Постоянный электрический ток переменный электрический ток: переменный и постоянный ток — это НЕ сложно — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Переменный электрический ток – кратко формулы, мощность, применение (11 класс)

4.5

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 141.

Обновлено 10 Января, 2021

4.5

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 141.

Обновлено 10 Января, 2021

Из курса физики за 11 класс известно, что электрический ток — это движение по проводнику заряженных частиц. Ток может быть постоянным и переменным. Рассмотрим особенности переменного электрического тока.

Постоянный и переменный электрический ток

Действие электрического тока состоит в том, что носители заряда движутся по цепи под действием электрического поля источника тока и совершают работу на сопротивлении нагрузки (энергия при этом выделяется в виде тепла). Исторически первыми источниками тока были гальванические элементы. В таких элементах электрическое поле не меняет направление. В цепи, подключенной к гальваническому элементу, носители движутся также в одном направлении.

Рис. 1. Гальванические элементы.

Однако это не единственная возможность движения носителей. Носители могут не совершать поступательное движение, а колебаться вокруг некоторого среднего положения. При этом на сопротивлении нагрузки также будет выделяться мощность.

Электрический ток, в котором носители заряда движутся в одном направлении, называется постоянным. Если носители заряда не движутся в одном направлении, а совершают гармонические колебания вокруг некоторого среднего положения, такой электрический ток называется переменным.

Рис. 2. Постоянный и переменный ток.

Электрические параметры переменного тока

Переменный ток, так же, как и постоянный, имеет все электрические параметры: напряжение, силу тока, мощность. Мгновенные значения этих параметров имеют то же самое выражение и смысл. Однако в случае переменного тока мгновенные значения параметров постоянно меняются во времени. Поэтому они неудобны для использования.

Для практического применения удобно взять такие параметры переменного тока, при которых он совершал бы такое же тепловое и механическое действие, как и постоянный. 2 R \over 2 }$$

Из этой формулы можно получить действующее значение силы тока. Оно должно быть таким, чтобы на том же сопротивлении R выделялась та же мощность:

$$I_{действ}={\sqrt{ P_{ср}\over R}} = {I_m\over \sqrt 2 }$$

Действующее значение напряжения находится аналогично:

$$U_{действ}= {U_m\over \sqrt 2 }$$

Отметим, что формула электрической мощности переменного тока для сопротивления с реактивной составляющей сложнее и включает учет сдвига фаз между током и напряжением. Эта тема рассматривается отдельно.

Для переменного тока действующие значения напряжения и силы тока в $\sqrt 2$ раза меньше амплитудных. Именно эти значения указываются на всех приборах переменного тока. В обычной осветительной сети переменного тока 220 В — это действующее значение. Реально мгновенное значение напряжения может превышать 310 В.

Рис. 3. Амплитудные и действующие значения.

Что мы узнали?

Ток, при котором носители заряда движутся не постоянно в одном направлении, а колеблются вокруг некоторого среднего положения, называется переменным.

Он характеризуется теми же параметрами что и постоянный ток, однако при этом используются действующие значения напряжения и тока, которые в $\sqrt 2$ раз меньше амплитудных.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Олег Гаврюшкин
5/5

Оценка доклада

4.5

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 141.

А какая ваша оценка?

«Почему электрический ток в витке создает переменное магнитное поле, тогда как переменный ток постоянного магнитного поля не создает?» — Яндекс Кью

Электроэнергия постоянного тока (DC) и переменного тока (AC)

Существует два типа электрического тока: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Постоянный ток течет в одном направлении по проводам. Переменный ток течет туда и обратно, быстро меняя направление много раз в секунду.
Нажмите на изображение, чтобы увеличить его

Ссылки по теме:

Основы электрических цепей

Воздействие космической погоды на электроэнергетические системы

Трансформаторы напряжения в электрических цепях

По проводам могут протекать два типа электрического тока: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC).

Постоянный ток (DC) течет в одном и том же направлении все время через электрическую цепь. Электроны непрерывно текут по цепи от отрицательного полюса батареи к положительному полюсу. Даже когда по проводу не течет ток, электроны в проводе движутся со скоростью до 600 миль (1000 километров) в секунду, но в случайных направлениях, потому что провод имеет конечную температуру. Поскольку один электрон движется назад по проводу, в то время как другой движется вперед, суммарный заряд по проводу не переносится. Если к концам провода подключить батарею, все электроны будут двигаться вдоль провода в одном направлении.

Скорость электронов вдоль провода составляет менее дюйма (несколько миллиметров) в секунду. Таким образом, любому отдельному электрону требуется много времени, чтобы пройти весь путь по цепи. Электронов так много, что они натыкаются друг на друга, как костяшки домино, и в цепи происходит чистое смещение электрических зарядов, которое может происходить на скоростях вплоть до скорости света.
Розетки в наших домах обеспечивают переменный ток (AC). 60 раз в секунду электроны в проводе меняют направление. Электрические устройства, которые мы используем, не заботятся о том, в каком направлении движутся электроны, поскольку по цепи протекает один и тот же ток независимо от направления тока.

Распределительные сети электроснабжения, которые доставляют электричество в наши дома, настроены на работу с электричеством переменного тока. Бури космической погоды могут вызывать потоки электричества постоянного тока в электросети. Поскольку сеть была разработана для использования электричества переменного тока, а не электричества постоянного тока, постоянные токи, вызванные космической погодой, могут повредить или разрушить некоторые типы оборудования, такие как трансформаторы напряжения.
Последнее изменение: 17 февраля 2009 г., Рэнди Рассел.
Вас также может заинтересовать:
Посетите наш интернет-магазин — минералы, окаменелости, книги, занятия, украшения и предметы домашнего обихода!…подробнее
«Штормы» космической погоды могут вызвать проблемы для систем мы используем для производства и передачи электроэнергии здесь, на Земле. В экстремальных случаях крупные космические погодные явления могут даже привести к массовым отключениям электроэнергии в течение…подробнее
Трансформатор не является источником питания. Он действует как рычаг для преобразования небольшого напряжения, толкающего большой электрический ток, в большое напряжение, толкающего небольшой электрический ток, или наоборот. Мощность…подробнее
Электрические токи в атмосфере Земли могут индуцировать токи в коре и океанах нашей планеты. Электромагнитная индукция работает в больших масштабах во время возмущений космической погоды. Токи величиной с…подробнее
По проводам могут течь два типа электрического тока: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Постоянный ток (DC) все время течет в одном и том же направлении через электрическую…подробнее
Электрические сети не рассчитаны на полный отказ и запуск всех сразу. Основная проблема заключается в том, что для производства энергии требуется энергия. Гидроэлектростанции, паровые и атомные электростанции требуют энергии…подробнее
Радиация может повредить электронные схемы и привести к неисправности электроники. Радиация может разрушать полупроводниковые материалы, используемые в электронике, уменьшая полезный срок службы электроники….подробнее
Сила магнетизма заставляет материал указывать в направлении направления магнитной силы. Это свойство означает, что сила магнетизма имеет направление. Как показано на диаграмме слева,…more
Основы солнечной энергии: в чем разница между переменным и постоянным током?
В солнечной промышленности производство электроэнергии является нашим хлебом насущным. Это означает, что профессионалам в области солнечной энергетики важно хорошо разбираться в основах электричества.
Если вы новичок в солнечной энергетике, вам есть чему поучиться — вы не можете просто воткнуть панели в стену и покончить с этим. В сегодняшней статье мы рассмотрим одну из основных тем, которые каждый установщик должен понимать об электричестве: разницу между двумя типами электрического тока, переменным и постоянным.
Переменный и постоянный ток используются в солнечной фотоэлектрической системе. Итак, если ваше знакомство с AC/DC начинается и заканчивается знаменитой группой, эта статья для вас!
Разница между переменным током (AC) и постоянным током (DC) Мощность
AC означает переменный ток, а DC — постоянный ток. Мощность переменного и постоянного тока относится к текущему потоку электрического заряда. Каждый представляет тип «потока» или форму, которую может принимать электрический ток.
Как мы объясняли в нашем учебнике по струнам солнечных батарей, ток — это скорость потока электрического заряда (т. е. потока электронов).
Хотя это может показаться немного техническим, разница между ними довольно проста:
Постоянный ток всегда течет в одном направлении.
Переменный ток, как и следовало ожидать из названия, часто меняет направление (хотя возвратно-поступательное движение электронов по-прежнему передает энергию конечному устройству).
«Простой способ визуализировать разницу состоит в том, что на графике постоянный ток выглядит как плоская линия, тогда как поток переменного тока на графике имеет синусоидальную или волнообразную форму», — говорит Карл К. Берггрен, профессор. электротехники в Массачусетском технологическом институте.
История электричества: борьба между переменным и постоянным током
Когда электроэнергия только разрабатывалась и использовалась, было неясно, какой из способов подачи электричества станет: переменный или постоянный. Два знаменитых пионера электричества — Томас Эдисон и Никола Тесла — разработали один из этих вариантов.
Тесла запатентовал переменный ток, а Эдисон запатентовал постоянный ток. В начале DC был стандартом. Однако одна проблема с постоянным током заключается в том, что его нелегко преобразовать в более высокое или более низкое напряжение, что, очевидно, полезно для различных приложений.
AC решает эту проблему. Его можно преобразовать в разное напряжение с помощью трансформаторов, а также энергетическим компаниям проще передавать мощность переменного тока на большие расстояния. Таким образом, несмотря на дезинформационную кампанию Эдисона по дискредитации переменного тока как опасного (в которой он дошел до публичной казни животных электрическим током!), в конечном итоге он победил.
Предметы домашнего обихода используют постоянный или переменный ток?
Короткий ответ: «оба». Электрическая сеть США и электричество, подаваемое в ваш дом, имеют переменный ток. В результате большинство подключаемых к сети бытовых приборов — холодильники, электрические духовки, микроволновые печи и т. д. — работают от сети переменного тока 9.0006
Батареи, однако, используют постоянный ток: у них есть положительная и отрицательная клемма, и ток между этими точками всегда течет в одном направлении — от положительной клеммы к отрицательной, когда они разряжаются.
Поскольку аккумуляторы работают от постоянного тока, многие используемые вами электронные устройства, такие как ноутбук и мобильный телефон, также работают от постоянного тока.
Солнечная энергия переменного или постоянного тока?
Солнечные панели производят постоянный ток: солнечный свет, падающий на панели, стимулирует поток электронов, создавая ток. Поскольку эти электроны движутся в одном направлении, ток прямой.
Инвертор в доме, преобразующий постоянный ток в переменный.
Потребность в инверторах
Вот почему в солнечных фотоэлектрических системах используются инверторы. Инвертор преобразует энергию постоянного тока в энергию переменного тока, чтобы ее можно было использовать дома или отправить обратно в электрическую сеть (в дополнение к некоторым другим функциям).
А как насчет устройств с питанием от постоянного тока? Адаптер питания, входящий в состав зарядного устройства для этих устройств, на самом деле представляет собой разновидность инвертора. Они преобразуют питание сети переменного тока в мощность постоянного тока, которую может использовать устройство.
Таким образом, когда вы подключаете свой ноутбук к сети в вашем доме с солнечной батареей, мощность постоянного тока от солнечных панелей преобразуется вашим инвертором в переменный ток, а затем инвертор вашего ноутбука снова превращает его в постоянный ток, чтобы ваш ноутбук мог его использовать!
Это может показаться много. К счастью, существует программное обеспечение для солнечных батарей, которое может помочь облегчить бремя практического применения этих концепций при проектировании солнечной системы. В этом руководстве покупателя программного обеспечения для солнечных батарей подробно описаны некоторые функции, на которые следует обращать внимание при выборе решения.
Как насчет солнечных батарей переменного тока?
Как уже говорилось выше, традиционные солнечные панели производят энергию постоянного тока. Затем эта энергия преобразуется инвертором в мощность переменного тока. Это имеет место независимо от того, включает ли ваша фотоэлектрическая система инвертор цепочки (преобразующий энергию от одной или нескольких цепочек солнечных панелей) или микроинверторы (преобразующие ее для отдельных или, в некоторых случаях, нескольких солнечных панелей).
Возможно, вы также слышали о солнечных панелях переменного тока. Если солнечные панели по своей природе производят постоянный ток, то что это?
Что такое солнечные панели переменного тока?
Панели переменного тока — это просто солнечные панели со встроенными микроинверторами.