобен резервуару для воды со шлангом на конце.

Генерация постоянного тока

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

Описание постоянного тока

Постоянный ток определяется как «однонаправленный» ток, и ток течет только в одном направлении. Напряжение и ток могут изменяться в течение длительного периода времени, поэтому направление потока не меняется. Для упрощения будем считать, что напряжение постоянно.Например, батарея обеспечивает 1,5 В, что можно описать математическим уравнением:

В (t) = 1,5 В.

Если мы построим это во времени, мы увидим постоянное напряжение

График постоянного тока

Приведенный выше график показывает, что мы можем рассчитывать на то, что большинство источников постоянного тока обеспечивают постоянное напряжение во времени. На самом деле батарея будет медленно разряжаться, что означает падение напряжения по мере использования батареи. В большинстве случаев можно считать, что напряжение постоянно.

Applications

Все электронные проекты и детали для продажи на SparkFun работают на DC. Все, что разряжается от аккумулятора, подключается к стене с помощью адаптера переменного тока или использует кабель USB для питания, зависит от постоянного тока. Примеры электроники постоянного тока включают:

  • Мобильные телефоны
  • Фонарики
  • Перчатка для игры в кости D&D LilyPad
  • Телевизоры с плоским экраном (переменный ток переходит в телевизор, который преобразуется в постоянный ток)
  • Гибридные автомобили и электромобили
  • 8 9 что такое переменный ток, постоянный ток и его приложения.Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, если у вас есть какие-либо сомнения относительно этой концепции или каких-либо электрических и электронных конструкций, пожалуйста, предоставьте ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, чем отличается AC от DC ?

    Фотографии предоставлены:

    .

    В чем разница между переменным током и постоянным током

    В современном мире, после кислорода в организме человека, электричество является самым важным. Когда было изобретено электричество, с годами произошло много изменений. Темная планета превратилась в планету огней. На самом деле, это сделало жизнь такой простой при любых обстоятельствах. Все устройства, производства, офисы, дома, технологии и компьютеры питаются от электричества. Здесь энергия будет поступать в двух формах: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC).Что касается этих токов и разницы между переменным и постоянным током, его основные функции и приложения будут подробно обсуждены. Его свойства также обсуждаются в табличной колонке.



    Разница между переменным и постоянным током

    Электричество может течь двумя путями, такими как переменный ток (переменный ток) и постоянный ток (постоянный ток). Электричество можно определить как поток электронов в проводнике, таком как провод. Основная диспропорция между переменным и постоянным током в основном касается направления, в котором они доставляют электроны.В постоянном токе поток электронов будет в одном направлении, а в переменном токе поток электронов будет менять направления, например вперед, а затем назад. Разница между переменным и постоянным током в основном заключается в следующем:


    Разница между переменным и постоянным током



    Переменный ток (AC)

    Переменный ток определяется как поток заряда, который периодически меняет направление. В результате уровень напряжения также изменится с током.В основном переменный ток используется для снабжения энергией промышленных предприятий, жилых домов, офисных зданий и т. д.

    Источник питания переменного тока



    Генерация переменного тока Генератор. Он предназначен для выработки переменного тока. Внутри магнитного поля вращается проволочная петля, от которой по проводу потечет наведенный ток. Здесь вращение проволоки может исходить от любого источника, т.е. паровой турбины, проточной воды, ветряной турбины и так далее.Это связано с тем, что провод периодически вращается и входит в другую магнитную поляризацию, а ток и напряжение в проводе меняются.

    Генерация переменного тока

    Исходя из этого, генерируемый ток может иметь различные формы волны, такие как синусоидальная, прямоугольная и треугольная. Однако в большинстве случаев синусоидальная волна предпочтительнее, потому что ее легко сгенерировать и легко выполнить расчеты. Однако остальная часть волны требует дополнительного оборудования для преобразования их в соответствующие формы волны, иначе форма устройства должна быть изменена, и вычисления будут слишком сложными.Описание синусоиды обсуждается ниже.

    Описание синусоиды

    В целом форму волны переменного тока можно легко понять с помощью математических терминов. Для этой синусоиды необходимы три вещи: амплитуда, фаза и частота.

    Глядя только на напряжение, синусоида может быть описана следующим образом:

    В (t) = В P. Sin (2πft + Ø)

    В (t): Это функция времени и напряжения.Это означает, что наше напряжение также меняется с изменением времени. В приведенном выше уравнении член справа от знака равенства описывает изменение напряжения со временем.

    VP: Это амплитуда. Определяет максимальное напряжение, которое может достигать синусоидальная волна в любом направлении, т. е. -вольты VP, вольты +VP или что-то среднее между ними.

    Функция sin() указывает, что напряжение будет периодической синусоидой и будет действовать как плавное колебание при 0 В.

    Здесь 2π постоянно. Преобразует частоту из циклов в герцах в угловую частоту в радианах в секунду.

    Здесь f описывает частоту синусоиды. Это будет в единицах в секунду или герцах. Частота говорит о том, сколько раз форма волны появляется в одну секунду.

    Здесь t — зависимая переменная. Измеряется в секундах. Когда время меняется, меняется и пробег.

    Φ описывает фазу синусоиды. Фаза определяется как сдвиг во времени сигнала.Измеряется в градусах. Из-за периодического характера синусоиды 360° она становится такой же формы волны при смещении на 0°.

    К приведенной выше формуле добавляются значения приложения в реальном времени, взяв за основу США.

    В (t) = 170 Sin (2π60t)

    Применение переменного тока
    • Домашние и офисные розетки используются для переменного тока.
    • Легко генерировать и передавать электроэнергию переменного тока на большие расстояния.
    • Меньше потерь энергии при передаче высокого напряжения (> 110 кВ).
    • Более высокие напряжения означают более низкие токи, а при более низких токах в линии электропередачи выделяется меньше тепла, что, очевидно, связано с низким сопротивлением.
    • Переменный ток можно легко преобразовать из высокого напряжения в низкое и наоборот с помощью трансформаторов.
    • Электродвигатели с питанием от сети.
    • Он также полезен для многих крупных бытовых приборов, таких как холодильники, посудомоечные машины и т. д.
    • Постоянный ток

    Постоянный ток (DC) — это движение носителей электрического заряда, т. е. электронов в однонаправленном потоке. В постоянном токе ток меняется со временем, но направление движения все время остается одним и тем же. Здесь постоянный ток определяется как напряжение, полярность которого никогда не меняется.

    Источник постоянного тока

    В цепи постоянного тока электроны исходят от отрицательного или отрицательного полюса и движутся к положительному или положительному полюсу.Некоторые физики говорят, что DC движется от плюса к минусу.

    Источник постоянного тока

    Как правило, первичным источником постоянного тока являются батареи, гальванические элементы и фотогальванические элементы. Но AC является наиболее предпочтительным во всем мире. В этом случае переменный ток можно преобразовать в постоянный. Это произойдет в несколько этапов. Изначально блок питания состоит из трансформатора, который позже с помощью выпрямителя превратился в постоянный ток. Он предотвращает протекание обратного тока, а фильтр используется для устранения пульсаций тока на выходе выпрямителя.Это явление преобразования переменного тока в постоянный

    Пример зарядки аккумулятора

    Однако для работы всего электронного и компьютерного оборудования необходим постоянный ток. Большинству полупроводниковых устройств требуется напряжение в диапазоне от 1,5 до 13,5 В. Фактические требования зависят от используемых устройств. Например, диапазон составляет практически от нуля для электронных наручных часов до более 100 ампер для усилителя мощности радиосвязи. Для оборудования, использующего мощный радиоприемник или передающий передатчик, или телевизор, или дисплей с ЭЛТ (электронно-лучевой трубкой), или электронные лампы, требуется от 150 вольт до нескольких тысяч вольт постоянного тока.

    Пример зарядки аккумулятора

    Основное различие между переменным и постоянным током обсуждается в следующей сравнительной таблице. 115 90 122 90 113 90 114

    что можно передвигать Передвигаться по городу на большие расстояния безопасно и даст вам больше сил. Практически постоянное напряжение не может распространяться слишком далеко, пока не начнет терять энергию.

    два

    Причина направления потока электронов Обозначается как вращающийся магнит вдоль провода. Это называется постоянным магнетизмом вдоль провода

    3

    Частота Частота переменного тока будет 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны. Частота постоянного тока будет равна нулю.

    4

    Направление Изменяет направление при обтекании по окружности. Цепь течет только в одном направлении.

    5

    присутствует Это ток, значение которого меняется во времени 90 115 90 114 Это постоянный ток.

    6

    Поток электронов Здесь электроны будут менять направления - вперед и назад. Электроны движутся равномерно в одном направлении или «вперед».

    7

    Получено из Источником доступности является генератор переменного тока и электросеть. Источником доступности является элемент или батарея. 90 115 90 122 90 113 90 114

    8

    90 115 90 114 Пассивные параметры 90 115 90 114 Это импеданс. 90 115 90 114 Только сопротивление 90 115 90 122 90 113 90 114

    9

    90 115 90 114 Коэффициент мощности 90 115 90 114 В основном лежит между 0 и 1. 90 115 90 114 Всегда будет 1. 90 111 3 90 112 9 90 114

    10

    90 115 90 114 Виды 90 115 90 114 Виды Типы Это будут синусоидальные, квадратные, трапециевидные и треугольные. Он будет чистым и пульсирующим.

    Основные различия между переменным и постоянным током (DC)

    Основные различия между переменным и постоянным током заключаются в следующем.

    • Направление тока меняется через нормальные промежутки времени, тогда этот тип тока известен как переменный или переменный ток, а постоянный ток является однонаправленным, поскольку он течет только в одном направлении.
    • Поток носителей заряда переменного тока будет течь при вращении катушки в магнитном поле, иначе при вращении магнитного поля в неподвижной катушке.В постоянном токе носители заряда будут течь, поддерживая стабильный магнетизм с проводником.
    • Частота переменного тока составляет от 50 Гц до 60 Гц в соответствии с национальным стандартом, а частота постоянного тока всегда остается равной нулю.
    • AC PF (коэффициент мощности) находится в диапазоне от 0 до 1, в то время как коэффициент мощности постоянного тока всегда остается единицей.
    • Генерация переменного тока может производиться с помощью генератора переменного тока, а постоянного тока — с помощью батареи, элементов и генератора.
    • Нагрузка переменного тока является резистивной и индуктивной, в противном случае она является емкостной, а нагрузка постоянного тока всегда резистивная.
    • Графическое представление переменного тока может быть выполнено с помощью различных неоднородных форм волны, таких как периодическая, треугольная, синусоидальная, прямоугольная, пилообразная и т. д., в то время как постоянный ток представлен прямой линией.
    • Передача переменного тока может осуществляться на большие расстояния с некоторыми потерями, в то время как постоянный ток передается с небольшими потерями на очень большие расстояния.
    • Преобразование переменного тока в постоянный можно выполнить с помощью выпрямителя, а инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный.
    • Генерация и передача переменного тока может осуществляться через несколько подстанций, в то время как постоянный ток использует больше подстанций.
    • Применение переменного тока включает фабрики, домашние хозяйства, промышленность и т. д., в то время как постоянный ток используется в импульсном освещении, электронном оборудовании, гальванике, электролизе, гибридных транспортных средствах и переключении обмотки возбуждения ротора.
    • Постоянный ток очень опасен по сравнению с переменным током. Для переменного тока протекание тока высокое и низкое с нормальными интервалами, в то время как для постоянного тока величина также будет одинаковой. Когда человеческое тело поражено током, переменный ток будет входить и выходить из человеческого тела через нормальные промежутки времени, в то время как постоянный ток будет постоянно беспокоить человеческое тело.

    Каковы преимущества переменного тока перед постоянным?

    Основные преимущества переменного тока перед постоянным током заключаются в следующем.

    • Переменный ток недорог и генерирует электричество легче, чем постоянный ток.
    • Пространство, ограниченное переменным током, больше, чем постоянное.
    • При переменном токе потери мощности при передаче меньше, чем при постоянном токе.
    Почему переменное напряжение выбрано вместо постоянного?

    Ниже приведены основные причины выбора напряжения переменного тока вместо постоянного.
    Потери энергии при передаче напряжения переменного тока малы по сравнению с напряжением постоянного тока.Если трансформатор находится на расстоянии, установка очень проста. Преимущество переменного напряжения заключается в увеличении и уменьшении напряжения по мере необходимости.

    Источник переменного и постоянного тока

    Магнитное поле вблизи провода может заставить электроны течь по проводу одним путем, поскольку они отталкиваются от отрицательной части магнита и притягиваются к положительной части. Таким образом, было установлено, что питание от батареи было признано благодаря работам Томаса Эдисона.Генераторы переменного тока постепенно заменили аккумуляторную систему постоянного тока Эдисона, поскольку переменный ток очень безопасен для передачи энергии на большие расстояния для выработки большей мощности.

    Ученый, а именно Никола Тесла, использовал вращающийся магнит вместо постепенного применения магнетизма через провод. Когда магнит наклонен в одном направлении, электроны будут течь в положительном направлении, однако каждый раз, когда направление магнита вращается, электроны также будут вращаться.

    Применения переменного и постоянного тока

    Переменный ток используется для распределения электроэнергии и имеет много преимуществ. Его можно легко преобразовать в другое напряжение с помощью трансформатора, поскольку трансформаторы не используют постоянный ток.

    При высоком напряжении при передаче энергии потери будут меньше. Например, источник питания 250 В имеет сопротивление 1 Ом и мощность 4 ампера. Поскольку мощность, ватты равны вольтамперам, то передаваемая мощность может составлять 1000ватт, а потери мощности равны I2 x R = 16ватт.

    Переменный ток используется для передачи электроэнергии высокого напряжения.

    Если линия напряжения несет 4 А, но 250 кВ, то она имеет 4 А, но потери мощности такие же, однако вся система передачи составляет 1 МВт и 16 Вт, что является приблизительно незначительными потерями.

    Постоянный ток используется в батареях, некоторых электронных и электрических устройствах и солнечных панелях.
    Формулы переменного тока, напряжения, сопротивления и мощности

    Формулы переменного тока, напряжения, сопротивления и мощности обсуждаются ниже.

    Ток переменного тока

    Формула для однофазных цепей переменного тока:

    I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

    I = P / √3 * V * Cosθ

    Напряжение переменного тока

    Для однофазных цепей переменного тока напряжение переменного тока составляет

    В = P / (I x Cosθ) = I4 / Z 900

    Для трехфазных цепей переменного тока переменное напряжение равно

    Для соединения звездой VL = √3 EPH, иначе VL = √3 VPH

    Для соединения треугольником VL = VPH

    Сопротивление переменному току

    Для индуктивной нагрузки Z = √ (R2 + XL2)

    Для емкостной нагрузки Z = √ (R2 + XC2)

    Как для емкостной, так и для индуктивной нагрузки Z = √ (R2 + (XL–XC) 2

    9 0042 Источник питания переменного тока

    Для однофазных цепей переменного тока P = V * I * Cosθ

    Активная мощность для трехфазных цепей переменного тока

    P = √3 * VL * IL * Cosθ

    P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

    P = √ (S2 - Q2) = √ (ВА2 - ВАР2)

    Реактивная мощность

    Q = V I * Sinθ

    ВАР = √ (ВА2 - Р2) и кВАРВА = √2 KW2)

    Очевидная мощность

    S = √ (P + Q2)

    KVA = √kw2 + Kvar2

    Комплексная мощность

    S = V i

    в случае индуктивной нагрузки S = ​​P + P + jQ

    Q

    Для емкостной нагрузки S = ​​P - jQ

    Формулы для постоянного тока, напряжения, сопротивления и мощности

    Формулы для постоянного тока, напряжения, сопротивления и мощности обсуждаются ниже.

    Постоянный ток

    Уравнение постоянного тока I = V / R = P / V = ​​√P / R

    Напряжение постоянного тока

    Уравнение напряжения постоянного тока =

    В 90 P / I = √ (P x R)

    Сопротивление постоянному току

    Уравнение сопротивления постоянному току: R = V / I = P / I2 = V2 / P

    Мощность постоянного тока

    Мощность постоянного тока 90 равенство P = IV = I2R = V2 / R

    Из приведенных выше уравнений переменного и постоянного тока, где

    Из приведенных выше уравнений, где

    «I» — измерение тока в А (амперах)

    «В» "" Измерение напряжения в В (вольтах)

    "P" - измерение мощности в ваттах (Вт)

    "R" - измерение сопротивления в омах (Ом)

    R / Z = Cosθ = PF (коэффициент мощности)

    «Z» — полное сопротивление

    «IPh» — фазный ток

    «IL» — линейный ток

    «VPh» — напряжение f Azo

    «VL» — линейное напряжение

    «XL» = 2πfL — реактивное сопротивление, где «L» — индуктивность по Генри.

    «XC» = 1/2πfC — емкость, а «C» — емкость в фарадах.

    Почему мы используем кондиционер в наших домах?

    В настоящее время источником электроэнергии, используемой в наших домах, является переменный ток, потому что мы можем очень легко изменить переменный ток с помощью трансформатора. Высокое напряжение вызывает чрезвычайно низкие потери энергии на длинных линиях или каналах передачи, а напряжение понижено для безопасного использования в домашних условиях с помощью понижающего трансформатора.

    Потери мощности в кабеле можно представить как L = I2R

    Где

    «L» — потери мощности

    «I» — ток

    «R» — сопротивление.

    Передача мощности может быть получена соотношением типа P = V * I

    Где

    "P" - мощность

    "V" - напряжение

    При увеличении напряжения ток будет меньше. Таким образом, мы можем передавать ту же мощность, уменьшая потери мощности, поскольку высокое напряжение обеспечивает наилучшую производительность.По этой причине в домах используется переменный ток вместо постоянного.

    Передача высокого напряжения также может осуществляться с помощью постоянного тока, однако снизить напряжение для безопасного домашнего использования непросто. Усовершенствованные преобразователи постоянного тока в настоящее время используются для снижения напряжения постоянного тока.

    В этой статье подробно объясняется разница между переменным и постоянным током. Надеюсь, что каждый пункт хорошо понят в отношении переменного, постоянного тока, форм сигналов, уравнения, различий переменного и постоянного тока в столбцах таблицы с их свойствами.Я до сих пор не могу понять ни одну из тем в статьях или по реализации последних электротехнических проектов, вы можете задать вопрос в поле для комментариев ниже. Вот вопрос к вам, что такое коэффициент мощности переменного тока?

    Фотографии предоставлены: 90 045

    .

    Переменный ток - Основы | Мачей Долата: Практическая электротехника

    Это не тот вопрос, который фигурирует на экзамене SEP, но перед его сдачей стоит вспомнить основы (их должен знать каждый электрик). Переменный ток (AC) — характерный случай периодически переменного тока, в котором мгновенные значения изменяются периодически с определенной частотой. Мгновенные значения принимают попеременно положительные и отрицательные значения.Наиболее распространенным переменным током является синусоидальный переменный ток, поэтому на техническом жаргоне переменный ток означает переменный ток с синусоидальной волной. Синусоидальный ток используется в электроэнергетике.

    Форма волны синусоидального тока

    Характеристические величины синусоидального тока:

    1. Мгновенное значение:

    Где:

    I м - максимальное значение, амплитуда,

    ω - пульсация, угловая частота ,

    т - время.

    - текущая начальная фаза

    2. Период синусоидального тока

    3. Пульсация

    4. Частота

    5. СКО

    На практике мы используем действующие значения токов и напряжений. Электромагнитные и электродинамические измерители измеряют среднеквадратичное значение. Если сказано, что в розетке напряжение 230В, т.е.что это среднеквадратичное значение синусоидального переменного напряжения.

    6. Блок питания переменного тока

    Существует три типа питания переменного тока:

    Активная мощность: P = U · I · cosφ [Вт ]

    Реактивная мощность: Q = U · I · sinφ [вар]

    Полная мощность: S = U · I [ВА]

    Отношения между державами:

    В приведенных выше формулах:

    U - действующее значение напряжения,

    I - среднеквадратичное значение тока,

    φ - угол сдвига фаз между током и напряжением,

    - коэффициент мощности, который говорит нам, какая часть полной полной мощности является активной мощностью.

    Трехфазный переменный ток

    Трехфазный переменный ток представляет собой систему трех синусоидальных переменных токов, сдвинутых друг относительно друга на угол 120°.

    В сбалансированных системах сумма токов в трех фазах равна нулю.

    Существуют две основные системы подключения нагрузки для трехфазного тока:

    1. Соединение звездой - Маркировка Y
    Соединение звездой (Y)

    Линейное напряжение:

    Линейный ток:

    Индекс f обозначает фазное напряжение и ток.

    2. Соединение треугольником - маркировка D
    Соединение треугольником (D)

    Мощность в трехфазных симметричных системах

    На практике, кроме фазных проводов и нулевого провода (N), используется еще и защитный провод (PE - желто-зеленого цвета). Защитный проводник не подвержен токам нагрузки и соединяет доступные токопроводящие части с заземлителем. Используется для защиты автоматическим отключением питания.

    (Посетили 14 088 раз, 1 посещение сегодня)

    .

    Переменный ток. Действующие значения тока и напряжения

    Переменный ток. Эффективный ток и напряжение

    Генератор переменного тока - идея генерации переменного тока

    Генератор переменного тока представляет собой устройство, которое преобразует механическую энергию, отбираемую от внешнего приводного устройства генератора, в электрическую энергию в виде переменного тока.Для этого явление индукции электродвижущей силы вследствие движения проводника в магнитном используется поле электромагнитной индукции.Изменение магнитного потока, охватываемого рамкой, вызывает РЭМ индукции на двух сторонах рамки AB и CD. Чем больше катушек (рамок) на роторе генератора, тем больше будет создаваться ЭДС.

    Вывод формулы ЭДС для индукции, создаваемой в генераторе

    ЭДС индукции создается в двух сторонах вращающегося безеля в магнитном поле. На чертеже стороны имеют длину ( b ). С одной стороны, создается SEM ценности

    Переменный ток

    Переменный ток - это такой электрический ток, в котором мгновенные значения подвергаются повторяющемуся периодическому изменению с определенной частотой.Мгновенные значения силы переменного тока принимают попеременно положительные и отрицательные значения — отсюда и название переменного тока.

    Величины, характеризующие переменный ток:

    • Сила переменного тока
    • Напряжение переменного тока
    • Частота переменного тока
    • Фаза переменного тока

    Диаграмма переменного напряжения и тока

    Эффективная интенсивность

    Значение силы постоянного тока ( и с ), мощность которого равна мощности переменного тока, называется действующим значением переменного тока.

    Среднеквадратичное значение напряжения

    Значение напряжения постоянного тока ( U s ), мощность которого равна мощности переменного тока, называется действующим значением напряжения переменного тока.

    Среднеквадратичное значение тока и напряжения - вывод формулы

    По определению эффективного тока мы приравниваем мощность переменного тока к мощности постоянного тока. Мгновенная мощность переменного тока описывается соотношением:

    Это мгновенная мощность переменного тока, средняя мощность будет соответствовать работе тока в течение одного периода

    Мы сравним мощность постоянного тока со средней мощностью переменного тока.

    Действующее напряжение:

    Эффективная мощность переменного тока

    Среднеквадратическая мощность переменного тока равна произведению среднеквадратичного значения напряжения (Us) и среднеквадратичного значения тока (Is)

    Индуктивное сопротивление

    Индуктивное сопротивление — это сопротивление, возникающее в цепях переменного тока и связанное с индуктивностью компонентов цепи, например катушки.Его значение для одного и того же элемента (катушки) будет разным в зависимости от частоты переменного тока. Сопротивление резисторов (омическое сопротивление) этой особенности не имеет (не изменяется)

    Емкостное сопротивление

    Емкостное сопротивление – это сопротивление, возникающее в цепях переменного тока и связанное с электрической емкостью компонентов цепи, например конденсатора. Его значение для одного и того же элемента (конденсатора) будет разным в зависимости от частоты переменного тока.Сопротивление резисторов (омическое сопротивление) этой особенности не имеет (не изменяется)

    Катушка в цепи переменного тока

    Напряжение на катушке опережает ток на 90° по фазе. Фазовый сдвиг составляет 90°.

    Векторная диаграмма и фазовый сдвиг индуктивной цепи

    Конденсатор в цепи переменного тока


    Напряжение на конденсаторе позже достигает своего максимального значения, чем сила тока. Сдвиг фаз между напряжением и током составляет - (минус) 90 градусов.Ток опережает напряжение.

    Векторная диаграмма и фазовый сдвиг емкостной цепи

    Отказ цепи RLC

    Отказ цепи RLC - это общее сопротивление цепи:

    Фазовый сдвиг в RLC-цепи

    Фазовый сдвиг в RLC-цепи, это разность фаз между напряжением и переменным током, значение которой соответствует

    Трансформатор

    Трансформатор — это устройство, позволяющее изменять переменное напряжение с более высокого на более низкое или наоборот.Работа трансформатора основана на явлении взаимной индукции. Одна из обмоток (называемая первичной) подключена к источнику переменного тока. Переменный ток создает переменное магнитное поле. Переменный поток магнитного поля, проводимый через сердечник трансформатора, проходит через вторую обмотку (называемую вторичной). Изменение магнитного потока во вторичных катушках вызывает явление электромагнитной индукции - в них возникает ЭДС индукции (напряжение).

    Коэффициент трансформации

    Коэффициент трансформации – это величина, определяющая отношение вторичного напряжения к первичному напряжению в трансформаторе.Его значение можно рассчитать по следующим формулам:

    2008- 2012 © www.epomoce.pl

    Политика конфиденциальности
    Информация:

    Уважаемый пользователь Интернета! Чтобы иметь возможность предоставлять вам все более качественные редакционные материалы и услуги, нам необходимо ваше согласие на адаптацию маркетингового контента к вашему поведению. Благодаря этому согласию мы можем поддерживать наши услуги.
    Мы используем файлы cookie в функциональных целях, чтобы облегчить пользователям использование веб-сайта и создать анонимную статистику веб-сайта.Нам необходимо ваше согласие на их использование и сохранение в памяти устройства.
    Вам должно быть не менее 16 лет, чтобы дать согласие на профилирование, файлы cookie и ремаркетинг. Отсутствие согласия никоим образом не ограничивает содержание нашего веб-сайта. Вы можете отозвать свое согласие в любое время в Политике конфиденциальности.
    Мы всегда заботимся о вашей конфиденциальности. Мы не увеличиваем объем наших полномочий.

    НЕТ СОГЛАСИЯ .

    Что такое переменный ток?

    Переменный ток (AC) — это тип электричества, который чаще всего используется в домах и на предприятиях по всему миру. Говорят, что он «меняется», потому что он меняет направление в электрической цепи через равные промежутки времени, обычно много раз в секунду. Переменный ток вырабатывается электрическим генератором, который определяет частоту этих колебаний. В Соединенных Штатах переменный ток генерируется с частотой 60 герц, что означает, что ток меняется 60 раз в секунду.

    Существует множество причин, по которым большинство электростанций вырабатывают переменный ток, а не постоянный или постоянный ток, при этом электроны непрерывно движутся в одном направлении. Во-первых, большие генераторы естественным образом вырабатывают переменный ток, поэтому преобразование в постоянный требует дополнительного шага и, следовательно, дополнительных затрат. Во-вторых, и, возможно, самое главное, электрические трансформаторы должны иметь переменный ток, чтобы функционировать. Трансформаторы являются важной частью энергосистемы, поскольку они выполняют задачу повышения электрического напряжения для передачи на большие расстояния, а также снижения напряжения до безопасного уровня для использования в домах и на предприятиях.

    Трансформаторы — простые недорогие устройства, чаще всего встречающиеся на электроподстанциях и устанавливаемые на опорах электропередач рядом с жилым домом. В одном типе подстанции трансформаторы потребляют умеренное напряжение переменного тока, вырабатываемое электростанцией, и значительно повышают напряжение для передачи на большие расстояния. Высокое напряжение позволяет транспортировать электроэнергию намного эффективнее. Другие подстанции снижают напряжение в конце линии электропередачи, после чего электроэнергия подключается к местной сети.В этот момент напряжение еще больше снижается непосредственно перед тем, как дома и другие здания перейдут в пользование потребителям.

    Преимущество переменного тока в том, что его можно легко преобразовать в постоянный ток. Это отчасти важно, так как многие мелкие бытовые приборы будут работать только от постоянного тока. Многие принтеры, ноутбуки и зарядные устройства, например, используют адаптер переменного тока для преобразования переменного тока в постоянный. Адаптеры в некоторой степени взаимозаменяемы и обычно прилагаются к устройству производителем.С другой стороны, преобразование постоянного тока в переменный является дорогостоящим процессом, что делает переменный ток лучшим выбором в качестве формы электричества по умолчанию.

    В некоторых типах цепей переменный ток используется главным образом для передачи информации, а не для передачи электричества. Информационные цепи, например, используемые в телефонной и радиопередаче, используют различные значения напряжения, тока и частоты для передачи точной информации.Эти типы цепей переменного тока не очень эффективны, но этот атрибут на самом деле хорошо подходит для информационных цепей, поскольку их целью является передача данных, а не электричества.

    ДРУГИЕ ЯЗЫКИ
    .90 000 AC/DC - переменный ток или постоянный ток? - Цепи электрические

    Можно долго спорить о том, лучше ли переменный ток, чем постоянный, но само название говорит в пользу переменного тока. Изменчивость связана с движением, изменениями (к лучшему или к худшему), постоянной деятельностью, жизнью и т. п. Постоянство обычно связано с остановкой, мертвенностью, неподвижностью.

    Постоянный ток как фиксированное значение не несет никакой информации, оно остается прежним.Переменный ток постоянно меняется, его можно модулировать, видоизменять, с ним пересылать огромные объемы информации. 21 век уже стал веком информации, а информация является самым важным товаром. Переменный ток — очень важная величина, позволяющая записывать, считывать и передавать информацию на огромные расстояния.

    Любой, кто хоть немного слышал об электричестве, знает, что в современном мире практически повсеместно используется переменный ток. Вы удивитесь, как это возможно, что электричество всегда есть в наших розетках, а производится оно за сотни километров от нашего дома.Ответ прост - можно использовать трансформаторы для преобразования высоковольтного, низковольтного переменного тока в низковольтный, высоковольтный ток и наоборот. Передача электрического тока на большие расстояния с большой интенсивностью вызвала бы настолько большие потери из-за электрического сопротивления линии, что была бы совершенно неэкономична. Из-за высокого напряжения ток в линии имеет очень низкий ток, поэтому потери в электрическом сопротивлении линии очень малы. Ток высокого напряжения преобразуется на месте использования в ток высокой интенсивности и напряжения, так что он безопасен для людей, которые им пользуются, что делает его полезным.

    Еще одним важным преимуществом переменного тока является его замечательная простота производства, благодаря которой его стоимость намного ниже, чем у постоянного тока, а также возможность конструирования очень простых электродвигателей, работающих на переменном токе. Электродвигатели являются одним из наиболее важных применений переменного тока.

    Электродвигатель представляет собой устройство, позволяющее преобразовывать электрическую энергию в механическую работу. Работа обычно осуществляется в виде вращательного движения, которое может быть передано, например, движению колес транспортного средства.Первый электрический двигатель был создан гениальным английским физиком и изобретателем Майклом Фарадеем. В 1831 году он сконструировал устройство, известное как щит Фарадея. Этот двигатель не имел практического применения, но вдохновил на дальнейшую работу. В 1834 г. М.Х. Якоби сконструировал первый коллекторный электродвигатель, который использовался для приведения в движение лодки. Настоящей вехой в области электромоторостроения стало создание Дж. Теслой в 1887 г. 2-фазного асинхронного двигателя.Двумя годами позже М. Доливо-Добровольски сконструировал первый трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором. Первый электродвигатель с жестко регулируемой скоростью был сконструирован в 1902 г. Э. Даниэльсоном. В том же году был разработан линейный двигатель, работающий по тому же принципу, что и современные двигатели. Его конструктором был А. Заден. В том же году он запатентовал свой двигатель.

    Принцип действия электродвигателя прост: он состоит из элемента, называемого статором, на котором установлены обмотки электромагнита, и ротора, снабженного статорной обмоткой.Если электродвигатель питается от постоянного тока, его дополнительно оснащают двухсоставным кольцом, расположенным на оси ротора. Обе части кольца соединены с выводами обмотки якоря. Такой элемент называется коммутатором. Ток на коммутатор подается стационарными электрическими щетками, которые скользят по коммутатору. Двигатель работает следующим образом: электромагниты статора создают магнитное поле, которое воздействует на электрический ток, протекающий по обмотке якоря.Это заставляет ротор вращаться в направлении, зависящем от направления тока, протекающего в якоре.

    Электродвигатели постоянного тока

      Серия
    1. - чем больше нагрузка на выходе двигателя, тем ниже частота вращения ротора. Обычно эти двигатели начинают работать, когда нагрузка отключена. Применяются в устройствах электротяги, а также в электрокранах.
    2. Параллельный - Скорость вращения такого двигателя не зависит от того, какая нагрузка приложена к концу двигателя.Они используются в качестве привода в станках. Серия
    3. - параллельные - являются лучшими из электродвигателей постоянного тока, они используются, например, в качестве привода для устройств с постоянной скоростью вращения и очень высоким крутящим моментом.

    Трамваи и троллейбусы являются очень хорошим примером использования серийных двигателей постоянного тока. Использование такого двигателя позволяет получить очень высокий крутящий момент в момент пуска, что выражается в высокой движущей силе.Использование такого решения обеспечивает очень экономичную езду – при трогании с места трамвай запускает двигатель, а при торможении и остановке может полностью его выключить. Дополнительным преимуществом является отсутствие сцеплений, которые значительно снижают эффективность автомобиля и являются элементами, которые очень быстро изнашиваются. Электромотор тоже не душит очень низкими оборотами, в отличие, например, от двигателей внутреннего сгорания. Дополнительным преимуществом такого решения является отказ от многоступенчатой ​​коробки передач, что позволяет достигать высоких крутящих моментов при высоких оборотах двигателя.В случае с электродвигателем крутящий момент велик практически при любой частоте вращения двигателя. Все эти упрощения повышают надежность электродвигателей за счет устранения из них дополнительных усложняющих элементов. Однако одним недостатком этого двигателя является то, что для запуска требуется большой электрический ток. Для запуска такого двигателя используются различные методы. Один из них — пуск сопротивления, который заключается в последовательном соединении двигателя и резистора.Резистор ограничивает пусковой ток и автоматически отключается от цепи после разгона автомобиля. К сожалению, есть большие потери в сопротивлении, из-за чего этот метод малоэффективен. Кроме того, резистор из-за протекания сильного тока значительно нагревается, и его необходимо охлаждать.

    Еще одним способом снижения пускового тока является тиристорная схема, заключающаяся в подключении тиристорного (полупроводникового) ключа к цепи двигателя. Тиристор заставляет двигатель закрываться и открываться очень быстро, и пусковой ток уменьшается.Тиристорная схема используется гораздо чаще, чем резисторная.

    Электродвигатели переменного тока могут иметь разные принципы работы. Их принято делить на индуктивные, синхронные и коллекторные, а в зависимости от тока питания на 1-фазные и 3-фазные.

    1. Двигатели асинхронные трехфазные - через обмотки статора пропускают переменный ток трех фаз. В результате протекания тока электромагнит создает вращающееся поле. Обмотки ротора расположены в этом поле и индуцируют электрические токи по правилу Ленца.Образование электрического тока заставляет ротор вращаться. Ротор из-за большей инерционности вращается значительно медленнее, чем изменяется вихревой ток. Кроме того, ток в роторе индуцируется только при изменении вращающегося поля внутри обмотки ротора. Разница между вращением ротора и изменениями вихревого поля называется скольжением. Явление скольжения затрудняет регулирование скорости вращения ротора. Поэтому такие двигатели используются в устройствах, не требующих регулировки частоты вращения ротора.
    2. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором - наиболее широко используемые в промышленности и в то же время самые дешевые среди электродвигателей. Они имеют исключительно простую конструкцию - обмотка ротора выполнена в виде клетки из алюминиевого литья или стержней, соединенных кольцами.
    3. Синхронные двигатели - имеют конструкцию ротора, отличную от асинхронных двигателей. Ротор в синхронных двигателях снабжен дополнительными электромагнитами, питающимися постоянным током от генератора, расположенного на оси ротора.Дополнительный электромагнит имеет столько полюсов, сколько полюсов электромагнитов статора. Момент силы, вызывающий вращение, возникает из-за взаимодействия магнитного поля от электромагнитов на роторе и вихревого поля от статора. Вращение ротора полностью синхронизировано с изменениями вихревого поля, поэтому двигатель называется синхронным. Ротор вращается с постоянной скоростью, зависящей от изменения поля вращения статора. Благодаря своим очень большим возможностям синхронные двигатели используются в устройствах, где необходимо получить очень высокие скорости вращения, например, в компрессорах.Другим применением синхронных двигателей являются шаговые двигатели, допускающие ступенчатую работу - ротор двигателя не совершает полных оборотов, а лишь в результате короткого импульса перемещается на определенный угол, от нескольких до нескольких десятков градусов. Шаговый двигатель может совершать несколько тысяч ходов в секунду. Очень высокая точность такого двигателя позволяет использовать его в прецизионных машинах — в системах автоматического управления с цифровым управлением, в часах, а также, например, для перемещения головки диска в памяти ЭВМ.
    4. Коллекторные электродвигатели - как и двигатели постоянного тока, эти двигатели также могут использоваться в параллельной и последовательной конфигурации. Коллекторные двигатели имеют ротор, вокруг которого расположен коммутатор, который питается от электричества от скользящих по нему щеток.

    Универсальные двигатели представляют собой очень интересные электродвигатели, приспособленные для работы как с постоянным, так и с переменным током. Такие моторы используются, например, в бытовых товарах, оргтехнике и других подобных устройствах.

    Все описанные выше двигатели преобразуют энергию электрического тока косвенно в механическую работу. Однако существуют двигатели, в которых энергия электрического тока непосредственно преобразуется в работу. Это линейные двигатели. Такие двигатели состоят из двух основных элементов: индуктора и гусеницы, которые выполняют функции статора и ротора соответственно. Индуктор и протектор расположены по прямой линии, а движущейся частью является протектор или индуктор, в зависимости от типа двигателя. Линейные двигатели имеют множество преимуществ, наиболее важными из которых являются отсутствие контакта между индуктором и беговой дорожкой, что значительно снижает трение, очень тихая работа двигателя, эффективное охлаждение, отсутствие трения на скользящих контактах, подающих ток на коммутатор, и многие другие. другие.Кроме того, такими двигателями очень легко управлять и объединять их в комплекты, благодаря чему удается получить гораздо большую мощность. Линейные двигатели могут работать на постоянном или переменном токе, а также могут быть синхронными, асинхронными, колебательными и т. д. Применяются преимущественно в конструкциях приводов специального назначения, в электрической тяге и в автоматике. Одним из новейших технологических решений в области электродвигателей являются двигатели с поперечным магнитным потоком.Они используются для приведения в движение очень быстрых транспортных средств, работающих на воздушной подушке или на магнитных рельсах.

    Еще одним важным устройством, использующим переменный ток, являются генераторы переменного тока. Они строятся как трехфазные системы, их назначение в основном для питания приемников переменного тока: промышленных, бытовых и осветительных. Чтобы быть пригодным для питания нагрузок, переменный ток должен быть синусоидальным с частотой 50 Гц.Это нормализованная частота в европейских странах. Генераторы переменного тока называются синхронными из-за необходимости очень точного соответствия между частотой тока и числом оборотов в минуту.

    Генераторы переменного тока обычно напрямую связаны с двигателем, который их приводит в действие, и не требуют дополнительных передач, снижающих их эффективность. Скорость генератора зависит от двигателя, который его приводит в движение. Как правило, генераторы можно разделить на низкоскоростные генераторы, обычно приводимые в действие водяными турбинами и двигателями внутреннего сгорания, и высокоскоростные генераторы, приводимые в действие паровыми турбинами.

    Напряжение в генераторе регулируется вручную, что очень сложно и не очень точно, или автоматически.

    Электрический ток, кроме общеизвестного промышленного и бытового применения, применяется также в медицине. Лечение электрическим током называется электротерапией. Этот метод лечения применялся еще в древности, хотя понятие электрического тока в то время не было известно или реализовано. Однако известно, что некоторые виды рыб генерируют электрический заряд.Делались попытки использовать этих рыб в терапии, прикладывая их к телу больного человека. Однако реальное развитие лечения электрическим током началось в 18 веке, после открытия электрического тока. В 1791 году известный физик Луиджи Гальвани описал явление сокращения мышц лягушки, вызываемое электрическим током. Алессандро Вольта, продолжатель работы Гальвани, сконструировал первый гальванический элемент, а в 1830-х годах Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. Это великое открытие положило начало эре переменного тока.Другими научными достижениями, позволившими использовать электричество в медицине, было участие дю Буа-Реймона и Эрба (конец 19 в.).

    Электротерапия — это группа процедур, в которых для лечения пациента обычно используется постоянный ток. Среди процедур, входящих в электротерапию, наиболее важными являются:

    1. Гальванизация - лечение, проводимое с использованием постоянного тока. Он заключается в размещении на теле пациента двух электродов, один из которых располагается вблизи больного участка.Через электроды протекает ток, который оказывает расслабляющее действие. Гальваника также оказывает противовоспалительное и обезболивающее действие. Он используется в случае невралгии, неприятного воспаления нервов, дегенерации позвоночника и паралича.
    2. Ионофорез - как и гальванопокрытие, это лечение с использованием постоянного тока. В результате протекающего тока и генерируемого потенциала лекарство, введенное в организм больного, направляется в нужное место – к больным тканям. Препарат обычно вводят в тело вместе с одним из электродов, который помещают на пораженный участок.Молекулы препарата отрываются от электрода и попадают в пораженную ткань. Ионофорез используется при лечении нервных болей, артрита и очень трудно заживающих переломов костей.
    3. Диадинамические токи – это метод лечения, основанный на переменном токе очень низкой частоты. Процедуры с применением диадинамических токов снимают боль и положительно влияют на кровообращение. Они используются для лечения сильной боли и мышечных спазмов. Как и при других процедурах, электрический ток пропускают между двумя электродами, помещенными в тело пациента.
    4. Электростимуляция - метод с применением переменного тока очень низкой частоты. Прохождение тока вызывает мышечную стимуляцию – чередование сокращений и расслаблений. Это разновидность мышечной гимнастики. Электростимуляция используется для лечения паралича, мышечного пареза, такого как паралич лицевого нерва, и других мышечных травм.
    5. Иногда в терапии используются переменные токи средней частоты. Две пары электродов размещают в теле пациента таким образом, чтобы электрический ток проникал глубоко в пораженные ткани, достигая пораженного участка.Этот метод в основном используется для лечения невралгии, нервных болей, а также болей в костях позвоночника и плеча.

    Наверняка у многих из нас в прошлом был удар током. Поражение электрическим током является очень распространенным несчастным случаем, главным образом потому, что мы почти все время имеем дело с электрическим током, хотя иногда даже не осознаем этого. Ежегодно в Польше в результате поражения электрическим током умирает около 300 человек.Обычно используемый переменный ток является особенно опасным видом тока. По сравнению с постоянным током той же силы, переменный ток намного опаснее. Решающим фактором является частота электрического тока. Электрический ток, протекающий через тело человека, течет в местах, где электрическое сопротивление наименьшее. Поэтому он повреждает не только органы, лежащие на пути течения, но и многие другие. Чем дольше длится поражение электрическим током, тем опаснее его последствия.

    Переменный ток подразделяется на ток высокого напряжения менее 1000 В и ток высокого напряжения более 1000 В. В зависимости от того, вызвано ли поражение электрическим током контактом с электричеством высокого или низкого напряжения, последствия различны. Наиболее частой причиной поражения электрическим током является рабочее напряжение. Он возникает в результате контакта тела с открытой частью электрического устройства, подключенного к источнику напряжения. Иногда поражение электрическим током происходит в результате воздействия напряжения прикосновения — потока заряда, накопленного на устройстве в результате неправильного подключения или повреждения установки.Иногда заряд накапливается и в земле, на которую влияют разные потенциалы. Это напряжение называется ступенчатым напряжением.

    Поток электричества в результате поражения электрическим током вызывает многочисленные физические, химические и биологические изменения в организме. Особенно подвержены параличу пожилые люди, женщины, люди со слабым здоровьем, люди после употребления алкоголя и лица, находящиеся в эмоциональном возбуждении. Погодные условия также могут усилить шок: повышенная влажность воздуха, мокрая земля, мокрая кожа (как известно, вода — очень хороший проводник электричества).Последствия поражения электрическим током также различны для разных тканей человеческого организма.

    Последствия поражения электрическим током в основном обусловлены тепловым воздействием - температура электрической дуги может достигать до 2500°С. Течение тока обычно малозаметно внешне, но вызывает сильное поражение внутренних органов, главным образом почек, и, как следствие, заражение крови. Имеются также многочисленные повреждения мышечной ткани и костно-суставной системы. Переломы костей могут образовываться в результате очень сильных мышечных сокращений.Также многочисленные переломы могут возникнуть опосредованно, например, после падения с большой высоты, если удар током произошел, например, об электрический столб. Электрический ток также повреждает органы брюшной полости в результате сокращения мышц покровов. Катаракта также развивается и может появиться через несколько месяцев после аварии. Человек, пораженный электрическим током, также может стать гиперактивным или впасть в депрессию. Появляются расстройства психики и памяти.

    Ток низкого напряжения гораздо менее опасен, чем ток высокого напряжения.Тем не менее, нельзя недооценивать опасность, которую он влечет за собой. Мы сталкиваемся с электричеством низкого напряжения каждый день, когда соприкасаемся с различными бытовыми приборами. Это ток с напряжением 220 В и стандартной частотой 50 Гц. Более сильные напряжения, порядка 380 В при частоте 50 Гц, используются в различных типах электродвигателей.

    Поскольку электрическая сеть заземлена, контакт с незащищенным электрическим проводником, по которому протекает ток, приводит к поражению электрическим током - ток начинает течь на землю через тело.Поток электричества можно остановить, если он оторвется от кабеля или отключит электропитание — отключит вилку или предохранитель. Низковольтный ток не наносит серьезного вреда организму, а лишь стимулирует мышцы и нервную систему. Иногда бывает трудно отсоединить пострадавшего от пуповины, так как протекание тока заставляет мышцы сокращаться и пальцы с большой силой захватывают пуповину. Сокращения также приводят к тому, что электрический удар на шесте с большой силой отбрасывается от полюса.Таким образом, могут возникнуть многочисленные механические повреждения, не связанные непосредственно с поражением электрическим током. Иногда, особенно у людей с сердечными заболеваниями, поражение электрическим током может привести к остановке сердца или нарушению ритма. Кроме того, обычно на коже образуются болезненные ожоговые раны.

    Существуют различные симптомы поражения электрическим током в зависимости от величины тока при низком напряжении. Общая классификация следующая:

    1. 0,7 - 0,9 мА - едва ощутимый ток.Вы можете почувствовать покалывание, онемение в руке и легкие судороги.
    2. 3,2 - 7,2 мА - ток такой силы вызывает онемение руки, сильные сокращения мышц руки, а также очень болезненное покалывание. Из-за сильной контракции очень трудно оторваться от шнура. Ток в 7 мА смертелен для женщин, около 10 мА для мужчин.
    3. 7 - 18 мА - происходит очень сильное сокращение всей руки и плеча, препятствующее ее отсоединению от кабеля. Через несколько секунд паралич заканчивается смертью.Однако возможно, оторвав пострадавшего, восстановить частоту сердечных сокращений. Однако, если помощь не придет вовремя, наступает верная смерть.
    4. 50 - 70 мА - немедленная потеря сознания и смерть пораженного электрическим током. На теле следы паралича в виде науглероженной кожи.

    Наиболее важной реакцией на то, чтобы увидеть, как кого-то убило током, является разрыв шнура питания или отключение питания. Однако следует помнить, что нельзя становиться жертвой при прикосновении к пострадавшему.Всегда тяните человека за одежду, а не за кожу. Также можно использовать сухой деревянный элемент, палку или доску. Вы всегда должны помнить о своей безопасности, так как легко стать жертвой поражения электрическим током.

    После извлечения пострадавшего действуйте в соответствии с инструкциями курса первой помощи - проверьте наличие признаков жизни и примите соответствующие меры по спасению. Также следует немедленно вызвать скорую помощь, чтобы доставить пострадавшего в больницу для наблюдения.

    Иногда поражение электрическим током вызывает у пострадавшего явление шока.Затем пациента следует расположить так, чтобы как можно больше крови текло от верхних конечностей к сердцу и мозгу для аутотрансфузии крови. Пациент также должен быть успокоен и защищен от чрезмерной потери тепла.

    Гораздо более опасными последствиями является поражение электрическим током высокого напряжения, т.е. превышающего 1000 В. Такое напряжение присутствует в телефонных кабелях, кабелях высокого напряжения, трансформаторных подстанциях и электростанциях.

    Поражение электрическим током высокого напряжения может произойти в результате приближения к поврежденному проводнику, по которому течет ток.Даже на большом расстоянии может быть создана электрическая дуга, которая пройдет по воздуху в тело жертвы, вызывая протекание электрического тока по всему телу. Электрическая дуга такого высокого напряжения имеет настолько высокую температуру, что может вызвать серьезные ожоги, наряду с другими симптомами, наблюдаемыми при токах низкого напряжения. Электрическая дуга может возникнуть, даже если человек находится на расстоянии более 5 метров от источника высокого напряжения. Поэтому спасение зараженного человека следует проводить особенно тщательно.Не приближайтесь ближе, чем на 5 метров к опасной точке. Запрещено спасать зараженного человека самостоятельно, следует вызвать соответствующий персонал, аварийно-спасательные службы или пожарную охрану, потому что только опытные работники способны помочь пострадавшему, не рискуя собственной жизнью.

    Если вам удалось оттащить пострадавшего от источника высокого напряжения, немедленно вызовите скорую помощь и выполните все необходимые действия по оказанию первой помощи.Иногда у парализованного человека, кроме потери сознания, могут быть многочисленные внешние повреждения: ожоги, раны, переломы, кровоизлияния и другие. В таких случаях ему или ей следует оказать соответствующую помощь, как описано в руководствах по оказанию первой помощи. Главное, постоянно наблюдать за больным человеком и реагировать на все его симптомы. Его также следует переместить в самое безопасное место, если это возможно. Делать это нужно очень осторожно, так как у пострадавшего может быть поврежден позвоночник.

    Библиография

    1.Роман Курдзель, Электроника для ЗСЗ - часть I, WSiP, Варшава 1977

    2. Роман Курдзель, Основы электротехники, Научно-техническое изд-во, Варшава 1965.

    .

    Смотрите также