Для чего нужен переменный ток. Отличие постоянного тока от переменного и их особенности

Движение электронов в проводнике

Чтобы понимать что такое ток и откуда он берётся, нужно иметь немного знаний о строении атомов и законах их поведения. Атомы состоят из нейтронов (с нейтральным зарядом), протонов (положительный заряд) и электронов (отрицательный заряд).

Электрический ток возникает в результате направленного перемещения протонов и электронов, а также ионов. Как можно направить движение этих частиц? Во время любой химической операции электроны «отрываются» и переходят от одного атома к другому.

Те атомы, от которых «оторвался» электрон становятся положительно заряженным (анионы), а те к которым присоединился – отрицательно заряженными и называются катионами. В результате этих «перебеганий» электронов возникает электрический ток.

Естественно, этот процесс не может продолжаться вечно, электрический ток исчезнет когда все атомы системы стабилизируются и будут иметь нейтральных заряд (отличный бытовой пример – обычная батарейка, которая «садится» в результате окончания химической реакции).

История изучения

Древние греки первыми заметили интересное явление: если потереть камень янтаря об шерстяную ткань, то он начинает притягивать мелкие предметы. Следующие шаги начали делать ученые и изобретатели эпохи ренессанса, которые построили несколько интересных устройств, демонстрировавших это явление.

Новым этапом изучения электричества стали работы американца Бенджамина Франклина, в частности его опыты с Лейденовской банкой – первым в мире электроконденсатором.

Именно Франклин ввёл понятия положительных и отрицательных зарядов, а также он придумал громоотвод. И наконец, изучение электротока стало точной наукой после описания закона Кулона.

Основные закономерности и силы в электрическом токе

Закон Ома – его формула описывает взаимосвязь силы, напряжения и сопротивления. Открыт в 19м веке немецким ученым Георгом Симоном Омом. Единица измерения электросопротивления названа в его честь. Его открытия были очень полезны непосредственно для практического использования.

Закон Джоуля – Ленца говорит, что на любом участке электрической цепи совершается работа. В результате этой работы нагревается проводник. Такой тепловой эффект часто используется на практике в инженерии и технике (отличный пример – лампа накаливания).

Движение зарядов при этом совершается работа

Эта закономерность получила такое название потому что сразу 2 ученых примерно одновременно и независимо, вывели её с помощью опытов

.

В начале 19го века британский ученый Фарадей догадался, что изменяя количество линий индукции, которые пронизывают поверхность ограниченную замкнутым контуром, можно сделать индукционный ток. Посторонние силы, действующие на свободные частицы, называют электродвижущей силой (ЭДС индукции).

Разновидности, характеристики и единицы измерения

Электрический ток может быть или переменным , или постоянным .

Постоянный электроток — это ток, который не меняет своё направление и знак во времени, однако он может менять свою величину. Постоянный электроток в качестве источника чаще всего использует гальванические элементы.

Переменным называется тот, который меняет направление и знак по закону косинуса. Его характеристикой является частота. Единицы измерения в системе СИ – Герцы (Гц).

В последние десятилетия очень большое распространение получил трехфазный ток. Это вид переменного тока, который включает в себя 3 цепи. В этих цепях действует переменные ЭДС одинаковой частоты, но развернутые по фазе одна относительно другой на треть периода. Фазой называют каждую отдельную электроцепь.

Почти все современные генераторы производят трёхфазный электроток.

• Сила и количество тока

Сила тока зависит от величины заряда, протекающего в электроцепи за единицу времени. Сила тока это отношение электрозаряда, проходящего сквозь сечение проводника, ко времени его прохождения.

В системе СИ единица измерения силы заряда – кулон (Кл), времени – секунда (с). В итоге получаем Кл/с, данную единицу называют Ампер (A). Измеряется сила электротока с помощью прибора – амперметра.

Напряжение — это соотношение работы к величине заряда. Работа измеряется в джоулях (Дж), заряд в кулонах. Данная единица называется Вольт (В).

• Электрическое сопротивление

Показания амперметра на различных проводниках дают разные значения. А для того чтобы замерять мощность электроцепи пришлось бы использовать 3 прибора. Явление объясняется тем, что у каждого проводника различная проводимость. Единица измерения называется Ом и обозначается латинской буквой R. Сопротивление также зависит и от длины проводника.

• Электрическая емкость

Два проводника, которые изолированы один от второго, могут накапливать электрические заряды. Данное явление характеризуется физ. величиной, которую называют электрической емкостью. Её единицей измерения – фарад (Ф).

• Мощность и работа электрического тока

Работа электротока на конкретном участке цепи равняется перемножению напряжения тока на силу и время. Напряжение меряют вольтами, силу амперами, время секундами. Единицей измерения работы приняли джоуль (Дж).

Мощность электротока – это отношение работы ко времени её совершения. Мощность обозначают буквой P и измеряют ваттами (Вт). Формула мощности очень простая: Сила тока умноженная на напряжение тока.

Существует также единица именуемая ватт-час. Её не следует путать с ваттами, это 2 разные физические величины. В ваттах измеряют мощность (скорость потребления или передачи энергии), а в ватт-часах выражается энергия произведённая за конкретное время. Это измерение часто применяют в отношении бытовых электроприборов.

Например, лампа мощность которой равняется 100 Вт работала в течении одного часа, то она потребила 100 Вт*ч, а лампочка мощность которой 40 ватт потребит столько же электроэнергии за 2.5 часа.

Для того, чтобы замерять мощность электроцепи используют ваттметр

Какой вид тока эффективнее и какая между ними разница?

Постоянный электроток легко использовать в случае параллельного подключения генераторов, для переменного необходима синхронизация генератора и энергосистемы.

В истории произошло событие под названием «Война токов». Эта «война» произошла между двумя гениальными изобретателями – Томасом Эдисоном и Николой Теслой. Первый поддерживал и активно продвигал постоянный электроток, а второй переменный. «Война» закончилась победой Теслы в 2007 году, когда Нью-Йорк окончательно перешел на переменный.

Разница в эффективности передачи энергии на расстоянии оказалось огромной в пользу переменного тока. Постоянный электроток невозможно использовать, если станция находятся далеко от потребителя.

Но постоянный всё равно нашел сферу применения: он широко используется в электротехнике, гальванизации, некоторых видах сварки. Также постоянный электроток получил очень большое распространение в сфере городского транспорта (троллейбусы, трамваи, метро).

Естественно, не бывает плохих или хороших токов, у каждого вида есть свои преимущества и недостатки, самое главное – правильно их использовать.

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

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

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

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

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

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

Постоянный и переменный то к

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

Характеристики постоянного тока.

Постоянный ток

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

Переменный ток

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

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

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

Преобразование переменного тока в постоянный

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

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

Рано или поздно каждый человек вынужден столкнуться с ситуацией, когда необходимо познакомиться с электричеством ближе, чем на уроках физики в школе. Отправным моментом для этого может стать как поломка электроприборов или розеток, так и просто искренний интерес к электронике со стороны человека. Один из основных вопросов, который необходимо рассмотреть: каким образом обозначены постоянный и переменный ток. Если вы знакомы с понятиями:электрический ток, напряжение и сила тока, вам будет проще понять , о чём идёт речь в этой статье.

Электрическое напряжение делят на два вида:

1. постоянное (dc)
2. переменное (ас)

Обозначение постоянного тока (-), у переменного тока обозначение (~). Аббревиатуры ac и dc устоявшиеся, и употребляются наравне с названиями «постоянный» и «переменный». Теперь рассмотрим в чём их отличие. Дело в том, что постоянное напряжение течёт только в одном направлении, из чего и вытекает его название. А переменное, как вы уже поняли, может менять своё направление. В частных случаях направление переменного может оставаться одним и тем же. Но, кроме направления, у него также может меняться и величина. В постоянном ни величина, ни направление, не изменяется. Мгновенным значением переменного тока называют его величину, которая берётся в данный момент времени.

В Европе и России принята частота в 50 Гц, то есть изменяет своё направление 50 раз в секунду, в то время, как в США, частота равна 60 Гц. Поэтому техника, приобретённая в Соединённых штатах и в других государствах, с отличающейся частотой может сгореть. Поэтому при выборе техники и электроприборов следует внимательно смотреть на то, чтобы частота была 50 Гц. Чем больше частота у тока, тем больше его сопротивление. Также можно заметить, что в розетках у нас дома течёт именно переменный.

Помимо этого, у переменного электрического тока существует деление ещё на два вида:

• однофазный
• трёхфазный

Для однофазного необходим проводник, который будет проводить напряжение, и обратный проводник. А если рассматривать генератор трёхфазного тока, у него, на всех трёх намотках вырабатывается переменное напряжение частотой в 50 Гц. Трёхфазная система — это не что иное, как три однофазных электрических цепи, сдвинутых по фазе относительно друг друга под углом в 120 градусов. Посредством его использования, можно одновременно обеспечивать энергией три независимые сети, пользуясь при этом только шестью проводами, которые нужны для всех проводников: прямых и обратных, чтобы проводить напряжение.

А если у вас, например, имеется только 4 провода, то и тут проблем не возникнет. Вам нужно будет только соединить обратные проводники. Объединив их, вы получите проводник, который называют нейтральным. Обычно его заземляют. А оставшиеся внешние проводники кратко обозначают как L1, L2 и L3.

Но существует и двухфазный, он представляет из себя комплекс двух однофазных токов, в которых также присутствуют прямой проводник для проведения напряжения и обратный, они сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90 градусов.

Применение

Из-за того что постоянный течёт лишь в одну сторону, его использование обычно ограничивается носителями с небольшой энергоёмкостью, например, его можно встретить в обычных батарейках, аккумуляторах для электроприборов с маленьким энергопотреблением, такие как фонарики или телефоны и батареях, использующих солнечную энергию. Но постоянный источник необходим не только для зарядки небольших аккумуляторов, так постоянный ток большой мощности используется для работы электрифицированных железнодорожных путей, при электролизе алюминия или при дуговой электросварке, а также других промышленных процессов .

Для выработки постоянного тока такой силы используют специальные генераторы. Также его можно получить посредству преобразования переменного, для этого используется прибор, в котором применяют электронную лампу, его называют кенотронный выпрямитель, а сам процесс обозначается как выпрямление. Ещё для этого используется двухполупериодный выпрямитель. В нём, в отличие от простого лампового выпрямителя, находятся электронные лампы, которые имеют два анода — двуханодные кенотроны.

Если вы не знаете как определять то, с какого полюса течёт постоянный ток, запоминайте: он всегда течёт от знака «+» к знаку «-«. Первыми источниками постоянного тока были особые химические элементы, их называют гальванические. Уже позже люди изобрели аккумуляторы .

Переменный применяют почти везде , в быту, для работы домашних электроприборов подпитывающихся из домашней розетки, на заводах и фабриках, на стройплощадках и многих других местах. Электрификация железнодорожных путей также может быть и на dc напряжении. Так, напряжение идёт по контактному проводу, а рельсы являются обратным электрическим проводником. По такому принципу работает около половины всех железных дорог в нашей стране и странах СНГ. Но, помимо электровозов, работающих лишь на постоянном и только на переменном, существуют также электровозы, совмещающие в себе способность работы как на одном виде электричества, так и на другом.

Переменный ток используется и в медицине

Так, например,дарсонвализация — это метод воздействия электричеством при большом напряжении, на наружные покровы и слизистые оболочки организма. Посредством этого метода у пациентов улучшается кровоснабжение, улучшается тонус венозных сосудов и обменных процессов организма. Дарсонвализация может быть как местная, на определённом участке, так и общая. Но чаще используют местную терапию.

Таким образом, мы узнали, что есть два вида электрического тока: постоянный и переменный , по-другому их называют ac и dc, поэтому, если вы скажете одну из этих аббревиатур, вас точно поймут. Кроме того, обозначение постоянного и переменного тока в схемах выглядит как (-) и (~), что упрощает их узнавание. Теперь, при починке электроприборов, вы, без сомнений, скажете, что в них используется переменное напряжение, а если вас спросят какой ток находится в батарейках, вы ответите, что постоянный.

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 , 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 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.

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.

Нужен и постоянный и переменный ток | Энергетика

Подробности

Категория: Энергетика

Постоянный ток высокого напряжения (HVDC) играет важную роль в сетях передачи электроэнергии, и предоставляет жизнеспособную версию для сверхвысокого напряжения (800 кВ) в нескольких регионах. Эти линии постоянного тока требуются в работе гибридных сетей высокого напряжения постоянного и переменного тока. Они применяются для интеграции и управления дистанционными ресурсами возобновляемой энергии, и для соединения асинхронных участков. Источники возобновляемой энергии имеют относительно малый коэффициент мощности: 40% для ветряных, и 20% для солнечных фотогальванических (20%) электростанций. Поэтому, экономически нецелесообразно применение сетей переменного тока высокого напряжения (HVAC) для интеграции этих скачкообразных источников в центры нагрузки. Особенно, это верно для больших расстояний или при использовании подводных кабелей, идущих от относительно слабых удаленных сетей переменного тока. При весьма ограниченных затратах, на оба конца линии HVDC добавляются два компенсатора STATCOM. Эти компенсаторы превосходно подходят для подключения удаленных источников энергии от относительно слабых сетей к центрам нагрузки.
Сети HVDC со многими терминалами, и гибридные HVDC, включенные в сети HVAC, уже коммерчески доступны, и внедрены в Европе. Они обеспечивают дополнительную мощность для сетей передачи электроэнергии. Более того, такие гибридные сети в то же самое время увеличивают мощность передачи при снижении требований к полосе отчуждения.  При одной и той же ширине полосы отчуждения, линия HVDC способна передавать в пять раз больше мощности, чем линия HVAC. Наконец, финансирование этих новых линий HVDC при требованиях торговых соглашений, намного проще, чем традиционных линий HVAC, поскольку может быть гарантирован полный контроль над потоками энергии между удаленным источником и центром нагрузки.
Вопрос о выборе между постоянным и переменным током не стоит. Необходимо и то и другие, особенно в сетях передачи электроэнергии высокого и сверхвысокого напряжения.

Зачем электронным цепям нужен источник питания постоянного тока или выпрямленный переменный ток?

Вы правы, схема редко получает питание от сети переменного тока. Некоторые аналоговые схемы могут работать на переменном токе, а цифровые — нет. Это связано с самой природой того, как он был разработан и как он доказал свою эффективность и простоту реализации. Существуют системы, которые используют сигнал переменного тока для кодирования данных в некоторых очень старых системах, но для этого требуется множество компонентов большой мощности, что непрактично для современной технологии. В качестве примера можно привести старые игровые автоматы для казино, которые использовали аналоговый сигнал для поворота барабанов, а раздатчик монет сбрасывал монеты одну за другой. Кроме того, некоторые механические счетчики использовали переключение сигнала переменного тока для счета.

Транзисторы в том виде, в каком они есть сейчас, предназначены для эффективной работы с сигналами постоянного тока (если вы рассматриваете цифровые данные как постоянные, так как некоторые пуристы скажут, что на самом деле это смещение переменного тока). Это то, что является наиболее энергоэффективным и компактным в интегральных схемах. Кроме того, кодирование данных для сигнала переменного тока (хотя и возможно) намного сложнее, чем для сигнала постоянного тока, поскольку вы можете использовать простой механизм обнаружения фронта. Чтобы сделать это с переменным током, вам нужно использовать детекторы или подобные схемы, что нецелесообразно.

Теперь, если вы хотите понять, почему технология перешла на постоянный ток, подумайте над этим: представьте, что вы пытаетесь включить / выключить сложные цепи с постоянным током, это легко, потому что ваш сигнал имеет только два состояния: полное включение и полное выключение. С переменным током у вас будет (как предположение): сигнал переменного тока или нет сигнала. Реле могут быть совместимы с вашим сигналом переменного тока, но они работают просто из-за магнитного поля. Чтобы ваше реле оставалось постоянно включенным, вам нужно будет исправить свой сигнал (чтобы он не качался), таким образом, выполняя выпрямленный переменный ток …

Одним словом, это связано как с историческими, так и с технологическими причинами.

Как протекает переменный ток. Переменный ток

Как мы уже знаем, электрический ток бывает постоянным и переменным. Но широко применяется только переменный ток. Это обусловлено тем, что напряжение и силу переменного тока можно преобразовывать практически без потерь энергии. Переменный ток получают при помощи генераторов переменного тока с использованием явлений электромагнитной индукции. На рис. 8 изображена примитивная установка для выработки переменного тока.

Рис. 8.

Принцип действия установки прост. Проволочная рамка вращается в однородном магнитном поле с постоянной скоростью. Своими концами рамка закреплена на кольцах, вращающихся вместе с ней. К кольцам плотно прилегают пружины, выполняющие роль контактов. Через поверхность рамки непрерывно будет протекать изменяющийся магнитный поток, но поток, создаваемый электромагнитом, останется постоянным. В связи с этим в рамке возникнет ЭДС индукции. Для того чтобы определить, изменяется ли магнитный поток, проходящий по поверхности рамки, нужно всего лишь сравнить положение рамки в определенные периоды времени. Для этого нужно внимательно посмотреть на рис. 9.

Рис. 9.

Точкой отсчета будет положение рамки, показанное на рис. 9, а. В этот момент плоскость рамки перпендикулярна к магнитным линиям, и магнитный поток будет иметь максимальное значение. Параллельно магнитным линиям рамка встанет через четверть периода. Магнитный поток при этом станет равным нулю, потому что ни одна магнитная линия не проходит через поверхность рамки. Чтобы определить ЭДС индукции, нужно знать не величину потока, а скорость его изменения. В точке отсчета ЭДС индукции равна нулю, а в третьем (рис. 9, в) — максимальному значению. Исходя из положений рамки, можно увидеть, что ЭДС индукции меняет и значение, и знак. Таким образом, она является переменной (см. график на рис. 9).

Если рамка имеет только активное сопротивление, то ток, который возникает в контуре под действием ЭДС индукции, с течением времени будет меняться, как и сама ЭДС. Такой ток называется переменным синусоидальным током. Периодом переменного тока называется отрезок времени, в течение которого ток выполняет одно полное колебание (эту единицу обозначают буквой Т). Число полных колебаний за 1 с называется частотой тока и обозначается буквой f. Частота измеряется в герцах (Гц). В промышленности и быту большинства стран используют переменный ток с частотой 50 Гц.

Действующие значения силы тока и напряжения

Как известно, переменная ЭДС индукции вызывает в цепи переменный ток. При наибольшем значении ЭДС сила тока будет иметь максимальное значение и наоборот. Это явление называется совпадением по фазе. Несмотря на то что значения силы тока могут колебаться от нуля и до определенного максимального значения, имеются приборы, с помощью которых можно замерить силу переменного тока.

Характеристикой переменного тока могут быть действия, которые не зависят от направления тока и могут быть такими же, как и при постоянном токе. К таким действиям можно отнести тепловое. К примеру, переменный ток протекает через проводник с заданным сопротивлением. Через определенный промежуток времени в этом проводнике выделится какое-то количество тепла. Можно подобрать такое значение силы постоянного тока, чтобы на этом же проводнике за то же время выделялось этим током такое же количество тепла, что и при переменном токе. Такое значение постоянного тока называется действующим значением силы переменного тока.

Амперметры и вольтметры магнитоэлектрической системы не позволяют производить замеры в цепях переменного тока. Это происходит потому, что при каждом изменении тока в катушке меняется направление вращающего момента, которое воздействует на стрелку прибора. Из-за того что катушка и стрелка обладают большой инерцией, прибор не реагирует на переменный ток. Для этих целей применяются приборы, не зависящие от направления тока. Например, это могут быть приборы, основанные на тепловом действии тока. В таких приборах стрелка поворачивается за счет удлинения нити, нагреваемой током.

Можно также применять приборы с электромагнитной системой действия. Подвижной частью в данных приспособлениях является железный диск небольшого диаметра. Он перемагничивается и втягивается внутрь катушки, через которую пропущен переменный ток. Такие приборы измеряют действующие значения силы тока и напряжения.

Катушка индуктивности и конденсатор в цели переменного тока

Особенностями переменного тока являются изменение силы и направления тока. Эти явления отличают его от постоянного тока. К примеру, при помощи переменного тока нельзя зарядить аккумулятор. Также нельзя применять его для других технических целей.

Сила переменного тока состоит в прямой зависимости не только от напряжения и сопротивления, но и индуктивности проводников, подключенных к цепи. Как правило, индуктивность существенно уменьшает силу переменного тока. В связи с тем что сопротивление цепи равно отношению напряжения к силе тока, то подключение к цепи катушки индуктивности увеличит общее сопротивление. Это произойдет вследствие наличия ЭДС самоиндукции, которая не дает току увеличиваться. Если напряжение изменяется, то сила тока просто не успевает достигнуть тех максимальных значений, которые она приобрела бы, не будь самоиндукции. Из этого вытекает, что наибольшее значение силы переменного тока ограничивается индуктивностью, т. е. чем больше будет индуктивность и частота напряжения, тем меньше будет значение силы тока.

Если в цепь постоянного тока включить батарею конденсаторов, то тока в цепи не будет, потому что пластины конденсатора отделяются друг от друга изоляционными прокладками. При наличии в цепи конденсатора постоянный ток существовать не может.

Если точно такую же батарею подсоединить к цепи переменного тока, то в ней возникнет ток. Объясняется это следующим образом. Под действием изменяющегося напряжения происходит зарядка и разрядка конденсаторов. То есть если одна обкладка конденсатора имела в течение какого-либо полупериода отрицательный заряд, то в следующий полупериод она приобретет положительный заряд. Следовательно, перезарядка конденсатора перемещает заряды по цепи. А это и есть электрический ток, который можно обнаружить при помощи амперметра. Чем больше будет перемещаемый заряд, тем больше сила тока, т. е. чем большей емкостью обладает конденсатор и чем чаще он перезаряжается, тем больше частота.

Трехфазный переменный ток

В данное время в мировой промышленной практике широко распространен трехфазный переменный ток, который имеет множество преимуществ перед однофазным током. Трехфазной называют такую систему, которая имеет три электрические цепи со своими переменными ЭДС с одинаковыми амплитудами и частотой, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120° или на 1/3 периода. Каждая такая цепь называется фазой.

Рис. 10.

Для получения трехфазной системы нужно взять три одинаковых генератора переменного однофазного тока, соединить их роторы между собой, чтобы они не меняли свое положение при вращении. Статорные обмотки этих генераторов должны быть повернуты относительно друг друга на 120° в сторону вращения ротора. Пример такой системы показан на рис. 10.

Согласно вышеперечисленным условиям, выясняется, что ЭДС, возникающая во втором генераторе, не будет успевать измениться, по сравнению с ЭДС первого генератора, т. е. она будет опаздывать на 120°. ЭДС третьего генератора также будет опаздывать по отношению ко второму на 120°.

Однако такой способ получения переменного трехфазного тока весьма громоздкий и экономически невыгодный. Чтобы упростить задачу, нужно все статорные обмотки генераторов совместить в одном корпусе. Такой генератор получил название генератор трехфазного тока. Когда ротор начинает вращаться, в каждой обмотке возникает изменяющаяся ЭДС индукции. Из-за того что происходит сдвиг обмоток в пространстве, фазы колебаний в них также сдвигаются относительно друг друга на 120°.

Для того чтобы подсоединить трехфазный генератор переменного тока к цепи, нужно иметь 6 проводов. Для уменьшения количества проводов обмотки генератора и приемников нужно соединить между собой, образовав трехфазную систему. Данных соединений два: звезда и треугольник. При использовании и того и другого способа можно сэкономить электропроводку.

Соединение звездой

Обычно генератор трехфазного тока изображают в виде 3 статорных обмоток, которые располагаются друг к другу под углом 120°. Начала обмоток принято обозначать буквами А, В, С, а концы — X, Y, Z. В случае, когда концы статорных обмоток соединены в одну общую точку (нулевая точка генератора), способ соединения называется «звезда». В этом случае к началам обмоток присоединяются провода, называемые линейными (рис. 11 слева).

Рис. 11.

Точно так же можно соединять и приемники (рис. 11 справа). В этом случае провод, который соединяет нулевую точку генератора и приемников, называется нулевой. Данная система трехфазного тока имеет два разных напряжения: между линейным и нулевым проводами или, что то же самое, между началом и концом любой обмотки статора. Такая величина называется фазным напряжением (Uл). Поскольку цепь трехфазная, то линейное напряжение будет в v3 раз больше фазного, т. е.:

Uл = v3Uф

Соединение треугольником

Рис. 12.

При использовании данного способа соединения конец X первой обмотки генератора подключают к началу В второй его обмотки, конец Y второй обмотки — к началу С третьей обмотки, конец Z третьей обмотки — к началу А первой обмотки. Пример соединения показан на рис. 12. При данном способе соединения фазных обмоток и подключении трехфазного генератора к трехпроводной линии линейное напряжение по своему значению сравнивается с фазным:

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

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

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

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

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

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

Хотя электрические приборы мы каждый день используем в повседневной жизни, не каждый может ответить, чем отличается переменный ток от постоянного, несмотря на то, что об этом рассказывается в рамках школьной программы. Поэтому имеет смысл напомнить основные догматы.

Физический процесс, при котором заряженные частицы движутся упорядоченно (направленно), называется электротоком. Его принято разделять на переменный и постоянный. У первого направление и величина остаются неизменными, а у второго эти характеристики меняются по определенной закономерности.

Приведенные определения сильно упрощены, хотя и объясняют разницу между постоянным и переменным электротоком. Для лучшего понимания, в чем заключается это различие, необходимо привести графическое изображение каждого из них, а также объяснить, как образуется переменная электродвижущая сила в источнике. Для этого обратимся к электротехнике, точнее ее теоретическим основам.

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.

Обозначения:

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

Принцип работы

Механическая энергия преобразуется изображенным на рисунке генератором в электрическую следующим образом:

за счет такого явления, как электромагнитная индукция, при вращении рамки «4», помещенной в магнитное поле «3» (возникающее между различными полюсами магнита «2»), в ней образуется ЭДС «5». Напряжение в сеть подается через токосъемники «7» с кольцевых контактов «6», к которым подключена рамка «4».

Видео: постоянный и переменный ток – отличия

Что касается величины ЭДС, то она зависит от скорости пересечения силовых линий «3» рамкой «4». Из-за особенностей электромагнитного поля минимальная скорость пересечения, а значит и самое низкое значение электродвижущей силы будет в момент, когда рамка находится в вертикальном положении, соответственно, максимальное – в горизонтальном.

Учитывая изложенное выше, в процессе равномерного вращения индуктируется ЭДС, характеристики величины и направления которого изменяются с определенным периодом.

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).

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°)

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).

Трехфазные генераторы

Заметим, что наиболее экономически выгодным способом получения переменного электротока будет использование трехфазного генератора. Упрощенная схема его конструкции показана на рисунке.

Как видим, в генераторе используются три катушки, размещенные со смещением 120°, соединенные между собой треугольником (на практике такое соединение обмоток генератора не применяется в виду низкого КПД). При прохождении одного из полюсов магнита мимо катушки, в ней индуктируется ЭДС.

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.

В наше время электрический ток исполь-зуется во всех отраслях народного хозяйства. И мы знаем, что ток бывает двух видов: по-стоянный и переменный. Напомним, что при постоянном токе электроны в электрической цепи движутся все время в одном направлении, а при переменном токе непрерывно меняют на-правление. Какой же ток — переменный или постоянный — больше нужен технике и про-мышленности?

Передача электрической энергии на большие расстояния возможна только при высоких на-пряжениях тока, достигающих 110, 220, 400 и даже 500—800 тыс. в. А генератор электриче-ской станции способен создать напряжение не выше 20 тыс. в. В то же время для различных электрических машин и аппаратов нужен элект-рический ток напряжением всего в несколько десятков или сотен вольт. Вот здесь переменный ток оказывается незаменимым. Ведь он позволяет с помощью трансформаторов легко изменять напряжение в любых пределах: повы-шать на электростанциях для передачи на боль-шие расстояния и снова понижать непосредст-венно у потребителей.

В конце прошлого столетия русский элект-ротехник М. О. Доливо-Добровольский получил трехфазный переменный ток, обладающий очень важными достоинствами. Во-первых, трехфаз-ные линии электропередач выгоднее однофаз-ных: по ним при той же затрате проводов и изо-ляции можно передать больше энергии, чем по однофазным. А во-вторых, благодаря свой-ству трехфазного переменного тока создавать вращающееся магнитное поле удалось построить очень простые и надежные асинхронные элек-трические двигатели, которые сейчас широко используются для привода станков и машин.

Вот эти качества переменного тока позво-лили ему занять ведущее положение в технике и послужили причиной того, что в наши дни все промышленные электростанции вырабаты-вают только трехфазный переменный ток.

Больше половины вырабатываемой электри-ческой энергии потребляют электрические дви-гатели. Кроме простых асинхронных двигате-лей, не имеющих обмотки на роторе, есть дви-гатели с обмоткой и контактными кольцами на роторе. Такие моторы развивают большие усилия при трогании с места, и поэтому их чаще всего применяют на подъемных кранах. Есть еще синхронные двигатели, имеющие постоянную скорость вращения. Благодаря этому они применяются в машинах и механиз-мах, требующих постоянной скорости движе-ния независимо от их нагрузки: в эскалато-рах метрополитена, в больших водяных насосах, электрических часах и др. Электрические дви-гатели бывают маленькими, меньше катушки ниток, и огромными, как карусель.

Применение для привода станков сразу не-скольких электрических двигателей позволило устранить сложную систему передач, упро-стить механизмы станков, облегчило управле-ние ими и дало возможность создать автома-тические линии.

Малые размеры и простота электрических двигателей позволили использовать электри-ческую энергию там, где раньше применялся только ручной труд. Электрические дрели, пилы, рубанки, гайковерты и другой инстру-мент намного облегчили труд рабочих, сделали его более производительным. Электрические полотеры, пылесосы, стиральные машины и хо-лодильники пришли на помощь домашним хозяйкам. А еще раньше в домах появились электрические чайники, утюги, плитки.

Переменный ток — хороший источник теп-ла. В мощных дуговых электропечах плавят и варят металл. Электрические печи широко используются в установках «искусственного климата», для обогрева сушильных шкафов и помещений, нагрева металлов и т. д.

Электрические лампочки светят независимо от того, какой ток идет через их нити: перемен-ный или постоянный. Но передача переменного тока более экономична, и трансформаторы по-зволяют легко получать и поддерживать необ-ходимое напряжение. Поэтому осветительная сеть городов и сел питается переменным током.

Но вот мы сели в трамвай, троллейбус, в ва-гон метро, в пригородную электричку — и сра-зу попали во владения постоянного тока. Дело в том, что простые и удобные электрические дви-гатели переменного тока не позволяют плавно менять скорость своего вращения. А изменять скорость движения приходится почти непрерыв-но; с такой работой может хорошо справиться только тяговый двигатель постоянного тока.

Питание таких двигателей осуществляется от специальных тяговых выпрямительных под-станций, на которых переменный ток преобра-зуется в постоянный, а затем подается в кон-тактную сеть — в провода и рельсы.

Но ученые и инженеры задумались, нельзя ли на транспорте применить переменный ток. Оказалось, можно. И уже сейчас на многих железных дорогах в контактных проводах течет переменный ток напряжением до 25 тыс. в, а в дальнейшем переменным током будут элек-трифицированы все железные дороги. Но дви-гатели электровозов по-прежнему работают на постоянном токе: выпрямительные уста-новки, превращающие переменный ток в по-стоянный, в этом случае находятся также на электровозах.

При помощи электрических двигателей по-стоянного тока приводятся в движение колеса тепловозов, механизмы прокатных станов, ша-гающих экскаваторов и многих других машин.

Есть и еще большая и важная область, в ко-торой переменный ток не может соперничать с постоянным. Речь идет об электролизе — про-цессе, связанном с прохождением тока через жидкие растворы — электролиты. Под дейст-вием постоянного тока электролит разлагается на отдельные элементы, которые осаждаются на опущенных в электролит электродах. Таким способом получают алюминий, магний, цинк, медь, марганец. В химической промыш-ленности при помощи электролиза добывают фтор, хлор, водород и другие вещества. С по-мощью электролиза наносят защитные покры-тия на металлические изделия (см. ст. « »).

Постоянный ток успешно соперничает с пе-ременным в сварочном деле (см. ст. «Как сва-ривают металл»). При сварке постоянным током частички металла переносятся с электрода на изделие более правильно и шов получается лучше, чем при сварке переменным током.

Есть у постоянного тока еще одна особен-ность. Скорее не у самого тока, а у его источ-ников. Чтобы получить переменный электри-ческий ток, нужно непременно приводить в дви-жение генератор, а постоянный ток могут давать неподвижные аккумуляторные батареи и галь-ванические элементы. Эти свойства источников электрического тока в ряде случаев застав-ляют отдавать предпочтение постоянному току. Например, как завести двигатель стоящего на месте автомобиля? Достаточно нажать кнопку стартера, и двигатель постоянного тока, получая питание от аккумуляторной батареи, заведет мотор. А когда мотор работает, он вращает генератор, который вновь заряжает аккумуляторную батарею. Такой обратимый процесс недоступен для переменного тока.

На многих шахтах работают электровозы с аккумуляторными батареями, а в цехах заво-дов, на вокзалах и на складах часто можно встретить небольшие электрические тележки с аккумуляторами — электрокары.

Большие аккумуляторные батареи исполь-зуются для питания устройств сигнализации, управления и аварийного освещения на элект-ростанциях, в поездах и даже в троллейбусах. Легкие аккумуляторы и гальванические бата-реи применяются в переносных радиостанциях, в радиоприемниках, в электрических фонарях, измерительных и других приборах.

А вспомните об искусственных спутниках Земли и космических кораблях: на них уста-новлены полупроводниковые солнечные бата-реи — они тоже дают постоянный электриче-ский ток (см. ст. « »).

Прежде чем закончить наш рассказ, вер-немся ненадолго к его началу — к передаче электрической энергии по проводам. Переда-ваемые мощности и длина линий электропере-дач непрерывно возрастают, и приходится повы-шать напряжение до 500 и даже до 800 тыс. в.

И вот оказалось, что при этих условиях пе-редавать электрическую энергию выгоднее на постоянном токе. Вдвое лучше используется изо-ляция, увеличивается пропускная способность воздушных линий электропередач, уменьшает-ся количество проводов… Важно, что отпа-дет необходимость в сложном процессе синхро-низации при включении линий, соединяющих большие электростанции или энергетические системы. Этого, пожалуй, вполне достаточно, чтобы доказать целесообразность использова-ния постоянного тока для сверхдальних передач энергии. Правда, для получения постоянного тока высокого напряжения и последующего преобразования его в переменный ток низкого напряжения нужны очень сложные и дорогие преобразовательные подстанции. Но, несмотря на это, расчеты показывают, что в ряде случаев для сверхмощных и сверхдальних электропе-редач все же выгоднее использовать постоян-ный ток. Поэтому сейчас уже ведутся работы по сооружению таких линий электропередач на постоянном токе.

Конечно, перечисленными здесь примерами далеко не исчерпываются все области приме-нения электрической энергии. Здесь ничего не сказано об ее использовании для телеграфной и телефонной связи, для радио и телевидения и прочих целей, но об этом вы прочтете в других статьях этого тома. Ясно одно: нам нужен и пе-ременный и постоянный ток и никогда один из них не вытеснит другого. Наоборот, разум-ное применение обоих позволяет лучше и пол-нее использовать электрическую энергию на благо человека.

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

Постоянный ток

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

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

Переменный ток

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

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

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

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

Может ли тиристор коммутировать переменный ток и объяснить почему?

Рассмотрим классический эксперимент — дифракция электронов на двух щелях. В отсутствие наблюдения в результате эксперимента получается дифракционная картина, которая может получится толко при взаимодействии волн. А если следить за ходом эксперимента, то дифракционная картина не появляется и результат полностью соответсвует поведению электронов как частиц.

Для начало надо понять, что любое наблюдение за системой — это неизбежное воздействие на нее. Может показаться, как же так, ведь можно просто смотреть и, как говорится, руками не трогать, что же тогда?

Для того чтобы что-то увидеть, вам надо чтобы фотоны от источника света попали на исследуемый объект, отразились от него и уже после этого попали вам на сетчатку глаза. То есть неизбежно объект должен провзаимодействовать с фотонами.

Если мы говорим о макрообъектах, то энергия света слишком мала для того чтобы как-то повлиять на их траекторию. Но все меняется, когда мы переходим в микромир, частью которого является и сам фотон. Здесь его энергией уже нельзя пренебречь, она будет влиять на поведение микроскопических частиц.

Это ровно то, что происходит в описанном эксперименте. Для появления дифракционной картины все частицы должны “работать” очень слаженно. А вы начинаете бомбардировать маленькие электроны кучей сравнимых по энергиям фотонов, причем абсолютно случайно. Естественно система расстраивается и превращается просто в кучу частиц, что и обнаруживает эксперимент.

Примечательно то, что вопреки популярному мифу “о роли наблюдателя”, будете вы лично следить за системой или нет, никакой роли не играет. Я имею ввиду, что если вы точно так же “посветите” на систему, но смотреть не будите, то дифракционная картина все равно пропадет. Так как фотоны уже подействовали на систему, а уж куда они отправятся дальше — к вам в глаз или просто в стену — никакой роли, конечно, не играет.

Наглядный пример. Вы бежите по стадиону с вашими друзьями (вы — электроны). Важно чтобы на финише каждый из вас оказался в определенное время и в определенном месте (только в этом случае получится дифракционная картина). Итак, задача каждого из вас — бежать строго по своей дорожке с определенной скоростью. Пока все идет хорошо, вы близки к успеху. Вдруг в вас всех начинают кидать теннисные мячики, много теннисных мячиков. Причем кроме прямых попаданий в вас и ваших друзей, будут еще и те, которые попадут в вас рикошетом. Отвлечемся от того, что вам будет больно (это наша чисто биологическая приблуда). Очевидно, что вы заметите воздействие, несмотря на малый размер мячей — начнете сбиваться, шататься, спотыкаться, хоть и продолжите бежать. Ваша траектория заметно пострадает. Вы конечно в итоге все добежите до финиша, но задание — добежать за определенное время и в определенную точку — будет неизбежно провалено (вы проявили себя в итоге как частицы, а не как слаженные волны). И очевидно, что вам будет совершенно неинтересна дальнейшая судьба этих мячей — будет ли их кто-то поднимать после удара о вас или они останутся там лежать никому ненужные — неважно, они уже сделали свое дело, помогли провалить вам задание по рисованию дифракционной картины.

Так что не стоит мистифицировать квантовую физику, и наделять электроны чем-то типа “разума”, все гораздо прозаичнее, но от этого не менее интересно.

Основные характеристики сварочного инвертора | Разное | Cписок категорий | Блог

Максимальный диаметр электрода

По своей сути – та же характеристика диапазона рабочего тока. Иногда по неграмотности или злонамеренно указывается диаметр электрода, которым заявленным максимальным током варить не получится. Иногда наоборот: указан максимальный диаметр электрода, явно не дотягивающий до значения заявленного сварочного тока.

Последний вариант изредка является проблеском совести поставщиков-обманщиков. В качестве максимального тока они указывают ток короткого замыкания. А максимальный рабочий диаметр электрода указывают все-таки честно.

Тип сварочного тока: постоянный (DC) или переменный (AC)

Варить постоянным (иначе прямым, по-английски – DC) током проще: легче удерживать дугу. Поэтому 99,9% современных инверторных аппаратов ММА выдают постоянный сварочный ток.

А вот среди трансформаторов раньше большинство составляли как раз аппараты переменного тока.

Переменный ток (по-английски – AC) используется для сварки цветных металлов. Но не аппаратами ММА, а аппаратами TIG. Поэтому сварочный инвертор ММА, выдающий переменный ток, — большая редкость.

Напряжение без нагрузки

После включения аппарата, до момента поджига дуги напряжение на кончике электрода существенно выше, чем во время работы. И чем оно выше, тем легче поджечь дугу. Но стандарты запрещают уровень напряжения холостого хода на аппаратах, выдающих прямой ток, свыше 100В.

Для еще большего сокращения рисков используют т.н. блоки VRD. Аппарат, снабженный VRD, имеет на кончике электрода до начала поджига дуги всего несколько вольт. И лишь при прикосновении к металлу напряжение холостого хода восстанавливается до уровня, необходимого для поджига дуги.

На всех электродах всегда указывается полярность подключения, тип сварочного тока (постоянный или переменный) и минимально требуемый для поджига уровень напряжения холостого хода. Для абсолютного большинства широко распространенных электродов он не превышает 60В.

Напряжение холостого хода, также как и сварочный ток, зависит от уровня входного напряжения. Чем ниже напряжение в источнике питания, тем ниже напряжение холостого хода. Поэтому по мере снижения напряжения питания поджиг электрода становится все сложнее.

Рабочий цикл, он же ПВ (период включения), он же ПН (полезная нагрузка)

ПВ указывается двумя цифрами. Первая – сила тока. Вторая – процент времени. Например, «130А-50%» означает, что данный аппарат током 130А может варить половину времени. А столько же будет простаивать в ожидании охлаждения до рабочей температуры. Если измерения проводятся на максимальном токе аппарата, первую цифру опускают, оставляя только показатель в процентах. Например, если аппарат с номиналом 160А имеет напротив «ПВ» запись «30%», это означает, что током 160 ампер он может работать 30% времени, а 70% будет остывать.

Все верно. Остается только добавить, что отечественный ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 не устанавливает единой обязательной методики измерения показателя ПН для аппаратов ММА.

«Стандарт не распространяется на источники питания для ручной дуговой сварки с ограниченным режимом эксплуатации, которые проектируются преимущественно для эксплуатации непрофессионалами»

.

Европейская методика, изложенная в стандарте EN60974-1, предлагает измерение на нагрузочном стенде при температуре окружающей среды 40С только до первого отключения ввиду перегрева. Полученный результат относят к 10-минутному промежутку. Получается, сработала термозащита через 3 минуты, цикл аппарата на данном токе – 30%.

Методика концерна TELWIN. К настоящему времени ее используют большинство китайских производителей (тех, которые вообще проводят такие испытания своих машин). Сам итальянский концерн при замерах ПВ своих аппаратов по собственной методике после показателя скромно указывает «TELWIN». Абсолютное большинство китайских производителей этого не делает.

Наконец, существует российская, она же советская, методика. По своей сути она ближе к методике TELWIN: суммируются все промежутки за контрольный период, когда аппарат работал. Но отрезок берется не 10, а 5 минут. И – самое главное – аппарат сначала вводится в режим срабатывания защиты от перегрева, после чего начинаются измерения.

В итоге один и тот же аппарат по всем 3 методикам выдает совершенно различный процент! Естественно, самые скромные «циферки» получаются по европейской методике, а самые впечатляющие – до 2 раз и более – по методике Telwin.

Исполнение: класс защиты IP

Класс защиты IP указывает на исполнение электротехнических приборов в отношении твердых объектов (первая цифра) и жидкостей (вторая цифра).

Определить степень защиты аппарата можно визуально. Если у аппарата с IP21 все вентиляционные щели полностью открыты, то у IP22 они уже прикрыты сверху выступающими козырьками. А у аппарата с IP23 эти козырьки почти полностью закрывают щели.

Степень защиты IP24 и выше технически затруднена и не имеет смысла.

Исполнение: класс изоляции (по нагревостойкости)

Многие материалы при нагреве выше определенной температуры утрачивают свои рабочие свойства. Для стандартизации материалов по данному признаку введена классификация изоляции по нагревостойкости. Почти все сварочные инверторы на транзисторах IGBT имеют класс изоляции H, что соответствует предельной температуре нагрева 180С. Предыдущая «ступенька» — класс F – означает предел нагрева 155С. Выше класса F – только класс С, указывающий на возможную температуру нагрева свыше 180С.

Температура эксплуатации

Как и внутренний нагрев, внешний нагрев и особенно охлаждение накладывают на эксплуатацию определенные ограничения. Большинство инверторных сварочных аппаратов пригодны для работы в диапазоне от 0С до +40С. Если аппарат пригоден для эксплуатации на морозе, обязательно указывается его предельное значение: минус 20С или минус 40С.

Автор текста: Ю.Шкляревский.

Предложения со словосочетанием «переменный ток»

Мы нашли 79 предложений со словосочетанием «переменный ток». Также посмотрите синонимы «переменный ток».

• Рассказывая Херцфельду о поле искажения реальности, Триббл предупредил, что Джобс как переменный ток высокого напряжения.
• Я рвался в бой, ведь за моими плечами был такой важный союзник, как переменный ток.
• Он стал убеждать общество в том, что переменный ток опасен для жизни.
• Идея его состояла в том, чтобы генератор давал на выходе переменный ток и им же питал двигатели, и тогда коллектор не понадобится.
• Вместо этого Феррарису следует приписать первенство в исследовании того, как переменный ток создает вращающиеся магнитные поля.
• Тогда же мне удалось наблюдать врачебный эффект, который производил индуктивный переменный ток вторичной обмотки.
• В ней переменный ток для производства работы переводился в постоянный.
• Только переменный ток, постоянно превращающий анод в катод, обеспечивал равномерное сгорание углей.
• Под действием магнитного поля в катушке возникал переменный ток.
• Другое дело переменный ток и его родной сын электромотор, который с успехом мог быть использован и как генератор.
• Теперь переменный ток создавал магнитное поле в стальном напильнике, который, в свою очередь, индуцировал токи в железном диске.
• И Тесла предложил усовершенствовать механизм: убрать коллектор и использовать сразу переменный ток.
• Когда Тесла увидел прибор в действии, то почувствовал, что никакой коллектор не нужен и можно сразу использовать переменный ток.
• Тесла решил, что разумнее сделать так, чтобы использовать переменный ток без преобразования в постоянный.
• По видению Теслы, переменный ток от генератора должен произвести вращающееся магнитное поле в статоре.
• Однако, проделав серию опытов, Браун установил, что переменный ток убивает даже при низких частотах.
• Во-первых, хотя он начал с мыслей о машине постоянного тока, подобной динамо Грамма, он решил в конечном итоге использовать переменный ток.
• Идея его состояла в том, чтобы генератор давал на выходе переменный ток и им же питал двигатели, и тогда коллектор будет не нужен.
• Тесла решил выяснить, каковы пределы частот и напряжений, при которых переменный ток опасен и безопасен.
• Однако распространение получил все же трехфазный ток.
• Судебные отчеты воспринимались тогда, как сейчас ток-шоу, спортивные репортажи и детективные сериалы.
• Я недоумевал, зачем нужен ток, если «письмо» едет на лошади.
• Для этого нужно лишь пропустить по верхним слоям атмосферы высокочастотный ток, и воздух начнет светиться.
• Его взгляд был вопрошающим, и незримый ток взаимного доверия охватил их обоих.
• Чтобы снизить потери, требовалось повысить напряжение, однако более чем несколько тысяч вольт постоянный ток дать не мог.
• Но неплохо летал в строю и переменный состав летчиков.
• Дальше, за клунями, находился ток, где молотили хлеб.
• В таком облике она легчайше и любовнейше соединяется с Первоначалом, ток божественного беспрепятственней бежит по ней.
• Если вслушиваться в медленный ток романов о Золотом веке, можно различить журчание тайной речи, понятной только избранным.
• Так из развалины благ бьёт возрожденный твой ток.
• Наши лица стали столь узнаваемыми, что продюсеры решили сделать ток-шоу, которое бы вели мы вместе с Ольгой.
• Яну все сходит с рук, ведет ли он собственное ток-шоу по телевизору или травит моего врача.
• Случается также, что гора или скала, получивши удар, вдруг извергает ток воды быстрой и вскоре иссякает.
• Подвизайся, елико можешь, досягнуть хотя края Его риз: Он не умедлит и в них открыть для тебя ток живоносной силы Своей.
• Обтекание производится специальным прибором, обеспечивающим испытательный ток намного меньше, чем ток срабатывания пиропатрона.
• Я пропускал через камеру и пленку ток с разным напряжением и менял его направление.
• Личный состав ЧОН был разделен на кадровый и милиционный (переменный).
• Я повторял: ток по проволоке, и знаки на ленте.
• Эти слова подействовали на меня как электрический ток.
• Личный состав ЧОН разделялся на кадровый и милиционный (переменный).
• https://sinonim.org/
• Кроме того, там были наушники, проволочная антенна и переменный конденсатор для настройки на разные станции.
• После мучительной поездки в стакане все мое тело гудело и ломило, словно по нему пропускали ток высокого напряжения.
• Три дня ветер был тихий, переменный, сопровождаемый частыми дождевыми тучами.
• И насмерть перепуганное руководство области нашло выход: сквозь гигантскую голову пропустили ток высокого напряжения.
• Зерно постепенно сгнивало, на ток приезжали несколько бульдозеров и сбрасывали с таким трудом собранный хлеб в овраг.
• Высились над степью опоры двухкилометровой высоковольтной линии электропередач, по проводам которой никогда не тек и не потечет ток.
• Яков покончил с собой в лагере для военнопленных, бросившись на колючую проволоку, по которой был пропущен электрический ток.
• На самом же деле она распадается на средства производства плюс переменный капитал.
• Применять такой ток на практике тогда не умели и именно поэтому придумали коллектор.
• Главное: кинопроектор, динамо-машина, чтоб электрический ток давать, да автомобиль, чтоб разъезжать по необъятным просторам.
• Штиль и переменный ветер не позволил нам ночью войти в северный пролив.
• Но можно было бы применить и любой другой сдвиг фаз, например на 120° (трехфазный ток).
• Шин родился рабом и рос за изгородью из колючей проволоки, по которой был пропущен ток высокого напряжения.
• И вот долгожданный день наступил: ток включен.
• Затем он сделал круглое ограждение и пустил по нему многофазный ток.
• Когда яйцо поместили в центр ограждения и подали ток, оно начало вращаться.
• Ветер переменный от SO с переходом от SW на NW.
• В конце одного из ток-шоу, где Ричард играл роль главного гостя, он встал, радостно улыбнулся и вылил на голову ведущему стакан воды.
• В этот период Арбатову пригласили на телеканал ТВ-6 в женское ток-шоу «Я сама».
• Когда аппарат включали и проходил ток, мы должны были не отпускать концы.
• По нервам течёт астральный ток, который чувствует.
• После чего схватился руками за проволоку, в которой проходил ток высокого напряжения.
• На оркестровой репетиции мы с Евлаховым так вошли в свои роли, так накалили друг друга, словно между нами проходил электрический ток.
• Что с подачи Ивана Демидова в нашем языке появилось слово «ток-шоу» вместо «толк-шоу»?
• Электростанция давала ток в общую сеть города и лесозаводов.
• Вернувшись в лабораторию, я сделал круглое ограждение, по периметру которого был пропущен многофазный ток.
• Лусс подошел к рубильнику и включил ток.
• Кроме того, в самом составе территориальных частей устанавливались кадр и переменный состав.
• Как будто электрический ток пробежал у меня по всему телу от этих слов.
• Генератор вырабатывал ток, который подзаряжал аккумулятор.
• Вместе с Каролиной де Морас Фелипе вел ток-шоу «Доброго утра всем!», столь же популярное в Чили, как шоу Опры Уинфри в США.
• На самом деле истинный ее ток протекал совсем в другом русле.
• Как только здание приведем в порядок, можно будет запустить турбины и получить ток.
• Центр жизни переносится на ток, за клунями, это с четверть версты за домом.
• Мрачная погода и тихий переменный ветер.
• Отвлечь внимание части думающих людей (ведь не все смотрят сериалы и бесконечные ток-шоу) помогла дискуссия о национальной идее.
• В коллекторе имеются специальные щетки, или ламельки, с помощью которых ток снимается и передается в цепь.
• Тетя Аня пыталась найти бригадира, чтобы организовать поиски, но не нашла, потому что бригадир уехал на ток.
• Когда я ходил на ток-шоу, на мне не хотели видеть красивых украшений.

Открыть другие предложения с этим словом

Источник – ознакомительные фрагменты книг с ЛитРес.

Мы надеемся, что наш сервис помог вам придумать или составить предложение. Если нет, напишите комментарий. Мы поможем вам.

• Поиск занял 0.007 сек. Вспомните, как часто вы ищете, чем заменить слово? Добавьте sinonim.org в закладки, чтобы быстро искать синонимы, антонимы, ассоциации и предложения.

Пишите, мы рады комментариям

Факты о переменном токе для детей

Огни города просматриваются в размытой экспозиции движения. Мигание переменного тока приводит к тому, что линии становятся точечными, а не непрерывными.

Переменный ток ( AC ) — это электрический ток, величина и направление которого меняются, в отличие от постоянного тока, направление которого остается постоянным. Это означает, что направление тока, протекающего в цепи, постоянно меняется взад и вперед. Это делается с любым источником переменного напряжения.

Обычная форма сигнала в цепи питания переменного тока представляет собой синусоидальную волну, поскольку это приводит к наиболее эффективной передаче энергии. Однако в некоторых приложениях используются разные формы сигналов, например треугольные или прямоугольные. Недорогие силовые инверторы выдают прямоугольную волну с паузой между сменой направления.

Когда говорят об переменном токе, в основном подразумевают форму, в которой электричество доставляется на предприятия и жилые дома. AC поступает от электростанции.Направление электричества меняется 60 раз в секунду (или 50 раз в некоторых частях мира). Это происходит так быстро, что лампочка не перестает светиться.

Звуковые и радиосигналы, передаваемые по электрическому проводу, также являются примерами переменного тока. В этих приложениях важной целью часто является восстановление информации, закодированной (или модулированной) в сигнале переменного тока.

История

Никола Тесла экспериментировал с электрическим резонансом и изучал различные системы освещения.Он изобрел асинхронный двигатель, новые типы генераторов и трансформаторов, а также систему передачи энергии переменного тока.

Уильям Стэнли-младший разработал одно из первых практических устройств для эффективной передачи мощности переменного тока между изолированными цепями. Используя пары катушек, намотанных на общий железный сердечник, его конструкция, названная индукционной катушкой, была ранним предшественником современного трансформатора. Система, используемая сегодня, была разработана в конце девятнадцатого века, в основном Николя Тесла. Взносы также сделали Джордж Вестингауз, Люсьен Голар, Джон Диксон Гиббс, Вильгельм Сименс и Оливер Шалленджер.Системы переменного тока преодолели ограничения системы постоянного тока, которую использовал Томас Эдисон для эффективного распределения электроэнергии на большие расстояния.

Гидроэлектростанция Милл-Крик была построена недалеко от Редлендса, Калифорния, в 1893 году. Спроектированная Алмирианом Декером, она использовала трехфазную электроэнергию напряжением 10 000 вольт, которая в конечном итоге стала стандартным методом для электростанций во всем мире.

Как это работает

Электропитание

переменного тока дешевле и проще в изготовлении электронных устройств.Выключатели питания переменного тока также дешевле в производстве. Это дешевле, чем постоянный ток, потому что вы можете очень легко увеличивать и уменьшать ток. Переменный ток может использовать высокое напряжение с меньшим током, чтобы уменьшить потери при подаче энергии. AC снижает нагрев проводов. Электроэнергия постоянного тока может быть отправлена, но при этом будет потеряно много энергии, и вам придется приложить больше усилий, чтобы отправить ее на большие расстояния. Трансформаторы переменного тока устанавливаются повсюду, в том числе на опорах инженерных сетей и под землей. Переменный ток работает, постоянно переключая ток вперед и назад, пока он возвращается к источнику, из которого он пришел.

• Уильям А. Мейерс, История и размышления о том, как все было: Электростанция Милл-Крик — Создание истории с AC , IEEE Power Engineering Review, февраль 1997 г., стр. 22–24

Связанные страницы

• « AC / DC: в чем разница? «. Чудо света Эдисона, американский опыт. (PBS)
• « AC / DC: внутри генератора переменного тока ». Чудо света Эдисона, американский опыт. (PBS)
• Купхальдт, Тони Р., « уроков в электрических цепях: Том II — AC «. 8 марта 2003 г. (Лицензия на научный дизайн)
• Нейв, К. Р., « Концепции цепей переменного тока ». Гиперфизика.
• « Переменный ток (AC) ». Магнитопорошковый контроль, Энциклопедия неразрушающего контроля.
• « Переменный ток «. Аналоговые службы управления процессами.
• Хайоб, Эрик, « Применение тригонометрии и векторов к переменному току ».Технологический институт Британской Колумбии, 2004 г.
• « Введение в переменный ток и трансформаторы ». Комплексное издательское дело.
• « Справочное руководство по энергии ветра, часть 4: Электричество ». Датская ассоциация ветроэнергетики, 2003 г.
• Чан. Килин, « Инструменты переменного тока «. JC Physics, 2002.
.
• « Измерение -> ac «. Аналоговые службы управления процессами.
• Уильямс, Trip «Kingpin», « Общие сведения о переменном токе, еще несколько концепций мощности «.
• « Таблица напряжения, частоты, системы телевещания, радиовещания по странам ».
• Блэлок, Томас Дж., « Эра частотных преобразователей: взаимосвязанные системы переменных циклов «. История различных частот и схем взаимного преобразования в США в начале 20 века

Детские картинки

• Схематическое изображение передачи электроэнергии на большие расстояния. Слева направо: G = генератор, U = повышающий трансформатор, V = напряжение в начале линии передачи, Pt = мощность, подводимая к линии передачи, I = ток в проводах, R = общее сопротивление в проводах, Pw = мощность, потерянная при передаче линии, Pe = мощность, достигающая линии передачи, D = понижающий трансформатор, C = потребители.

• Трехфазные линии электропередачи высокого напряжения используют переменные токи для распределения энергии на большие расстояния между электростанциями и потребителями. Линии на картинке расположены в восточной части штата Юта.

• Венгерская команда «ZBD» (Кароли Зиперновски, Отто Блати, Микса Дери), изобретатели первого высокоэффективного шунтирующего трансформатора с замкнутым сердечником

Центр обработки данных Переменный ток — Raritan

В этом видео подробно демонстрируется переменный ток с однофазным питанием и приводятся конкретные примеры.В переменном токе электроны движутся не только в одном направлении. Вместо этого они какое-то время прыгают от атома к атому в одном направлении, а затем разворачиваются и прыгают от атома к атому в противоположном направлении. Время от времени электроны меняют направление. В переменном токе электроны не движутся равномерно вперед. Вместо этого они просто двигаются вперед и назад.

Дополнительные ресурсы Raritan

---

Расшифровка стенограммы:
Добро пожаловать на этот видеокурс по энергоснабжению в центре обработки данных в связи со стойками центра обработки данных.

Как мы проиллюстрируем в другом видео, мощность, которая поступает в центр обработки данных, обычно представляет собой трехфазную мощность переменного тока, которую чаще называют трехфазной мощностью переменного тока.

Важно понимать, как работает переменный ток, чтобы иметь возможность оценить тот факт, что трехфазное питание на самом деле представляет собой три линии, разнесенные на 120 градусов. Эта концепция сбивает с толку многих людей, поэтому, чтобы последнее предложение имело смысл, давайте начнем с того, как ток движется при однофазной мощности.

Здесь, на верхнем рисунке, у нас есть магнит. Северный полюс — это положительно заряженный полюс, а южный полюс — это отрицательно заряженный полюс. А рядом с этим магнитом у нас есть медный кабель. Медь используется, потому что у нее есть электрон, который легко перемещается.

Я не собираюсь углубляться в основы химии 101, в которых говорится о ядре и электронах и о том, как они функционируют. Позвольте мне просто заявить на простом уровне, что требуется очень небольшая сила, чтобы отодвинуть электрон от ядра в атоме меди.Вот почему медь является отличным проводником электроэнергии.

Магнитные силы притягивают положительные и отрицательные стороны. Если у вас есть два магнита, и вы держите положительные концы близко друг к другу и отпускаете магниты, они будут отталкиваться друг от друга. Если вы держите вместе положительное и отрицательное, они будут притягивать друг друга. Электроны заряжены отрицательно. Поэтому они притягиваются к положительной части магнита и отталкиваются отрицательной частью магнита.

Когда мы помещаем магнит рядом с медным проводом или медной катушкой, магнитная сила достаточно сильна, чтобы начать движение медных электронов. Электрон, ближайший к положительному полюсу магнита, хочет приблизиться еще ближе. И тот, кто рядом с ним, хочет заполнить пустоту, которую только что оставил первый, а следующий за ним заполняет следующую пустоту, и в медной проволоке начинается цепная реакция.

В этом упрощенном примере я показываю только один конец медного [провода] вместо петли.В куске медной проволоки миллионы этих электронов. Когда электроны движутся, они генерируют ток. Более толстый провод будет содержать больше меди, а это значит, что в нем будет больше электронов, генерирующих ток.

Если положительно заряженная часть магнита находится непосредственно рядом с медным кабелем, электроны будут двигаться к магниту с максимальной скоростью. Альтернативная часть заключается в том, что если отрицательно заряженная часть магнита находится непосредственно рядом с медным кабелем, электроны будут двигаться от магнита с максимальной скоростью.

Теперь возьмем этот магнит и начнем вращать его по часовой стрелке. Магнит расположен перпендикулярно проводу. Обратите внимание, что как отрицательный, так и положительный полюса магнита находятся на одинаковом расстоянии от медного провода. Притягивающая сила положительного полюса компенсируется отталкивающей силой отрицательного полюса. Это означает, что электроны не движутся, поэтому ток не генерируется. Ток выражается в амперах или амперах, поэтому генерируемые здесь амперы равны нулю.

Если мы повернем магнит еще на 90 градусов, у нас будет южный полюс магнита рядом с проводом.Эта отрицательно заряженная часть магнита теперь отталкивает электроны, и они движутся в противоположном направлении от магнита.

Сила электронов, идущих от одного атома меди к другому, либо в сторону положительного заряда, либо в сторону от отрицательного заряда, является причиной тока.

Переменный ток — это ток, протекающий в одном направлении, достигающий пика силы, замедляясь до остановки, а затем меняя направление, пока не достигнет другого пика силы, при котором он замедляется и снова останавливается.Один полный цикл — это от нуля до максимального положительного обратно к нулю до максимального отрицательного и снова обратно к нулю. Это называется Герц.

В Северной Америке у нас 60 Гц в секунду, а в остальном мире — 50 Гц в секунду. Многие люди видят плюсы и минусы, например, плюс 2,3 ампера и минус 2,3 ампера, и они сбиваются с толку и думают, что одно компенсирует другое. Это не так. Положительные и отрицательные числа используются для отображения движения тока.

Ток вызывается движением электронов, и не имеет значения, в каком направлении они движутся.

Вот простая аналогия. Подумайте о том, чтобы выйти из дома, сесть в машину и поехать по кварталу. Автомобиль стартует с нуля и разгоняется до 30 миль или 30 километров в час. Вы знаете, что в конце квартала есть знак остановки, поэтому вы начинаете замедляться и в конечном итоге останавливаетесь. А теперь предположим, что вы что-то забыли дома, и решили сделать резервную копию того же расстояния, которое только что прошли. Вы снова ускоряетесь до 30, а затем начинаете замедляться, приближаясь к дому, пока не останавливаетесь.

Вы просто проехали нулевое расстояние? Конечно, нет.Вы прошли вдвое большую длину квартала, в котором живете, даже несмотря на то, что теперь вы вернулись в исходную точку. Вы просто чередовали направления, по которым двигались. В нашем примере с автомобилем вы двигаетесь вперед и назад, но с медным проводом электроны движутся в положительную сторону и в сторону от отрицательных магнитных сил. Вращая магнит, мы заставляем движение двигаться вперед и назад. Но называть его прямым и обратным током звучит неправильно, поэтому мы просто называем это переменным током.

Амперметр измеряет ампер или ток в линии. В одних будут отображаться положительные и отрицательные значения, а в других — нет. Другой метод измерения тока — использование цифрового осциллографа. На многих диаграммах будут отображаться положительные и отрицательные числа, отражающие направление течения. Помните, что плюс 2,3 ампера обеспечивает ту же силу тока, что и минус 2,3 ампера.

Позвольте мне повторить это критическое заявление. Ток вызывается движением электронов, и не имеет значения, в каком направлении они движутся.

Хотя приведенные выше примеры вращения магнита верны, и Ниагарский водопад в США вырабатывает электричество таким образом, другие электрические компании используют тот же принцип, но генерируют ток, вращая медную катушку внутри магнитного поля. Когда катушка вращается, электроны движутся вперед и назад.

На рисунке показан простой ручной кривошип, но коммунальные предприятия используют внешний источник энергии, такой как пар от угольных или газовых электростанций, чтобы заставить электрическую катушку вращаться внутри магнитного поля.

И последнее замечание: после экспериментов Бена Франклина с электричеством обычно используется утверждение о токе, которое, как говорят, течет в направлении, противоположном электронам.

Сравнение переменного тока и постоянного тока: урок для детей — видео и стенограмма урока

Постоянный ток

При постоянном токе электроны движутся в одном направлении, от (-) отрицательного к (+) положительному. Это постоянный ток, протекающий непрерывно, пока он не отключится, либо его источник питания не иссякнет, либо не перестанет генерировать энергию.

Постоянный ток протекает по простой цепи.

Допустим, мы рассматриваем цепь с лампочкой. Как уже отмечалось, постоянный ток течет от отрицательного к положительному, а переключатель включения / выключения действует как затвор для этого электронного потока. Когда он включен, цепь замкнута, позволяя электронам течь. Пройдя через выключатель, электроны попадают в лампочку. Нить накала в лампочке загорается, забирая заряд с электронов, которые затем притягиваются к положительной клемме аккумулятора для повторной зарядки.Этот процесс продолжается до тех пор, пока аккумулятор не разрядится.

Переменный ток

При переменном токе электроны на самом деле не текут, они просто колеблются взад и вперед от отрицательного к положительному и от положительного к отрицательному. Это также не постоянная вибрация, как постоянный поток в постоянном токе. Электроны колеблются во времени или синхронно друг с другом, и это время регулируется путем изменения скорости генератора. Мы называем это электрическое время герц .

В США электричество переменного тока вырабатывается с частотой 60 Гц. Электроны вибрируют и сталкиваются друг с другом, передавая свой заряд с положительного на отрицательный и обратно 60 раз в секунду. Это означает, что когда в цепи, работающей на переменном токе, есть лампочка, через нее не проходит постоянный поток положительно заряженных электронов, как при питании от постоянного тока, поэтому свет тоже непостоянен. Он мигает при каждом цикле переноса заряда электрона со скоростью 60 полных циклов в секунду.Однако это слишком быстро для человеческого глаза, поэтому кажется, что это постоянный свет.

Переменный ток протекает по простой цепи.

переменного тока вырабатывается генератором, и его заряд (отрицательный или положительный) течет в обоих направлениях, как показано синей и красной стрелками на этом изображении. Переключатель и лампочка работают так же, как и в цепи постоянного тока.

Изучая различия в мощности переменного и постоянного тока, это помогает визуализировать происходящее.Как вы можете видеть на иллюстрации, сравнивая их, переменный ток течет синусоидально, чередуя от отрицательного к положительному, а постоянный ток течет в одном направлении от отрицательного к положительному последовательно и в постоянное время.

Проиллюстрирован поток переменного и постоянного тока.

Напряжение

Величина силы, с которой перемещаются электроны, называется напряжением . Многие из наших электрических устройств требуют разного напряжения.Напряжение в сети переменного тока можно легко изменить с помощью трансформатора, что делает этот ток идеальным для электроснабжения наших домов.

Тем не менее, питание постоянного тока позволяет легко транспортировать электричество с нами в виде батарей, таких как те, которые мы используем в наших мобильных телефонах, ноутбуках, планшетах, фонариках и даже в наших транспортных средствах, потому что им не нужны очень высокое напряжение.

Краткое содержание урока

Поток электроэнергии имеет два разных пути движения, или токов .Постоянный ток (DC) — это постоянный поток от отрицательного к положительному, в то время как переменный ток (AC) течет в форме волны, которая колеблется с определенной частотой Гц, что означает, что он циклически меняется с отрицательного на положительное определенное количество раз в секунду. Напряжение — это сила, используемая для перемещения электрического тока, и может регулироваться трансформаторами переменного тока, но не постоянного.

12.1 Источники переменного тока — Введение в электричество, магнетизм и электрические цепи

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

---

К концу раздела вы сможете:

• Объясните разницу между постоянным током (dc) и переменным током (ac)
• Определите характеристики переменного тока и напряжения, такие как амплитуда или пик и частота

Большинство примеров, рассмотренных до сих пор в этой книге, особенно с использованием батарей, имеют источники постоянного напряжения.Таким образом, как только ток установлен, он становится постоянным. Постоянный ток (dc) — это поток электрического заряда только в одном направлении. Это установившееся состояние цепи постоянного напряжения.

Однако в большинстве известных приложений используется источник напряжения, изменяющийся во времени. Переменный ток (ac) — это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Переменный ток создается переменной ЭДС, которая генерируется на электростанции, как описано в разделе «Индуцированные электрические поля».Если источник переменного тока периодически меняется, особенно синусоидально, цепь называется цепью переменного тока. Примеры включают коммерческую и бытовую энергетику, которая обслуживает так много наших потребностей.

Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые на предприятиях и дома, различаются по всему миру. В обычном доме разность потенциалов между двумя сторонами электрической розетки изменяется синусоидально с частотой или и амплитудой или в зависимости от того, живете вы в Северной Америке или Европе, соответственно.Большинство людей знают, что разность потенциалов для электрических розеток равна либо в Северной Америке, либо в Европе, но, как будет объяснено далее в этой главе, эти напряжения не являются пиковыми значениями, приведенными здесь, а скорее связаны с обычными напряжениями, которые мы видим в наших электрических розетках. На рисунке 12.1.1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичных источников постоянного и переменного тока в Северной Америке.

(рисунок 12.1.1)

Рисунок 12.1.1 (a) Напряжение и ток постоянного тока постоянны во времени после установления тока.(б) Напряжение и ток в зависимости от времени сильно различаются для переменного тока. В этом примере, который показывает мощность переменного тока 60 Гц и время t в секундах, напряжение и ток синусоидальны и находятся в фазе для простой цепи сопротивления. Частоты и пиковое напряжение источников переменного тока сильно различаются.

Предположим, мы подключаем резистор к источнику переменного напряжения и определяем, как напряжение и ток изменяются во времени на резисторе. На рисунке 12.1.2 показана схема простой схемы с источником переменного напряжения.Напряжение синусоидально колеблется во времени с фиксированной частотой, как показано, либо на клеммах батареи, либо на резисторе. Следовательно, напряжение переменного тока или «напряжение на вилке» может быть задано как

.

(12.1.1)

где — напряжение в момент времени, — пиковое напряжение, а — угловая частота в радианах в секунду. Для типичного дома в Северной Америке и тогда как в Европе

Для этой простой цепи сопротивления переменный ток , то есть ток, который синусоидально колеблется во времени с фиксированной частотой, равен

(12.1.2)

, где — текущий момент, а — пиковый ток, равный. В этом примере напряжение и ток считаются синфазными, что означает, что их синусоидальные функциональные формы имеют пики, впадины и узлы в одном и том же месте. Они колеблются синхронно друг с другом, как показано на рисунке 12.1.1 (b). В этих уравнениях и на протяжении всей главы мы используем строчные буквы (например,) для обозначения мгновенных значений и прописные буквы (например,) для обозначения максимальных или пиковых значений.

(рисунок 12.1.2)

Рисунок 12.1.2 Разность потенциалов между выводами источника переменного напряжения колеблется, поэтому на источнике и резисторе синусоидальные волны переменного тока накладываются друг на друга. Математическое выражение для дается формулой

Ток в резисторе чередуется взад и вперед, как управляющее напряжение, поскольку, например, если резистор представляет собой люминесцентную лампочку, он становится ярче и гаснет раз в секунду, когда ток постоянно проходит через ноль.Мерцание слишком быстрое, чтобы его могли заметить глаза, но если вы помашите рукой взад и вперед между лицом и флуоресцентным светом, вы увидите стробоскопический эффект переменного тока.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 12.1

Если рассматривать европейский источник переменного напряжения, какова разница во времени между переходами через ноль на графике зависимости переменного напряжения от времени?

Кандела Цитаты

Лицензионный контент CC, особая атрибуция

• Загрузите бесплатно по адресу http: // cnx.org/contents/[email protected]. Получено с : http://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution

AC и DC (переменный ток и постоянный ток) — разница и сравнение

Электроэнергия протекает двумя путями: переменным током (AC) или постоянным током (DC) .Электричество или «ток» — это не что иное, как движение электронов по проводнику, например по проводу. Разница между переменным и постоянным током заключается в направлении потока электронов. В постоянном токе электроны стабильно движутся в одном направлении, или «вперед». В переменном токе электроны постоянно меняют направление, иногда идя «вперед», а затем «назад».

Переменный ток — лучший способ передавать электричество на большие расстояния.

Таблица сравнения

Сравнительная таблица переменного и постоянного тока

	Переменный ток	Постоянный ток
Количество энергии, которое может быть перенесено	Безопасно для передачи на большие расстояния по городу и может обеспечить большую мощность.	Напряжение постоянного тока не может перемещаться очень далеко, пока не начнет терять энергию.
Причина направления потока электронов	Вращающийся магнит вдоль провода.	Постоянный магнетизм вдоль провода.
Частота	Частота переменного тока составляет 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны.	Частота постоянного тока равна нулю.
Направление	Он меняет направление на противоположное при движении по контуру.	Он течет в контуре в одном направлении.
Ток	Это ток, величина которого меняется во времени	Это ток постоянной величины.
Поток электронов	Электроны меняют направление движения — вперед и назад.	Электроны равномерно движутся в одном направлении или «вперед».
Получено от	Генератор переменного тока и сеть.	Элемент или батарея.
Пассивные параметры	Импеданс.	Только сопротивление
Коэффициент мощности	Входит между 0 и 1.	это всегда 1.
Типы	Синусоидальный, трапециевидный, треугольный, квадратный.	Чистый и пульсирующий.

Переменный и постоянный ток. По горизонтальной оси отложено время, а по вертикальной оси — напряжение.

Истоки переменного и постоянного тока

Магнитное поле около провода заставляет электроны течь в одном направлении вдоль провода, потому что они отталкиваются отрицательной стороной магнита и притягиваются к положительной стороне.Так родилась мощность постоянного тока от батареи, в первую очередь благодаря работе Томаса Эдисона.

Генераторы переменного тока

постепенно заменили систему батарей постоянного тока Эдисона, поскольку переменный ток безопаснее передавать на большие расстояния по городу и может обеспечить большую мощность. Вместо постоянного приложения магнетизма к проводу ученый Никола Тесла использовал вращающийся магнит. Когда магнит был ориентирован в одном направлении, электроны текли к положительному положению, но когда ориентация магнита менялась, электроны также вращались.

Видео сравнения переменного и постоянного тока

Применение трансформаторов переменного тока

Еще одно различие между переменным и постоянным током заключается в количестве энергии, которое он может переносить. Каждая батарея предназначена для выработки только одного напряжения, и это напряжение постоянного тока не может перемещаться очень далеко, пока не начнет терять энергию. Но напряжение переменного тока от генератора на электростанции может быть увеличено или уменьшено с помощью другого механизма, называемого трансформатором .Трансформаторы располагаются на электрическом столбе на улице, а не на электростанции. Они изменяют очень высокое напряжение на более низкое, подходящее для вашей бытовой техники, такой как лампы и холодильники.

Хранение и преобразование переменного тока в постоянный и наоборот

AC может даже быть изменен на постоянный ток с помощью адаптера, который вы можете использовать для питания батареи вашего ноутбука. DC можно «подтолкнуть» вверх или вниз, только это немного сложнее. Инверторы изменяют постоянный ток на переменный. Например, для вашего автомобиля инвертор изменит 12 вольт постоянного тока на 120 вольт переменного тока, чтобы запустить небольшое устройство.Хотя постоянный ток можно хранить в батареях, вы не можете хранить переменный ток.

Список литературы

Поделитесь этим сравнением:

Если вы дочитали до этого места, подписывайтесь на нас:

«Переменный ток против постоянного (переменный ток против постоянного)». Diffen.com. Diffen LLC, н.д. Интернет. 27 августа 2021 г. <>

Что такое переменный ток? (с изображением)

Электроэнергия переменного тока (AC) — это тип электричества, который чаще всего используется в домах и на предприятиях во всем мире.Он называется «чередующимся», потому что он меняет направление в электрической цепи через равные промежутки времени, обычно много раз в секунду. Переменный ток создается электрическим генератором, который определяет частоту этих колебаний. В Соединенных Штатах переменный ток генерируется с частотой 60 Гц, что означает, что ток меняется 60 раз в секунду.

Существует ряд причин, по которым большинство электростанций вырабатывают переменный, а не постоянный или постоянный ток, когда электроны постоянно текут в одном направлении.Во-первых, большие генераторы вырабатывают переменный ток естественным образом, поэтому преобразование в постоянный ток потребует дополнительного шага и, следовательно, дополнительных затрат. Во-вторых, и это, пожалуй, самое главное, для работы электрические трансформаторы должны иметь переменный ток. Трансформаторы являются важной частью энергосистемы, потому что они выполняют задачу повышения электрического напряжения для передачи на большие расстояния, а также снижения напряжения до безопасного уровня для использования в домах и на предприятиях.

Трансформаторы — это простые недорогие устройства, которые чаще всего используются на подстанциях и устанавливаются на опорах электропередач возле жилых домов.В одном из типов подстанций трансформаторы принимают умеренное напряжение переменного тока, генерируемое электростанцией, и значительно повышают напряжение для передачи на большие расстояния. Высокое напряжение позволяет транспортировать электроэнергию намного эффективнее. Другие подстанции снижают напряжение в конце линии электропередачи, и затем электроэнергия подключается к местной сети. В этот момент напряжение дополнительно снижается, непосредственно перед тем, как попасть в дома и другие здания для использования потребителями.

Переменный ток также имеет то преимущество, что его легко преобразовать в постоянный.Это важно отчасти потому, что многие мелкие бытовые приборы работают только от постоянного тока. Многие принтеры, портативные компьютеры и зарядные устройства, например, используют адаптер переменного тока для преобразования переменного тока в домашнем хозяйстве на постоянный. Адаптеры до некоторой степени взаимозаменяемы и обычно входят в комплект поставки прибора производителем. С другой стороны, преобразование постоянного тока в переменный — дорогостоящий процесс, поэтому переменный ток является лучшим выбором для стандартной формы электричества.

Некоторые типы цепей используют переменный ток в первую очередь для передачи информации, а не для передачи электричества.Информационные цепи, такие как те, которые используются в телефонной и радиопередаче, используют различные значения напряжения, тока и частоты для передачи точной информации. Эти типы цепей переменного тока не очень эффективны, но этот атрибут на самом деле хорошо подходит для информационных цепей, поскольку их назначение — передача данных, а не электроэнергии.

AC Power: что это такое?

Мощность переменного тока относится к Мощность переменного тока и относится к электрической мощности , протекающей в переменном направлении.

Что такое электроэнергия?

Мощность можно определить как уровень энергии, потребляемой в единицу времени. Единица измерения мощности — Вт. в честь известного ученого восемнадцатого века Джеймса Ватта , который изобрел паровой двигатель. В механических системах мощность известна как , механическая мощность и представляет собой комбинацию сил и движения. В электрических системах электрическая мощность — это скорость потока электрической энергии через заданную точку в замкнутой цепи.Для наших приложений мы будем рассматривать только , электрическая мощность .

В чем разница между переменным и постоянным током?

Электроэнергия может быть классифицирована как мощность переменного тока или мощность постоянного тока (DC) в зависимости от направления потока энергии. Мощность, возникающая в результате протекания тока в переменном направлении, называется мощностью переменного тока, а мощность, возникающая в результате протекания тока только в одном направлении, называется мощностью постоянного тока . Солнечные панели генерируют мощность постоянного тока, и обычно мощность преобразуется в мощность переменного тока с использованием инвертора .

Как выглядит форма кривой переменного тока?

В цепях переменного тока поток электрического заряда (или, другими словами, электронов) периодически меняет свое направление. Чистый поток заряда — это произведенный электрический ток. Типичная форма волны переменного тока — это чистая синусоида , как показано на рисунке ниже.

AC Power (зеленая кривая).Источник: Wikipedia.org

Электроэнергия этого вида чаще всего доставляется бытовым и промышленным потребителям по линиям электропередачи . Он чрезвычайно универсален, потому что уровень напряжения переменного тока можно легко изменить, установив трансформатор для удовлетворения различных потребностей передачи.

Частота

Период времени, в течение которого электрический заряд движется в обоих направлениях, называется полным циклом . Но этот процесс движения вперед и назад происходит очень и очень быстро.Электрический ток способен совершить множество циклов за одну секунду. Единица измерения электрического цикла — Гц (Гц), , а количество циклов, которые ток завершает за секунду, называется частотой тока. Типичная частота в странах Северной Америки — 60 Гц, , что означает, что ток завершает 60 циклов за одну секунду. В Европе и многих других странах стандарт 50 Гц .

Преимущества переменного тока

Одной из причин использования переменного тока в таком широком масштабе является его гибкость .Уровень напряжения сети переменного тока очень легко изменить с помощью трансформатора. Электроэнергия, передаваемая на более высоком уровне напряжения, имеет значительно более низкие потери . При любом постоянном токе передаваемая мощность прямо пропорциональна уровню напряжения. Это означает, что такое же количество мощности может быть передано с меньшим током за счет увеличения напряжения. Потери прямо пропорциональны квадрату тока, поэтому, когда текущий ток ниже, потери в линиях передачи меньше.Это причина того, почему электричество передается очень экономичным способом от электростанций в наши дома на большие расстояния при высоком или сверхвысоком уровне напряжения.

Солнечные панели с микро-инверторами Источник: solarpwr.cn

Электроэнергия переменного тока и солнечная промышленность

Переменный ток — это форма электричества, которым снабжаются предприятия и домашние хозяйства, поэтому мощность постоянного тока солнечной панели должна быть преобразована в полезную мощность переменного тока с помощью солнечного инвертора. Так называемые солнечные панели переменного тока или панели plug-and-play являются недавней тенденцией в отрасли и в основном представляют собой солнечные панели постоянного тока со встроенными микроинверторами . Технические преимущества микроинверторов, хотя и не получившие широкого распространения, представляют серьезную угрозу для классических струнных и центральных инверторов.