Переменный и постоянный ток отличие


В чем разница между переменным током и постоянным?

Происхождение

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

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

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

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

Краткая история электричества

Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.

Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.

Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.

В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Именно тогда и появился термин «электричество».

Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.

Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.

Бенджамина любят все, ведь его портрет есть на каждой стодолларовой купюре. Помимо работы в точных науках, он был видным политическим деятелем. Но вопреки распространенному заблуждению, Франклин не был президентом США.

Дальше пойдет перечисление важных для истории электричества открытий.

1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.

Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.

На раскопках рядом с Багдадом нашли батарейку возрастом больше двух тысяч лет. Какой древний айфон с ее помощью подзаряжали – остается загадкой. Зато известно точно, что батарейка уже «села». Этот случай как бы говорит: может быть, люди знали об электричестве намного раньше, но потом что-то пошло не так.

Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию. Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции, электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями.

Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаменитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.

Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.

Чем постоянный ток отличается от переменного и как преобразовывается?

Постоянный ток.

Постоянный ток — характеризует движение частиц в определенном направлении, его напряжение или сила имеют одно и то же значение. Источниками постоянного тока могут выступать: аккумуляторы, батарейки или генераторы, где он выпрямляется за счет коллектора. Постоянный ток применяется часто, с ним работают: бытовые приборы, зарядные устройства, его применяют в двигателях и аккумуляторах.

Переменный ток.

Чаще всего используется переменный ток, по величине и направлению он постоянно изменяется, с равными промежутками времени. Переменный ток может быть однофазным и многофазным. Для выработки переменного тока используют генераторы. Он используется в: радио, телевидении, телефонии, широко применяется в промышленности.

Преобразование.

В розетках мы получаем переменный ток, но электрическим приборам необходим — постоянный.

Для преобразования одного вида в другой используются специальные выпрямители. Преобразование может происходить как из переменного в постоянный ток, так и наоборот.

Выработка тока.

Генератор постоянного и переменного тока.

Генератор превращает механическую энергию в электрическую энергию. Тот ток, который получается после такого процесса, бывает постоянным и переменным. Устройство генератора постоянного тока простое и понятное, оно состоит из неподвижного статора, имеющего вращающийся ротор, и оснащено дополнительной обмоткой. Благодаря движениям ротора происходит выработка электрического тока. За счет действий ротора, совершаемых в магнитном поле, генератор переменного тока дает энергию. Главное преимущество такого генератора, это быстрое вращение движущего элемента. Скорость ротора быстрее в сравнении с генератором переменного тока.

Синхронный и асинхронный генератор.

Генератор переменного тока разделяют на синхронный и асинхронный. Их отличие, это возможности, которые они предоставляют. Конструкция синхронного генератора намного сложнее, чем в асинхронном. Он производит ток более чистый, пусковые загрузки переносятся легко. Такие конструкции подключают к технике, которая переносит перепады напряжения не очень хорошо.

Что касается асинхронных генераторов, то конструкция намного проще, из-за этого они легко справляются с короткими замыканиями. Их часто используют для питания техники сварочного типа и электрических инструментов. Высокоточную технику к такому устройству подключать не нужно.

Однофазный и трехфазный генератор.

Во внимание обязательно стоит брать характеристику тока, который вырабатывается. Однофазный генератор работает на 220В, а вот трехфазный 380 В

Любой покупатель, должен это знать и при покупке такой конструкции обращать на это внимание. Однофазные модели можно встретить в бытовых нуждах, для такого назначения они используются часто. А вот трехфазные генераторы питают энергией большие объекты, здания, сооружения, деревня и поселки.

Какими должны быть розетки

Размеры розеток, их тип, материал, из которого они изготовлены, зависят в первую очередь от назначения розеток, токов и напряжений, на которые они рассчитаны. Устройства, работающие при постоянном напряжении, имеют полярные вилки. Поэтому и розетки для них должны быть полярными. Тогда даже неопытный пользователь не сможет перепутать, где «+» и «–».

Переменный ток в цепи представляет собой электрический поток заряженных частиц, направление и скорость которых периодически изменяется во времени по определенному закону.

Инструкция

Обратитесь к общему понятию переменного тока в электрической цепи, описанному в школьном учебнике. Там вы увидите, что переменный ток – это электрический ток, значение которого меняется по синусоидальному или косинусоидальному закону. Это означает, что величина силы тока в сети переменного тока изменяется по закону синуса или косинуса. Собственно говоря, это отвечает тому току, что течет в бытовой электрической сети. Однако синусоидальность тока не является общим определением переменного тока и не до конца объясняет природу его протекания.

Нарисуйте на листе бумаги график синусоиды. По данному графику видно, что значение самой функции, выражаемой силой тока в данном контексте, изменяется от положительного значения к отрицательному. Причем время, через которое происходит смена знака, всегда одно и то же. Это время называется периодом колебаний тока, а обратная ко времени величина – частотой переменного тока. Например, частота переменного тока бытовой сети составляет 50 Гц.

Обратите внимание на то, что обозначает смена знака функции физически. На самом деле, это означает лишь то, что в какой-то момент времени ток начинает течь в противоположную сторону

Причем, если закон изменения синусоидальный, то смена направления движения происходит не скачком, а с постепенным торможением. Отсюда и понятие переменного тока, и главное отличие его от постоянного, который всегда течет в одном и том же направлении и имеет постоянную величину. Как известно, направление тока задается направлением положительно заряженных частиц в цепи. Таким образом, в цепи переменного тока заряженные частицы через определенное время изменяют направление своего движения на противоположное.

Почему переменный ток опаснее постоянного

В войне токов, чтобы не потерпеть убытки и финансовый крах от внедрения и использования идей Теслы, Эдисон публично демонстрировал, как переменный ток убивает животных. Случай, когда какой-то американский гражданин погиб от удара переменным током, был очень подробно и широко освещен в прессе.

Для человека переменный ток в общем случае действительно опаснее постоянного. Хотя всегда нужно учитывать величину тока, его частоту, напряжение, сопротивление человека, которого бьет током. Рассмотрим эти нюансы:

  1. Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным.
  2. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
  3. Переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы, стимулируя мышцы и сердце. Именно поэтому он несет большую опасность для жизни.

С каким бы током вы не работали, соблюдайте осторожность и будьте бдительны! Берегите себя и свои нервы, а также помните: сделать это эффективно поможет профессиональный студенческий сервис с лучшими экспертами. {SOURCE}

{SOURCE}

Преобразование

Понятно, что в розетках мы получаем переменный ток. Но часто для электрических приборов необходим постоянный вид. Для этой цели служат специальные выпрямители. Процесс состоит из следующих действий:

  • подключение моста с четырьмя диодами, имеющих необходимую мощность;
  • подключение фильтра или конденсатора на выход с моста;
  • подключение стабилизаторов напряжения для уменьшения пульсаций.

Преобразование может происходить как из переменного в постоянный ток, так и наоборот. Но последний случай будет реализовать значительно труднее. Потребуются инверторы, которые, помимо прочего, стоят совсем недешево.

15 симптомов рака, которые женщины чаще всего игнорируют Многие признаки рака похожи на симптомы других заболеваний или состояний, поэтому их часто игнорируют

Обращайте внимание на свое тело. Если вы замети

7 частей тела, которые не следует трогать руками Думайте о своем теле, как о храме: вы можете его использовать, но есть некоторые священные места, которые нельзя трогать руками. Исследования показыва.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

Топ-10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.

Чем обосновано разнообразие электротоков

У многих может возникнуть вполне обоснованный вопрос – зачем использовать такое разнообразие электротоков, если можно выбрать один и сделать его стандартным? Все дело в том, что не каждый вид электротока подходит для решения той или иной задачи.

В качестве примера приведем условия, при которых использовать постоянное напряжение будет не только не выгодно, ни и иногда невозможно:

  • задача передачи напряжения на расстояния проще реализовывается для переменного напряжения;
  • преобразовать постоянный электроток для разнородных электроцепей, у которых неопределенный уровень потребления, практически невозможно;
  • поддерживать необходимый уровень напряжения в цепях постоянного электротока значительно сложнее и дороже, чем переменного;
  • двигатели для переменного напряжения конструктивно проще и дешевле, чем для постоянного. В данном пункте необходимо заметить, что у таких двигателей (асинхронных) высокий уровень пускового тока, что не позволяет их использовать для решения определенных задач.

Теперь приведем примеры задач, где более целесообразно использовать постоянное напряжение:

  • чтобы изменить скорость вращения асинхронных двигателей требуется, изменить частоту питающей электросети, что требует сложного оборудования. Для двигателей, работающих от постоянного электротока, достаточно изменить напряжение питания. Именно поэтому в электротранспорте устанавливают именно их;
  • питание электронных схем, гальванического оборудования и многих других устройств также осуществляется постоянным электротоком;
  • постоянное напряжение значительно безопаснее для человека, чем переменное.

Исходя из перечисленных выше примеров, возникает необходимость в использовании различных видов напряжения.

{SOURCE}

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность. связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P=IxU. единицей измерения служит ватт. Он означает перемещение одного ампера одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Что такое электрический ток?

Электрическим током называют постоянную или переменную величину, которая возникает на основе направленного или упорядоченного движения, создаваемого заряженными частицами — в металлах это электроны, в электролите — ионы, а в газе — и те, и другие. Иными словами, говорят, что электрический ток «течет» по проводам.

Таблица величин

Некоторые ошибочно полагают, что каждый заряженный электрон двигается по проводнику от источника до потребителя. Это не так. Он лишь передает заряд на соседние электроны, сам оставаясь на месте. Т.е. его движение хаотично, но микроскопично. Ну а уже сам заряд, двигаясь по проводнику, достигает потребителя.

Электрический ток имеет такие параметры измерения, как: напряжение, т.е. его величина, измеряющаяся в вольтах (В) и сила тока, которая измеряется в амперах (А)

Что очень важно, при трансформации, т.е. уменьшении или увеличении при помощи специальных устройств, одна величина воздействует на другую обратно пропорционально

Это значит, что уменьшив напряжение посредством обычного трансформатора, добиваются увеличения силы тока и наоборот.

История

Компания Томаса Эдисона, которая называлась «Эдисон Электрик Лайт», была основана в конце 70-х годов XIX века. Тогда, во времена свечей, керосиновых ламп и газового освещения лампы накаливания, выпускаемые Эдисоном, могли работать непрерывно 12 часов. И хотя сейчас этого может показаться до смешного мало — это был настоящий прорыв. Но уже в 1880-е годы компания смогла не только запатентовать производство и передачу постоянного тока по трехпроводной системе (это были «ноль», «+110 В» и «-110 В»), но и представить лампу накаливания с ресурсом в 1200 часов.

Никола Тесла

Именно тогда и родилась фраза Томаса Эдисона, которая впоследствии стала известна всему миру, — «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешевым, что только богачи будут жечь свечи».

Ну а уже к 1887-му в Соединенных Штатах успешно функционирует больше 100 электростанций, которые вырабатывают постоянный ток и где используется для передачи именно трехпроводная система, которая применяется в целях хотя бы небольшого снижения потерь электроэнергии.

А вот ученый в области физики и математики Джордж Вестингауз после ознакомления с патентом Эдисона нашел одну очень неприятную деталь — это была огромная потеря энергии при передаче. В то время уже существовали генераторы переменного тока, которые не пользовались популярностью по причине оборудования, которое бы на подобной энергии работало. В то время талантливый инженер Никола Тесла еще работал у Эдисона в компании, но однажды, когда ему было в очередной раз отказано в повышении зарплаты, Тесла не выдерживал и ушел работать к конкуренту, которым являлся Вестингауз. На новом месте Никола (в 1988 году) создает первый прибор учета электроэнергии.

Именно с этого момента и начинается та самая «война токов».

Графические изображения

Благодаря применению графического метода, можно получить наглядное представление динамических изменений различных величин. Ниже приведен график изменения напряжения с течением времени для гальванического элемента 3336Л (4,5 В).

Горизонтальная ось отображает время, вертикальная – напряжение

Как видим, график представляет собой прямую линию, то есть напряжение источника остается неизменным.

Теперь приведем график динамики изменения напряжения в течение одного цикла (полного оборота рамки) работы генератора,.

Горизонтальная ось отображает угол поворота в градусах, вертикальная — величину ЭДС (напряжение)

Для наглядности покажем начальное положение рамки в генераторе, соответствующее начальной точке отчета на графике (0°)

Начальное положение рамки

Обозначения:

  • 1 – полюса магнита S и N;
  • 2 – рамка;
  • 3 – направление вращения рамки;
  • 4 – магнитное поле.

Теперь посмотрим, как будет изменяться ЭДС в процессе одного цикла вращения рамки. В начальном положении ЭДС будет нулевым. В процессе вращения эта величина начнет плавно возрастать, достигнув максимума в момент, когда рамка будет под углом 90°. Дальнейшее вращение рамки приведет к снижению ЭДС, достигнув минимума в момент поворота на 180°.

Продолжая процесс, можно увидеть, как электродвижущая сила меняет направление. Характер изменений поменявшей направление ЭДС будет таким же. То есть она начнет плавно возрастать, достигнув пика в точке, соответствующей повороту на 270°, после чего будет снижаться, пока рамка не завершит полный цикл вращения (360°).

Если график продолжить на несколько циклов вращения, мы увидим характерную для переменного электротока синусоиду. Ее период будет соответствовать одному обороту рамки, а амплитуда – максимальной величине ЭДС (прямой и обратной).

Теперь перейдем к еще одной важной характеристике переменного электротока – частоте. Для ее обозначения принята латинская буква «f», а единица ее измерения – герц (Гц)

Этот параметр отображает количество полных циклов (периодов) изменения ЭДС в течение одной секунды.

Определяется частота по формуле: . Параметр «Т» отображает время одного полного цикла (периода), измеряется в секундах. Соответственно, зная частоту, несложно определить время периода. Например, в быту используется электроток с частотой 50 Гц, следовательно, время его периода будет две сотых секунды (1/50=0,02).

Сварка с применением постоянного тока

Сварочные аппараты на постоянке поддерживает 2 режима работы — процесс соединения с прямой и обратной полярностью. Пользуясь такими установками необходимо регулярно следить за их режимом работы, так как одни металлы схватываются на прямой, а другие на обратной полярности.

Наиболее широко применяется прямая полярность. Сварной кратер получается глубоким и узким. Подача тепла уменьшается, скорость прохода увеличивается. Применяется для нарезки металла, имеет стабильную дугу, в результате образуется качественное соединение. Используется во время работы со сталью, толщиной от 4 мм. Большинство материалов свариваются именно на прямой полярности.

Обратная полярность применяется для соединения тонких металлов средней толщины. Электросварочный шов не глубокий, но достаточно широкий. При этой полярности нельзя пользоваться электродами, которые чувствительны к перегреву.

Основными достоинствами сварки с постоянным напряжением является:

  1. Отсутствие брызг расплавленного металла.
  2. Устойчивость дуги электрического тока.

Источники ЭДС

Источники электротока любого рода бывают двух видов:

  • первичные, с их помощью происходит генерация электроэнергии путем превращения механической, солнечной, тепловой, химической или другой энергии в электрическую;
  • вторичные, они не генерируют электроэнергию, а преобразуют ее, например, из переменной в постоянную или наоборот.

Единственным первичным источником переменного электротока является генератор, упрощенная схема такого устройства показана на рисунке.

Упрощенное изображение конструкции генератора

Обозначения:

  • 1 – направление вращения;
  • 2 – магнит с полюсами S и N;
  • 3 – магнитное поле;
  • 4 – проволочная рамка;
  • 5 – ЭДС;
  • 6 – кольцевые контакты;
  • 7 – токосъемники.

Чем постоянный ток отличается от переменного и каков его путь от источника до потребителя?

Итак, переменным называют ток, способный меняться по направлению и величине в течение определенного времени

Параметры, на которые при этом обращают внимание, это частота и напряжение. В России в бытовых электрических сетях подают переменный ток, имеющий напряжение 220 В и частоту 50 Гц

Частота переменного тока — это количество изменений направления частиц определенного заряда за секунду. Получается, что при 50 Гц он меняет свое направление пятьдесят раз, в чем постоянный ток отличается от переменного.

Его источником являются розетки, к которым подключают бытовые приборы под различным напряжением.

Переменный ток начинает свое движение от электрических станций, где имеются мощные генераторы, откуда он выходит с напряжением от 220 до 330 кВ. Далее переходит в трансформаторные подстанции, которые находятся вблизи домов, предприятий и остальных конструкций.

В подстанции ток попадает под напряжением 10 кВ. Там он преобразовывается в трехфазное напряжение 380 В. Иногда с таким показателем ток переходит непосредственно на объекты (где организовано мощное производство). Но в основном его снижают до привычных во всех домах 220 В.

Отличия электродов постоянного тока и переменного

Электроды условно не различаются. Но постоянный поток энергии не подходит для соединения переменным током. Электросварочные материалы, которые рассчитаны для переменки, успешно применяются и для электросварки с помощью постоянного электричества. Образующиеся электроды эксперты называют универсальными.

Универсальные электроды характеризуются:

  • Хорошей и стабильной дугой, которая даже повторно легко зажигается.
  • Объемной выработкой работы.
  • Высокой рентабельностью.
  • Небольшой степенью разбрызгивания.
  • Хорошим отделением примесей.
  • Возможностью доброкачественно сварить загрязненные, окисленные, ржавые и влажные материалы.
  • Простейшими требованиями к устройству и работнику.

Особенностью универсальных электросварочных электродов является, возможность изготавливать соединение металлических изделий, даже если присутствует большое расстояние между частями металлов. Они отлично подходят для электросварки коротких швов и точечного прихвата.

Сравнивая сварку на постоянном и переменном напряжении, преимуществ больше у аппаратов с постоянным потоком энергии. Экономятся сварные материалы, так как разбрызгивание минимальное. Постоянку просто и легко использовать в работе, применяется для тонкостенных изделий. Воздействие погодных условий не влияет на устойчивость дуги, обеспечивая высокую производительность. Все участки на сооружении провариваются, в итоге специалист получает качественный и аккуратный рубец.

Устройство с переменкой обеспечивает хорошее качество соединения, простоту и удобство сварочного процесса. Оборудование, которое работает на данном виде напряжения стоит намного дешевле.

Основным различием переменного и постоянного электричества является то, что на электрод во время работы подается ток или переменно с частотой 50 Гц или постоянно. В конструкции сварочного аппарата постоянного потока есть выпрямители в виде диодов, которые выпрямляют электричество на выходе и создают знакопостоянное пульсирующее значение. Современные полупроводниковые выпрямители гарантируют высокую результативность и высокий показатель полезного действия. Следовательно, более качественная сварка получится с применением постоянного потока. Как показала практика, электроды переменки — прошлый век.

Сварочный ток — самый главный параметр, от которого зависит качественное соединение. Подбирать диаметр электрода необходимо с учетом толщины металла. И отталкиваясь от его диаметра, выставляется электричество. Эту информацию можно найти на упаковке. Точных и конкретных настроек напряжения нет — каждый мастер ориентируется на свои чувства и выставляет нужный параметр напряжения.

В специальных магазинах очень широкий выбор электродов для дуговой электросварки

Покупая, обращайте внимание на качество продукции и наличие лицензии

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется силой тока. измеряемой в амперах .

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как напряженность электрического поля. Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица – вольт. Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление. измеряемое в омах. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока – 1 А.

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

  1. Сила тока: I = U/R (ампер).
  2. Напряжение: U = I x R (вольт).
  3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким – на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов – напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Основные отличия между электрическими машинами постоянного и переменного тока

Электродвигатели постоянного тока используют графитовые щетки и коллекторный узел для смены направления тока и, соответственно, полярности магнитного поля во вращающемся роторе. Именно это взаимодействие между вращающимся ротором и неподвижным постоянным магнитным полем статора и приводит машину в движение.

По данным от maxon motors, электрические машины постоянного тока имеют ограничения по времени эксплуатации коллекторно-щеточного, срок службы которого составляет в среднем 1000 – 1500 часов. При перегрузке срок службы составляет менее 100 часов, а при нормальных (номинальных) условиях эксплуатации может достигать и 15 000 часов. Скорость вращения таких машин ограничена процессами коммутации в коллекторно-щеточном узле и не превышает 10 000 об/мин.

Электрические машины постоянного напряжения имеют хорошую надежность и легкую управляемость, но страдают довольно приличными потерями. КПД снижается из-за сопротивления в обмотках, вихревых токов, потерь в щеточно-коллекторном узле.

Асинхронные электродвигатели используют другой принцип – на катушки статора подается переменное напряжение, которое создает вращающееся магнитное поле, а магнитное поле ротора индуцируется магнитным полем статора. Таким образом получается, что ротор как – бы пытается «догнать статор» . Еще одним видом машин переменного напряжения являются синхронные электродвигатели. Они используют немного другой принцип работы – катушки статора все так же запитываются переменным напряжением, а в ротор через контактные кольца подается постоянный ток (или используют постоянные магниты). Таким образом, магнитные поля статора и ротора сцепляются и машина вращается. Синхронный электродвигатель имеет жесткую механическую характеристику и скорость вращения ротора соответствующую скорости вращения магнитного поля статора в отличии от асинхронных машин, в которых присутствует скольжение (разница между скоростью вращения магнитного поля статора и реальной скоростью ротора).

Электродвигатели переменного тока предназначены для работы с определенной точкой на механической характеристике. Эта точка соответствует максимальной производительности двигателя. При работе в другой точке механической характеристики КПД машины резко снизится. Асинхронные электродвигатели переменного тока потребляют дополнительную энергию для создания магнитного поля путем индукции тока в роторе. Следовательно, двигатели переменного тока менее эффективны, чем двигатели постоянного тока. Фактически, машина постоянного тока на 30% эффективнее машины переменного тока из-за того.

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.

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.

Проектируем электрику вместе: Постоянный и переменный ток

Постоянный ток (DC).. Свободные электроны.. Направление электрического тока.. Переменный ток (AC).. Преимущества переменного тока.. Трансформатор напряжения (тока).. Постоянный ток

Электрическим током называется направленное движение носителей электрического заряда (в проводниках – это свободные электроны) под действием электрического поля.
Если полярность источника электрической энергии не меняется, то направление движения электронов в проводнике остается неизменным все время, когда цепь замкнута.

В такой цепи электроны выходят из отрицательного полюса (минус источника) и двигаются к положительному полюсу (плюс источника)  – одноименные заряды отталкиваются, противоположные - притягиваются.


Такое, неизменное по направлению движение носителей электрического заряда под действием электрического поля называется постоянным током.
Общим обозначением для любого источника постоянного тока (напряжения) является символ батареи (рис. 1).

Рис. 1. Постоянный ток (Direct Current - DC)

Важно напомнить, что в физике за направление электрического тока принимают направление движения положительных зарядов (от плюса источника к минусу), т. е. противоположное истинному направлению. Причины такого несоответствия были рассмотрены здесь.


Рис. 2. Постоянный ток не меняет своего направления во времени, хотя величина его может меняться.  

Этот тип электрического тока  используется в большинстве игрушек, в многочисленных электронных приборах (телефоны, смартфоны, плеера, ноутбуки и т. д.), в автомобильной электронике и других устройствах, использующих аккумуляторы и выпрямители переменного тока.
                             

  Переменный ток

Электрический ток может протекать  в электрической цепи двумя разными способами.
При наличии постоянного источника электрической энергии мы имеем в такой цепи постоянный ток.

Если полярность источника электрической энергии периодически меняется, то мы имеем в такой цепи переменный ток (рис. 3). В этом случае направление электрического поля в проводнике меняется с частотой сети, а свободные электроны совершают колебательные движения относительно некоторого положения равновесия. При этом свободные электроны не движутся ни в одну, ни в другую сторону, но под действием переменного электрического поля (изменяющегося по синусоидальному закону) они совершают колебания в полном соответствии с изменениями электрического поля.


Рис. 3. Переменный ток (Alternating Current - AC)  
          

                                                                       

Таким образом, переменный ток - это ток, который с определенной периодичностью (50 или 60 раз в секунду - в зависимости от электрической системы, принятой в стране) меняет направление движения и величину (рис. 4).
У нас в России в бытовой сети используется стандарт переменного напряжения и тока  - 220 В, 50 Гц в отличие от США, где переменный ток в розетках меняет свое направление 60 раз в секунду (60 Гц). Под эти параметры сети рассчитаны все бытовые потребители (светильники, электродвигатели пылесосов и холодильников, стиральные машины и др.). Многие бытовые электроприборы работают на постоянном токе при напряжении в 5-12 вольт, однако из сети они получают переменный ток, а затем внутри электроприборов переменный ток с помощью выпрямительных устройств преобразуется в постоянный, если в этом есть необходимость.


Рис. 4. В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком.

В чем преимущества переменного тока?

Можно спросить, а зачем нужен такой ток, в чем его преимущество?
Действительно, в некоторых случаях переменный ток (AC) не имеет никакого практического преимущества по сравнению с постоянным током (DC).
В тех случаях, когда электроэнергия используется для рассеивания энергии в виде тепла, полярность или направление тока не имеет значения до тех пор, пока существует достаточное напряжение и ток в нагрузке для получения требуемого тепла (рассеиваемой мощности).

Вместе с тем, на переменном токе можно построить электрические генераторы и двигатели, которые будут более простыми и более надежными, чем на постоянном токе.
Но главное, переменный ток наилучшим образом подходит для передачи электроэнергии на дальние расстояния.
Это становится возможным при использовании такого устройства, как трансформатор (рис. 5).



Рис. 5. Трансформатор «преобразует» переменное напряжение и ток.

В простейшем случае трансформатор представляет собой две индуктивные катушки, расположенные на общем сердечнике.
Если мы активируем одну катушку переменным током, то за счет эффекта взаимной индукции в другой катушке также будет создаваться напряжение переменного тока. Если количество витков W2 > W1, то и напряжение U2 > U1. И наоборот.

Способность трансформатора легко увеличивать или уменьшать напряжение переменного тока простым изменением числа витков вторичной обмотки дает переменному току непревзойденное преимущество в области распределения электроэнергии (рис. 6).

Рис. 6

При помощи трансформатора низкое напряжение вначале преобразуется в высокое напряжение, после чего его можно передавать на любые расстояния (при меньших значениях тока, меньшем диаметре проводов, с меньшими тепловыми потерями энергии).
У потребителей происходит обратное преобразование тока высокого напряжения – в переменный ток низкого напряжения.

Похожие статьи: 1. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона
                              2. Направление электрического тока
                              3. Что такое электрический ток?
                              4. Проводники и изоляторы. Полупроводники
                              5. О скорости распространения электрического тока
                              6. Электрический ток в жидкостях 
                              7. Проводимость в газах
                              8. Электрический ток в вакууме
                              9. О проводимости полупроводников
  

Что такое постоянный и переменный ток: разница и 5 особенностей


Ток переменный и постоянный: разница и особенности

Отличие переменного тока от постоянного, можно понять исходя из определений. Для того чтобы лучше разобраться в принципе работы и особенностях, необходимо знать следующие факторы.

Основные отличия:

  • Движение заряженных частиц;
  • Способ производства.

Переменным, называют такой ток, в котором заряженные частицы, способны изменять направление движения и величину в определенное время. К главным параметрам переменного тока относят его напряжение и частоту.

В настоящее время, общественные электрические сети и различные объекты, используют переменный ток, с определенным напряжением и частотой. Данные параметры определяются оборудованием и устройствами.

Обратите внимание! В бытовых электросетях, используется ток величиной 220 Вольт и тактовой частотой 50 Гц.

Направление движения и частота заряженных частиц в постоянном токе неизменны. Данный ток для питания используют различные бытовые устройства, такие как телевизоры и компьютеры.

В связи с тем, что переменный ток, проще и экономичнее по способу производства и передачи на различные расстояния, он стал основой электрификации объектов. Производят переменный ток на различных электростанциях, с которых посредством проводников, то поступает к потребителю.

Постоянный ток, получают при преобразовании переменного тока или путем химических реакций (например, щелочная батарейка). Для преобразования, используют трансформаторы тока.

Какой уровень напряжения является допустимым для человека: особенности

Для того чтобы знать, какие значения электрического тока являются допустимыми для человека, составлены соответствующие таблицы, в которых указаны величины переменного и постоянного тока и время.

Параметры воздействия электрического тока:

  • Сила;
  • Частота;
  • Время;
  • Относительная влажность.

Допустимое напряжение прикосновения и ток, которые протекают через человеческое тело в различных режимах электроустановок, не превышают следующих значений.

Переменный ток 50 Гц, должен быть не более 2,0 Вольт и силой тока 0,3 мА. Ток с частотой 400 Гц напряжением 3,0 Вольт и сила тока 0,4 мА. Постоянный ток напряжением 8 и силой тока 1 мА. Безопасное воздействие тока с такими показателями, до 10 минут.

Обратите внимание! Если электромонтажные работы производятся при повышенных температурах и высокой относительной влажности, данные значения уменьшаются в три раза.

В электроустановках с напряжением до 100 Вольт, которые глухо заземлены, или изолирована нейтраль, безопасные токи прикосновения следующие.

Переменный ток 50 Гц с разбросом напряжения от 550 до 20 Вольт и силой тока от 650 до 6 мА, переменный ток 400Гц с напряжением от 650 до 36 Вольт, и постоянный ток от 650 до 40 Вольт, не должен воздействовать на тело человека в пределах от 0,01 до 1 секунды.

Опасный переменный ток для человека

Считается, что для жизни человека, переменный электрический ток наиболее опасен. Но это при условии, если не вдаваться в подробности. Многое зависит от различных величин и факторов.

Факторы, влияющие на опасное воздействие:

  • Продолжительность контакта;
  • Путь прохождения электрического тока;
  • Сила тока и напряжение;
  • Какое сопротивление тела.

Согласно правилам ПУЭ, самый опасный ток для человека, это переменный с частотой, которая варьируется в пределах от 50 до 500 Гц.

Стоит отметить, что при условии, сила тока не превышает 9 мА, то любой, может сам освободиться от токоведущей части электроустановки.

Если данное значение превышено, то для того чтобы освободиться от воздействия электрического тока, человеку нужно стронная помощь. Связано это с тем, что ток переменный, намного сильнее способен возбуждать нервные окончания, и вызывать непроизвольные судороги мышц.

Например, при касании токоведущей части устройства внутренней частью ладони, мышечная судорога будет сильнее сжимать кулак, с течением времени.

Почему еще переменный ток опаснее? При одинаковых значениях силы тока, переменный в несколько раз сильнее воздействует на организм.

Так как, переменный ток воздействует на нервные окончания и мышцы, то стоит понимать, что этим, том влияет и на работу сердечной мышцы. Из чего следует, что при контакте с переменным током, возрастает риск летального исхода.

Важным показателем, является сопротивление тела человека. Но при ударе переменным током с высокими частотами, сопротивление тела значительно снижается.

Какой величины опасен для человека постоянный ток

Опасным для человека, может быть и постоянный ток. Конечно переменный, в десятки раз опаснее. Но если рассматривать токи в различных величинах, то постоянный может быть намного опаснее переменного.

Воздействие постоянного тока на человека разделяют:

  • 1 порог;
  • 2 порог;
  • 3 порог.

При воздействии постоянного тока перового порога (ток ощутимый), начинают немного дрожать руки, и появляется легкое покалывание.

Второй порог (ток не отпускающий), в пределах от 5 до 7 мА, является наименьшим значением, при котором человек, не может освободиться от проводника самостоятельно.

Данный ток считается не опасным, так как сопротивление тела человека выше, чем его значения.

Третий порог (фибрилляционный), при значениях от 100 мА и выше, ток сильно воздействует на организм и на внутренние органы. При этом ток при данных значениях, способен вызвать хаотичное сокращение сердечной мышцы и привести к его остановке.

На силу воздействия, влияют и другие факторы. Например сухая кожа человека, обладает сопротивлением от 10 до 100 кОм. Но если касание произошло мокрой поверхностью кожи, то сопротивление значительно снижается.

Этот фактор относится и к повышенной влажности, которая влияет на особенности проведения электромонтажных работ.

Что такое постоянный и переменный ток: разница (видео)

Теперь, вы сможете понять, в чем разница между током постоянным и переменным. Конечно различий много, но становится понятно, что при наличии определенных факторов, опасность представляют оба вида.

как HVDC спасли переменный ток / Хабр

В мире, казалось бы, победившего переменного тока назревает — нет, не революция, но органичная эволюция: постоянный ток не просто возвращается, а претендует на лавры победителя. Инвестиции в возобновляемые источники энергии и трансграничная передача электричества сделали высоковольтные сети постоянного тока как никогда актуальными. В этом посте мы рассказываем, почему постоянный ток уступил току переменному и как спустя век после «Войны токов» постоянный ток взял реванш.

Источник: Shutterstock

Постоянный ток — это основа современного технологического общества: вся полупроводниковая электроника, работающая от сети или аккумуляторов, использует постоянный ток, с его помощью добывают чистый алюминий, магний, медь и другие вещества. В бортовой сети автомобиля тоже постоянный ток, как и в электрической передаче дизельных судов. Ну и конечно электропоезда: трамваи, метро и некоторые электровозы питаются постоянным током. И космос: все рукотворные космические объекты функционируют исключительно благодаря постоянному току от батарей или РИТЭГов.

Помимо всего этого, есть еще одна область, где постоянный ток если не незаменим, то по крайней мере значительно эффективнее переменнее тока, — высоковольтные линии для передачи высокой мощности. Линии постоянного тока (HVDC, High-voltage direct current) еще век назад стали спасением высоковольтных линий переменного тока (HVAC, High-voltage alternating current). Если бы не постоянный ток, электричество в наших розетках было бы куда дороже и исчезало чаще, чем это происходит сейчас. Давайте разберемся в этой интересной истории «взаимовыручки».

Ирония судьбы постоянного тока

Чтобы оценить всю иронию ситуации с возвращением постоянного тока в высоковольтные линии электропередач, нужно вспомнить о событиях «Войны токов» — сражения апологетов постоянного тока в лице изобретателя и бизнесмена Томаса Эдисона и тока переменного, преимущества которого осознавал предприниматель Джордж Вестингауз. Вкратце напомним о том, как постоянный ток проиграл битву за то, чтобы стать основой мирового энергоснабжения.

После того, как человечество подчинило себе электричество и научилось извлекать из него пользу в промышленности, дальновидные бизнесмены смекнули, что на электрификации городов в перспективе можно сколотить не просто капитал, а фантастическое состояние. Изобретатель Томас Эдисон отлично умел монетизировать свой талант инноватора и зарабатывал не столько на собственных изобретениях, сколько на усовершенствовании чужих идей. Одним из примеров такой успешной «доводки» стало создание лампы накаливания, которая появилась благодаря попавшем в руки Эдисона дуговым лампам с угольными электродами. Такие лампы хоть и давали свет, но в качестве постоянных источников освещения не годились — в те времена угольные дуговые лампы работали от силы несколько часов, а включить их можно было только один раз.

Первая серийная лампа Эдисона — еще с угольной нитью и временем работы в несколько десятков часов. Источник: Terren / Wikimedia Commons

Усовершенствовав конструкцию и создав свою знаменитую лампу накаливания, которая могла работать 40 часов, а после доработки 1200 часов, Эдисон осознал, что его лампочка может стать основой систем освещения городов и помещений — давая более яркий свет по сравнению со свечами и газовыми фонарями, лампы накаливания имели меньшую стоимость, не чадили, не жгли кислород в помещениях, а замены требовали реже, чем те же свечи. Производством ламп занялось предприятие Edison Electric Light, а генераторов постоянного тока — Edison General Electric. Продавая лампы ниже себестоимости, Эдисон завоевал рынок освещения, а для первых потребителей начал строить энергосети в Лондоне и Нью-Йорке.

Лампа накаливания может работать и с переменным, и с постоянным током, но Эдисон сделал выбор в пользу постоянного тока. Причина этого решения очень тривиальна и далека от физики. Как мы говорили, Эдисон был не только изобретателем, но и очень предприимчивым бизнесменом. В электричестве он видел не только способ дешевого освещения городов, но и возможность для модернизации промышленности за счет внедрения электрической тяги. Существовавшие в то время электромоторы работали только на постоянном токе.

К тому же для заработка на поставках электричества надо было как-то измерять потребление каждого абонента. Эдисон создал индивидуальный счетчик, представлявший собой резервуар с электролитом и пластиной, на которой под действием проходящего тока оседала медь — каждый месяц пластину взвешивали и по разнице массы вычисляли потребление электроэнергии. Такой счетчик работал только с постоянным током.

Счетчик постоянного тока конструкции Томаса Эдисона. «Передача показаний» заключалась в передаче банки с пластинами представителям энергетической компании. Источник: Thomas A. Edison Papers / edison.rutgers.edu

Но были у постоянного тока и нерешенные проблемы, главная из которых — невозможность передачи высокой мощности на большие (более 2 км) расстояния. Чтобы передать высокую мощность, которая необходима для электроснабжения предприятия или системы освещения города, в электросети нужно повысить либо ток, либо напряжение (мощность, напомним, равна произведению напряжения и силы тока). Но в конце XIX века не было способов менять напряжение постоянного тока. Выпускаемые в США электроприборы работали от напряжения 110 В, поэтому электростанции Эдисона, работавшие на паровых генераторах, должны были посылать в сеть именно 110 В.

Оставалось управлять силой тока. При повышении тока часть энергии уходит на нагрев проводов (с высоким напряжением такой проблемы нет). Для снижения потерь и нагрева нужно уменьшать сопротивление, увеличивая диаметр проводника или применяя материалы с хорошей электропроводностью, например, медь. И всё равно потери будут расти в зависимости от длины кабеля.

Чтобы сократить длину проводника до допустимой, потребители должны были располагаться не далее, чем в 1,5-2 км от электростанции, иначе мощность в сети падала до неприемлемых значений. Например, на 56-километровой линии между французскими городами Крей и Париж потери достигали 45%. Как Эдисон ни бился с проблемой потерь в сетях постоянного тока, решить ему ее так и не удалось. Единственным выходом было только строительство маломощных электростанций рядом с потребителями. Тогда это не казалось надругательством над экологией и жителями — именно такие станции и строила компания Эдисона. Первая из них была построена на Пёрл-стрит на Манхэттене в Нью-Йорке в 1882 году, в том же году началась прокладка подземных кабелей сети постоянного тока с напряжением 110 В.

Эдисон прокладывал под землей линии электропередач уличного освещения еще до того, как это стало модным в Москве. На иллюстрации укладка линии постоянного тока в Нью-Йорке в 1882 году. Источник: W. P. Snyder / Wikimedia Commons

Ошибочность своего выбора Томас Эдисон осознал, хотя и не признал публично, когда его конкурент по электрическому бизнесу — Джордж Вестингауз, — начал вкладываться в строительство электростанций и сетей переменного тока, имевших серьезные преимущества перед сетями тока постоянного. Благодаря уже изобретенным к тому моменту трансформаторам напряжение переменного тока можно было без труда повышать и понижать. Трансформаторы решали проблему передачи высокой мощности, ведь вместо силы тока можно было просто увеличить напряжение, для передачи которого не требовались толстые провода из дорогой меди.

Таким образом сети Вестингауза могли передавать очень высокую мощность по дешевым кабелям меньшего диаметра и при этом практически без потерь. Это доказывает пример 175-километровой сети переменного тока между немецким городом Лауффен-ам-Неккар и Франкфуртом — ее КПД составил 80,9% после запуска в 1891 году и 96% после модернизации — несравнимо выше 45% на втрое меньшей дистанции у сети постоянного тока.

Трехфазный генератор переменного тока в Лауффен-ам-Неккар, Германия. Источник: Historisches Museum, Frankfurt

У сетей переменного тока не было жесткого ограничения на длину. Благодаря этому стало возможным строительство гидроэлектростанций, электричество с которых могло передаваться в крупные города, расположенные за десятки и даже сотни километров от места выработки. А гидроэлектростанция — это куда более значимый и прибыльный проект, чем маломощная угольная станция внутри города.

«Война токов» продолжилась некрасивой пиар-кампанией Эдисона против переменного тока (показана, в частности в художественном фильме 2017 года «Война токов», или The Current War, режиссёра А. Гомес-Рехона), судебной и законотворческой волокитой против Вестингауза и постепенной потерей позиций бизнеса Эдисона под давлением всё более популярных сетей переменного тока. Последняя эдисоновская электростанция постоянного тока прекратила свою работу в 1981 году, что же до потребителей, в Сан-Франциско до сих пор сотни объектов (в основном старинные лифты) используют постоянный ток через выпрямители переменного тока. Но для нас это уже не так важно.

Постоянный ток спасает переменный

Всего через несколько лет после начала масштабного строительства электростанций и сетей переменного тока выяснилось, что переменный ток имеет проблемы при передаче энергии… на большие расстояния! Коронный разряд в высоковольтных воздушных линиях, на который может приходиться до половины потерь, поверхностный эффект, при котором переменный ток протекает по проводнику неравномерно и из-за этого требует проводники бо́льшего диаметра, реактивная мощность из-за высокого емкостного сопротивление подводных кабелей, «съедавшая» почти 100% переменного тока уже через 50 км — всё это вызывало потери процентов и десятков процентов мощности в первых магистральных сетях переменного тока.

Утечки на больших расстояниях — это во-первых. А во-вторых, объединение энергосетей переменного тока требовало идеальной синхронизации генераторов, расположенных в разных частях страны. При отсутствии синхронизации генератор в лучшем случае не будет подавать ток в сеть, в худшем — произойдет короткое замыкание.

Спасением высоковольтных сетей переменного тока стали высоковольтные сети постоянного тока, избавленные от некоторых недостатков конкурента. Постоянный ток не создает поверхностный эффект в проводнике и потому использует всю площадь сечения проводника с максимальной эффективностью (это уменьшает диаметр и стоимость проводов). В цепях постоянного тока нет реактивной мощности, поэтому в подводных кабелях с высокой емкостью потерь не происходит.

В высоковольтных сетях переменного тока толщина скин-слоя (отмечен буквой δ) определяется точкой падения плотности тока на 63%.В сетях с частотой 50 Гц скин-слой достигает 9,34 мм — часть объема дорогостоящего проводника просто не работает. Источник: biezl / Wikimedia Commons

Вырисовывалась замечательная синергия: электростанции и потребители используют переменный ток, но для его транспортировки на сотни километров применяются сети постоянного тока. Оставалась лишь одна «пустяковая» проблема — как превратить переменный ток в постоянный и обратно?

В конце XIX века швейцарский инженер Рене Тюри предложил использовать для соединения сетей с разным типом тока систему «мотор-генератор», в которой на одном конце сети переменный ток вращал мотор, приводящий в действие генератор постоянного тока, а на другом конце постоянный ток в свою очередь вращал мотор с генератором переменного тока. Идея, гениальная в своей простоте, но с невысоким КПД — двойное преобразование за счет моторов и генераторов «съедало» часть мощности. Тем не менее, других решений, кроме системы Тюри, не было, поэтому с 1883 года началось строительство магистральных сетей постоянного тока с машинами Тюри, связывающих крупные электростанции и города в Европе.

Одна из машин Тюри. Самая крупная из них, весом 4500 кг, генерировала 66 кВт. Источник: Wikimedia Commons

В 1902 году американец Питер Купер-Хьюитт изобрел ртутно-дуговой выпрямитель — несложное устройство для превращения переменного тока в постоянный. Оригинальный выпрямитель Купера-Хьюитта представлял собой замысловатую стеклянную колбу с выходящими из нее электродами, дно которой было заполнено ртутью. В работе выпрямитель выглядит очень эффектно. Впрочем, из-за хрупкости колбы стекло в выпрямителе вскоре заменили на металл.

Работа ртутно-дуговых выпрямителей завораживает. Увы, но сейчас полюбоваться такой красотой можно разве что в музеях — ртутные выпрямители давно не используются, да и те, что остались, сделаны из металла.

Ртутные выпрямители дали толчок к развитию высоковольтных сетей постоянного тока — вместо громоздких и ненадежных машин системы Тюри достаточно было установить выпрямители, в числе недостатков которых была только потенциальная токсичность при разгерметизации и необходимость в хорошем охлаждении из-за тепловых потерь. КПД устройства достигал 98-99%.

На смену ртутным выпрямителям были созданы газотроны и тиратроны (1940-е), полевые транзисторы с изолированным затвором MOSFET и полярные транзисторы с изолированным затвором IGBT (1959 год), запираемые тиристоры GTO (1962 год) — более совершенные, компактные и надежные преобразователи.

Современный тиристорный конвертер AC/DC. Источник Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation

Когда каждый процент на счету

Несмотря на заметный прогресс в области выпрямления тока, оборудование для преобразования переменного тока в постоянный и обратно до сих пор стоит очень больших денег. Настолько больших, что строительство сетей переменного тока, даже с учетом повышенного расхода материала для проводов, выходит сильно дешевле. Вне зависимости от длины линии, стартовая цена высоковольтной магистрали постоянного тока обязательно включает стоимость двух преобразователей в начале и конце линии — габаритных и очень дорогих устройств, производимых всего несколькими компаниями в мире, в числе которых и Toshiba. На это оборудование приходится до половины стоимости сети.

Но по мере увеличения длины магистрали стоимость линии на переменном токе растет быстрее, чем на токе постоянном. Виной тому сложность магистрали HVAC — для передачи аналогичной мощности HVDC нужно вдвое меньше проводников меньшего диаметра, а значит, вдвое меньше опор, которые и сами стоят немало, и требуют крайне дорогостоящего монтажа. При длине линии около 600 км стоимость HVDC и HVAC равна, но на больших расстояниях, порядка 2000 км, HVDC выходит сильно дешевле, чем HVAC, примерно на 30-40%, а это сотни миллионов долларов экономии.

Стоимости HVDC и HVAC пересекаются на линии, длинной около 600 км. Далее HVDC становится заметно выгодней. Источник: wdwd / Wikimedia Commons

На каждые 1000 км линии потери в HVDC составляют 2-3%, а самое современное оборудование позволяет снизить этот параметр до 1%. Потери в HVAC могут достигать 6%. Даже в самых эффективных сетях переменного тока с самым лучшим оборудованием потери будут на 30-40% больше, чем в HVDC Несколько процентов от полной мощности — вроде бы терпимая ерунда? Когда речь идет о сетях, передающих несколько гигаватт, каждый процент превращается в десятки потраченных впустую мегаватт, которые можно было бы использовать для электроснабжения маленького города. Не говоря уже о потерянной прибыли.

Прошлое, настоящее и будущее HVDC

HVDC-ветка в между Данией и Швецией передает 350 МВт всего по двум проводникам. Всего два провода — это отличительная особенность воздушных линий постоянного тока, в линиях переменного тока проводников больше в два-три раза. Встречаются и монополярные HVDC с всего одним проводником (второй вывод из выпрямителя соединяют с землей), но их использование несет проблемы для подземных металлоконструкций, поэтому чаще применяется биполярная схема с двумя проводниками. Источник: Shuttertock

HVDC является оптимальным решением для связи сетей стран, разделенных морем. Так ветка между итальянским городом Чепагатти и муниципалитетом Котор в Черногории, которая экспортирует электроэнергию в Италию, пролегает по дну Адриатического моря — используй эта 400-километровая ветка переменный ток, емкостные потери в кабеле были бы слишком большими, и это бы удорожало стоимость электроэнергии для Италии. Кстати, в строительстве этой линии участвовала Toshiba: мы поставили преобразователи напряжения.

Но всё же больше всего Toshiba поучаствовала в строительстве HVDC-сетей в Японии, где исторически сложилась очень необычная ситуация: западная часть страны эксплуатирует ток с частотой 60 Гц, а восточная — 50 Гц. Эта коллизия, которую уже невозможно устранить, возникла еще в конце XIX века, когда Япония одновременно закупила генераторы в Европе и США с выходной частотой тока 50 Гц и 60 Гц соответственно. Результатом поспешного решения далекого прошлого стала вынужденная необходимость строить HVDC-ветки для соединения энергосистем разных частей страны.

HVDC-сети и вставки постоянного тока в Японии помогала строить Toshiba. Первой стала вставка для соединения внутри страны сетей на 50 Гц и 60 Гц, построенная в 1977 году при участии Toshiba. Ее мощность на момент постройки составила 600 МВт. К 2021 году Toshiba провела глубокую модернизацию вставки, увеличив ее мощность на 900 МВт и уменьшив число используемых тиристоров, что позволило немного сэкономить на оборудовании.

Элегазовые выключатели и трансформатор на линии 550 кВ, соединяющей восточную и западную энергосети Японии. Источник: Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation

Первая высоковольтная линия постоянного тока, длиною 193 км, связала острова Хоккайдо и Хонсю в 1979 году. Сеть передает 300 МВт с напряжением 250 кВ. В 2000 году мы поставили тиристорные конверторы для мощнейшей подводной HVDC-линии между островами Сикоку и Хонсю — ветка передает 1400 МВт. На момент строительства линии в ней использовались самые крупные в мире тиристоры, которые в следующий раз применялись только 10 лет спустя при постройке китайской HVDC Lingbao 2.

Третья японская HVDC, построенная между островами Хоккайдо и Хонсю, была запущена совсем недавно — в 2019 году. Toshiba выступила главным поставщиком преобразователей на полярных транзисторах с изолированными затворами (IGBT).

На сегодняшний день в мире построено более 150 сетей HVDC и 50 вставок постоянного тока. Среди них есть как объекты, построенные в 1970-х годах прошлого века, так и совсем новые. Около 10 HVDC в Европе находятся в стадии строительства прямо сейчас с планируемым сроком запуска 2021-2025 годы. Строящиеся линии соединяют некоторые европейские страны с Великобританией (для выравнивания нагрузки на европейскую энергосеть), тянуть до которой подводный HVAC бессмысленно.

Однако интерес к HVDC-сетям в последние годы растет, и причина тому — «зеленая» энергетика. В отличие от угольных, газовых и атомных электростанций, возобновляемые источники энергии имеют очень четкую географию: в одних областях больше солнечных дней, в других чаще и стабильней дует ветер.

В Германии около 63 ГВт установленной мощности приходится на ветряные электростанции, 7,8 ГВт из которых — оффшорные станции, расположенные в Северном море в десятках километров от берега. Если нужно передать гигаватты мощности от «ветряков» по кабелям, лежащим под водой, лучшим выбором будет, как вы помните, сеть постоянного тока.

Вот так аккуратно выглядит конвертор для HVDC будущей оффшорной ветряной электростанции Dogger Bank на севере Великобритании. Агрегат будет полностью автономным, не требующим присутствия технического персонала. Источник: Aibel

В Австралии компания Sun Cable готовится приступить к постройке гигантской фотовольтаической (солнечной) электростанции, мощностью 14 ГВт. Причем электроэнергию с нее будут потреблять не в Австралии, а в Сингапуре, куда она будет поступать по подводной HVDC-сети.

Чем больше в мире будет появляться масштабных проектов, связанных с возобновляемыми источниками энергии, тем сильнее будут востребованы высоковольтные линии постоянного тока. Не стоит фантазировать о том, что однажды мечты Эдисона осуществятся и в наших розетках переменное напряжение сменится постоянным, — этого не будет, пожалуй, никогда. Тем лучше, что переменный и постоянный токи пришли к органичному сосуществованию и взаимовыручке в деле электроснабжения планеты.

Разница между переменным током (AC) и постоянным током (DC) | Сравните разницу между похожими терминами - Технология

Переменный ток (AC) против постоянного (DC)

Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC) - это два типа токов, которые используются для отправки электричества во все части мира. Оба тока имеют свои особенности с преимуществами и также используются в различных устройствах. В то время как постоянный ток однонаправлен и течет только в одном направлении, переменный ток растет и падает, постоянно меняя направление. Однако они похожи по своей природе, поскольку оба связаны с потоком электронов. Но на этом их сходство заканчивается, поскольку они фундаментально различны, и их различие начинается со способа их создания, а также того, как они передаются и используются.

Переменный ток

Переменный ток - это тип тока, который подается для электроснабжения домов и предприятий. Причина, по которой его предпочитают постоянному току, заключается в простоте его производства и передачи. На электростанциях, будь то угольные, ветряные или гидроэнергетические, ток вырабатывается вращающимися турбинами, которые, таким образом, производят переменный ток. При вращении турбина создает магнитное поле, которое толкает и притягивает электроны в проводе. Это постоянное толкание и вытягивание производит ток, который постоянно меняет направление, и, следовательно, переменный ток.

Постоянный ток

Постоянный ток - это тип тока, который вырабатывается источником, не имеющим движущихся частей. Хорошими примерами постоянного тока являются солнечные батареи и обычные батареи. Химическая энергия внутри батареи толкает электроны только в одном направлении, и, следовательно, возникающий ток также является однонаправленным. Одна уникальная вещь, о которой вы можете не знать, - это то, что большинство электронных устройств, таких как телевизоры и DVD, имеют встроенный адаптер переменного / постоянного тока, поскольку они работают от постоянного тока, а в домах - от переменного тока.

DC больше подходит для перевозки на большие расстояния, несмотря на то, что он не используется потребителями. Он преобразуется обратно в кондиционер перед отправкой в ​​дома и на предприятия.

Электронным устройствам необходим постоянный ток, что невозможно при переменном токе, поскольку он постоянно меняет направление. Однако существуют такие устройства, как лампочки, вентиляторы, КЛЛ и т. Д., Которые могут работать как от переменного, так и от постоянного тока, поскольку для них требуется только поток электронов, а направление для них не имеет значения. Вы можете не заметить, но когда лампочка горит от переменного тока, она постоянно включается и выключается, поскольку переменный ток меняет направление 50-60 раз в секунду. Но поскольку это изменение происходит так быстро, мы даже не можем заметить, горит ли лампочка или нет. Такие устройства, как стиральные машины, могут работать только от переменного тока, так как их двигатель может вращаться только от переменного тока. С автоматическими стиральными машинами это действительно усложнилось: двигатель работает от переменного тока, а его экран и компьютер работают от постоянного тока с помощью преобразователя постоянного тока.

Невозможно сравнивать переменный ток и постоянный ток, поскольку оба имеют свои преимущества, которые объясняются использованием домашних устройств. Оба они необходимы, и без них многие из устройств, на которые мы так сильно полагаемся, не будут работать.

Разница между напряжением переменного и постоянного тока

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

Содержание: напряжение переменного тока в сравнении с напряжением постоянного тока

    1. Сравнительная таблица
    2. Определение
    3. Основные отличия

Сравнительная таблица

База для сравнения Напряжение переменного тока Напряжение постоянного тока
Определение Напряжение переменного тока — это сила, которая создает переменный ток между двумя точками. Постоянное напряжение индуцирует постоянный ток между двумя точками.
Символическое представление
Частота Зависит от страны. Ноль
Коэффициент мощности От 0 до 1. 0
Полярность Изменения Остается неизменной
Направление Варьировать Оставаться прежним
На основе Генератор Элемент или батарея
Вместимость Высокая Низкая
Пассивный параметр Полное сопротивление Сопротивление
Амплитуда Есть Нет
Преобразование Использование инвертора. При использовании выпрямителя.
Трансформатор Требуется трансмиссия. Не требуется.
Фаза и нейтраль Есть Нет
Преимущества Простота измерения. Легко укрепить

Определение напряжения переменного тока

Напряжение, вызывающее переменный ток, известно как напряжение переменного тока. В катушке индуцируется переменный ток, поскольку проводник с током вращается в магнитном поле.При вращении кабеля магнитный поток уменьшается, а изменение потока вызывает в кабеле переменное напряжение.

Определение постоянного напряжения

Постоянное напряжение индуцирует постоянный ток. Волны только в одном направлении и величина напряжения всегда остается постоянной. Генерировать постоянное напряжение довольно просто и легко. Напряжение заставляет катушку вращаться в поле магнита. Катушка состоит из разъемного кольца и коммутатора, преобразующего переменное напряжение в постоянное.

Различия между переменным и постоянным напряжением

  • Напряжение, создающее переменный ток, называется переменным напряжением. Напряжение постоянного тока производит постоянный ток.
  • Частота переменного напряжения зависит от страны (чаще всего используются 50 и 60 Гц). Напротив, частота постоянного напряжения становится равной нулю.
  • Коэффициент мощности переменного тока изменяется от 0 до 1. Коэффициент мощности постоянного тока всегда остается равным 1.
  • Полярность переменного напряжения всегда меняется со временем, а полярность постоянного напряжения всегда остается постоянной.
  • Напряжение переменного тока однонаправленное, а напряжение постоянного тока двунаправленное.
  • Генератор вырабатывает переменное напряжение, а постоянное напряжение получает от элемента или батареи.
  • Эффективность переменного напряжения выше, чем постоянного.
  • Полное сопротивление — это пассивный параметр напряжения переменного тока, а для постоянного тока — сопротивление. Импеданс — это сопротивление, оказываемое напряжением току.
  • Напряжение переменного тока имеет амплитуду, в то время как напряжение постоянного тока не имеет амплитуды.Термин амплитуда обозначает максимальное расстояние, пройденное колебаниями и колебаниями тела.
  • Инвертор преобразует постоянный ток в переменный. Напротив, выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный.
  • Трансформатор
  • необходим для передачи переменного тока, но не используется для передачи постоянного тока.
  • Напряжение переменного тока является фазой и нейтралью, а напряжение постоянного тока не требует ни фазы, ни нейтрали.
  • Главное преимущество переменного напряжения в том, что его легко измерить.Преимущество постоянного напряжения заключается в том, что напряжение можно легко усилить. Усиление — это процесс увеличения мощности сигнала.
90 150 Соотношение между напряжением переменного и постоянного тока

Напряжение переменного тока Χ 1,414 = Вольт постоянного тока

.

Разница между подачей переменного и постоянного тока | Сравните различия между похожими терминами - Технология

Мощность переменного и постоянного тока

Мощность — это мера скорости прохождения энергии через проводник. Мощность, подаваемая от источника переменного тока, также является переменным током и известна как мощность переменного тока. Мощность, подаваемая от источника постоянного тока, не меняется со временем и называется мощностью постоянного тока. Характеристики мощности переменного тока по компонентам могут значительно отличаться от характеристик мощности постоянного тока применительно к той же цепи или компонентам.

Подробнее об источниках переменного тока

Источники переменного тока широко используются во всем мире. Основы электроэнергетики переменного тока были заложены американским ученым Николой Теслой в конце -го -го века 19 века. После долгих споров о безопасности и надежности переменный ток стал основным источником питания как для бытового, так и для промышленного оборудования.

Блок питания переменного тока обеспечивает синусоидальный ток и напряжение.Следовательно, мощность (или энергия, отдаваемая в единицу времени) не всегда постоянна. И напряжение, и ток, соответствующие их синусоидальной волне, имеют пиковое значение (В. Р. ) и минимальное значение.

Нецелесообразно использовать какие-либо из приведенных выше значений для представления переменного напряжения или тока. Среднее значение цикла синусоидальной формы дает нулевую мощность; следовательно, среднеквадратические значения (RMS) используются для представления переменных токов и напряжений (V RMS и I RMS ).Номинальное напряжение питающей сети, 110 В или 230 В, является действующим напряжением.

Соотношение между RMS Напряжение переменного тока и пиковое напряжение определяется формулой; аналогичным образом соотношение между RMS переменного тока и пиковым током определяется формулой. Мощность, подаваемая от источника переменного тока, определяется по формуле.

Переменный ток стал основным источником энергии, поскольку переменный ток может передаваться при очень высоких напряжениях и малых токах на большие расстояния.Переменная характеристика переменного тока сводит к минимуму потери энергии из-за сопротивления в проводниках при транспортировке на большие расстояния. Таким образом, выходное напряжение переменного тока от генератора усиливается трансформаторами до очень высокого напряжения с очень низким током, но при сохранении постоянной мощности. На сетевых подстанциях переменное напряжение понижается и распределяется на промышленность и население.

Подробнее о мощности постоянного тока

Мощность постоянного тока была доминирующей формой энергии, использовавшейся в 19 веке, когда Томас Альва Эдисон проложил путь индустриализации потребления электроэнергии.

Мощность, поступающая от источника постоянного тока, называется мощностью постоянного тока. Напряжение и ток цепи или компонента не изменяются в стабильных условиях в системе питания постоянного тока. Следовательно, скорость, с которой источник отдает энергию, остается неизменной. Связь между постоянным током и напряжением определяется формулой.

В большинстве распространенных электронных устройств, таких как компьютеры, стереосистемы и телевизоры, для работы используется постоянный ток.Поэтому переменный ток из коммунальной сети выпрямляется с помощью диодов или других выпрямителей и преобразуется в постоянный ток.

Мощность переменного тока в сравнении с мощностью постоянного тока

  • Мощность, поступающая от источника переменного тока, называется мощностью переменного тока, а мощность, поступающая от источников постоянного тока, называется мощностью постоянного тока
  • Мгновенные значения изменения тока и напряжения во времени в источниках питания переменные, а в источниках постоянного тока остаются постоянными.Следовательно, мощность переменного тока меняется со временем, а мощность постоянного тока — нет.
  • Мощность переменного тока может усиливаться и передаваться на большие расстояния, а изменения напряжения во времени позволяют трансформаторам усиливать напряжение переменного тока.
.

В чем разница между контактором переменного тока и контактором постоянного тока? - Выставка

В чем разница между контактором переменного тока и контактором постоянного тока? Почему я не могу обменять себя?

1. Отличие

1) Железный сердечник контактора переменного тока отличается: железный сердечник контактора переменного тока изготовлен из листов кремнистой стали, которые изолированы друг от друга и имеют форму двойной буквы E. сердечник контактора постоянного тока изготовлен в основном из мягкого железа, в основном U-образной формы.

2) Система гашения дуги отличается: в контакторе переменного тока применяется гашение дуги с разрывом, в контакторе постоянного тока используется магнитное устройство гашения дуги.

3) Витки катушки разные: Витков катушки контактора переменного тока мало, и они подключены к сети переменного тока. Контактор переменного тока разрывает цепь переменного тока. Контактор постоянного тока разрывает цепь постоянного тока. Рабочая частота контактора переменного тока составляет 600 раз/час при низкой стоимости использования, а рабочая частота контактора постоянного тока может достигать 2000 раз/час при высокой стоимости использования.

2. Контактор постоянного тока нельзя использовать в качестве контактора постоянного тока по следующим причинам:

1. Контактор переменного тока может заменить контактор постоянного тока в аварийной ситуации, а время всасывания не должно превышать 2 часов (т.к. катушки переменного тока рассеивают меньше тепла, чем катушки постоянного тока, это связано с их различной структурой) если вы действительно хотите использовать в течение длительного времени, вам нужно добавить сопротивление в катушку переменного тока, в то время как постоянный ток не может заменить контактор переменного тока.

2. Количество витков катушки контактора переменного тока меньше, а контактора постоянного тока больше, он может различать объем катушки. В случае, когда ток главной цепи велик (Ie > 250 А), в контакторе используется двухобмоточная катушка реле постоянного тока с высоким сопротивлением и малым током. Если соединение переменного тока не нарушено, иногда открыто, а иногда замкнуто, но реактивное сопротивление катушки реле переменного тока мало, ток большой, при подключении к постоянному току это повредит катушку.

3. Обороты катушки контактора переменного тока малы и сопротивление низкое. Когда катушка подключена к переменному току, создается большое индуктивное сопротивление, эта индуктивность намного больше, чем сопротивление катушки, и ток возбуждения катушки в основном зависит от величины индуктивности. Если постоянный ток проходит, катушка становится чисто резистивной нагрузкой. В это время ток, протекающий через катушку, будет очень высоким, что нагреет катушку или даже сожжет ее.

.

Разница между контактором постоянного тока и контактором переменного тока

Разница между контактором постоянного тока и контактором переменного тока

1. Сердечник: сердечник контактора переменного тока с силиконовой изоляцией, стальной лист, наложенный внахлест и наложенный друг на друга и изготовленный из двойного Е-образного сердечника контактора постоянного тока через весь кусок мягкого железа. , преимущественно П-образной формы.

2. Дуговая система: контактор переменного тока использует систему стирания, а контактор постоянного тока использует магнитное отталкивающее устройство.

3. Катушка RPM: катушка контактора переменного тока уменьшает доступ к сети переменного тока, источнику питания переменного тока и скорость вращения источника питания переменного тока; Контактор переменного тока отключается от цепи переменного тока, обрыв контактора постоянного тока – постоянное замыкание. Рабочая частота контактора переменного тока до 600 раз/час, использование низкой стоимости и касательности постоянного тока рабочей частоты до 2000 раз/час, использование высокой стоимости.

Почему нельзя заменить:

1.Контактор переменного тока в аварийной ситуации может заменить контактор постоянного тока, время всасывания не может превышать 2 часов (поскольку охлаждающий змеевик охлаждается по сравнению с разницей постоянного тока, которая зависит от их различной структуры), действительно долгое время, чтобы использовать лучшую катушку переменного тока в серии. сопротивления, поэтому постоянный ток не может заменить контактор переменного тока.

2. Катушка контактора уменьшена, количество катушек контактора постоянного тока возвращается из объема катушки, можно отличить, что ток главной цепи слишком велик, контактор с последовательной обмоткой.

3. Реактивное сопротивление катушки реле постоянного тока велико, ток мал. Если вы говорите, что питание в сети в порядке, когда у вас есть время. Реактивное сопротивление катушки реле мало, ток большой, при подключении к постоянному току катушка повредится.

Катушка контактора переменного тока снижает низкое сопротивление, когда катушка переменного тока вызывает большую индуктивность, ощущение сопротивления намного больше, чем сопротивление катушки, ток возбуждения катушки в основном зависит от величины сопротивления.Вход постоянного тока, катушка становится чистой нагрузкой, и тогда ток через катушку будет велик, так что катушка нагреется и даже сгорит. Контактор нельзя использовать в качестве контактора постоянного тока.

.

Разница между конденсатором переменного тока и конденсатором постоянного тока (наука и природа)

Конденсатор переменного тока против конденсатора постоянного тока

Конденсатор переменного тока и конденсатор постоянного тока, чтобы узнать разницу между этими конденсаторами, сначала нам нужно знать, что такое конденсатор. По сути, это электронное устройство, состоящее из двух проводящих пластин, разделенных изолирующей средой. Емкость конденсатора зависит от площади поверхности пластин и расстояния между пластинами (которое зависит от толщины изолирующей пластины).Емкость или стоимость конденсатора определяется в микрофарадах, которые составляют миллионную долю фарада. Конденсатор изобрел немецкий ученый Эвальд Георг в 1745 году. Он взял стеклянную банку, частично наполнил ее водой и запечатал банку пробкой, через которую проходила проволока. Провод погружали в воду и подключали к источнику статического электричества, заряжая банку.

На практике конденсатор можно рассматривать как аккумулятор. Но там, где батарея вырабатывает электроны на одном выводе и поглощает их на другом, конденсаторы только хранят электроны.Конденсатор легко сделать из двух кусков алюминиевой фольги, разделив их листом бумаги. Конденсаторы широко используются в устройствах и гаджетах, таких как радиосхемы, часы, будильники, телевизоры, компьютеры, рентгеновские и магнитно-резонансные аппараты и многие другие устройства с электронным управлением.

Основное различие между конденсатором переменного тока и конденсатором постоянного тока

Когда конденсатор подключен к батарее, он не позволяет току течь между полюсами батареи после зарядки конденсатора.Таким образом, он блокирует постоянный ток. Но в случае переменного тока ток через конденсатор протекает непрерывно. Это связано с тем, что конденсатор заряжается и разряжается с частотой тока. Таким образом, конденсатор позволяет току течь непрерывно, если это переменный ток.

Конденсатор и постоянный ток

Когда конденсатор подключен к источнику постоянного тока, ток сначала увеличивается, но как только напряжение на клеммах конденсатора сравняется с приложенным напряжением, ток прекращается.Когда ток перестает течь от источника питания к конденсатору, говорят, что он заряжен. Теперь, когда источник постоянного тока отключен, конденсатор будет удерживать напряжение на своих клеммах и оставаться заряженным. Чтобы разрядить конденсатор, просто коснитесь внешних проводов вместе. Разумно помнить, что конденсатор не может заменить батарею и служит только для восполнения очень малых перепадов напряжения.

Конденсатор и переменный ток

При подключении к конденсатору источника переменного тока ток протекает только до тех пор, пока источник питания включен и подключен.

.

Защита фотоэлектрических установок - Профессиональный электрик

Несмотря на то, что решения и действия польских государственных органов не относятся с должной добротой к возобновляемым источникам энергии, их использование, в частности получение энергии из солнечного излучения, распространяется в Польше. Это создает новые и специфические требования к правильной и, прежде всего, безопасной эксплуатации электрических устройств. NOARK Electric предлагает инновационные решения, предназначенные для защиты фотоэлектрических установок.

Коммутационные и защитные устройства

Есть три основных различия между домашним фотоэлектрическим приложением и другой традиционной системой постоянного тока. Первый связан с высоким напряжением, которое обычно находится в диапазоне 400–1000 В постоянного тока. Еще одно отличие связано с тем, что ток короткого замыкания панелей близок к их номинальному току. Последним и наиболее важным отличием является изменение полярности тока, протекающего через автоматический выключатель или выключатель при неисправности фотоэлектрической системы.Эти проблемы устанавливают совершенно новые требования к проектированию, конструкции и эксплуатации компонентов постоянного тока, таких как автоматические выключатели или переключатели. Одной из важнейших частей фотоэлектрической системы являются устройства защиты и управления. Это защита от перегрузки по току (выключатели, предохранители), разъединители и разрядники для защиты от перенапряжения. Система управления или измерения также может использоваться в более крупных фотогальванических приложениях. Конфигурация устройств зависит от размеров системы, количества цепочек (цепочек, цепочек, в которые объединяются модули), их подключения и других требований.Устройства обычно устанавливаются в специальных корпусах постоянного тока.

Защита от перегрузки по току

Рис. 2 Рис. 3

В первую очередь при проектировании фотоэлектрической системы необходимо учитывать назначение устройств перегрузки по току. Это отличается для защиты одной строки и одновременной защиты нескольких строк.
В то время как защита проводников от перегрузок и термических повреждений основана на тех же принципах, что и любая другая электрическая система, проектирование защиты от короткого замыкания осуществляется по совершенно другой процедуре.Необходимо установить токовые защиты для всех отдельных цепочек. Наиболее важными параметрами при выборе соответствующего защитного устройства являются номинальный ток и его коммутационная способность при коротком замыкании.
Типичные токи короткого замыкания в фотогальванических системах лишь примерно на 10 % превышают номинальные значения. Это совершенно другое явление по сравнению с любой системой постоянного или переменного тока. Это значительно усложняет защиту панелей, так как нет устройств защиты, способных быстро отключать такие токи короткого замыкания.
В соответствии со стандартом IEC 62548-1 необходимо установить устройство защиты панели или цепи. По сути, есть два устройства для защиты панелей и стрингов, т.е. автоматические выключатели и основания предохранителей с плавкой вставкой.
Наиболее надежным способом защиты фотоэлектрических цепей являются специальные автоматические выключатели постоянного тока. Однако стандартные автоматические выключатели постоянного тока с постоянной полярностью не обеспечивают достаточную защиту и надежность системы. Из-за возможности смены полярности в фотогальванических системах, напр.в случае помех следует использовать независимые от поляризации устройства. В связи с этим NOARK Electric предлагает свои аппараты типа Ex9BP-N и Ex9BP-H (рис. 1) на ток короткого замыкания 6 и 10 кА соответственно. Эти типы аппаратов рассчитаны на максимальное напряжение 1000 В постоянного тока, что соответствует количеству четырех модулей автоматических выключателей (250 В на полюс). Номинальный ток аппарата можно выбрать в диапазоне от 10 до 63 А для характеристик C и K.
Использование автоматических выключателей Ex9BP для фотоэлектрических приложений NOARK Electric дает четыре основных преимущества.Во-первых, в случае срабатывания автоматического выключателя их можно переподключить без каких-либо дополнительных затрат, таких как покупка новой плавкой вставки. Еще одним преимуществом этого типа камер является возможность добавления аксессуаров. Дополнительные вспомогательные контакты могут быть установлены для сигнализации положения рычага и дистанционного отключения фотоэлектрической системы с помощью расцепителей. Третьим преимуществом автоматических выключателей максимального тока является их отключающая функция, а четвертым - возможность эксплуатации неквалифицированными лицами, что имеет особое значение при размещении установок на крышах жилых домов.

Рис. 4 Рис. 5

Еще одним базовым устройством для защиты фотоэлектрических систем являются держатели предохранителей с цилиндрической плавкой вставкой. В предложении NOARK Electric это изделие Ex9FP (рис. 2). Преимуществом использования оснований предохранителей Ex9FP является их низкая себестоимость. Еще одним преимуществом этого устройства является небольшое пространство, необходимое для установки камеры. В случаях, когда требуется отключить оба полюса в цепочке, следует использовать двухполюсные основания предохранителей.Однако следует помнить, что основания предохранителей с цилиндрическими плавкими вставками не являются выключателями-разъединителями, т. е. их рабочая категория DC-20 (соединение без нагрузки). В том случае, если это устройство должно дополнительно выполнять роль выключателя-разъединителя, в соответствии с HD 60364-7-712:2005 необходимо использовать дополнительное устройство - разъединитель. Его задачей будет отключение частей фотоэлектрической системы раньше, чем основание предохранителя. Другая проблема заключается в том, что все держатели предохранителей с цилиндрическими предохранителями предназначены для использования и эксплуатации квалифицированными электриками.
Вышеупомянутые разъединители также могут быть включены в связки. Если в цепочке уже имеется выключатель максимального тока Ex9BP, нет необходимости использовать отдельный выключатель-разъединитель, так как эти выключатели можно использовать и для отключения цепи. В противном случае необходимо установить выключатель-разъединитель, который также должен быть неполяризованным. NOARK Electric предлагает серию выключателей-разъединителей постоянного тока Ex9IP (рис. 3). Это устройства на максимальное напряжение 1000 В постоянного тока (аналогично выключателям максимального тока - 250 В на полюс), до номинального тока 63 А.Его категория использования - DC-22B.

Защита от перенапряжения и молнии

Рис. 6. Рис. Како

Каждая фотогальваническая система подвержена воздействию молнии и перенапряжения, поэтому необходимо использовать ограничители перенапряжения. Помимо соответствующего класса ограничителя и правильно подобранных параметров, важно выбрать разрядник, предназначенный для соответствующей конфигурации фотоэлектрической системы (заземленная или незаземленная фотоэлектрическая система).
Компания NOARK Electric ввела в свой ассортимент ограничители перенапряжений, предназначенные для заземленных и незаземленных фотоэлектрических установок серии Ex9UEP тип II (рис. 4). Пользователь может выбрать из двух типов ограничителей: на напряжение U cpv , равное 600 В постоянного тока (вариант шириной в два модуля) и 1200 В постоянного тока (вариант шириной в три модуля). Возможна оптическая сигнализация о перегорании вставки, ее замена без отсоединения базы устройства и дистанционная сигнализация с использованием опционального вспомогательного контакта.Для эффективной защиты незаземленных установок, наиболее распространенных в Европе, разрядники защиты от перенапряжения должны быть заземлены. В этом принципиальное различие между заземленными и незаземленными приложениями. Схемы подключения разрядников постоянного тока серии Ех9УЭП к незаземленной установке показаны на рис. 5.

Принципы и критерии выбора залога

Рис. 7

Наиболее распространенной причиной короткого замыкания в панели или цепочке является электрический пробой. Поврежденная панель или гирлянда не производят электричество, а проводят электричество (работа установки при коротком замыкании в одной из гирлянд - рис.6). В этом случае выходная мощность инвертора обычно равна нулю, потому что напряжение слишком низкое и не находится в диапазоне напряжений, в котором инвертор может работать должным образом. Другой проблемой, особенно при большом количестве параллельных соединений гирлянд (токи гирлянд складываются), является большая перегрузка проводов, соединяющих поврежденную гирлянду с остальными. Номинальный ток и характеристики срабатывания устройства защиты зависят от параметров ячеек в данной цепочке. С одной стороны, предохранительные устройства должны должным образом защищать установку, а с другой стороны, обеспечивать ее работу при отсутствии помех.Основным параметром панели является ток в точке максимальной мощности I mpp . Значение этого тока должно быть ниже тока срабатывания защитного устройства. Существует два метода выбора подходящей ценной бумаги. Первое решение дано в стандарте IEC 62548-1, в котором указано, что ток срабатывания автоматического выключателя должен быть в 1,4–2,0 раза больше тока короткого замыкания I sc панели. Для выполнения этого требования необходимо знать времятоковые характеристики используемого защитного устройства.Второе решение исходит непосредственно от производителей фотоэлектрических панелей. В технических данных производителя данной панели указано максимальное значение тока предохранителя, которое может быть защищено панелью. Это связано с максимально допустимым током блокировочных диодов, подключенных внутри панели. Например, для защиты поликристаллической фотогальванической панели со следующими параметрами: мощность в точке максимальной мощности P mpp = 240 Вт p , ток в точке максимальной мощности I mpp = 8,2 А, ток короткого замыкания I sc = 8, 62 А, максимальное значение тока предохранителя 15 А (технические данные солнечной панели Astronergy CHSM6610P).Одним из способов защиты будет использование автоматического выключателя максимального тока. Стандарт PN-EN 60947-2, в соответствии с которым должны быть изготовлены и испытаны автоматические выключатели, определяет ток несрабатывания I nf = 1,05 × I n и ток отключения I f = 1,30 × I. н . На основе стандарта IEC 62548-1 приведены два уравнения:

  • I nf ≥ 1,4 × I sc
  • I f ≤ 2,0 × I sc> / sub>

Для номинального тока I n автоматического выключателя:
I n ≥ (1,4 x I sc ) / 1.05
и
I n ≤ (2,0 x I sc ) / 1,3

Рис. 8

Это означает, что для ячейки с пиковой мощностью 240 Вт p рекомендуемый номинальный ток автоматического выключателя составляет 11,49 A ≤ I n ≤ 13,26 A. Также возможно использование автоматического выключателя с более низким номинальным током. Текущий. Однако во избежание нежелательного отключения должно выполняться условие I nf > I sc (значение тока Isc может быть достигнуто и при нормальной работе при включении следящих устройств инвертора).Кроме того, необходимо учитывать определенный диапазон токовых допусков. В любом случае номинальный ток автоматического выключателя должен быть меньше указанного максимального тока предохранителя. Правильная работа фотоэлектрических панелей показана на рисунке 7.

Резюме

Рис. 9

Фотогальваника развивается очень динамично, и Польша имеет одни из лучших условий для использования солнечной энергии в этой части Европы. Все аспекты, представленные в статье, существенно отличают фотогальванические приложения от других систем переменного или постоянного тока, а это означает, что для правильной защиты такой установки необходимы профессиональный подход и технические знания.Вот почему охранное оборудование является таким важным элементом фотоэлектрических систем. Компания NOARK Electric, основываясь на опыте, полученном в других странах Европы и мира, где фотогальваника является одним из основных источников энергии, представила на польском рынке проверенные решения для обеспечения безопасности фотоэлектрических систем. На все оборудование для защиты фотоэлектрических систем распространяется 5-летняя гарантия, как и на все другие устройства. Карточки-каталоги, инструкции по сборке и декларации соответствия доступны на польском языке на сайте.

Grzegorz Waligórski
Менеджер по маркетингу
- NOARK Electric Sp. о.о. 90 100

Где заказать?

Вас интересуют аналогичные товары или услуги?
Нажмите на выбранную визитную карточку, чтобы узнать больше.

.

Как работают токоизмерительные клещи? Как снять мерки?

Токоизмерительные клещи: что это, для чего?

Токоизмерительные клещи представляют собой измерительные приборы, предназначенные, в первую очередь, для измерения силы тока с использованием принципа трансформатора тока. Токоизмерительные клещи используются для измерения силы электрического тока, как переменного, так и постоянного, протекающего в любых цепях. Цепь находится под напряжением во время измерения. Для того, чтобы произвести измерение, достаточно накрыть кабель питания тестируемой цепи (приемника) измерительными клещами и считать его с ЖК-дисплея.Так что нет необходимости разрывать цепь, как это делается при измерении силы тока мультиметром. Это позволяет значительно сократить время измерения.
Токоизмерительные клещи идеально подходят для измерения малых и больших токов в различных цепях. Таким образом, их можно использовать, например, для измерения силы тока автомобильного стартера или силы тока зарядки аккумуляторной батареи, силы тока электродвигателя переменного или постоянного тока при нормальной работе, а также пускового тока или тока холостого хода и т. д. .

Конструкция и работа токоизмерительных клещей

Хотите узнать, как работают токоизмерительные клещи? Эти устройства измеряют переменный ток и (некоторые модели) постоянный ток. Принцип работы счетчиков различается в зависимости от вида измеряемого тока.

Токовые клещи измеряют переменный ток и работают по принципу трансформатора тока. При обжиме губок прибора или размещении гибкого токоизмерительного зонда вокруг проводника переменного тока в ферромагнитном сердечнике губок создается переменное магнитное поле, которое индуцирует ток во вторичной обмотке, также намотанной вокруг сердечника.Этот ток подается на токоизмерительный шунт, расположенный на входе счетчика, откуда он отображается на ЖКИ как результат измерения после подключения к преобразователю переменного тока. Первичная обмотка представляет собой один проводник, тот самый, на котором производится измерение и вокруг которого зажимаются губки (или гибкий щуп). Это означает, что токоизмерительные клещи имеют вторичную обмотку в измерительной цепи и первичную обмотку на токоизмерительных клещах, которая зажимается на проводнике, в котором производится измерение.

Токоизмерительные клещи постоянного тока измеряют постоянный ток и работают в соответствии с эффектом Холла, который представляет собой разность потенциалов в проводнике, по которому течет электрический ток, когда проводник находится в магнитном поле, поперечном току.Полупроводниковые датчики Холла используются в токоизмерительных клещах постоянного тока. Это магнитометры, которые определяют интенсивность магнитного потока.

.

Смотрите также