Постоянное или переменное напряжение в розетке: Какой ток в розетке постоянный или переменный — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Чем отличается переменный ток от постоянного. Переменный ток против постоянного. Постоянный и переменный ток

В самом начале, давайте дадим короткое определение электрическому току. Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Ток — это движение электронов в проводнике, напряжение — это то, что приводит их (электроны) в движение.

Теперь рассмотрим такие понятия, как постоянный и переменный ток и выявим их принципиальные отличия.

Отличие постоянного тока от переменного

Основная особенность постоянного напряжения в том, что оно постоянно как по своей величине, так и по знаку. Постоянный ток, «течет» в все время одну сторону. Например, по металлическим проводам от плюсового зажима источника напряжения к минусовому (в электролитах его создают положительные и отрицательные ионы). Сами же электроны движутся от минуса к плюсу, но ещё до открытия электрона договорились считать, что ток течет от плюса к минусу и до сих пор при расчетах придерживаются этого правила.

Чем же от постоянного отличается переменный ток (напряжение)? Из самого названия следует, что он меняется. Но — как именно? Переменный ток меняет за период как свою величину, так и направление движения электронов. В наших бытовых розетках — это ток с синусоидальными (гармоническими) колебаниями частотой 50 герц (50 колебаний в секунду).

Если рассмотреть замкнутую цепь на примере лампочки, то мы получим следующее:

при постоянном токе электроны будут течь через лампочку всегда в одном направлении от (-) минуса к (+) плюсу
при переменном направление движения электронов будет меняться в зависимости от частоты генератора. т. е. если в нашей сети частота переменного тока 50 герц (Hz), то направление движения электронов за 1 секунду поменяется 100 раз. Таким образом + и — в нашей розетке меняются местами сто раз в секунду
относительно ноля . Именно поэтому мы можем воткнуть электрическую вилку в розетку «вверх ногами» и все будет работать.

Переменное напряжение в нашей бытовой розетке изменяется по синусоидальному закону. Что это значит? Напряжение от нуля увеличивается до положительного амплитудного значения (положительный максимум), потом уменьшается до нуля и продолжает уменьшаться дальше — до отрицательного амплитудного значения (отрицательный максимум), затем снова увеличивается, переходя через ноль и возвращается к положительному амплитудному значению.

Говоря другими словами, при переменном токе постоянно меняется его заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Получается, что за секунду электроны 100 раз меняют направление своего движения и свою полярность, с положительной на отрицательную (помните, что их частота составляет 50 герц — 50 периодов или колебаний в секунду?).

Первые электрические сети были постоянного тока. С этим было связано несколько проблем, одна из них — сложность конструкции самого генератора. А генератор переменного тока обладает более простой конструкцией, а потому прост и дешев в эксплуатации.

Дело в том, что одинаковую мощность можно передать высоким напряжением и маленьким током или наоборот: низким напряжением и большим током.

Чем больше ток, тем больше нужно сечение провода, т.е. провод должен быть толще. Для напряжения толщина провода не важна, были бы изоляторы хорошие. Переменный ток (в отличие от постоянного) просто легче преобразовывать.

И это — удобно. Так по проводу относительно небольшого сечения электростанция может отправить пятьсот тысяч (а иногда и до полутора миллионов) вольт энергии при токе в 100 ампер практически без потерь. Потом, например, трансформатор городской подстанции «заберет» 500 000 вольт при токе в 10 ампер и «отдаст» в городскую сеть 10 000 вольт при 500 амперах. А районные подстанции уже преобразуют это напряжение в 220/380 вольт при токе порядка 10 000 ампер, для нужд жилых и промышленных кварталов города.

Разумеется схема упрощена и имеется в виду вся совокупность районных подстанций в городе, а не какая-то конкретно.

Персональный компьютер (ПК) работает по схожему принципу, но — в обратную сторону. Он преобразует переменный ток в постоянный а затем, при помощи , понижает его напряжение до значений, необходимых для работы всех компонентов внутри .

В конце 19-го века всемирная электрификация вполне могла пойти и другим путем. Томас Эдисон (считается, что именно он изобрел одну из первых коммерчески успешных ламп накаливания) активно продвигал свою идею постоянного тока. И если бы не исследования другого выдающегося человека, доказавшего эффективность тока переменного, то все могло бы быть по другому.

Гениальный серб Никола Тесла (некоторое время работавший у Эдисона), первым спроектировал и построил генератор многофазного переменного тока, доказав его эффективность и преимущество по сравнению с аналогичными разработками, работавшими с постоянным источником энергии.

Сейчас давайте рассмотрим «места обитания» постоянного и переменного тока. Постоянный, например, находится в нашем телефонном аккумуляторе или батарейках. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в местах его хранения (аккумуляторах).

Источники постоянного напряжения это:

обычные батарейки применяемые в различных приборах (фонарики, плееры, часы, тестеры и т. д.)
различные аккумуляторы (щелочные, кислотные и т. п.)
генераторы постоянного тока
другие специальные устройства, например: выпрямители, преобразователи
аварийные источники энергии (освещение)

Например, городской электротранспорт работает на постоянном токе напряжением в 600 Вольт (трамваи, троллейбусы). Для метрополитена оно выше — 750-825 Вольт.

Источники переменного напряжения:

генераторы
различные преобразователи (трансформаторы)
бытовые электросети (домашние розетки)

О том, как и чем измерять постоянное и переменное напряжение мы с Вами говорили вот , а напоследок (всем тем кто дочитал статью до конца) хочу рассказать небольшую историю. Озвучил ее мне мой шеф, а я перескажу с его слов. Уж больно она к нашей сегодняшней теме подходит!

Поехал он как-то в служебную командировку с нашими директорами в соседний город. Налаживать дружественные отношения с тамошними IT-шниками:) А сразу возле трассы там такое замечательное местечко есть: родник с чистой водой.

Возле все обязательно останавливаются и воду набирают. Это, своего рода, уже традиция.

Местные власти, решив облагородить данное место, сделали все по последнему слову техники: вырыли сразу под родничком большую прямоугольную яму, обложили ее ярким кафелем, перелив сделали, подсветку светодиодную, бассейн получился. Дальше — больше! Сам родник «упаковали» в крапленую гранитную крошку, придали ему благородную форму, иконку над жерлом под стекло вмуровали — святое место, значится!

И последний штрих — поставили систему подачи воды на фотоэлементе. Получается, что бассейн всегда наполнен и в нем «булькает», а чтобы набрать воду непосредственно из родничка, нужно поднести руки с сосудом к фотоэлементу и оттуда — «проистекает» 🙂

Надо сказать, что по дороге к источнику наш шеф рассказывал одному из директоров, как это круто: новые технологии, вайфай, фотоэлементы, сканирование по сетчатке глаза и т.д. Директор был классическим технофобом, поэтому придерживался противоположного мнения. И вот, подъезжают они к родничку, подносят руки куда следует, а вода не течет!

Они и так, и сяк, а результата — ноль! Оказалось, что тупо не было напряжения в электрической сети, которая питала эту шайтан-систему:) Директор был «на коне»! Отпустил несколько «контрольных» фраз по поводу всех этих п…х технологий, таких же п…х элементов, всех машин вообще и данной конкретной в частности. Зачерпнул канистрой прямо из бассейна и пошел в машину!

Вот и получается, мы можем настроить все что угодно, «поднять» навороченный сервер, предоставить лучший и востребованный сервис, но, все равно, самый главный человек — это дядя Вася-электрик в ватнике, который одним движением руки может организовать полный skipped всей этой технической мощи и изяществу:)

Так что помните: главное — качественное электропитание. Хороший (источник бесперебойного питания) и стабильное напряжение в розетках, а все остальное — приложится:)

На сегодня у нас — все и до следующих статей. Берегите себя! Ниже — небольшое видео по теме статьи.

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

Сложности визуализации

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

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

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

Аналогия

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

Напряжение как давление

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

Ток как поток

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

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

Постоянный ток

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

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

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

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

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

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

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

Направление движения

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

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

Частота

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

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

Векторная математика

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

Коэффициент мощности

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

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

Сварочные аппараты

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

Говоря о постоянном токе (см. раздел «Про ток»), мы выяснили, что он протекает в одном направлении — от плюса источника к минусу(так было принято, хотя на самом деле наоборот). Однако в большинстве случаев приходится иметь дело с током переменным. При переменном токе электроны движутся не в одном направлении, а попеременно то в одном, то в другом, меняя свое направление. Поэтому, когда осветительная лампа включена, электроны в ее накаленной нити(да и в проводах тоже)движутся то в одну, то в другую сторону. Это движение условно показано на рис.1 и рис.2. Попробуйте пробежаться то в одну, то в другую сторону. Нетрудно догадаться, что при таком движении, прежде чем изменить направление движения, нужно сначала его замедлить, потом застыть на месте, а уж потом ринуться в другую сторону. Какая взаимосвязь с током? Перед тем как изменить движение, электроны должны притормозить(всё это мы рассматриваем в замедленном времени). Значит ток уменьшится, а лампа должна уменьшить яркость. А уж когда они остановятся перед изменением движения — и вовсе должна погаснуть. Но мы этого не видим. Почему? Потому что накаленная нить имеет тепловую инертность и за долю секунды не может остыть. Поэтому мигания мы не видим. Однако, каждый из нас слышал жужжание работающего трансформатора, что и связано с попеременным направлением движения тока.

А теперь стоит задуматься. Означает ли это, что за долю секунды электроны от электростанции доходят до дома, а за следующую долю секунды — обратно? Ранее, в разделе«Про ток» мы выяснили, что электрическое поле в проводниках распространяется со скоростью 300000км/с., а сами электроны движутся в проводниках со скоростью примерно 0,1мм/с. Но за 1/100 часть секунды (именно столько длится один полупериод, в течение которого электроны движутся в одну сторону) электроны только успевают переместиться в одном направлении, как электрическое поле начнет действовать в противоположном направлении. Вот почему электроны отклоняются то в одну, то в другую сторону и не покидают, так сказать, предела наших жилищ. То есть, у вас в доме(квартире) есть свои «домашние» электроны. Если мы могли бы замедлить время и включили бы в розетку вольтметр параллельно нагрузке, т.е. лампе (рис.3) или амперметр последовательно через нагрузку (рис.4), то увидели бы как стрелка прибора плавно изменяет свое показание от нуля до максимального значения при замере напряжения (рис.3) или тока (рис.4). На рисунке рядом это продемонстрировано. В действительности мы, конечно, этого не увидим. Причина в инертности стрелки, из-за которой она не может произвести сотню за секунду. Кстати, к рис.3 и рис.4 приведен пояснительный рис.5, где уж точно без особых усилий можно увидеть, как подключаются вольтметр и амперметр при измерении напряжения и тока в электрической цепи. Где вольтметр, а где амперметр, я думаю, можно без труда догадаться. На схемах они обозначаются как V и А соответственно.

Итак, первое, что необходимо знать — это то, что изменения тока и напряжения в электрической цепи происходят по так называемому синусоидальному закону. Второе — любое синусоидальное колебание (ток или напряжение) характеризуются следующими важными величинами:

Период Т — время совершения одного полного колебания. Половина этого времени называется полупериодом. Очевидно, что в один полупериод ток течет(ну или как мы оговаривали — электроны движутся) в одном направлении, которое условно можем принять за положительное, а в другой полупериод он течет в другом направлении, которое можем принять за отрицательное. На графиках положительный полупериод будет представлен верхней полуволной над осью Х, а отрицательный — нижней. Говоря про нашу сеть, можно указать, что период переменного тока Т = 1/50сек — 0,02сек.

Частота f — это число колебаний в секунду. Теперь давайте подсчитаем. Если одно колебание у нас происходит за время периода Т, которое равно 0,02сек, то тогда за одну секунду у нас произойдет 50 колебаний (1/0,02=50). А одно колебание представляет собой движение электронов сначала в одну сторону, потом в другую(два полупериода). Т.е. за 1сек электроны будут двигаться поочередно то в одну то в другую сторону 50раз. Вот вам и наша частота тока в сети, которая равна 50Гц (Герц).

Амплитуда — наибольшая величина тока(Imах) или напряжения (Umах=310В) за время периода Т. Очевидно, что за один период синусоидальный ток и напряжение достигают два раза своей максимальной величины.

Мгновенное значение — мы уже знаем, что переменный ток непрерывно изменяет свое направление и величину. Величина напряжения в данный момент называется мгновенным значением напряжения. Это же относится и к величине тока.

В качестве иллюстрации на рис.6 указаны несколько мгновенных значений (200В, 300В, 310В, — 150В, — 310В, — 100В) величины напряжения в электрической цепи в течение одного периода. Видно, что в начальный момент напряжение равно равно нулю, после чего постепенно нарастает до 100В, 200В и т.д. Достигнув максимального значения 310В, напряжение начинает постепенно уменьшаться до нуля, после чего изменяет свое направление и снова возрастает, достигая величины минус 310В (- 310В) и т.д. Если кто-то с трудом может себе представить, что такое смена направления, может представить себе, что плюс и минус в розетке меняются местами — т.е. если мы условно примем ноль(землю) за минус, а фазу за плюс. И происходит это 50 раз в секунду. Ну, вот где-то примерно так…

Действующее значение

Итак, зададимся вопросом — а какому постоянному напряжению равно по своему действию наше переменное напряжение в сети, показанное на рис.6? Теория и практика показывают, что оно равняется постоянному напряжению величиной 220В — рис.7. Взять это на веру не так уж и сложно, поскольку несложно увидеть, что рассматриваемое в течение одного периода напряжение имеет значение 310В только в два момента, а в остальное время оно меньше. Так как наше синусоидальное напряжение изменяется непрерывно, то целесообразно было ввести такое понятие как — действующее напряжение . Ведь именно по какому-либо конкретному значению напряжения(или тока), а не его меняющемуся значению мы можем «прикинуть» его силу. Так вот, под действующим значением переменного тока (ну или напряжения) мы понимаем такой постоянный ток, который за то же самое время совершает ту же работу (или выделяет такое же количество тепла), что и данный переменный ток.

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

Итак, запомните!!!

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

Приборы, предназначенные для измерения переменного тока, показывают его действующее значение;

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

Зная значение (действующее) переменного напряжения, всегда можно узнать его максимальное значение (не забудьте — оно меняется по синусоидальному закону). А связь здесь такая — Umax = 1,4U , где U — действующее значение, а Umax- максимальное значение (амплитуда).

Любой грамотный инженер должен без запинки ответить какой ток в розетке — постоянный или переменный. Физике в технических ВУЗах уделяют особое внимание! А вот большинство обычных граждан может прожить всю жизнь и не знать этого. И абсолютно зря! В наше время есть необходимый минимум знаний, которым должен обладать любой современный образованный человек. Какой тип тока в розетке нужно знать так же, как таблицу умножения.

Виды электрического тока в быту

Для полного понимания картины приведу немного теории, которую будет очень полезно знать. Электрический ток — это направленное движение электрических зарядов. Он может возникать в замкнутой электрической цепи. Различают:

Постоянный ток или DC — Direct Current. Международное обозначение (-).
Постоянный ток течёт в одном направлении, а величина его слабо меняется со временем. Яркий пример, который Вы можете встретить у себя дома или в квартире — ток от электрических батареек или аккумуляторов.

Переменный ток . обозначение или AC — Alternating Current. Международное обозначение (~).
Переменный ток периодически изменяется по величине и направлению. Один период изменения в секунду — это Герц. Соответственно частота переменного тока — это количество периодов в секунду. В России и Европе используемая частота — 50 Гц, в США — 60 Гц. Переменный ток используется для работы различных электроприборов.

Какой ток в бытовых розетках

Разобравшись в теории — перейдём непосредственно к ответу на вопрос — какой ток в розетке — переменный или постоянный? Думаю Вы уже и сами догадались — конечно же переменный ток . Рабочее напряжение в сети — 220-240 Вольт. Сила переменного тока в обычных квартирах ограничивается величиной в 16 А (Ампер), но в некоторых случаях встречается и до 25 А. По мощности тока стандартное ограничение — 3,5 кВт.

Для более мощной электрической техники используют уже трехфазные сети с напряжением 380 Вольт с силой тока до 32А.

Переменным называется ток, изменение которого по величине и направлению повторяется периодически через равные промежутки времени Т.

В области производства, передачи и распределения электрической энергии переменный ток имеет по сравнению с постоянным, два основных преимущества:

1) возможность (при помощи трансформаторов) просто и экономично повышать и понижать напряжение, это имеет решающее значение для передачи энергии на большие расстояния.

2) большую простоту устройств электродвигателей, а следовательно, и их меньшую стоимость.

Значение переменной величины (тока, напряжения, ЭДС) в любой момент времени t называется мгновенным значением и обозначается строчными буквами (ток i, напряжение u, ЭДС – е).

Наибольшее из мгновенных значений периодически изменяющихся токов, напряжений или ЭДС, называются максимальными или амплитудными значениями и обозначаются прописными буквами с индексом «м» (I м, U м).

Наименьший промежуток времени, по прошествии которого мгновенные значения переменной величины (ток, напряжение, ЭДС) повторяется в той же последовательности, называется периодом Т, а совокупность изменений, происходящих в течение периода, — циклом.

Величина обратная периоду называется частотой и обозначается буквой f.

Т.е. частота – число периодов за 1 секунду.

Единица частоты 1/сек – называется герц (Гц). Более крупные единицы частоты – килогерц (кГц) и мегагерц (МГц).

Получение переменного синусоидального тока.

Переменные токи и напряжения в технике стремятся получить по простейшему периодическому закону – синусоидальному. Т. к. синусоида – единственная периодическая функция, имеющая подобную себе производную, в результате чего во всех звеньях электрической цепи форма кривых напряжений и токов получается одинаковой, чем значительно упрощаются расчеты.

Для получения токов промышленной частоты служат генераторы переменного тока в основе работы которых лежит закон электромагнитной индукции, согласно которому при движении замкнутого контура в магнитном поле в нем возникает ток.

Схема простейшего генератора переменного тока

Генераторы переменного тока большой мощности, рассчитанные на напряжения 3 – 15 кв, выполняются с неподвижной обмоткой на статоре машины и вращающимся электромагнитом-ротором. При такой конструкции легче надежно изолировать провода неподвижной обмотки и проще отвести ток во внешнюю цепь.

Одному обороту ротора двухполюсного генератора соответствует один период переменной ЭДС, наведенной на его обмотке.

Если ротор делает n оборотов в минуту, то частота индуктированной ЭДС

Т.к. при этом угловая скорость генератора
, то между ней и частотой, наведенной ЭДС существует соотношение
.

Фаза. Сдвиг фаз.

Предположим, что генератор имеет на якоре два одинаковых витка, сдвинутых в пространстве. При вращении якоря в витках наводятся ЭДС одинаковой частоты и с одинаковыми амплитудами, т.к. витки вращаются с одинаковой скоростью в одном и том же магнитном поле. Но вследствие сдвига витков в пространстве ЭДС достигают амплитудных знамений неодновременно.

Если в момент начала отсчета времени (t=0) виток 1 расположен относительно нейтральной плоскости под углом
, а виток 2 под углом
. То наведенная в первом витке ЭДС:,

а во втором:

В момент отсчета времени:

Электрические углы иопределяющие значения ЭДС в начальный момент времени, называетсяначальными фазами.

Разность начальных фаз двух синусоидальных величин одной частоты называется углом сдвига фаз .

Та величина, у которой нулевые значения (после которых она принимает положительные значения), или положительные амплитудные значения достигаются раньше, чем у другой, считается опережающей по фазе, а та у которой те же значения достигаются позже – отстающей по фазе.

Если две синусоидальные величины одновременно достигают своих амплитудных и нулевых значений, то говорят, что величины совпадают по фазе . Если угол сдвига фаз синусоидальных величин равен 180 0
, то говорят, что они изменяются впротивофазе.

Как проверить напряжение в розетке мультиметром: правила измерения © Геостарт

Рубрика: Электроприборы и освещение

Как проверить напряжение в розетке мультиметром: правила измерения

Безопасность при проведении монтажа и ремонта электроустановочных приборов нужно обеспечить всеми возможными способами. Необходимо исключить и легкие удары, и тяжелые поражения током. Согласны? Перед выполнением действий с электроточками требуется обязательно проверять напряжение, что осуществляется с помощью мультиметра.

Мы расскажем, что собой представляет и как действует этот портативный прибор, применяемый как домашним мастерам, так и профессиональным электрикам. У нас вы узнаете, как проверить напряжение в розетке мультиметром, а также есть ли само напряжение в сети. Разберем, как с его помощью производятся измерения силы тока.

Мультиметры, тестеры и их разновидности

Мультиметр, он же мультитестер, являет собой специальное устройство для измерения самых разнообразных характеристик и параметров электрической сети, а также питающихся от нее деталей и элементов.

Прибор предназначен для того, чтобы на объекте строительства или ремонта можно было с высокой точностью определить:

постоянное и переменное напряжение;
переменный и постоянный ток;
сопротивление, емкость и многое другое.

Кроме вышеуказанных параметров, мультиметры оснащаются дополнительными функциями измерения, что позволяет также тестировать транзисторы, «прозванивать» кабель электропроводки до распределительной коробки и выходящие из нее провода, проверять работоспособность диодов и т.д.

Метрические приборы бывают двух основных видов: аналоговые и цифровые. Эти устройства отличаются функционалом, точностью измерения, качеством сборки, комплектацией. В любом случае это очень полезные измерительные системы для каждого.

В аналоговом мультитестере результат измерений отображается с помощью обычной стрелки на шкале. Иногда эксплуатация такого аналогового прибора не совсем уместна — новичку или не специалисту в области электрики тяжело разобраться со всеми шкалами, «ценой деления» определённого параметра, вычислить итоговое значение электрической характеристики.

И ещё, аналоговый тестер не имеет фиксации стрелки на позиции, что затрудняет считывание результата и вообще работу с прибором.

Цифровой мультиметр представляет результаты измерений в виде цифровых значений на жидкокристаллическом экране. Он обеспечивает предельную простоту эксплуатации устройства, позволяет исключить любые ошибки связанные со снятием показаний и расчётом необходимого параметра, учитывая «цену деления» шкалы. Это одна из основных причин популярности цифровых мультитестеров у мастеров.

Стандартные мультиметры могут стоить более 5 у.е. Но одно остаётся всегда неизменным — центральное место на панели занимает поворотный триггер. Не меняется расположение остальных элементов управления по углам панели, наличие необходимых разъёмов внизу панели, разноцветные условные обозначения.

Если будете приобретать такое изделие, обязательно покупайте с внешним силиконовым чехлов, который защищает от пыли, влаги, падений с небольшой высоты, имеет специальные зажимы и подставку, что бывает очень полезным в самых неожиданных ситуациях эксплуатации мультитестера.

Бытовая сеть электропитания

А розетка, в данном случае, выступает исключительно в роли «точки выхода» напряжения, поэтому резонно что нужно знать с каким напряжением в розетке будет «работать» потребитель.

Во всем мире существует несколько основных категорий электрических сетей питания для бытовых электроприборов, одной из которых есть «наша» 220 В с частотой 50 Гц. Она являет собой два провода («фаза» и «ноль»), напряжение между которыми составляет 220 В.

В последнее время, для систем обеспечения частных домов и квартир иногда подключают 3-фазную сеть напряжения 380 В с частотой 50 Гц, что бы «запитать» такие устройства, как насосная станция, компрессор, токарный станок и т.д.

Бытовая электрическая сеть «выдаёт» в розетках напряжения в 220 В (одна фаза) для нынешних бытовых приборов зарубежного и отечественного производства: от чайников и фенов до посудомоечных и стиральных машин

Возникает закономерный вопрос: для чего же необходимо измерять характеристики сети? С одной стороны ответ очевиден: если вы не знаете или не уверенны в своих убеждениях относительно той розетку, которую видите перед собой и Вам необходимо производить какие-либо работы с проводкой.

С иной стороны, большинство электрических приборов точно рассчитаны на определённую частоту и напряжение. Некоторые электрические устройства ориентированы на работу от сети питания с частотой 60 Гц.

Например, привезённая микроволновая печь производства Южной Кореи оснащена трансформатором, который от «наших» 50 Гц может легко «вздуться» и она (печь) быстро выйдет из строя.

Превышение или снижение частоты, напряжения и силы тока может существенно изменить КПД приборов, в результате электрическое устройство выходит их из строя и последующая эксплуатация невозможна. Мультиметры нужны для измерения и контроля таких параметров сети.

Техника безопасности перед работами

Мультитестер — это многофункциональный портативный прибор, который питается от батарейки (обычно «кроны») и является удобным, а главное безопасным, инструментом для конечного пользователя. Но и для его эксплуатации существуют определённые правила использования.

«Крона» — батарея гальванических элементов питания, габаритные размеры 48,5Х26,5Х17,5 мм. Масса батарейки около 53-55 граммов. Выходное напряжение — 9 В, ёмкость в среднем — 600 мА*ч

Сам по себе тестер оснащен внутренней защитой от перегрузок и перенапряжений. Но без соблюдения ниже приведённых правил он тоже может легко «сгореть», частично выйти из строя. Во избежании этого, существует ряд общих правил безопасной эксплуатации цифрового тестера.

При измерении входного переменного напряжения:

Если не определено предварительное значение измеряемого напряжения, переключатель ставим в наибольший диапазон.

Не подавать на вход напряжение более 750 В во избежании повреждения внутренней цепи.

Руками без диэлектрических перчаток прикасаться к компонентам электросети нельзя.

При измерении входного постоянного и переменного тока:

Если не определено предварительное значение измеряемого тока, переключатель ставим в наибольший диапазон.

Если на ЖК-дисплее установлен “1”, поставьте триггер на следующий диапазон в сторону увеличения максимального значения.

При работе с разъёмом «20А» время тестирования не должно превышать 15 сек, поскольку для этого режима плавкий предохранитель отсутствует.

При измерении внутреннего сопротивления цепи, нужно убедиться, что питание цепи отключено и все конденсаторы разряжены под «ноль».

Плавкий предохранитель являет собой стеклянную колбу с внешними металлическими контактами в виде «колпачков». Внутри колбы находится кусок проволоки, которая расплавляется в момент перегрузки, она размыкает цепь и сохраняет прибор от поломки

Кроме того, существуют особые правила ухода и хранения прибора, а именно не нужно подавать на вход напряжение если поворотный переключатель находится в позиции Ohm, работать с устройством если крышка корпуса не полностью закрыта. И последнее, замена гальванического элемента питания и предохранителя производится только при выключенном приборе и отсоединенных щупах.

Условные обозначения мультиметра

Мультитестер цифровой DT9205А имеет широкие возможности, включая измерение переменного и постоянного напряжения и тока, сопротивление, ёмкость, исправность диодов. Размер — 186х86х41 мм, вес — 318 грамм

Кнопки:

ON/OFF — включение/выключение устройства;
HOLD — удержание отображаемого значения на ЖК-экране.

Сектора центрального переключателя:

hFE – измерение параметров транзисторов;
F, Ω- тестирование емкости конденсаторов и сопротивление;
A-, A~ — постоянный и переменный ток;
V-, V~ — постоянное и переменное напряжение.

Основные разъёмы:

20А — гнездо для измерения силы тока до 20A, красный щуп;
А — гнездо для тестирования силы тока в пределах диапазонов;
СОМ — гнездо для всех режимов, обычно подключается черный щуп;
VΩ — гнездо для измерения сопротивлений и напряжений.

Разъёмы секций «pnp/npn» — тестирование полупроводников, «cx» — разъёмы для вставки проверяемого конденсатора. Обязательно необходимо соблюдать полярность иначе он «вздуется».

Для того чтобы грамотно использовать мультитестер следует знать, какими функциями он наделен. Кнопки с обозначением функций расположены на лицевой панели (+)

Подключение щупов в мультиметр

Щупы — специальный вид коннекторов, которые помогают измерять характеристики электрических деталей и участков проводной цепи. Они легко соединяют необходимые разъёмы мультитестера с другими выходами.

Обычно являют собой металлический стержень и пластиковой изоляцией, на одном конце которого выход стержня с другого — провод с коннектором для вставки в разъёмы 20А, А, СОМ и VΩ прибора.

Кроме того, иногда в арсенале необходимо иметь дополнительный набор щупов, но вместо стержня используются металлические «крокодилы» — зубчатые зажимы.

«Крокодил» являет собой специальный вид насадок для щупов мультитестера, очень удобный при измерении электрических характеристик средних и больших деталей

Большинство приборов импортируются из Китая, где их изготавливают на заводах, цехах и мини-мастерских. В связи с этим производители экономят на всём, в том числе и материалах для щупов, которые быстро выходят из строя.

Рекомендуется щупы сделать самостоятельно, купив детали на радио-рынке или в радиомагазине. Вместо изоляционного пластика часто используют пустые ампулки и оболочки для шариковых ручек.

Разъёме СОМ является электрическим «минусом», выполняет функцию заземления на всех режимах и диапазонах. Обычно сюда подключают черный щуп

Подключаем штекер черного щупа в разъём мультиметра с условным обозначением COM. А штекер красного щупа подключаем в разъём с обозначением VΩ, который предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения.

Настоятельно не рекомендуем зажимать красный и чёрный щуп на контакт в любом режиме, исключение — круговой переключатель на позиции «►» (прозвон цепи).

Кроме напряжения мультитестером можно измерить величину силы тока и значение сопротивления. Важно помнить, что при измерении величины сопротивления необходимо отключать питание

Измерение переменного напряжения в розетке

Ознакомительные и подготовительные работы произведены. Переходим к фактическому выполнению задания. Первым делом отключаем мультитестер, если он включен. Нажимаем кнопку ON/OFF.

Переводим поворотный триггер мультиметра в позицию «750» (в других тестерах может быть 600, 1000) секции «V~». Это означает, что устройство может измерять параметры переменного напряжения в пределах от 0 до 750 В.

Если поставить диапазон меньше номинального искомого напряжения (мене 200 В), то можем вывести прибор из строя, создав таким образом ситуацию перенапряжения. В лучшем случае, придётся менять предохранитель, в худшем — «пустить» мультитестер на запчасти

Включаем тестер, на жидкокристаллическом экране должен появиться минимум один «ноль» — прибор готов к работе. Заводим щупы в отверстия розетки поочерёдно, не имеет значения какой куда. Снимаем показания переменного тока бытовой сети электропитания.

Значения на экране скачут и не показывают точно 220В — это нормальное явление, ведь мы имеем дело с однофазной сетью с переменным напряжением

Работы по тестирования сети питания необходимо проводить достаточно аккуратно, не спеша и не прикасаться к оголённым частям щупов.

Измерение тока в розетке

Никогда и ни при каких ситуациях не измеряйте силу переменного тока розетки мультитестером напрямую, без подключённой нагрузки. Если просто всунуть два щупа от тестера в розетку, можно «попрощаться» с прибором. В результате получим «новогодний фейерверк» и сгоревший электроизмерительный девайс.

Сила тока в обычной розетке измеряется обязательно с последовательно подключённой нагрузкой в цепь «тестер-розетка». В качестве элементарной нагрузки может выступать даже обычная лампочка с патроном (место вкручивания лампы).

Для правильного измерения силы тока в цепи, переключаем триггер на максимальную позицию секции «A~», в представленном приборе это значение 20 Амперов. Красный щуп переставляем в разъём с надписью «20А» (UNFUSED — режим без предохранителя, FUSED — режим с плавким предохранителем)

Соединив последовательно тестер и лампочку, вставляем один из щупов в розетку, к другому щупу подключаем один провод от цоколя лампочки. Второй провод лампочки вставляем в свободное отверстие розетки. Снимаем значения силы тока. Не рекомендуется проводить измерение более 15 секунд по времени.

И всё же, силу тока не рекомендуется измерять в розетке. Это не несёт никакой смысловой нагрузки. Бытовая сеть электропитания имеет просто максимальный предел в Амперах, который необходимо соблюдать. Сила тока всегда существует только при наличии нагрузки, где и меряем ток.

Измерение напряжение и ток аккумулятора

Взамен измерения силы тока в розетке, лучше научиться измерять постоянный ток и напряжение в батарейках, аккумуляторах и блоках питания. Это намного интереснее и безопаснее. Кроме того, этих электрических элементов достаточно у каждого. Они обычно есть в таких вещах, как фотоаппараты, телефоны, планшеты, детские игрушки и т.д.

Батарейки и аккумуляторы легко отличить: все они имеют специальные надписи возле выходных контактов в виде значков «+» и «-«. Протестировать такие элементы не чуть ни сложнее, чем напряжение или ток в розетке.

Нужно отметить, что указанные элементы питания характеризуются обычно небольшими значениями напряжения и тока. Для измерения постоянного напряжения или тока на элементе питания необходимо переключить поворотный триггер мультитестера в соответствующий режим секций «V-» или «A-» который по значению больше чем указан на внешней оболочке элемента.

Включаем тестер. Чёрный щуп (ноль) соединяем с «-«, а красный щуп совмещаем с «+». Снимаем зафиксированное постоянное значение. Таким способом можно измерить основные электрические параметры элементов питания, что поможет определить их рабочее состояние.

автор

Николаева Ярослава

Переменный ток в розетке.

Напряжение и сила переменного или постоянного тока в розетке

ГлавнаяРазноеПеременный ток в розетке

Какой ток в розетке – постоянный или переменный

Люди, мало-мальски знакомые с электротехникой, без труда ответят на вопрос о том, какой ток в розетке. Конечно же переменный. Этот вид электричества гораздо проще производить и передавать на большие расстояния, а потому выбор в пользу переменного тока очевиден.

Виды тока

Существует два вида тока — постоянный и переменный. Чтобы понять разницу и определить, постоянный или переменный ток находится розетке, следует вникнуть в некоторые технические особенности. Переменный ток имеет свойство изменяться по направлению и величине. Постоянный же ток обладает устойчивыми качествами и направлением передвижения заряженных частиц.

Переменный ток выходит из генераторов электростанции с напряжением, составляющим 220–440 тысяч вольт. При подходе к многоквартирному зданию ток уменьшается до 12 тысяч вольт, а на трансформаторной станции преобразуется в 380 вольт. Напряжение между фазами именуют линейным. Низковольтный участок понижающей подстанции выдает три фазы и нулевой (нейтральный) провод. Подключение энергопотребителей осуществляется от одной из фаз и нулевого провода. Таким образом, в здание заходит переменный однофазный ток с напряжением 220 вольт.

Схема распределения электроэнергии между домами представлена ниже:

В жилище электричество поступает на счетчик, а далее — через автоматы на коробки каждого помещения. В коробках имеется разводка по комнате на пару цепей — розеточную и осветительной техники. Автоматы могут предусматриваться по одному для каждого помещения или по одному для каждой цепи. С учетом того, на сколько ампер рассчитана розетка, она может быть включена в группу или быть подключенной к выделенному автомату.

Переменный ток составляется примерно 90% всей потребляемой электроэнергии. Столь высокий удельный вес вызван особенностями этого вида тока — его можно транспортировать на значительные расстояния, изменяя на подстанциях напряжение до нужных параметров.

Источниками постоянного тока чаще всего являются аккумуляторные батареи, гальванические элементы, солнечные панели, термопары. Постоянный ток широко используется в локальных сетях автомобильного и воздушного транспорта, в компьютерных электросхемах, автоматических системах, радио- и телевизионной аппаратуре. Постоянный ток применяется в контактных сетях железнодорожного транспорта, а также на корабельных установках.

Обратите внимание! Постоянный ток используется во всех электронных приборах.

На схеме, представленной ниже, показаны принципиальные отличия между постоянным и переменным токами.

Параметры домашней электрической сети

Основными параметрами электричества являются его напряжение и частота. Стандартное напряжение для домашних электросетей — 220 вольт. Общепринятая частота — 50 герц. Однако в США используется другое значение частоты — 60 герц. Параметр частоты задается генерирующим оборудованием и является неизменным.

Напряжение в сети конкретного дома или квартиры может быть отличным от номинала (220 вольт). На данный показатель влияет техническое состояние оборудования, сетевые нагрузки, загруженность подстанции. В результате напряжение может отклоняться от заданного параметра в ту или другую сторону на 20–25 вольт.

Скачки напряжения отрицательно сказываются на работоспособности электробытовой техники, поэтому подключения в домашней сети рекомендуется осуществлять через стабилизаторы напряжения.

Токовая нагрузка

Все розетки имеют определенную маркировку, по которой можно судить о допустимой токовой нагрузке. Например, обозначение «5A» указывает на максимальную силу тока в 5 ампер. Допустимые показатели следует соблюдать, поскольку в противном случае возможен выход оборудования из строя, в том числе его возгорание.

Маркировка на розетках показана на рисунке внизу:

Ко всем легально продаваемым электроприборам прилагается паспорт, где указана потребляемая мощность или номинал токовой нагрузки. Крупнейшими потребителями электроэнергии являются такие электробытовые приборы, как кондиционеры, микроволновые печи, стиральные машины, кухонные электроплиты и духовки. Таким приборам для нормальной работы понадобится розетка с нагрузкой не меньше 16 ампер.

Если же в документации к электробытовой технике отсутствуют сведения о потребляемых амперах (сила тока в розетке), определение нужных величин осуществляется по формуле электрической мощности:

Показатель мощности имеется в паспорте, напряжение сети известно. Чтобы определить потребление электричества, нужно показатель мощности (указывается только в ваттах) разделить на величину напряжения.

Разновидности розеток

Розетки предназначены для создания контакта между электрической сетью и бытовой техникой. Они изготовлены так, чтобы обеспечить надежную защиту от случайных прикосновений к токоведущим элементам. Современные модели чаще всего оснащены защитным заземлением, представленным в виде отдельного контакта.

По способу монтажа существует два вида розеток — открытые и скрытые. Выбор разновидности розетки во многом определяется типом монтажа. К примеру, при организации наружной проводки используют накладные открытые розетки. Такая фурнитура проста в монтаже и не нуждается в нишах для подрозетников. Встроенные же модели более привлекательны с эстетической точки зрения и более безопасны, поскольку токоведущие элементы находятся внутри стены.

Розетки отличаются по токовой величине. Большая часть устройств предназначена для работы с 6, 10 или 16 амперами. Старые образцы советского производства рассчитаны только на 6,3 ампера.

Обратите внимание! Максимально возможный для розетки ток должен находиться в соответствии с мощностью потребителя, подключаемого к электросети.

Методы измерения напряжения и тока

Чтобы измерить показатели напряжения и тока применяются следующие способы:

Наиболее простой метод — подключение к розетке электрического прибора соответствующего напряжения. Если в розетке есть ток, электроприбор будет функционировать.
Индикатор напряжения. Это приспособление может быть однополюсным и представлять собой специальную отвертку. Также выпускаются двухполюсные индикаторы с парой контакторов. Однополюсное устройство определяет фазу в розеточном контакте, но не обнаруживает наличие или отсутствие нуля. Двухполюсный же индикатор показывает ток между фазами, а также между нулем и фазой.
Мультиметр (мультитестер). С помощью специального тестера проводятся измерения любого типа тока, присутствующего в розетке — как переменного, так и постоянного. Также мультиметром проверяют уровень напряжения.
Контрольная лампа. С помощью лампы определяют наличие электричества в розетке при условии, что лампочка в контрольном приборе соответствует напряжению в тестируемой розетке.

Перечисленной выше информации вполне достаточно для общего понимания принципов организации электрической сети в доме. Приступать к проведению любых электротехнических работ следует только с соблюдением всех мер безопасности и при наличии соответствующей квалификации.

Какой ток в розетке – постоянный или переменный

220. guru

Какой ток в розетке 220В: постоянный или переменный

Виды электрического тока в быту

• Постоянный ток или DC — Direct Current. Международное обозначение (—).Постоянный ток течёт в одном направлении, а величина его слабо меняется со временем. Яркий пример, который Вы можете встретить у себя дома или в квартире — ток от электрических батареек или аккумуляторов.

• Переменный ток. обозначение или AC — Alternating Current. Международное обозначение (~).Переменный ток периодически изменяется по величине и направлению. Один период изменения в секунду — это Герц. Соответственно частота переменного тока — это количество периодов в секунду. В России и Европе используемая частота — 50 Гц, в США — 60 Гц. Переменный ток используется для работы различных электроприборов.

Какой ток в бытовых розетках

Разобравшись в теории — перейдём непосредственно к ответу на вопрос — какой ток в розетке — переменный или постоянный? Думаю Вы уже и сами догадались — конечно же переменный ток. Рабочее напряжение в сети — 220-240 Вольт. Сила переменного тока в обычных квартирах ограничивается величиной в 16 А (Ампер), но в некоторых случаях встречается и до 25 А. По мощности тока стандартное ограничение — 3,5 кВт.

Это тоже интересно:

Поделитесть полезным с друзьями:

set-os.ru

Какой ток в розетке – переменный или постоянный

Содержание:

Постоянный ток
Переменный ток
Виды и параметры розеток
Как измерить переменное напряжение в розетке

Люди уже давно пользуются электричеством и практически никогда не задаются вопросом, какой ток в розетке – переменный или постоянный. Ответ достаточно простой, поскольку 98% всей производимой электроэнергии относится к переменному току. Такое преимущество объясняется легкостью производства и возможностью передачи на большие расстояния по сравнению с постоянным током. Во время передачи величина напряжения переменного тока может неоднократно повышаться или понижаться. Таким образом, большинство розеток работают с переменным током. Но, существует немало потребителей из области электроники, работающих от постоянного тока, напряжением от 6 до 12 вольт.

Постоянный ток

Понятие электрического тока заключается в упорядоченном движении заряженных частиц, на которые оказывают воздействие силы электрического поля или другие сторонние силы. Направлением тока считается направление, в котором двигаются положительно заряженные частицы.

Если значение силы электрического тока и его направление остаются неизменными, данный ток считается постоянным. Для его существования необходимы свободные заряженные частицы, а также источник тока, преобразующий энергию в энергетику электрического поля. Под действием сторонних сил в замкнутой цепи происходит перемещение заряженных частиц. Их возникновение обусловлено разными причинами. Например, для аккумуляторов и гальванических элементов это будут химические реакции. Генераторы вырабатывают ток с использованием проводника, движущегося в магнитном поле. В фотоэлементах свет воздействует на электроны полупроводников и металлов.

Постоянный ток применяется в промышленности, облегчая запуск оборудования с большим пусковым моментом. Электродвигатели постоянного тока используются для плавной регулировки скорости, с их помощью значительно сглаживается пусковой момент. Постоянный ток вырабатывается аккумуляторами и батарейками. Его величина может колебаться от 6 до 24 вольт.

Переменный ток

В отличие от постоянного тока, переменный обладает способностью изменяться по направлению и величине через одинаковые промежутки времени. Он вырабатывается генераторами переменного тока. В которых возникновение электродвижущей силы происходит под действием электромагнитной индукции.

Переменный ток широко применяется в различных областях, благодаря возможности преобразовывать его силу и напряжение с минимальными потерями энергии. Он может быть однофазным и трехфазным. В последнем случае электрическая система включает в себя три цепи с одинаковой частотой и ЭДС, сдвинутые между собой по фазе на 120 градусов.

С помощью переменного тока стала возможной передача электрической энергии на большие расстояния. Во время проводной передачи возникают определенные потери в количестве, пропорциональном квадрату тока. Чтобы снизить потери, необходимо уменьшение напряжения. Сниженный ток вызывает необходимость в существенном повышении напряжения. Поэтому электроэнергия передается на дальние расстояния только при наличии высокого напряжения. Преобразование токов до необходимых параметров осуществляется с помощью трансформаторов, представляющих собой электромагнитные аппараты понижающего или повышающего типа.

Виды и параметры розеток

Электрические розетки являются достаточно простыми устройствами. Тем не менее, они обладают важными функциями, прежде всего, обеспечивают надежный контакт между бытовыми приборами и электросетью. Розетки надежно защищают от прикосновений к токоведущим частям, обеспечивают надежную изоляцию. В большинстве современных моделей розеток присутствует функция защитного заземления, выполняемая отдельным контактом.

Все электрические розетки разделяются на несколько типов. В соответствии с применяемым креплением, они могут быть открытыми или скрытыми. Например, наружная проводка требует накладных розеток открытого типа. Они просты в установке и не требуют отверстий для подрозетников. Встроенные модели розеток отличаются привлекательны внешним видом, надежным креплением и высокой степенью защиты от поражения электротоком за счет расположения токоведущих частей в глубине стены.

Розетки различаются между собой и по величине тока. Большинство современных розеток рассчитано на ток в 6, 10 и 16 ампер. Максимальный ток старых советских моделей составлял всего 6,3 ампера. Потребители с повышенной мощностью подключаются к специальным розеткам, обладающих высокой стойкостью к большим токам. Как правило, это стационарное оборудование. Максимально допустимый ток розетки должен соответствовать мощности потребителя, подключаемого к электрической сети.

Как измерить переменное напряжение в розетке

electric-220.ru

Какой ток в розетке постоянный или переменный и чем это обусловлено

Представить жилище современного человека без электрических розеток невозможно. И поэтому многие хотят знать больше о силе, несущей цивилизации тепло и свет, заставляющей работать все наши электроприборы. И начинают с вопроса: какой ток в нашей розетке, постоянный или переменный? И какой из них лучше? Чтобы ответить на вопрос, какой ток в розетке и чем обусловлен этот выбор, выясним, чем они отличаются.

Источники постоянного напряжения

Все эксперименты, проводимые учеными с электрическим током, начинались именно с него. Первые, еще примитивные, источники электроэнергии, подобные современным батарейкам, способны были выдавать именно постоянный ток.

Его основная особенность – неизменность величины тока в любой момент времени. Источниками, кроме гальванических элементов, являются специальные генераторы, аккумуляторы. Мощным источником постоянного напряжения является атмосферное электричество – разряды молний.

Источники переменного напряжения

В отличие от постоянного, величина переменного напряжения изменяется во времени по синусоидальному закону. Для него существует понятие периода – времени, за которое происходит одно полное колебание, и частоты – величины, обратной периоду.

В электрических сетях России принята частота переменного тока, равная 50 Гц. Но в некоторых странах эта величина равна 60 Гц. Это нужно учитывать при приобретении бытовых электроприборов и промышленного оборудования, хотя большая его часть прекрасно работает в обоих случаях. Но лучше в этом убедиться, прочитав инструкцию по эксплуатации.

Преимущества переменного тока

В наших розетках протекает переменный ток. Но почему именно он, чем он лучше постоянного?

Дело в том, что только величину переменного напряжения можно изменять с помощью преобразовательных устройств – трансформаторов. А делать это приходится многократно.

Теплоэлектростанции, гидроэлектростанции и атомные электростанции находятся далеко от потребителей. Возникает необходимость передачи больших мощностей на расстояния, исчисляемые сотнями и тысячами километров. Провода линий электропередач имеют малое сопротивление, но все же оно присутствует. Поэтому ток, проходя по ним, нагревает проводники. Более того, за счет разности потенциалов в начале и конце линии, к потребителю приходит меньшее напряжение, чем было на электростанции.

Бороться с этим явлением можно, либо уменьшив сопротивление проводов, либо снизив значение тока. Уменьшение сопротивления возможно только с увеличением сечением проводов, а это дорого, а порой – невозможно технически.

А вот уменьшить ток можно, увеличив значение напряжения линии. Тогда при передаче одной и той же мощности ток по проводам пойдет меньший. Уменьшаться потери на нагрев проводов.

Технически это выглядит так. От генераторов переменного тока электростанции напряжение подается на повышающий трансформатор. Например, 6/110 кВ. Далее по линии электропередач напряжением 110 кВ (сокращенно – ЛЭП-110 кВ) электрическая энергия отправляется до следующей распределительной подстанции.

Если эта подстанция предназначена для питания группы деревень в районе, то напряжение понижается до 10 кВ. Если при этом нужно отправить весомую часть принятой мощности энергоемкому потребителю (например, комбинату или заводу), могут использоваться линии напряжением 35 кВ. На узловых подстанциях для разделения напряжения между потребителями, находящихся на разном удалении и потребляющими разные мощности, используются трехобмоточные трансформаторы. В нашем примере это – 110/35/6 кВ.

Теперь напряжение, полученное на сельской подстанции, претерпевает новое преобразование. Его величина должна стать приемлемой для потребителя. Для этого мощность проходит через трансформатор 10/0,4 кВ. Напряжение между фазой и нулем линии, идущей к потребителю, становится равным 220 В. Оно и доходит до наших розеток.

Думаете, что это все? Нет. Для полупроводниковой техники, являющейся начинкой наших телевизоров, компьютеров, музыкальных центров эта величина не подойдет. Внутри них 220 В понижаются до еще меньшего значения. И преобразуется в постоянный ток.

Вот такая метаморфоза: передавать на большие расстояния лучше переменный ток, а нужен нам, в основном – постоянный.

Еще одно достоинство переменного тока: проще погасить электрическую дугу, неизбежно возникающую между размыкающимися контактами коммутационных аппаратов. Напряжение питания изменяется и периодически переходит через нулевое положение. В этот момент дуга гаснет самостоятельно при соблюдении определенных условий. Для постоянного напряжения потребуется более серьезная защита от подгорания контактов. Но при коротких замыканиях на постоянном токе повреждения электрооборудования от действия электрической дуги серьезнее и разрушительнее, чем на переменном.

Преимущества постоянного тока

Энергию от источников переменного напряжения нельзя хранить. Его можно использовать для зарядки аккумуляторной батареи, но выдавать она будет только постоянный ток. А что будет, если в силу каких-то причин остановится генератор на электростанции или оборвется линия питания села? Его жителям придется пользоваться фонариками на батарейках, чтобы не остаться в темноте.

Но и на электростанциях тоже есть источники постоянного напряжения – мощные аккумуляторные батареи. Ведь для того, чтобы запустить остановившееся из-за аварии оборудование, необходимо электричество. У механизмов, без которых запуск оборудования электростанции невозможен, электродвигатели питаются от источников постоянного напряжения. А также – все устройства защиты, автоматики и управления.

Также на постоянном напряжении работает электрифицированный транспорт: трамваи, троллейбусы, метро. Электродвигатели постоянного тока имеют больший вращающий момент на низких скоростях вращения, что необходимо электропоезду для успешного трогания с места. Да и сама регулировка оборотов двигателя, а, следовательно, и скорости движения состава, проще реализуется на постоянном токе.

Загрузка…

883

Понравилась статья? Поделитесь:

Советуем к прочтению

voltland. ru

В розетке постоянный ток или переменный, сколько вольт

Люди давно привыкли к благам электричества и многим все равно, какой ток в розетке. На планете 98% вырабатываемой электроэнергии – это переменный ток. Его намного легче производить и передавать на значительные расстояния, чем постоянный. При этом напряжение может многократно изменяться по величине в сторону понижения и повышения. Сила тока существенно влияет на потери в проводах.

Передача электроэнергии на расстояние

Параметры домашней сети всегда известны: переменный ток, напряжение 220 вольт и частота 50 герц. Они подходят преимущественно для электродвигателей, холодильников и пылесосов, а также ламп накаливания и многих других приборов. Многие потребители работают при постоянном напряжении в 6-12 вольт. Особенно это относится к электронике. Но питание приборов должно приводиться к одному типу. Поэтому для всех потребителей ток в розетке должен быть переменным, с одним напряжением и частотой.

Различие между токами

Переменный ток периодически изменяется по величине и направлению. С генераторов электростанции выходит переменный ток с напряжением 220-400 тыс. вольт. До многоэтажного дома оно снижается до 12 тыс. вольт, а затем на трансформаторной подстанции преобразуется до 380 вольт.

Ввод в частный дом может быть трехфазным или однофазным. Три фазы заходят в многоэтажный дом, а затем в каждую квартиру с межэтажного щитка, через пакетный выключатель снимается 220 вольт между нейтральным проводом и фазой.

Схема подключений в квартире от однофазной сети переменного тока

В квартире напряжение подается на счетчик, а с него поступает через отдельные автоматы на соединительные коробки каждого помещения. С коробок делается разводка по комнате на две цепи осветительных приборов и розеток. В схеме рисунка на каждое помещение приходится по одному автомату. Возможен другой способ подключений, когда на осветительную и розеточную цепи устанавливается по одному защитному устройству. В зависимости от того, на сколько ампер рассчитана розетка, она может быть в группе или к ней подключается отдельный автомат. Постоянный ток отличается тем, что его направление и свойства не изменяются со временем. Он применяется во всей электронике дома, светодиодной подсветке и в бытовых приборах. При этом многие не знают, какой ток в розетке. Он приходит из сети переменным, а затем преобразуется в постоянный внутри электроприборов, если в этом есть необходимость.

Если сделать схему снабжения квартиры постоянным током, обратное его преобразование в переменный обойдется значительно дороже.

Преобразователь постоянного тока

Параметры розеток

Определяющими характеристиками для розеток являются уровень защиты и контактная группа. Для хозяина квартиры при выборе розетки необходимо учитывать:

место установки: внешняя, скрытая, в помещении или снаружи;
форма и соответствие друг другу вилки и розетки, безопасность использования;
характеристики сети, особенно, сколько ампер через нее может проходить.

Требования к штепсельным соединениям

Для подключения электроприбора к сети розетка с вилкой являются соответственно источником и приемником энергии, образуя штепсельное соединение. К нему предъявляются следующие требования.

Надежный контакт. Слабое соединение приводит к разогреву и выходу его из строя. Важно также обеспечить надежную фиксацию от самопроизвольного отключения. Здесь удобно применять пружинящие контакты в розетке.
Изоляция токонесущих частей друг от друга.
Защита от прикосновения руками или разными предметами к деталям, находящимся под напряжением. Для защиты от детей в розетках предусматриваются специальные шторки, открывающиеся только тогда, когда вставляется вилка.
Обеспечение полярности при подключении. Это важно, если через соединение течет постоянный ток или устройство применяется в сочетании с однополюсным выключателем. Конструкция розетки не допускает неправильного подключения.
Наличие заземления для приборов 1 класса защиты. В розетках важно правильно подключить заземление.

Виды розеток

В зависимости от условий эксплуатации розетки выполняют с разными уровнями защиты, которые обозначаются кодом IP и следующими за ним двумя числами. Первое (0-6) означает, насколько устройство не допускает попадание внутрь предметов, пыли и т.п. Следующее (0-8) предусматривает защиту от воды. Если розетка обозначена кодом IP68, значит, она имеет самую высокую защиту от внешних воздействий.

По типам изделия обозначаются латинскими буквами. Отечественные выпускаются без заземления (С) и с заземлением (F).

Разновидности розеток

Приборы группы AC (~) предназначены для переменного тока. Постоянный ток обозначается DC (-).

Главным показателем является сила тока, которая допускается для той или иной розетки. Если на ней есть обозначение 6 А, то суммарная подключаемая нагрузка не должна превышать указанного количества ампер. При этом не имеет особого значения, переменный ток через нее проходит или постоянный.

Сколько нагрузки выдержит соединение, оценивают по общей мощности всех подключенных приборов. Для таких потребителей, как микроволновая печь, посудомоечная или стиральная машина используются отдельные розетки не менее чем на 16 ампер с обозначением типа тока. Особое место занимает электроплита, для которой сила номинального тока составляет 25 ампер или больше. Ее следует подключать через отдельное УЗО. За основу берется номинальный ток – количество ампер, которое способна пропустить розетка в течение длительного времени.

Розетка для электроплиты

Ампер – это единица измерения, по которой измеряется сила тока. Если указана только паспортная мощность, допустимый ток составит I = P/U, где U = 220 вольт. Тогда при мощности 2200 ватт сила тока будет равна 10 ампер.

Обратите внимание на подключение к розеткам электроприборов через удлинители. Здесь легко можно ошибиться с определением, сколько потребуется суммарной мощности нагрузки. Кроме того, удлинитель также должен соответствовать предъявляемым требованиям, поскольку у него имеются свои розетки с маркировкой.

Для переменного тока полярность в штепсельных соединениях особенно не нужна. Фазу обычно находят, если надо подключать к светильникам автомат или однополюсный выключатель. При их отключении прикосновение к нулевому проводу будет не таким опасным.

Розетки расширенной функциональности

Сейчас выпускают новые типы розеток с новыми функциями:

Встроенные таймеры отключения.
Переключение типа тока.
С индикацией величины нагрузки (цвет меняется от зеленого до красного).
Со встроенным УЗО.
С автоматической блокировкой.

Проверка подключения

Напряжение проверяется в розетке подключением вольтметра или тестера. При его наличии прибор укажет, сколько в ней вольт.

Тестер напряжения в розетке

Сила тока может определяться амперметром, подключенным последовательно с работающей нагрузкой.

Электрики проверяют наличие напряжения индикатором. Однополюсный – выполняется в виде отвертки с лампочкой. С его помощью можно найти фазу, но подключение нулевого провода он не покажет. Это можно сделать двухполюсным индикатором, подключив его между фазой и нулем. Легко можно проверить напряжение в розетке контрольной лампой, которому она должна соответствовать.

Монтаж. Видео

Про монтаж подрозетника в бетон рассказывается в этом видео.

В быту и промышленности преобладает переменный электрический ток. Его проще передавать на расстояния и изменять по величине. Для бытовых нужд переменный ток подается на освещение и к розеткам в доме, где подключаются электроприборы.

Оцените статью:

elquanta.ru

виды электричества, определение напряжения и силы в сети 220в

В настоящее время около 98% вырабатываемой электроэнергии составляет переменный ток. Такое преимущество объясняется тем, что его гораздо легче производить и передавать на большие расстояния. При его транспортировке напряжение обычно может уменьшаться или увеличиваться несколько раз, пока не попадет к потребителям. Поэтому в любой квартирной розетке ток переменный, а не постоянный.

Характеристика постоянного тока

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц. Во время движения на них оказывают воздействие силы электрического поля и других сторонних источников. Движение положительно заряженных частиц определяет направление тока.

Если силы воздействия и направление движения не меняются, то его считают постоянным. Для того чтобы он появился, требуются свободные заряженные частицы и источник, который преобразует свою энергию в энергетику электрического поля. Движение заряженных частиц возникает в результате:

Химических процессов, при которых исходные вещества превращаются новые. Такие реакции характерны для аккумуляторных батарей и гальванических элементов.
Вырабатывания напряжения генераторами, в которых происходит движение проводника в магнитном поле.
Воздействия света на частицы полупроводников и металлов. Такие процессы характерны для фотоэлементов.

Постоянный ток широко применяется на производстве для запуска оборудования, обладающего большим пусковым моментом. Электродвигатели позволяют регулировать скорость и сглаживать пусковой момент.

Постоянный ток широко используется и для бытовых нужд. Аккумуляторы и батарейки вырабатывают электричество напряжением от 6 до 24 В, которое применяется в автомобилях и множестве бытовых приборов.

Описание переменного электротока

Такой вид электричества вырабатывается генераторами переменного тока, в которых под воздействием электромагнитной индукции возникают электродвижущие силы. Переменный ток во время движения меняет свое направление и значение. Он нашел широкое применение благодаря способности преобразовывать силу и напряжение с небольшими энергетическими потерями. Существует однофазный и трехфазный переменный ток.

Чаще всего в быту применяется однофазное напряжение 220 В с частотой 50 Гц. Трехфазное используется в промышленных масштабах для работы крупных и мощных электрических механизмов.

Присутствует в розетке переменный ток, какой в постоянный по квартире преобразовывается в специальных устройствах, которые называются выпрямителями. Практически все бытовые электронные приборы (ноутбуки, мобильные телефоны, переносные фонари и т. д. ) работают от постоянного тока.

Методы определения напряжения

Чтобы измерить электрические показатели, существует масса способов. Самым простым методом является подключение любого электрического прибора. Таким образом можно определить только наличие напряжения в сети и работоспособность розетки.

Также можно использовать контрольную лампу с двумя проводами, если она соответствует напряжению в сети. Кроме того, для определения наличия электричества существует индикатор напряжения. Он может быть как одноконтактный, так и двухконтактный. Одноконтактным пробником можно определить только фазу в сети, нуль он не обнаруживает.

Двухполюсным индикатором можно определить показания силы между фазами, а также между нулем и фазой. Специалистами очень часто применяется универсальный прибор — мультиметр. В зависимости от положения переключателя им можно замерить любые показания в электрической цепи.

Виды и параметры розеток

Розетки хоть и являются простыми устройствами, но обладают важными функциями для обеспечения надежного и безопасного контакта между электроприборами и сетью. Современные модели этих устройств оснащены функцией защитного заземления. Для этого к ним подведен отдельный контакт.

Все устройства обязательно имеют обозначение, показывающее, сколько ампер в розетке 220 В. В настоящее время они рассчитаны на силу в 6, 10 и 16 ампер. У всех старых экземпляров это значение не превышало 6,3 ампера. Все эти значения показывают номинальную силу, которую может выдержать розетка при длительной работе.

Чтобы рассчитать, какая сила тока в розетке 220 В, необходимо мощность подключенного электроприбора разделить на напряжение в сети. Например, если подключить устройство мощностью 2,2 кВт, то сила будет составлять 10 ампер. Поэтому розетка должна соответствовать этим характеристикам, иначе она просто сгорит. Особенно это касается устройств, которые позволяют подключить сразу несколько приборов. По способу монтажа они бывают:

накладными;
встраиваемыми.

Накладные розетки используют при наружной проводке. Обычно они крепятся непосредственно на стену. С появлением угловых устройств стало возможным устанавливать их на стыке двух стен. Для скрытой электропроводки необходимо устанавливать встраиваемое оборудование. Для этого предварительно высверливают место под установку подрозетника, в который затем устанавливают основное устройство. В последнее время обычно используют встраиваемые розетки, так как они выглядят более привлекательно.

В промышленных масштабах используют мощные устройства, способные выдержать большую силу тока. К ним подключают специальное электрооборудование, обладающее огромной мощностью.

220v.guru

Как ток в квартирной розетке

Жизнь современного человека невозможно представить без электрического тока, все коммуникации так или иначе связаны с этим источником энергии. Многие жители многоквартирного дома, пользуясь бытовыми приборами, никогда не задумываются о том, какой ток в розетке, постоянный он или переменный, а знать это обязательно, так как перед подключением какого-либо устройства нужно понимать, предназначено оно для работы в данной сети или требует установки дополнительного оборудования. В этой статье подробно рассмотрены вопросы: какое напряжение в розетке, что такое переменный и постоянный ток, а также какая сила тока в розетке и бытовом освещении.

Какой ток в розетке

Переменный ток

Существует классификация типов тока на два вида:

Постоянный ток, когда положительные и отрицательные заряды двигаются в одном направлении от источника питания к потребителю;
Переменный ток. В данном случае сила тока будет такой же, что и в первом пункте, но направление движения зарядов разное. Благодаря своим физическим свойствам, частицы двигаются в обоих направлениях, независимо от вида потребляющего прибора и его расположения.

Практически все электростанции производят электрический ток переменного типа, так как его генерация и транспортировка гораздо легче и выгоднее. От стадии производства до конечного потребителя электричество проходит множество трансформаций с повышением и понижением напряженности. На генерирующей станции ток вырабатывается номиналом 12 кВт, затем происходит его трансформирование специальной установкой, которая повышает указанное значение до 400 кВт. Это делается для того, чтобы устранить потери напряжения во время передачи тока на большие расстояния по специальным магистралям, к тому же переменные токи двигаются в обоих направлениях, поэтому для их беспрепятственного передвижения по проводнику нужно высокое напряжение.

Трансформатор

Трансформатор играет роль буфера, который накапливает определенное количество переменного тока и повышает его силу в несколько раз. Раньше эти установки были громоздкими и занимали много места, но благодаря современным технологиям, трансформаторные приборы могут располагаться прямо на линиях электропередач с фиксацией на опорах.

В отличие от переменного, постоянный ток имеет одно направление, и при его транспортировке происходят большие потери напряжения, в результате до потребителя доходит заряд не 220 В, а намного ниже, что пагубно влияет на бытовые приборы и электродвигатели. С этой точки зрения, намного выгоднее и безопаснее было сделать в сетях розеток для бытового или промышленного пользования переменный ток. Конечно, встречаются линии, которые снабжены постоянным напряжением, но это бывает крайне редко, в основном на предприятиях с высокоточным оборудованием.

Таким образом, ответ на вопрос «в розетке постоянный ток или переменный» однозначный: в бытовых сетях – переменный, в промышленности – и первый, и второй.

Сила тока

Чтобы ответить на вопрос, сколько ампер в розетке, необходимо обозначить, что такое сила тока. Это величина, которая исчисляется нормативом прохождения заряда через проводник за определенный интервал времени, обозначается эта величина буквой А, что значит Ампер. Для бытовых и промышленных розеточных сетей существует стандарт, согласно которому в таких магистралях течет ток, равный 220 Вольт, это означает, что энергия имеет силу, равную 1 Ампер. В зависимости от типа розетки и класса подключаемого прибора, эта величина может меняться в большую сторону, так как потребляемый ток у каждого оборудования разный, соответственно, и сила напряжения будет увеличиваться.

Прибор для измерения силы тока

Таким образом, можно сделать вывод, что в большинстве случаев в розеточных сетях протекает ток напряжением 220 вольт и силой 1 Ампер в спокойном режиме. При включении в розетку какого-либо потребителя заряды стремятся на обмотку двигателя и приводят его в движение. При этом необходимо учитывать, что чем выше производительность оборудования, его мощность, тем больше энергии нужно для его работы, следовательно, и проседание всей линии будет соответствующее.

Виды розеток

Существует множество классификаций розеток, в зависимости от их расположения, номинальной мощности, уровня защиты от влаги и пыли и других параметров, среди них можно выделить следующие:

Розетки с наружным расположением. Это тип проводной арматуры, который фиксируется на поверхности и подключается за счет подводки проводника наружным способом. Сети, организованные таким методом, чаще всего можно встретить в деревянных домах, в которых, согласно технике пожаробезопасности, запрещено монтировать скрытую проводку;
Розетки скрытого монтажа. В данном случае установка арматуры осуществляется путем врезки ее в плоскость стены и подключения к проводнику, при этом фиксация проводится путем прикручивания плоскости розетки к закладной конструкции внутри стены, которая называется «корзинка».

В обоих случаях необходимо учитывать номинальную мощность изделия и ток, на который оно рассчитано, а также тип напряжения. Чаще всего производители обозначают вид тока волнистой линией, что означает переменный ток, и сплошной ровной полосой, что значит постоянное напряжение.

Важно! Не стоит пытаться подключить оборудование, предназначенное для определенного типа энергии в противоположный, так как это может спровоцировать аварийную ситуацию и выход из строя всей системы.

Также розетки подразделяются на простые и с повышенным уровнем защиты от пыли и влаги, в таких устройствах имеются специальные шторки, которые предотвращают попадание грязи внутрь изделия. Подключение подобных приборов ничем не отличается от обычных, различие заключается только в самом корпусе.

Большинство современных бытовых приборов комплектуется стандартными вилками еврообразца, но встречается и оборудование с тонкими или плоскими контактами для подключения к сети. Поэтому стоит учитывать данный факт, прежде чем выбирать ту или иную розетку и устанавливать ее.

Также существуют специальные розетки, которые питают только определенный тип приборов, например, электрическую плиту с тремя плоскими контактами. В такое устройство можно подключать единственное оборудование, поэтому такой тип розеток называется «специальные».

В большинстве современных приборов обязательным условием является устройство заземления, поэтому розетки комплектуются дополнительным контактом в виде металлической рейки на корпусе. Когда вилка вставляется в розетку, металлические пластины замыкаются между собой, что образует непрерывную сеть.

Требования к сети

Для качественной работы всей системы электропитания необходимо учитывать множество факторов, такие как:

Сколько вольт в розетке. Если бытовой прибор рассчитан на работу при воздействии тока, равного 220 Вольт, то важно соблюдать это правило, так как при присоединении к большему или меньшему напряжению оборудование может полностью выйти из строя;
Стабильность напряжения. Многие приборы чувствительны к перепадам напряжения, поэтому, если установлено, что в данной местности неустойчивая работа трансформатора, то лучше установить стабилизатор, который возьмет на себя работу по выпрямлению тока;
Изолированность проводов внутри розетки. Из-за плотного размещения контактов внутри коробки часто бывает, что наружная изоляция нагревается и оплавляется. Это приводит к возникновению короткого замыкания между положительными и отрицательными зарядами;
Плотность примыкания между вилкой и розеткой. Как ни странно, но это также влияет на качество и долгосрочность работы устройства, так как при недостаточном соприкосновении контактов будет возникать нагрев проводов, это тепло будет передаваться на пластиковые элементы, что их разрушит.

Таким образом, для правильного выбора розетки и верного монтажа необходимо учитывать тип тока, постоянный или переменный, устройство и назначение оборудования, а также напряжение в сети.

Видео

amperof.ru

Какой лучше сруб для бани
Пистолет для монтажной пены как работает
Как вычислить угол наклона
Узлы прохода вентиляции через кровлю
Утепление оконных откосов снаружи
Как сделать бур для земли своими руками
Hvlp или lvlp что лучше
Окна рамы
Газ баллонный
Как провести тв кабель при частичном ремонте
Утепление фасада минеральной ватой

Анализ цепи

— Можно ли взять розетку в качестве источника тока?

Спросил 2 года, 1 месяц назад

Изменено 2 года, 1 месяц назад

Просмотрено 311 раз

\$\начало группы\$

Рассмотрим ситуацию, когда у меня есть розетка, и я совершенно не знаю о внутренних цепях и о том, что электричество поступает от источника переменного напряжения, поставляемого какой-то компанией. Я просто хочу знать, могу ли я использовать розетку в качестве источника тока для моего устройства, а не в качестве источника переменного напряжения. Короче говоря, какое свойство у розетки как у черного ящика? Я изучаю курс электроники, и мне непонятна разница между источником тока и источником напряжения.

анализ цепей
источник тока
электричество
источник напряжения

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

И «источник тока», и «источник напряжения», представленные в вашем курсе электроники, являются идеализациями . Это теоретические сущности, которые мы никогда не встречаем на практике. Но они часто являются хорошим приближением к тому, что мы действительно встречаем, в определенном диапазоне.

Разница между ними заключается в выходном импедансе. Источник напряжения в идеале имеет нулевое выходное сопротивление. На практике любой источник с малым выходным сопротивлением хорошо аппроксимируется источником напряжения. Его выходной ток может варьироваться от нуля до большого выхода, в то время как его напряжение изменяется лишь на небольшую долю. Источник тока имеет идеально бесконечное выходное сопротивление. Напряжение будет меняться от нуля до большого значения, а его ток изменится мало.

Электрическая розетка на вашей стене лучше всего подходит как источник напряжения для большинства вещей, которые вы хотите сделать с ней, например, подключить к ней освещение, отопление, двигательные нагрузки. Его выходное сопротивление очень низкое. В пределах диапазона тока, который он должен подавать, падение напряжения невелико.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

. .. и тот факт, что электричество поступает от источника переменного напряжения , поставляемого какой-то компанией.

Вы ответили на свой вопрос «Нет». Сетевые операторы делают все возможное, чтобы поддерживать напряжение питания постоянным. Ток ограничивается сопротивлением источника, автоматическими выключателями и предохранителями.

Короче, какое свойство у розетки как у черного ящика?

Его можно представить как источник напряжения с последовательным импедансом.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Теория электрических цепей утверждает, что источник напряжения, который имеет некоторый последовательный импеданс как неидеальность, может быть заменен эквивалентным источником тока с таким же импедансом при параллельном подключении. Остальная электрическая цепь не увидит никакой разницы.

Предположим, что ваша розетка на 230 В переменного тока может выдать ток короткого замыкания 200 А до того, как провода расплавятся, если бы не было автоматических выключателей. Последовательное сопротивление = 230/200 Ом = 1,15 Ом.

Эквивалентным неидеальным источником тока будет идеальный источник тока на 200 А с параллельным импедансом 1,15. Все, что подключено к этой эквивалентной розетке, не увидит разницы.

Теоретически эквивалентное поведение схемы не означает, что создание источника тока на базе розетки 230 В переменного тока требует эквивалентных строительных усилий. У нас нет практических методов производства электроэнергии, которые имеют тенденцию производить определенный ток, а большие токи вызывают большие потери в практических проводах.

Но мы все же попытались построить розетку на 230 В переменного тока. Что, если бы вся система электроснабжения, включая производство, распределение и строительство электрических устройств, была бы основана на постоянном токе (при условии, что существует практический генератор постоянного тока)?

Должны быть предохранители от перенапряжения, которые закорачивают цепь, если неисправность где-то обрывает провод. Новые электроприборы будут включены последовательно с уже подключенными. Там нет ничего невообразимого.

К сожалению, я вырос с системой постоянного напряжения. У меня нет коллекции, из которой можно было бы выбрать принципы для создания общих функций устройств, которые ожидают люди. Я не знаю, можно ли создавать электронные компоненты с идеей постоянного тока? Теория полупроводников начинается с электронвольт. Я не проверял, есть ли у кого-то на нашем дочернем сайте https://worldbuilding.stackexchange.com идея.

Я полагаю, что непрерывная потеря энергии в практических проводящих материалах разрушит всю идею на уровне компонентов, устройств, систем и инфраструктуры. Но недорогие сверхпроводники могли бы существенно помочь.

\$\конечная группа\$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Многофазный переменный ток, что это такое?

09. 07.2022 | General, Hardware, Knowledge

Термин «переменный ток» (AC) всем знаком, потому что это тип тока, который выходит из обычной настенной розетки. Но иногда обычной розетки недостаточно. Кухонные приборы, такие как плита или духовка, обычно используют многофазный переменный ток (также называемый многофазными системами или многофазным питанием). В этом посте мы объясним, почему это необходимо.

Почему переменный ток?

Переменный ток или постоянный ток? Мы не единственные, кто задается этим вопросом; его также задавали чуть более 100 лет назад, в конце 19 века. В то время шла так называемая «война токов», конфликт за первенство в энергосистеме. Но почему была «война» между DC и AC? Причинами стали совершенно разные свойства этих двух видов электричества.

Переменный ток легко получить. В настоящее время так называемая 9Эту работу выполняют синхронные машины 0117 . Там турбина (например, водяная или ветряная) вращает сильный (постоянный или электромагнитный) магнит и, следовательно, его магнитное поле. Электрические провода окружают это магнитное поле. В соответствии с законом индукции (третье уравнение Максвелла) в токопроводящих кабелях генерируется переменный ток. Этот процесс прост и легко масштабируется.

Кроме того, переменный ток очень подходит для передачи энергии. В основном по высоковольтным линиям транспортируется электроэнергия. Это высокое напряжение преобразуется в низкое вблизи потребителя. Трансформаторы, которые эффективно работают с переменным током, выполняют это преобразование.

Однако у постоянного тока есть и преимущества. Например, DC, как правило, намного безопаснее в обращении. Некоторые устройства также работают только с постоянным током. Причиной этого является способ передачи мощности: если используется переменный ток, передаваемая мощность также становится переменной величиной. Поэтому передача мощности не постоянна, а изменяется. Напротив, постоянный ток передает мощность в постоянном количестве, что имеет технические преимущества.

Переменный ток (слева), постоянный ток (справа)

К концу войны токов переменный ток стал стандартом для большинства применений. Сегодня только передача электроэнергии по подводным линиям или работа некоторых устройств требуют постоянного тока. Для преобразования переменного тока в постоянный используются преобразователи постоянного тока .

Преимущество многофазного переменного тока

Как уже упоминалось, переменный ток имеет существенный технический недостаток: в отличие от постоянного тока передача мощности непостоянна. Для решения этой проблемы можно использовать так называемый многофазный переменный ток.

При многофазном переменном токе имеется несколько линий электропередач, передающих энергию. Каждая линия несет ток. Двухфазный переменный ток, например, использует две линии, трехфазный переменный ток использует три линии. Переменные токи в отдельных линиях также имеют временной сдвиг.

Теперь с многофазным переменным током становится возможной постоянная передача мощности. Это хорошо видно в случае двухфазного переменного тока: если передача мощности от первого проводника становится минимальной, то передача мощности от второго проводника становится максимальной. Поскольку мощности в двух проводниках колеблются в противоположных направлениях, они уравновешивают друг друга.

Мощность, передаваемая двухфазным переменным током

Другим преимуществом многофазного переменного тока является более высокая и эффективная передача мощности. Три линии электропередач, естественно, могут передавать в три раза больше мощности. Можно было бы подумать, что для этого также потребуется в три раза больше материала (за счет дополнительных проводов), но на самом деле это не так.

Для однофазной передачи энергии необходимы две линии: фазный провод и нейтральный проводник. Это аналогично постоянному току, где у вас есть одна линия, которая подводит ток к потребителю, и одна линия, которая отводит его.

При трехфазном переменном токе вам, очевидно, потребуется три таких фазных провода. Разница, однако, в том, что вам часто не нужен нейтральный проводник. Три тока смещения, протекающие по трем фазным проводам, компенсируют друг друга при встрече в нейтральном проводнике. В результате нейтральный проводник не несет тока, и его также можно исключить.

Однофазный переменный ток (слева), трехфазный переменный ток (справа)

Измерение до 9 фаз питания

В настоящее время двухфазные переменные токи редко находят применение. Напротив, трехфазные переменные токи имеют гораздо более частое применение, например, при передаче электроэнергии по высоковольтным линиям. Некоторым бытовым приборам или электрическим машинам также требуется трехфазный переменный ток.

Для измерения таких трехфазных переменных токов используются осциллографы или так называемые анализаторы мощности. Однако иногда необходимо измерить более трех фаз переменного тока. Может быть, вы работаете над сложным проектом, где вам нужно определить мощность ветряных турбин? Иногда необходимо проанализировать токи и мощность от других источников в дополнение к трехфазному переменному току. Это вряд ли возможно со стандартными измерительными приборами. Но у нас, DEWETRON, есть решение для вас. Наш анализатор мощности смешанных сигналов может измерять и анализировать до 9-фазные энергосистемы одновременно. Благодаря этому, а также 18-битному разрешению и частоте дискретизации 10 Мвыб/с вы справитесь с любой задачей.

Если вы хотите узнать больше о нашем анализаторе мощности или других наших продуктах, посетите нас на веб-сайте DEWETRON или в LinkedIn, Facebook или Twitter. На всех платформах мы будем регулярно информировать о последних разработках в мире измерительных технологий и сообщать о новых технических документах, сообщениях в блогах или вебинарах.

Переменный ток и постоянный ток | Физика |

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Объяснять различия и сходства между переменным и постоянным током.
Рассчитать среднеквадратичное значение напряжения, тока и средней мощности.
Объясните, почему переменный ток используется для передачи энергии.

Переменный ток

Большинство примеров, рассмотренных до сих пор, и особенно те, в которых используются батареи, имеют источники постоянного напряжения. Как только ток установлен, он, таким образом, также является постоянным. Постоянный ток (DC) представляет собой поток электрического заряда только в одном направлении. Это устойчивое состояние цепи постоянного напряжения. Однако в большинстве известных приложений используется источник переменного напряжения. Переменный ток (AC) представляет собой поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь известна как цепь переменного тока. Примеры включают коммерческую и жилую энергию, которая удовлетворяет многие из наших потребностей. На рис. 1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичной мощности постоянного и переменного тока. Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.

Рис. 1. (a) Напряжение постоянного тока и ток постоянны во времени после установления тока. (b) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока с частотой 60 Гц. Напряжение и ток синусоидальны и находятся в фазе для простой цепи сопротивления. Частоты и пиковые напряжения источников переменного тока сильно различаются.

Рис. 2. Разность потенциалов V между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано. Математическое выражение для V имеет вид

V=V0sin⁡ 2πftV={V}_{0}\sin\text{ 2}\pi {ft}\\V=V0sin 2πft

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

V=V0sin⁡2πftV={V}_{0}\sin\text{2}\pi {ft}\\V=V0 sin2πft

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

I=I0sin⁡2πftI={I}_{0}\sin 2\pi{ft}\\I=I0sin2πft

, где I — ток в момент времени t , а I ₀ = V ₀ /R — пиковый ток. В этом примере говорят, что напряжение и ток совпадают по фазе, как показано на рисунке 1(b).

Ток в резисторе колеблется туда-сюда точно так же, как управляющее напряжение, поскольку I = V/R . Например, если резистор представляет собой люминесцентную лампочку, она становится ярче и тускнеет 120 раз в секунду, поскольку ток многократно проходит через ноль. Мерцание с частотой 120 Гц слишком быстрое для ваших глаз, но если вы помахаете рукой между лицом и флуоресцентным светом, вы увидите стробоскопический эффект, свидетельствующий о переменном токе. Тот факт, что светоотдача колеблется, означает, что мощность колеблется. Потребляемая мощность 9{2}\text{2}\pi {ft}\\P=I0V0sin22πft

, как показано на рис. 3.

Создание соединений: домашний эксперимент — лампы переменного/постоянного тока

Проведите рукой вперед и назад между лицом и флуоресцентной лампочкой. Наблюдаете ли вы то же самое с фарами на вашем автомобиле? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение: Не смотрите прямо на очень яркий свет .

Рис. 3. Мощность переменного тока как функция времени. Поскольку напряжение и ток здесь совпадают по фазе, их произведение неотрицательно и колеблется между 0 и I ₀ V ₀ . Средняя мощность составляет (1/2) I ₀ В ₀ .

Нас чаще всего интересует средняя мощность, а не ее колебания — например, 60-ваттная лампочка в вашей настольной лампе потребляет в среднем 60 Вт. Как показано на рисунке 3, средняя мощность P _ave равна

Pave=12I0V0{P}_{\text{ave}}=\frac{1}{2}{I}_{0}{V }_{0}\\Выложить=21I0V0

. Это видно из графика, так как площади выше и ниже линии (1/2) I ₀ V ₀ равны, но это можно доказать и с помощью тригонометрических тождеств. Точно так же мы определяем среднеквадратичное значение тока или I _{действующее значение} и среднее значение напряжения действующее значение В _{действующее значение} как

Irms=I02{rm} }=\frac{{I}_{0}}{\sqrt{2}}\\Irms=2

Vrms=V02{V}_{\text{rms}}=\frac{{V}_{0}}{\sqrt{2}}\\Vrms=2

. где rms означает среднеквадратичное значение, особый вид среднего значения. В общем, для получения среднеквадратичного корня конкретную величину возводят в квадрат, находят ее среднее (или среднее) и извлекают квадратный корень. Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Теперь,

P _ср = I _СКЗ В _СКЗ ,

что дает

Pave=I02⋅V02=12I0V0{P}_{\text{ave}}=\frac{{I}_{0}}{\sqrt{2}}\cdot \frac{{V}_ {0}}{\sqrt{2}}=\frac{1}{2}{I}_{0}{V}_{0}\\Pave=2

I0⋅2

V0=21I0V0

, как указано выше. Стандартной практикой является указывать I _{среднеквадратичное значение} , V _{среднеквадратичное значение} и P _ave , а не пиковые значения. Например, в большинстве бытовых электросетей используется переменное напряжение 120 В, а это означает, что В _{среднеквадратичное значение} составляет 120 В. Обычный автоматический выключатель на 10 А отключит I _{среднеквадратичное значение}, превышающее 10 А. Ваша микроволновая печь мощностью 1,0 кВт потребляет P _ave = 1,0 кВт и т. д. Вы можете думать об этих среднеквадратичных и средних значениях как об эквивалентных значениях постоянного тока для простой резистивной цепи. Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения для мощности полностью аналогичны уравнениям для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения. Таким образом, для переменного тока закон Ома записывается 9{2}R\\Pave=Irms2R

Пример 1. Пиковое напряжение и мощность переменного тока

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

Стратегия

Нам говорят, что V _rms составляет 120 В, а P _ave составляет 60,0 Вт. Мы можем использовать

Vrms=V02{V} _{\text{rms}}=\frac{{V} _{0}}{\sqrt{2}}\\Vrms=2

, чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.

Раствор для (а)

Решение уравнения

для пикового напряжения В ₀ и подстановка известного значения для В _{действ. }{V}_{\text{rms}}=1,414(120\text{V})=170 \text{V}\\V0=2}

Vrms=1,414(120 В)=170 В

Обсуждение для (a)

Это означает, что переменное напряжение колеблется от 170 В до –170 В и обратно 60 раз в секунду. Эквивалентное постоянное напряжение равно 120 В.

Решение для (b)

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

P0=I0V0=2(12I0V0)=2Pave{P}_{0}={I}_{0}{V}_{0}=\text{2}\left(\frac{1} {2}{I}_{0}{V}_{0}\right)=\text{2}{P}_{\text{ave}}\\P0=I0V0=2(21 I0V0)=2Выложить

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

P ₀ = 2(60,0 Вт) = 120 Вт.

Обсуждение

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

Зачем использовать переменный ток для распределения электроэнергии?

Большинство крупных систем распределения электроэнергии имеют переменный ток. Кроме того, мощность передается при гораздо более высоких напряжениях, чем 120 В переменного тока (240 В в большинстве стран мира), которые мы используем дома и на работе. Экономия за счет масштаба делает строительство нескольких очень крупных электростанций дешевле, чем строительство множества мелких. Это требует передачи энергии на большие расстояния, и, очевидно, важно, чтобы потери энергии в пути были сведены к минимуму. Как мы увидим, высокое напряжение может передаваться с гораздо меньшими потерями мощности, чем низкое напряжение. (См. рис. 4.) Из соображений безопасности напряжение у пользователя снижено до привычных значений. Решающим фактором является то, что гораздо проще увеличивать и уменьшать напряжение переменного тока, чем постоянного, поэтому переменный ток используется в большинстве крупных систем распределения электроэнергии.

Рисунок 4. Энергия распределяется на большие расстояния при высоком напряжении для уменьшения потерь мощности в линиях передачи. Напряжения, генерируемые на электростанции, повышаются пассивными устройствами, называемыми трансформаторами (см. Трансформаторы), до 330 000 вольт (или более в некоторых местах по всему миру). В месте использования трансформаторы снижают передаваемое напряжение для безопасного бытового и коммерческого использования. (Источник: GeorgHH, Wikimedia Commons)

Пример 2. Меньшие потери мощности для высоковольтной передачи выпуск

а) Какой ток необходим для передачи 100 МВт мощности при напряжении 200 кВ? (b) Какова мощность, рассеиваемая линиями передачи, если они имеют сопротивление 1,00 Ом (c) Какой процент мощности теряется в линиях передачи?

Стратегия

Имеем P _ср = 100 МОм, В _{действующее значение} = 200 кВ, а сопротивление линий R = 1,00 Ом. Используя эти данные, мы можем найти ток, протекающий (от P = IV ), а затем мощность, рассеиваемую в линиях ( P = I ² R ), и берем отношение к общей передаваемой мощности.

Раствор

Чтобы найти ток, преобразуем соотношение P _ср = I _{действующее значение} В _{действующее значение} и подставим известные значения. {3}\text{ V}}=500\text{ A}\\Irms=VrmsPave=200×103 V100×106 W=500 A 9{2}R\\Pave=Irms2R

Substituting the known values gives

P _ave = I _rms ² R = (500 A) ² (1.00 Ом) = 250 кВт

Решение

Потери в процентах представляют собой отношение этой потерянной мощности к общей или входной мощности, умноженное на 100:

% потерь = 250 кВт100 МВт × 100 = 0,250%\text{\% loss=}\frac{\text{250 кВт }}{\text{100 МВт}}\times \text{100}=0\text{.}\text{250\%}\\% потери=100 МВт250 кВт×100=0,250%

Обсуждение

Одна четвертая процента является приемлемой потерей. Заметим, что если бы передавалось 100 МВт мощности при напряжении 25 кВ, то понадобился бы ток 4000 А. Это приведет к потере мощности в линиях 16,0 МВт, или 16,0%, а не 0,250%. Чем ниже напряжение, тем больше требуется тока и тем больше потери мощности в линиях передачи с фиксированным сопротивлением. Конечно, можно построить линии с меньшим сопротивлением, но для этого нужны более крупные и дорогие провода. Если бы сверхпроводящие линии можно было производить экономично, то в линиях передачи вообще не было бы потерь. Но, как мы увидим в одной из последующих глав, в сверхпроводниках также существует предел тока. Короче говоря, высокое напряжение более экономично для передачи мощности, а напряжение переменного тока гораздо легче повышать и понижать, поэтому переменный ток используется в большинстве крупномасштабных систем распределения электроэнергии.

Общепризнано, что высокое напряжение представляет большую опасность, чем низкое. Но на самом деле некоторые высокие напряжения, например, связанные с обычным статическим электричеством, могут быть безвредны. Так что не только напряжение определяет опасность. Не так широко признано, что разряды переменного тока часто более вредны, чем аналогичные разряды постоянного тока. Томас Эдисон считал, что удары переменного тока более вредны, и в конце 1800-х годов создал систему распределения электроэнергии постоянного тока в Нью-Йорке. Были ожесточенные споры, в частности, между Эдисоном и Джорджем Вестингаузом и Николой Теслой, которые выступали за использование переменного тока в первых системах распределения электроэнергии. Переменный ток преобладает во многом благодаря трансформаторам и меньшим потерям мощности при передаче высокого напряжения.

PhET Исследования: Генератор

Генерировать электричество с помощью стержневого магнита! Откройте для себя физику этого явления, исследуя магниты и то, как вы можете использовать их, чтобы зажечь лампочку.

Нажмите, чтобы загрузить симуляцию. Запуск с использованием Java.

Резюме раздела

Постоянный ток (DC) — это поток электрического тока только в одном направлении. Это относится к системам, в которых напряжение источника постоянно.
Источник напряжения системы переменного тока (АС) выдает
V=V0sin 2πftV={V}_{0}\text{sin 2}\pi {ft}\\V=V0sin 2πft
, где В — напряжение в момент времени t , В ₀ — это пиковое напряжение, а f — частота в герцах.
В простой цепи I = V/R , а переменный ток равен
I=I0sin 2πftI={I}_{0}\text{sin 2}\pi {ft}\\I=I0sin 2πft
, где I это текущий момент времени t , а
I0=V0/R{I}_{0}={V}_{0}\text{/R}\\I0=V0/ R
— пиковый ток.
Средняя мощность переменного тока равна
Pave=12I0V0{P}_{\text{ave}}=\frac{1}{2}{I}_{0}{V}_{0}\\Pave=21 I0V0
.
Среднее (действующее) значение тока I _{Среднеквадратичное значение} и среднее (действующее значение) напряжение В _{Среднеквадратичное значение} равно
Irms=I02{I}_{\text{rms}}=\frac{{I}_{0 }}{\sqrt{2}}\\Irms=2
I0
и
Vrms=V02{V}_{\text{rms}}=\frac{{V}_{0}} {\sqrt{2}}\\Vrms=2
V0
, где rms означает среднеквадратичное значение.
Таким образом, 9{2}R\\Pave=Irms2R
, аналогично выражениям для цепей постоянного тока.

Концептуальные вопросы

1. Приведите пример использования переменного тока не в бытовых целях. Точно так же приведите пример использования постоянного тока, отличного от питания от батарей.

2. Почему напряжение, ток и мощность меняются через ноль 120 раз в секунду для электричества переменного тока с частотой 60 Гц?

3. Вы едете в поезде, глядя вдаль через его окно. Когда мимо пролетают близкие объекты, вы замечаете, что ближайшие флуоресцентные лампы составляют пунктирных штрихов. Объяснять.

Задача и упражнения

1. (a) Каково тепловое сопротивление лампочки мощностью 25 Вт, работающей от сети переменного тока 120 В? б) Если рабочая температура лампы 2700°С, каково ее сопротивление при 2600°С?

2. Некоторое тяжелое промышленное оборудование использует переменный ток с пиковым напряжением 679 В. Каково среднеквадратичное значение напряжения?

3. Определенный автоматический выключатель срабатывает при среднеквадратичном токе 15,0 А. Каков соответствующий пиковый ток?

4. В военных самолетах используется переменный ток с частотой 400 Гц, потому что на этой более высокой частоте можно проектировать более легкое оборудование. Каково время одного полного цикла этой мощности?

5. Турист из Северной Америки берет свою бритву мощностью 25 Вт и 120 В переменного тока в Европу, находит специальный адаптер и подключает ее к сети 240 В переменного тока. Предполагая постоянное сопротивление, какую мощность потребляет бритва при ее поломке?

6. В этой задаче вы проверите утверждения, сделанные в конце потерь мощности для Примера 2 выше. а) Какой ток необходим для передачи 100 МВт мощности при напряжении 25,0 кВ? (b) Найдите потери мощности в линии передачи с сопротивлением 1,00 Ом. (c) Какой процент потерь это представляет?

7. Кондиционер небольшого офисного здания работает от сети переменного тока 408 В и потребляет 50,0 кВт. а) Каково его эффективное сопротивление? (b) Какова стоимость работы кондиционера в жаркий летний месяц, когда он работает по 8 часов в день в течение 30 дней, а электроэнергия стоит 9,00 центов/кВт⋅час?

8. Какова пиковая потребляемая мощность микроволновой печи на 120 В переменного тока, которая потребляет 10,0 А?

9. Каков пиковый ток через комнатный обогреватель мощностью 500 Вт, работающий от сети переменного тока 120 В?

10. Два разных электрических устройства имеют одинаковую потребляемую мощность, но одно предназначено для работы от сети переменного тока 120 В, а другое от сети переменного тока 240 В. а) Каково отношение их сопротивлений? б) Каково отношение их токов? (c) Если предположить, что его сопротивление не изменится, во сколько раз увеличится мощность, если устройство на 120 В переменного тока подключить к сети 240 В переменного тока?

11. В некоторых радиационных нагревателях используется нихромовая проволока. (a) Найдите необходимое сопротивление, если средняя выходная мощность должна составлять 1,00 кВт при использовании переменного тока 120 В. б) Какой длины нихромовая проволока, имеющая площадь поперечного сечения 500 мм ² , требуется, если рабочая температура составляет 500ºC (c) Какая мощность будет потребляться при первом включении?

12. Найдите время после t = 0 , когда мгновенное напряжение переменного тока частотой 60 Гц впервые достигает следующих значений: (а) В ₀ /2 (б) В ₀ (в) 0

13. (a) В какие два периода времени в первый период, следующий за t = 0 , мгновенное напряжение переменного тока частотой 60 Гц равно В _{среднеквадратичное значение} ? (б) − В _{среднеквадратичное значение} ?

Глоссарий

постоянный ток:: (DC) поток электрического заряда только в одном направлении

переменный ток:

(AC) поток электрического заряда, который периодически меняет направление напряжения

9 AC

3 :

напряжение, которое колеблется синусоидально во времени, выраженное как В = В ₀ sin 2 πft , где В — напряжение в момент времени t, В ₀ пиковое напряжение, f частота в герцах πft , где I — ток в момент времени t, I ₀ — пиковый ток, а f — частота в герцах.

текущий,

Irms=I0/2{I}_{\text{rms}}={I}_{0}/\sqrt{2}\\Irms=I0/2

, где I ₀ пиковый ток в системе переменного тока

среднеквадратичное напряжение:

среднеквадратичное значение напряжения,

Vrms=V0/2{V}_{\text{rms}}={V}_ {0}/\sqrt{2}\\Vrms=V0/2

, где В ₀ — пиковое напряжение в системе переменного тока

Избранные решения задач и упражнения

2. 480 В

4. 2,50 мс

6. (а) 4,00 кА (б) 16,0 МВт (в) 16,0%

8. 2,40 кВт

10. (а) 4,0 (б) 2 0,50 (в) 0,5 1 900 (а) 1,39 мс (б) 4,17 мс (в) 8,33 мс

Лицензии и ссылки

Контент по лицензии CC, совместно используемый ранее

College Physics.