Переменный ток и его особенности

Содержание

При постоянном напряжении все просто, ток будет в любой момент времени равен напряжению, разделенному на сопротивление, а мощность – произведению тока на напряжение. С переменным током все гораздо интереснее.

Начнем с того, что сопротивления при переменном токе бывают активные и реактивные. В чем же их отличие?

Активные сопротивления – это резистор, лампочка, любой нагревательный элемент типа электрочайника. Если в цепи переменного тока есть только активные сопротивления, то с ним будет все так же просто, как и с постоянным. А все потому, что ток в каждый момент времени будет считаться по закону Ома, а значит и меняться ток будет синхронно с напряжением, как на графике снизу:

 

Рисунок 1 — График активного сопротивления.

Реактивные сопротивления – это такие элементы, как емкости и индуктивности. В одни моменты они «мешают» току, в другие – наоборот, помогают.

Это напоминает попытки идти от берега по дну моря в сильное волнение. Волна то помогает идти, то мешает, но не замедляет продвижения в целом.

Емкостное реактивное сопротивление. Емкость или конденсатор – это элемент, который может заряжаться, запасая электрическое напряжение, а затем отдавать его в цепь. В цепях переменного тока это приводит к тому, что ток начинает «опережать» напряжение. Ведь пока напряжение растет, конденсатор заряжается, и ток в цепи максимален. А когда напряжение достигает максимума, конденсатор уже полностью заряжен и ток будет равен нулю.

 

Рисунок 2 — График емкостного реактивного сопротивления.

Индуктивное реактивное сопротивление работает наоборот. Индуктивность – это электромагнит, трансформатор, дроссель, электродвигатель, в общем все, где есть катушки или обмотки. Индуктивность обладает инерцией, то есть может запасать ток, а значит, пока напряжение растет, ток еще не разогнался и будет минимальным.

А максимума ток достигнет только к моменту, когда напряжение уже пройдет верхнюю точку и начнет снижаться. То есть ток «запаздывает».

 

Рисунок 3 — График индуктивного реактивного сопротивления.

Таким образом, мы видим, что потребляют мощность от сети безвозвратно только активные потребители. Реактивные же то потребляют, то возвращают энергию в сеть.

Поэтому и мощность различают активную, реактивную и полную.

Полная мощность считается точно так же, как и для постоянного тока и равна произведению тока на напряжение. Поэтому, полная мощность и измеряется в Вольт-Амперах или ВА.Полная мощность состоит из активной и реактивной, а складываются они геометрически в виде треугольника:

 

Рисунок 4 — Треугольник мощностей.

Активная мощность измеряется в Ваттах (Вт) – это та мощность, которая потребляется непосредственно потребителем и преобразуется в другие виды энергии, такие как тепло, свет, звук, механическая энергия.

Реактивная мощность то потребляется, то возвращается обратно, поэтому бытовые электросчетчики ее не учитывают, однако она тоже «ходит» по проводам, а значит их толщина должна учитывать и эти паразитные токи. К тому же, реактивная мощность, проходя через провода, заставляет их нагреваться, выступая в роли дополнительных активных потребителей.

Для определения доли активной мощности в полной, существует величина, называемая cosф, PF или коэффициент мощности. Это косинус того самого фазового угла в треугольнике мощностей, равный активной мощности, разделенной на полную.Чем он ближе к 1, тем меньше реактивной составляющей. Чтобы наглядно представить себе всю эту картинку, представим себе холодненькую кружку с пивом. Если половина общего наливаемого объема – пена, то чтобы выпить 0,5 литра напитка, нам понадобится литровая кружка:

 

Рисунок 5 — График коэффициента мощности.

Вопросы для самопроверки:

1. Есть электрочайник на 220В, мощностью 2000Вт. Какое для него нужно сечение медного провода?
2. Есть устройство на 220В, потребляющее 3000Вт и имеющее PF=0,7. Хватит ли для его подключения медного провода сечением 1,5мм2? Если нет, то какой провод нужен?

03.13.2023

Профессиональное обучение светодизайну от SWG

Новости

10.26.2022

Наша компания участвует в выставке Art Dom 2022

Новости

06.03.2022

Светодиодные модули. Устройство. Виды модулей. Монтаж и подключение

Освещение в квартире

06.03.2022

ТОП 6 идей по использованию светодиодной ленты SWG в интерьере

Освещение в квартире

06.03.2022

220В лента, особенности подключения и монтажа

Освещение в квартире

06.03.2022

Освещение для большого офиса в центре Москвы: подбор и особенности

Освещение в квартире

06.03.2022

НЕСКУЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ЗАГОРОДНОГО ДОМА

Освещение в квартире

06. 03.2022

ОСВЕЩЕНИЕ ФИТНЕС ЦЕНТРА

Освещение в квартире

06.02.2022

Почему нет бина на RGB ленте?

Освещение в квартире

04.29.2022

Сколько светильников нужно в офис, размеры которого заставляют сотрудников ездить на самокатах?

Вопрос-ответ

04.29.2022

Традиционные источники света (лампы). Их питание и диммирование

Освещение в квартире

04.28.2022

Слои освещения на примере кухонной зоны

Освещение в квартире

Электротехника

Электротехника

Ломоносов В. Ю. и др. Электротехника/В. Ю. Ломоносов, К. М. Поливанов, О. П. Михайлов. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 400 с. Приводятся основные понятия об элементах электрической цепи, методах расчета простых цепей постоянного и переменного тока. Дается общее описание физических процессов, происходящих в электрическом и магнитном полях. Излагается принцип действия полупроводниковых приборов, электрических машин и аппаратов, электроизмерительных приборов. Приводятся сведения о применении электронных вычислительных устройств в электротехнике. Для читателей, интересующихся основами электротехники и электроники. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ ГЛАВА ПЕРВАЯ. ТОК И НАПРЯЖЕНИЕ 1.2. ПРОСТЕЙШАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1.3. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ 1.4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ 1.5. ВКЛЮЧЕНИЕ АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА 1.6. МОЩНОСТЬ 1.7. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦЕПИ И ЗАКОН ОМА 1.8. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ 1.9. ПОЧЕМУ ЦЕПИ, ПОДЧИНЯЮЩИЕСЯ ЗАКОНУ ОМА, НАЗЫВАЮТ ЛИНЕЙНЫМИ 1.10. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ 1.11. ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ 1.12. ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА И ЗАКОН ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА 1. 13. НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА И ЕГО ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ 1.14. НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА И ВЫПРЯМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 1.15. АККУМУЛЯТОРЫ И ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 1.16. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ 1.17. ТОК В СЛОЖНЫХ ЦЕПЯХ 1.18. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА И ПОТЕРЯ НАПРЯЖЕНИЯ 1.19. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ПОТЕНЦИАЛ 1.20. ЗАКОНЫ КИРХГОФА ГЛАВА ВТОРАЯ. МАГНИТЫ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА 2.1. МАГНИТЫ И МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 2.2. МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА 2.3. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ДЕЙСТВУЕТ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ 2.4. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 2.6. НАГЛЯДНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ 2.7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ 2.8. ИЗМЕНЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЗДАЕТ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩУЮ СИЛУ 2.9. ПРАВИЛО ЛЕНЦА 2.10. МАГНИТНЫЙ ПОТОК 2.11. ЗАКОН НАВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ 2.12. НАВЕДЕНИЕ ЭДС В ПРЯМОЛИНЕЙНОМ ПРОВОДНИКЕ, ДВИЖУЩЕМСЯ В ПОЛЕ 2.13. ВЗАИМНАЯ ИНДУКДИЯ 2.14. САМОИНДУКЦИЯ 2.15. ВЛИЯНИЕ САМОИНДУКЦИИ НА ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ 2.16. ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ЖЕЛЕЗО В МАГНИТНОМ ПОЛЕ. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ. ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ 3.1. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПРИ ОТСУТСТВИИ ЖЕЛЕЗА 3.2. НАМАГНИЧИВАНИЕ ЖЕЛЕЗНОГО КОЛЬЦА 3.3. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ 3.4. РАСЧЕТ ПОЛЯ В КОЛЬЦЕВОЙ КАТУШКЕ СО СПЛОШНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ ПО МАГНИТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ 3.5. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА ДЛЯ ОДНОРОДНОГО ПОЛЯ В ФЕРРОМАГНИТНОЙ СРЕДЕ 3.6. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА ДЛЯ ПОЛЯ В НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ 3.7. СТАЛЬНОЕ КОЛЬЦО С РАЗРЕЗОМ 3.8. НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ 3.9. НАМАГНИЧЕННОСТЬ ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 4.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ 4.2. ИЗОЛЯТОРЫ И ПРОВОДНИКИ 4.3. ПРОСТЕЙШИЕ ОПЫТЫ С НЕПОДВИЖНЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ЗАРЯДАМИ (ЭЛЕКТРОСТАТИКА) 4.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 4.5. НАПРЯЖЕНИЕ (РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ) 4.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ 4.7. КОНДЕНСАТОР В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ 4.8. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ ГЛАВА ПЯТАЯ. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК 5.1. ЗАЧЕМ НУЖЕН ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК? 5.2. ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 5.3. ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 5.4. СИНУСОИДА 5.5. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВА ШЕСТАЯ. ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.1. КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.2. ФАЗОВЫЙ СДВИГ В ИНДУКТИВНОЙ ЦЕПИ 6.3. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ 6.4. КОНДЕНСАТОВ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.5. КОМПЕНСАЦИЯ СДВИГА ФАЗ 6.6. РАСЧЕТ ПРОСТЕЙШИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.7. РЕЗОНАНС ТОКОВ 6.8. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ ГЛАВА СЕДЬМАЯ. ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК 7.1. ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА 7.2. РАЗМЕТКА КОНЦОВ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ 7.3. СЛОЖЕНИЕ ФАЗНЫХ ЭДС 7.4. СОЕДИНЕНИЕ В ЗВЕЗДУ 7.5. СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ 7.6. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 7.7. ПОТЕРИ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ГЛАВА ВОСЬМАЯ. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ НА МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРАХ 8.1. КАК РАБОТАЕТ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОР 8.2. ПРОСТЕЙШИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 8.3. О ТОЧНОСТИ ВЫЧИСЛЕНИЙ 8. 4. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРЫ 8.5. РАСЧЕТЫ НА ПРОГРАММИРУЕМЫХ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРАХ ГЛАВА ДЕВЯТАЯ. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 9.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ 9.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ. ВЫПРЯМИТЕЛИ 9.3. ТРАНЗИСТОРЫ. УСИЛИТЕЛИ ЭЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 9.4. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ 9.5. ГЕНЕРАТОРУ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 9.6. ТИРИСТОРЫ, УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ 9.7. КЛЮЧИ 9.8. НЕИЗБЕЖНОСТЬ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ 9.9. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ ГЛАВА ДЕСЯТАЯ. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 10.1. НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 10.2. МАГНИТНАЯ СИСТЕМА МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОМА 10.3. КОЛЛЕКТОР 10.4. ЯКОРНЫЕ ОБМОТКИ 10.5. РАБОЧИЙ РЕЖИМ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА 10.6. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ МАШИН 10.7. ОБРАТИМОСТЬ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ 10.8. ДВИГАТЕЛИ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ. ТРАНСФОРМАТОРЫ 11.1. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА 11.2. РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРА 11. 3. ТРАНСФОРМАТОР ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 11.4. ПОТЕРИ В ТРАНСФОРМАТОРЕ 11.1. АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.1. ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.2. СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.3. ТРЕХФАЗНЫЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.4. РАБОТА СИНХРОННЫХ МАШИН 12.5. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 12.6. ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 12.7. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ 12.8. КПД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ 13.1. ВЫКЛЮЧАТЕЛИ, КНОПКИ И КЛАВИШИ 13.2. РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ 13.3. ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ 13.4. КОНТАКТОРЫ 13.5. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ 13.6. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ, РЕЛЕ ТОКА И ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ 13.7. ПУТЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ 14.1. КАК СОСТАВЛЯЮТСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 14.2. ДВА ТИПА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ 14.3. КАК ВКЛЮЧИТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ 14.4. СХЕМЫ ТОРМОЖЕНИЯ 14.5. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 14. 6. КАК ОПИСАТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ СХЕМУ ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ. ИЗМЕРЕНИЯ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 15.1. РОЛЬ ИЗМЕРЕНИЙ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 15.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 15.3. ШУНТЫ И ДОБАВОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 15.4. ИЗМЕРЕНИЕ ОЧЕНЬ МАЛЫХ ТОКОВ. ГАЛЬВАНОМЕТРЫ 15.5. ПРИБОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 15.6. КАК ИЗМЕРИТЬ МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 15.7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЧЕТЧИК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 15.8. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ В ЦЕПЯХ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 15.9. САМОПИСЦЫ И ОСЦИЛЛОГРАФЫ 15.10. ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ 15.11. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ

ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА

• Главная
• Четыре-но-четыре

Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.

Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.

Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?

МИКРОЭ 4-20 мА R Щелчок

Остался только 1! COM-18790

$30,95

Избранное Любимый 0

Список желаний

МИКРОЭ 6 ДОФ ИМУ 3 Щелчок

Нет в наличии SEN-18795

Избранное Любимый 0

Список желаний

МИКРОЭ Терминал 2 Нажмите

Нет в наличии DEV-20505

11,95 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

Набор микромодов SparkFun Constellation

В наличии КОМПЛЕКТ-21224

29,95 $

Избранное Любимый 5

Список желаний

Workspace Hacks, SparkX Highlights и проекты с RFID и Artemis

20 апреля 2021 г.

Ознакомьтесь с полным цифровым бонусным изданием журнала Elektor Magazine с пятью дополнительными статьями

Избранное Любимый 0

Я кричу, ты кричишь, мы все кричим для шелкографии

9 июня, 2021

Небольшие партии заказов на печатные платы теперь доступны каждому. Но если вы переходите стадию прототипа, вы хотите, чтобы ваши платы не только хорошо работали. Вы также хотите, чтобы они хорошо выглядели. Как всегда, SparkFun здесь, чтобы помочь.

Избранное Любимый 2

Руководство по экспериментам для RedBot с шасси Shadow

28 мая 2015 г.

Это руководство по экспериментам предлагает девять экспериментов, которые помогут вам начать работу с SparkFun RedBot. Это руководство предназначено для тех, кто знаком с нашим набором изобретателя SparkFun и хочет поднять свои знания в области робототехники на новый уровень.

Избранное Любимый 11

• Электроника SparkFun®
• 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
• Настольный сайт

• Ваш счет
• Авторизоваться
• регистр

Переменный ток: определение, примеры, символ

Переменный ток (AC) представляет собой ток, который периодически изменяет свою величину во времени в синусоидальной форме. Основной характеристикой переменного тока является переменная величина между положительными и отрицательными значениями.

Современные электростанции производят электроэнергию в виде переменного тока. Переменный ток распределяется в жилых и коммерческих помещениях, и это основная форма электроэнергии, которую мы используем во всех наших электроприборах.

Как производится переменный ток?

Переменный ток вырабатывается генератором переменного тока , который состоит из провода, вращающегося в магнитном поле, создаваемом магнитами. Когда провод вращается в магнитном поле, он пересекает линии магнитного потока. Изменяющийся магнитный поток через провод создает силу (электродвижущую силу), которая перемещает электрические заряды по проводу. Циркулирующий проводящий провод создает колебательный электрический ток, текущий в двух направлениях в зависимости от различной полярности магнита.

Элементарный генератор (электрический генератор переменного тока, который создает одно постоянно переменное напряжение)

Ознакомьтесь с нашим объяснением ЭДС и внутреннего сопротивления для получения дополнительной информации об электродвижущей силе.

График переменного тока

Поскольку переменные токи движутся периодически и синусоидально, их движение может быть представлено синусоидальным графиком . График переменного тока (который вы можете увидеть ниже) выражает зависимость между напряжением и временем.

AC меняет свою интенсивность во времени, чередуя положительных и отрицательных значений . Это означает, что когда переменный ток течет по цепи, ток будет течь через компоненты в обоих направлениях. Переменный ток достигает максимального и минимального значений по величине и затем будет колебаться между ними (±I _max ), повторяя этот цикл каждый период времени T.

График постоянного тока

График, иллюстрирующий движение постоянный ток (DC) показан ниже. Постоянный ток имеет постоянную величину во времени (другими словами, он не колеблется).

На графике вы можете увидеть переменный ток зеленым цветом (синусоидальный график) и постоянный ток красным цветом (линейный график).

График переменного и постоянного тока

Уравнение переменного тока

Мы можем математически выразить переменный ток как синусоидальное уравнение , как показано ниже. я _max — максимальное значение тока в амперах (А), I — ток в любой момент времени, ω — угловая частота питания в радианах в секунду (рад/с), t — время в секундах (с).

\[I = I_{max} \cdot \sin(\omega t)\]

Точно так же мы можем использовать то же уравнение для выражения напряжения в зависимости от времени , где V — напряжение в любой момент времени в вольтах. (В), а V _max — максимальное напряжение.

\[V = V_{max} \cdot \sin(\omega t)\]

Период также может быть выражен через частоту или угловую скорость, когда это удобно. Здесь f – частота в герцах (Гц), а \(\omega\) – угловая скорость (рад/с).

\[T = \frac{1}{f} = \frac{2 \pi }{\omega}\]

Период колебания между отрицательным и положительным значением составляет около 50-60 Гц в зависимости от страны. В частности, в Великобритании переменный ток имеет частоту 50 Гц.

Различия между постоянным и переменным током

Существует много различий между переменным и постоянным током. Переменный ток колеблется в двух направлениях, тогда как постоянный ток имеет постоянную величину во времени. Это связано с механизмом, генерирующим переменный ток, который представляет собой вращающуюся катушку между двумя магнитами .

При переменном токе при вращении катушки направление электронов, протекающих через катушку, изменяется в зависимости от ее положения относительно полюсов. Это связано с контактными кольцами , соединенными с катушкой. Однако при производстве DC 9Разъемные кольца 0080 , подключенные к катушке, изменяют контакты между катушкой и проводами цепи, в результате чего ток течет только в одном направлении.

Кроме того, частота постоянного тока равна нулю , тогда как частота переменного тока, подаваемого в наши дома, находится в диапазоне от 50 до 60 Гц. Кроме того, поскольку ток меняет направление в переменном токе, он описывается синусоидальным движением (следовательно, напряжение меняется). В постоянном токе напряжение и ток постоянны.

В таблице ниже перечислены основные различия между переменным и постоянным током.

Переменный ток	Постоянный ток Имеет положительные и отрицательные величины.	Величина неизменна во времени.
Имеет пиковое значение тока.	Ток не изменяется во времени.
Электроны в несущем проводе движутся в двух направлениях.	Непрерывный поток электронов идет в одном направлении.
График текущего времени синусоидальный.	График текущего времени является линейным с постоянным значением.
Может передаваться на большие расстояния.	Не может передаваться на большие расстояния.
В генераторах переменного тока используются контактные кольца и щетки.	В генераторах постоянного тока используется коммутатор с разъемным кольцом.

Применение переменного тока и постоянного тока

Переменный ток используется для питания некоторых электродвигателей, например, асинхронных двигателей переменного тока. AC также используется для передачи электроэнергии от электростанций в городские районы для коммерческого и личного использования и на другие объекты промышленного назначения.

Переменный ток используется для передачи электроэнергии от электростанций в городские районы

Постоянный ток используется в основном в низковольтные приложения , такие как различные аккумуляторные батареи, используемые в батареях смартфонов, батареях ноутбуков или автомобильных батареях. Постоянный ток также используется в солнечных панелях, где постоянный ток затем преобразуется в переменный ток для ежедневного использования.

Среднеквадратичное значение тока и напряжения

Среднеквадратичное значение напряжения и среднеквадратичное значение тока сравнение переменного тока с постоянным током . Мы используем среднеквадратичное значение для переменного тока, которое эквивалентно значению постоянного тока, которое производит такой же объем работы. Мультиметры, вольтметры переменного тока и амперметры дают показания среднеквадратичных значений значений переменного тока. Ниже приведены уравнения для определения среднеквадратичного значения тока и среднеквадратичного напряжения:

\[I_{RMS} = \frac{I_{max}}{\sqrt{2}}; \space V_{RMS} = \frac{V_{max}}{\sqrt{2}}\]

На приведенном ниже графике представлен график зависимости напряжения от переменного тока (в этом случае символ V представлен буквой u, но вы всегда должны использовать V для напряжения!). Число 3 представляет среднеквадратичное напряжение.

Синусоидальное напряжение. 1 представляет амплитуду (пик), два — размах, 3 — среднеквадратичное значение, 4 — период волны.

Примеры переменного тока (со среднеквадратичным значением)

Переменный ток используется во многих бытовых приборах, таких как вентиляторы, интернет-маршрутизаторы и двигатели. Вот почему важно уметь разбираться с ключевыми величинами и расчетами, связанными с переменными токами.

Найдите среднеквадратичное значение переменного тока для тока, обеспечивающего максимальное напряжение 250 В и максимальный ток 5 А.

Решение

Мы используем уравнения, данные для среднеквадратичных значений переменного тока, и подставляем максимальные значения напряжения и тока.

\[\begin{align} I_{RMS} = \frac{I_{max}}{\sqrt{2}} = \frac{5A}{\sqrt{2}} = 3,54 A \\ \space V_ {RMS} = \frac{V_{max}}{\sqrt{2}} = \frac{250 В}{\sqrt{2}} = 176,8 В \end{align}\]

Найдите максимальное напряжение переменного тока и текущее значение основано на среднеквадратичных значениях переменного тока 150 В и 2,15 А.

Решение

Мы используем уравнения, данные для среднеквадратичных значений переменного тока, перестраиваем решения для I _max и V _max и подставляем среднеквадратичные значения напряжения и тока.

\[I_{RMS} = \frac{I_{max}}{\sqrt{2}} \Rightarrow I_{max} = I_{RMS} \cdot \sqrt 2 = 2,15 A \cdot \sqrt 2 = 3,04 A\]

\[V_{RMS} = \frac{V_{max}}{\sqrt 2} \Rightarrow V_{max} = V_{RMS} \cdot \sqrt 2 = 150 В\sqrt 2 = 212,1 В \]

Переменный ток — основные выводы

• Переменный ток (AC) представляет собой колебательный ток, протекающий в двух направлениях с переменной величиной.

• Переменный ток распространяется в жилых и коммерческих помещениях, и это основная форма электроэнергии, которую мы используем во всех наших электроприборах.

• Переменный ток вырабатывается генератором переменного тока, который состоит из провода, вращающегося в магнитном поле, создаваемом магнитами.

• Переменные токи движутся периодически и синусоидально, поэтому синусоидальный график может представить их движение.