Обратная связь ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса — ваш вокал Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими Целительная привычка Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Тренинг уверенности в себе Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком» Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Как слышать голос Бога Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д. Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу. Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар. |
1. Мощность, по определению, N = A/t, следовательно, N = UI = I2 R = U2/R. Русский ученый X. Ленц и английский ученый Джоуль опытным путем в середине прошлого века установили независимо друг от друга закон, который называется законом Джоуля—Ленца и читается так. При прохождении тока по проводнику количество теплоты, выделившейся в проводнике, прямо пропорционально квадрату силы, тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Q = I2Rt. Полная замкнутая цепь представляет собой электрическую цепь, в состав которой входят внешние сопротивления и источник тока (рис. Для того чтобы ток проходил по замкнутой цепи, необходимо, чтобы в источнике тока зарядам сообщалась дополнительная энергия, она берется за счет работы по перемещению зарядов, которую производят силы неэлектрического происхождения (сторонние силы) против сил электрического поля. Источник тока характеризуется энергетической характеристикой, которая называется ЭДС — электродвижущая сила источника. ЭДС — характеристика источника энергии неэлектрической природы в электрической цепи, необходимого для поддержания в ней электрического тока. Пусть за время t через поперечное сечение проводника пройдет электрический заряд q. Тогда работу сторонних сил при перемещении заряда можно записать так: Aст = ξ q. 2) Электромагнитные колебания. Колебательный контур.
Электромагнитные колебания — это колебания электрических и магнитных полей, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, тока и напряжения. Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать электромагнитные колебания, является колебательный контур.Колебательный контур — это система, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора (рис. 30, а). Если конденсатор зарядить и замкнуть на катушку, то по катушке потечет ток (рис. 30, 
Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре (т. е. в таком контуре, где нет потерь энергии) зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томпсона Т = 2π√LC. Частота с периодом связана обратно пропорциональной зависимостью ν = 1/Т. В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими из-за потерь энергии на нагревание проводов. Для получения незатухающих электромагнитных колебаний применяют генератор незатухающих колебаний, который является примером автоколебательной системы.
Доверь свою работу ✍️ кандидату наук! Имя Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно — исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое Нажимая кнопку «Продолжить», я принимаю политику конфиденциальности |
Завет мужчины с женщиной
В электрическом поле из формулы определения напряжения (U = A/q) легко получить выражение для расчета работы переноса электрического заряда А = Uq, так как для тока заряд q = It, то работа тока: 
При совершении этой работы на внутреннем и внешнем участках цепи, сопротивления которых R и г, выделяется некоторое количество теплоты. По закону Джоуля— Ленца оно равно: Q 
Формула Томсона.
ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов. Обратная связь…Электрический ток. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Ома для полной цепи презентация, доклад
Электрический ток. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.
Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
“Пожарно-спасательный колледж “ Санкт-Петербургский центр подготовки спасателей
Выполнил : студент 679 группы, отделения ЗЧС
Гребеников Александр
Руководитель : Захарова Ольга Анатольевна
2018 г
Содержание
Электрический ток
Катионы и Аионы
Классификация электрического тока
Схема
Фильм про переменный и постоянный ток
Заметка(хар-ка)
Работа и мощность в цепи постоянного тока
Фильм про работу и мощность тока
Фильм про законы постоянного тока.
Работа и мощность тока. Закон Ома для полной цепи
Электрический ток
Электри́ческий ток — направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц — носителей электрического заряда.
Такими носителями могут являться: в металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определённых условиях — электроны, в полупроводниках — электроны или дырки (электронно-дырочная проводимость). Иногда электрическим током называют также ток смещения, возникающий в результате изменения во времени электрического поля.
Классификация
Постоянный ток — ток, направление и величина которого не меняются во времени.
Переменный ток — электрический ток, изменяющийся во времени. Под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным.
Периодический ток — электрический ток, мгновенные значения которого повторяются через равные интервалы времени в неизменной последовательности.
2Rt
Полная замкнутая цепь представляет собой электрическую цепь, в состав которой входят внешние сопротивления и источник тока. Как один из участков цепи, источник тока обладает сопротивлением, которое называют внутренним, r .
Для того чтобы ток проходил по замкнутой цепи, необходимо, чтобы в источнике тока зарядам сообщались дополнительная энергия, она появляется за счет работы по перемещению зарядов, которую производят силы неэлектрического происхождения (сторонние силы) против сил электрического поля. Источник тока характеризуется энергетической характеристикой, которая называется ЭДС — электродвижущая сила источника. ЭДС измеряется отношением работы сторонних сил по перемещению вдоль замкнутой цепи положительного заряда к величине этого заряда \varepsilon =A_{ст} /q .
Зависимость опытным путем получил Георг Ом, называется она законом Ома для полной цепи и читается так: сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.
При разомкнутой цепи ЭДС равна напряжению на зажимах источника и, следовательно, может быть измерена вольтметром.
Видео : законы постоянного тока. Работа и мощность тока. Закон Ома для полной цепи
Источники :
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%82%D0%BE%D0%BA
https://www.google.ru/search?q=%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0+%D0%B8+%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C+%D0%B2+%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%B8+%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE+%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0&rlz=1C1CHBD_ruRU798RU798&oq=%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0+%D0%B8+%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C+%D0%B2+%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%B8+&aqs=chrome.1.69i57j0l5.10606j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8
http://fmclass.ru/phys.
php?id=485d3874d75b8
https://www.youtube.com/watch?v=tEf2FTJxwy0
Скачать презентацию
Физика Работа и мощность постоянного тока
Материалы к уроку
Конспект урока
При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу; ее принято называть работой тока.
Для того чтобы узнать, от чего зависит работа электрического тока, проведем следующий эксперимент. Нарисована схема электрической цепи. По ней соберем электрическую цепь. Когда цепь собрана, снимаем показания всех имеющихся электроприборов. Изменяя сопротивление реостата, акцентируем внимание на разном свечении лампочки. Чем ярче светит лампочка, тем больше в ней выделяется энергии, и, следовательно, тем большую работу совершает электрический ток.
По опыту можно качественно установить, что работа электрического тока пропорциональна силе тока, напряжению и времени прохождения тока.
Пусть за время дельта т через поперечное сечение проводника проходит заряд дельта кю. Тогда электрическое поле совершит работу. Так как сила тока есть заряд, который прошел через поперечное сечение проводника за единицу времени, то эта работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого совершалась работа.
В случае, если на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химических действий, происходит только нагревание проводника. Происходит это следующим образом. Электрическое поле ускоряет электроны. После столкновения с ионами кристаллической решетки они передают ионам свою энергию. В результате энергия беспорядочного движения ионов около положения равновесия возрастает. Это означает увеличение внутренней энергии. Температура проводника при этом повышается, и он начинает передавать тепло окружающим телам. Спустя небольшое время после замыкания цепи процесс устанавливается, и температура перестает изменяться со временем.
К проводнику за счет работы электрического поля непрерывно поступает энергия. Но его внутренняя энергия остается неизменной, так как проводник передает окружающим телам количество теплоты, равное работе тока.
Если в формуле нахождения работы электрического тока выразить либо напряжение через силу тока, либо силу тока через напряжение, то по закону Ома для участка цепи, то получим три эквивалентные формулы. Формулой А равно произведению И в квадрате Эр дельта Тэ удобно пользоваться для последовательного соединения проводников, так как сила тока в этом случае одинакова во всех проводниках. При параллельном соединении удобна формула А равно произведению дельта тэ на частное у в квадрате на эр, так как напряжение на всех проводниках одинаково.
Оказалось, что электрический ток нагревает проводники, но не все: через растворы кислот, солей и щелочей, где нет кристаллической решетки, электроны проходят беспрепятственно и не передают раствору своей энергии (он не нагревается).
Нагревание же металлического проводника зависит: во-первых, от его сопротивления (чем оно меньше, тем больше выделяется в проводнике тепла), во-вторых, от силы тока в нем (чем она больше, тем сильнее нагревается проводник). Так, если сила тока возрастет в 2 раза, то и количества теплоты выделиться в проводнике в 2 раза больше.
К такому выводу пришли одновременно и независимо друг от друга английский ученый Ом, английский ученый Джоуль и русский ученый Ленц.
Любой электрический прибор рассчитан на потребление определенной энергии в единицу времени. Поэтому наряду с работой тока очень важное значение имеет понятие мощность тока. Мощность тока равна отношению работы тока за время дельта т к этому интервалу времени. На большинстве приборов указана потребляемая ими мощность.
Практически на всех электроприборах, используемых в быту и технике, в техническом паспорте указывается мощность тока, на которую они рассчитаны. Зная мощность, легко можно определить работу тока за заданный промежуток времени.
Тогда
1Дж = 1Вт ∙ с (ватт-секунда)
Однако эту единицу работы неудобно использовать на практике, так как в потребителях электроэнергии ток производит работу в течение длительного времени, например, в бытовых приборах – в течение нескольких часов, в электропоездах – даже в течение нескольких суток. Поэтому на практике, вычисляя работу тока, удобнее время выражать в часах, а работу не в джоулях, а в других единицах: ватт — час (Вт ∙ ч) и кратных им единицах.
Рассмотрим пример. Почему на одной из лампочек выделится большее количество теплоты? Раннее было сказано, что нагревание металлического проводника зависит от его сопротивления (чем оно меньше, тем больше выделяется в проводнике тепла).
При параллельном соединении, чем больше сопротивление прибора, тем меньший ток по нему протекает. Поэтому этот прибор выделяет меньше тепла. При последовательном соединении сила тока на каждом участке одинакова, количество выделяемого тепла прямо пропорционально зависит от сопротивления прибора.
Поэтому, чем больше сопротивление прибора, тем больше он нагревается.
Имеются 25- ваттная и 100- ваттная лампочки, рассчитанные на одно и то же напряжение, соединенные последовательно и включенные в сеть. На какой из них выделится большее количество теплоты за одно и тоже время?
Решим задачу. Так как ток по обеим лампам течет одинаковый и время работы ламп одно и то же, то величина выделяемого тепла прямо пропорционально зависит от сопротивления ламп. Следовательно, чем больше сопротивление, тем ярче будет гореть лампа. Ответ: на 100-ваттной лампе выделится больше тепла.
Интересные факты. В прошлом веке в качестве счетчиков электроэнергии использовали ванночки с раствором медного купороса. Проходящий ток вызывал оседание меди на электродах. По увеличению их массы и судили о количестве протекшего электричества.
Счетчики измеряют работу не в джоулях, а в более крупных единицах работы – киловатт-часах. 1 кВт·ч электроэнергии достаточно для выпечки 36 кг хлеба; добычи 30 кг нефти или 40 кг каменного угля.
Сегодня мы платим «за свет», как говорят в народе. То есть мы платим за электроэнергию – работу, совершенную электричеством в нашем доме. Чтобы измерить электроэнергию, устанавливают счетчики. Мощность, потребляемой электроэнергии измеряют с помощью прибора ваттметр.
Устройство и принцип работы электрического счетчика. В зазоре между магнитопроводом 8 обмотки напряжения 7 и магнитопроводом 10 токовой обмотки 13 размещен подвижной алюминиевый диск 17, насаженный на ось 1, установленную в пружинящем подпятнике 15 и верхней опоре 5. Через червяк 2, укрепленный на оси, и соответствующие зубчатые колеса вращение диска 17 передается к счетному механизму.
Для прикрепления счетного механизма к счетчику имеется отверстие 4. Токовая обмотка 13, включаемая последовательно в исследуемую цепь, состоит из малого числа витков, намотанных толстым проводом (соответственно номинальному току счетчика).
Обмотка напряжения 7, включаемая в цепь параллельно, состоит из большего числа (8000 — 12000) витков, намотанных тонким проводом — диаметром 0,08 — 0,12 мм.
Когда к этой обмотке приложено переменное напряжение, а по токовой обмотке протекает ток нагрузки, в магнитопроводах 8 и 10 появляются переменные магнитные потоки, замыкающиеся через алюминиевый диск. Переменные магнитные потоки, пронизывая диск, наводят в нем вихревые токи.
Эти токи, взаимодействуя с соответствующими потоками, образуют вращающий момент, действующий на подвижный алюминиевый диск.
При помощи постоянного магнита 3, в поле которого вращается диск счетчика, создается тормозной (противодействующий) момент.
Установившаяся скорость вращения диска наступает при равенстве вращающего и тормозного моментов.
Число оборотов диска за определенное время будет пропорционально израсходованной энергии или установившаяся равномерная скорость вращения диска будет пропорциональна мощности при условии, что вращающий момент, действующий на диск, пропорционален мощности цепи, в которую включен счетчик.
Есть дискретизирующие ваттметры и счетчики электроэнергии, которые основаны на принципе цифрового вольтметра, но имеют два входных канала, дискретизирующих параллельно сигналы тока и напряжения.
Каждое дискретное значение, представляющее мгновенные значения сигнала напряжения в момент дискретизации, умножается на соответствующее дискретное значение сигнала тока, полученное в тот же момент времени. Среднее по времени таких произведений есть мощность в ваттах.
Остались вопросы по теме? Наши репетиторы готовы помочь!
Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
Повысим успеваемость по школьным предметам
Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ
Выбрать репетитора
Электрическая теория автомобильных аудиосистем — расчет работы и мощности в цепях постоянного тока
В нашей продолжающейся серии статей об электрической теории автомобильных аудиосистем мы собираемся представить концепцию источников питания и сигналов переменного тока. Понимание основ AC имеет решающее значение для понимания того, как работает мобильная аудиосистема.
В этой статье используется множество ссылок на системы подачи электроэнергии, используемые в наших домах и офисах, чтобы помочь получить базовое представление о цепях переменного тока. Мы будем опираться на эту основу в этой и последующих статьях, чтобы лучше понять сложности систем переменного тока.
Разница между переменным и постоянным током
Напряжение, создаваемое электрической системой наших автомобилей, называется постоянным током. Электроны текут в одном направлении от одной клеммы батареи к другой (кроме случаев, когда мы перезаряжаем батарею). В то время как уровень напряжения меняется, когда мы добавляем нагрузки в цепь или когда генератор переменного тока начинает перезаряжать аккумулятор, направление тока, протекающего к электрическим и электронным устройствам в автомобиле, никогда не меняется.
И наоборот, электроэнергия, поставляемая местной электроэнергетической компанией для освещения и электроприборов в наших домах и на работе, называется переменным током.
Такое название он получил потому, что поток электронов меняет направление 60 раз в секунду. Да, это звучит странно. Кто хотел бы, чтобы их сила ходила туда-сюда? Не волнуйтесь; мы объясним все это в ближайшее время. Просто продолжайте читать.
Потеря мощности в проводах передачи
Исследователи считают, что первым источником электроэнергии был глиняный горшок с жестяными пластинами и железным стержнем. При заполнении кислым раствором, таким как уксус, на металлических клеммах возникнет напряжение. Считается, что эта первая батарея была создана более 2000 лет назад. Все аккумуляторы являются источниками питания постоянного тока.
Использование электричества для выполнения работы стало популярным в конце 1800-х годов, и поэтому возникла необходимость в подаче электричества в дома и офисы. Проблема с передачей электроэнергии на большие расстояния заключается в потере напряжения в проводах из-за их сопротивления.
Как мы знаем из закона Ома и расчетов мощности, которые мы недавно обсуждали, мощность в цепи прямо пропорциональна току и напряжению (P = I x V) в цепи.
2 x R). Если мы можем передавать энергию с большим напряжением и меньшим током, меньше энергии теряется в проводах передачи.
Внедрение переменного тока
Существенным преимуществом источников питания переменного тока в коммерческих и жилых помещениях является простота изменения соотношения между напряжением и током с помощью трансформатора. Трансформатор — это устройство, которое использует магнитные поля для увеличения или уменьшения отношения напряжения к току. Например, идеальный трансформатор 2:1 преобразует 10 вольт и 5 ампер переменного тока в 5 вольт и 10 ампер.
Джорджу Вестингаузу приписывают популяризацию подачи электроэнергии переменного тока в дома благодаря заключению контракта на поставку электроэнергии для освещения 1893 Всемирная выставка Columbian Exposition. Вестингауз использовал трансформаторы на основе патентов, которые он приобрел у Люсьена Голара и Джона Диксона Гиббса. Голар и Гиббс изобрели трансформатор в Лондоне в 1881 году.
Выходная мощность генератора на атомной, угольной или гидроэлектростанции составляет от 20 до 22 киловольт.
Это напряжение повышается от 155 000 до 765 000 вольт с помощью трансформатора для распределения по штату или провинции. Большинство высоковольтных опор, которые вы видите вдоль шоссе или на полянах, имеют около 500 000 вольт, протекающих по трем силовым проводникам.
В каждом городе или части города есть электрическая подстанция определенного типа, где электричество от этих высоковольтных линий понижается до более низкого напряжения для распределения по различным районам. Эти напряжения обычно находятся в диапазоне 16 кВ, чтобы поддерживать адекватный уровень эффективности передачи на этих коротких и умеренных расстояниях. Трансформаторы в ограждениях на обочине дороги или установленные под землей преобразуют это напряжение в 120 В, которое подается на электрические панели в наших домах.
В качестве примера рассмотрим 1 милю многожильного кабеля 8 AWG. Согласно стандарту American Wire Gauge, 1 миля медного провода 8 AWG будет иметь максимальное сопротивление 3,782 Ом и идеальное сопротивление 3,6 Ом.
Если мы хотим, чтобы через эту милю кабеля было передано 5000 ватт энергии, часть энергии будет потеряна на сопротивление в кабеле. Если мы будем передавать нашу мощность на 240 вольт, по кабелю будет течь ток 20,83 ампера. При сопротивлении 3,6 Ом сам кабель вызывает потери 1562,5 и мы теряем 75 вольт по кабелю. Понятно, что передача низковольтного сигнала на большие расстояния не работает.
Если мы увеличим напряжение до 16 000 вольт, потери мощности в кабеле упадут до 0,3125 Вт, и мы потеряем в кабеле только 1,125 вольт.
Высоковольтные линии электропередач — это то, как электрические компании могут передавать мегаватты электроэнергии на большие расстояния с минимальными потерями мощности. При напряжении 500 000 вольт мы можем передать 1 мегаватт электроэнергии на 100 миль и потерять только 720 вольт. Это 0,144 процента!
Хорошо, достаточно о соотношении мощности переменного тока и напряжения. Поговорим об аудиосистемах.
Первый взгляд на аудиосигналы
В отличие от волны переменного тока частотой 60 Гц, питающей наши дома, аудиосигналы содержат информацию о напряжении, которая имитирует изменения атмосферного давления, которые мы воспринимаем как звук.
В большинстве случаев звуки записываются с помощью микрофона, который работает по принципу, противоположному динамику. Звуковая энергия перемещает небольшую диафрагму, включающую в себя катушку из проволоки. Катушка проволоки движется мимо неподвижного магнита. Движение катушки через магнитное поле индуцирует напряжение в проводе. Расстояние, на которое перемещается диафрагма, определяет амплитуду сигнала напряжения. Более громкие звуки производят более высокое напряжение.
Ниже приведено изображение звуковой волны, наблюдаемое на осциллографе. Говорящий сказал слово аудио.
Понимание мощности в цепях переменного тока
Основная концепция мощности в цепи переменного тока такая же, как и в цепи постоянного тока, но необходимо выполнить некоторые расчеты, прежде чем мы сможем применить закон Ома. Мы рассмотрим бытовой источник питания 120 В, 60 Гц, чтобы объяснить математику в самых простых терминах.
Чтобы измерить мощность, нам нужно посмотреть на объем работы, выполненной за определенный период.
В случае лампочки, подключенной к розетке, нити накала не важно, в каком направлении течет ток, но количество создаваемого света и тепла зависит от амплитуды подаваемого напряжения. Работа, совершаемая лампочкой, рассчитывается по количеству электронов, прошедших через лампочку за заданный промежуток времени.
Чтобы определить работу, выполняемую переменным напряжением, нам нужно рассчитать значение этого сигнала, который выполняет ту же работу, что и постоянное напряжение. Это значение называется RMS или среднеквадратичным значением и составляет 1/sqrt 2 или 0,70711 для синусоидальных волн. Для нашего 120-вольтового питания, выходящего из стены, 120-вольтовое напряжение является среднеквадратичным значением. Пиковое напряжение составляет около 167,7 вольт. Чтобы было ясно, значение 0,70711 работает только для синусоидального сигнала. Среднеквадратичное значение прямоугольной волны равно 1,0, а симметричной треугольной волны равно 0,577.
По определению среднеквадратичное напряжение переменного тока может выполнять тот же объем работы, что и постоянное напряжение той же величины.
На изображении ниже показан один цикл синусоидальной формы волны. Пиковое напряжение составляет 167,7 вольт, а две оранжевые линии определяют среднеквадратичное значение 120 вольт.
Основные сведения об источниках переменного тока и сигналах
Вывод этой статьи заключается в том, что формы звуковых сигналов на проводах предусилителя и динамиков в нашей стереосистеме представляют собой сигналы переменного тока. В следующей статье мы более подробно обсудим понятие частоты и амплитуды.
Эта статья написана и подготовлена командой www.BestCarAudio.com. Воспроизведение или использование в любом виде запрещено без письменного разрешения 1sixty8 media.
Что такое система питания постоянного тока и как она работает?
Содержание
Что такое постоянный ток (DC)?
Постоянный или постоянный ток можно определить как поток электрического заряда в одном направлении. постоянного тока, гальваническая ячейка рассматривается как один из основных примеров системы питания постоянного тока .
Он может течь через проводник или полупроводник, вакуум, ионные пучки или изоляторы.
Известно, что электрический ток течет в постоянном направлении, что отличает его от переменного тока или переменного тока. Этот ток ранее был известен как гальванический ток. Эти термины часто обозначаются аббревиатурами AC и DC, относящимися к переменному и постоянному току.
Источник переменного тока может использоваться для преобразования источника постоянного тока с помощью выпрямителя. Он состоит из электрохимических или электронных элементов, которые пропускают ток в одном направлении. С помощью инвертора постоянный ток можно преобразовать в переменный.
Постоянный ток в качестве термина используется для обозначения энергосистем, которые известны тем, что используют одну полярность тока или напряжения, и относится к нулевой частоте, постоянной или менее изменяющейся местной средней величине тока или напряжения.
Было замечено, что напряжение на источнике постоянного напряжения остается постоянным, когда ток проходит через источник постоянного тока.
Решение постоянного тока электрической цепи — это решение, состоящее из постоянных токов и напряжений. Можно сказать, что стационарная форма волны напряжения или тока разлагается на сумму, состоящую из составляющей постоянного тока и составляющей с нулевым средним, изменяющейся во времени.
Значение системы питания постоянного тока здесь определяется как ожидаемое значение, постоянный ток и среднее значение напряжения. Постоянный ток обычно называют постоянной полярностью, здесь напряжения постоянного тока изменяются во времени, как это наблюдается в необработанном выходе флуктуирующего голосового сигнала на телефонной линии или выпрямителе.
Почему теперь используется постоянный ток?
Известно, что электроэнергия вырабатывается, передается и распределяется в форме переменного тока. Энергия используется во многих приложениях, а в некоторых необходима прямая мощность. Машины с регулируемой скоростью, оснащенные двигателями постоянного тока, и критические области, требующие аккумуляторной батареи, — это лишь некоторые из областей, в которых она требуется.
Было замечено, что достижения в области силовой электроники ускорили преобразование уровней постоянного напряжения и преобразование из переменного в постоянный. Распределение солнечной и ветровой энергии быстро увеличивается, оба эти источника в основном являются источниками постоянного тока.
Огромное количество бытовой и офисной техники нуждается в постоянном токе низкого напряжения для своих внутренних нужд. Эти приборы питаются переменным током, который затем преобразуется внутренней схемой в низковольтный постоянный ток.
В настоящее время постоянный ток свободен от проблем балансировки фаз, скин-эффектов и гармоник. Этот вид энергии может быть легко сохранен в топливных элементах и батареях, которые могут быть использованы в будущем в случае сбоя в электроснабжении.
Постоянный ток или Система питания постоянного тока имеет множество применений, она может использоваться для зарядки аккумуляторов для обеспечения большой мощности для электронных систем, двигателей и т.
д. Используются большие количества электроэнергии, которые передаются постоянным током в электрохимических процессах, выплавке алюминия и на железных дорогах.
Постоянный ток высокого напряжения используется для передачи огромной мощности в межсетевые сети переменного тока или от удаленных генерирующих объектов. Постоянный ток обычно используется в низковольтных и сверхнизковольтных приложениях. Это происходит в основном там, где они питаются от солнечных батарей или аккумуляторов.
Обычно бытовые установки постоянного тока имеют различные типы разъемов, приспособлений, розеток и выключателей, отличные от тех, которые подходят для переменного тока. Это происходит в основном из-за использования более низких напряжений, что приводит к более высоким токам для производства того же количества энергии.
Известно, что во многих автомобильных приложениях используется постоянный ток; автомобильный аккумулятор обеспечивает питание для освещения, системы зажигания и запуска.
Система питания постоянного тока используется в устройстве с печатной платой, это происходит потому, что микросхемы, присутствующие в этих устройствах, нуждаются в однонаправленном и постоянном потоке электронов для работы и хранения данных.
Силовая цепь каждого дома имеет встроенную систему инвертора постоянного тока, которая обеспечивает питание постоянного тока для устройств, находящихся внутри корпуса. Ноутбуки являются еще одним примером, поскольку они также содержат батарею, которая обеспечивает питание в формате постоянного тока.
Вы также можете прочитать: Что такое цифровой запоминающий осциллограф и принцип работы цифрового запоминающего осциллографа?
Энергия постоянного тока в основном вырабатывается такими источниками, как термопары, батареи и солнечные элементы. Он используется в приложениях с низким напряжением, таких как автомобильные приложения, зарядные батареи, авиационные приложения и другие приложения с низким напряжением / током.
В наши дни все солнечные панели производят энергию постоянного тока.
Он широко применяется в фотоэлектрической промышленности, включая автономные приборы и портативные солнечные системы. Неиспользование солнечного инвертора для преобразования постоянного тока в переменный снижает стоимость систем такого типа.
Подробнее о
Система питания постоянного токаСистема питания постоянного тока состоит из электрической цепи, представляющей собой комбинацию резисторов и источников постоянного тока. Ток и напряжение в цепи не зависят ни от какого временного фактора. Ток или напряжение в цепи не зависят от предыдущего значения тока или напряжения в цепи.
Это означает, что система уравнений, представляющая цепь постоянного тока, не имеет производных или интегралов по времени. После добавления катушки индуктивности или конденсатора в цепь постоянного тока получающаяся цепь не является цепью постоянного тока. Тем не менее, у него есть решение для постоянного тока, которое обеспечивает токи и напряжения в цепи, когда цепь достигает устойчивого состояния постоянного тока.
Этот тип схемы представлен системой, состоящей из дифференциальных уравнений. Решение, применяемое к этим типам уравнений, обычно состоит из переходной или изменяющейся во времени части в дополнение к стационарной или постоянной части. Эта стационарная часть является решением постоянного тока.
В некоторых схемах нет решения для постоянного тока, например, источник постоянного напряжения, подключенный к катушке индуктивности, и источник постоянного тока, подключенный к конденсатору. Цепь, которая питается от источника постоянного напряжения, такого как выход источника питания постоянного тока или батарея, обычно упоминается в электронике. Это происходит даже тогда, когда имеется в виду, что схема питается от Система питания постоянного тока .
В конце 19 го века Эдисон построил первую электрическую распределительную сеть, основанную на технологии постоянного тока. Однако позже, с изобретением трансформаторов, система переменного тока была признана намного лучше, чем система постоянного тока.
Системы переменного тока были приняты во всем мире для производства электроэнергии, передачи и распределения электроэнергии.
Переменное напряжение может быть выпрямлено из сети передачи на подстанции с помощью преобразовательного оборудования и питания системы распределения постоянного тока. Это происходит везде, где требуется распределение мощности постоянного тока. Используя преобразователь постоянного тока в переменный, потребители переменного тока могут быть подключены к системе постоянного тока.
Существует множество типов распределения питания постоянного тока ; Система распределения постоянного тока низкого напряжения делится на два типа: однополярная система распределения постоянного тока и биполярная система распределения постоянного тока. Давайте подробно прочитаем об обоих этих типах.
Однополярная система распределения постоянного тока Однополярная система распределения постоянного тока также известна как двухпроводная система постоянного тока.
В этой системе используются два проводника, как указано в названии, среди которых один положительный, а другой отрицательный. Энергия передается всем потребителям с помощью этой системы только на одном уровне.
Биполярная система распределения постоянного тока
Биполярная система распределения постоянного тока также известна как 3-проводная система постоянного тока. Его можно определить как комбинацию двух рядов, которые представляют собой связанные между собой униполярные системы постоянного тока. Он состоит из двух внешних проводников, среди которых один положительный, а другой отрицательный, трех проводников и среднего проводника, нейтрального.
В рамках этого типа потребитель имеет множество вариантов подключения, включая следующие. Соединение может быть создано между положительным проводником и нейтралью, между отрицательным и нейтральным, между положительным и отрицательным с двойным напряжением и между положительным и отрицательным нейтралью.
Обратите внимание, что преобразователь постоянного тока в переменный или преобразователь постоянного тока в постоянный может быть установлен в помещении пользователя в соответствии с его/ее требованиями или требованиями нагрузки.
Потребители также могут быть подключены напрямую к распределителям постоянного тока, если уровень напряжения распределения соответствует требованию.
Типы распределителей постоянного тока
Распределители постоянного тока подразделяются на основе способа их питания. Существует четыре типа распределителей постоянного тока: распределитель с питанием с одного конца, распределитель с питанием с обоих концов, распределитель с питанием в центре и кольцевой распределитель. Давайте прочитаем обо всем этом подробно.
Распределитель с питанием с одного конца
В распределителе с питанием с одного конца распределитель подключен к источнику питания с одного конца. Грузы прикрепляются в различных точках по его длине. Ток в различных участках распределителя, удаленных от точки питания, продолжает уменьшаться.
Напряжение продолжает снижаться вдали от точки питания. В случае неисправности, обнаруженной в любой из секций распределителя, весь распределитель необходимо отключить от питания.
Это является причиной того, что непрерывность питания прерывается.
Распределитель с питанием на обоих концах
Когда дело доходит до этого, здесь распределитель подключен к источнику питания с обоих концов. Напряжения, доступные в точках питания, могут быть или не быть на равных уровнях. Минимальное напряжение возникает в точке нагрузки, которая смещается при изменении нагрузки на различных участках распределителя.
В случае обнаружения неисправности в точке питания необходимо обеспечить непрерывность питания от другой точки питания. Если неисправность наблюдается в секции распределителя, необходимо убедиться, что подача продолжается с обеих сторон неисправности вместе с соответствующими точками питания.
Вы также можете прочитать: Что такое гидравлическая система и как она работает?
Здесь площадь поперечного сечения проводника требует двойного распределителя с двойным питанием и меньше по сравнению с требованием для распределителя с одним вводом.
Распределитель с питанием в центре
Как следует из названия, в этом типе распределитель получает питание в центральной точке, поскольку напряжение падает на самых дальних концах. Это падение напряжения не такое большое, как могло бы быть в распределителе, питающемся с одного конца. Это эквивалентно двум распределителям, которые питаются индивидуально. При этом каждый распределитель имеет общеупотребительную точку питания длиной, составляющей половину от общей.
Кольцевой главный распределитель постоянного тока
Этот тип распределителя существует в виде замкнутого кольца, которое питается в одной точке. Это эквивалентно прямому распределителю, который питает с обоих концов одинаковые напряжения. В этом случае два конца соединяются вместе, образуя замкнутое кольцо. Эти типы различных колец распределителя постоянного тока могут питаться в различных точках.
Какова основная
функция источника питания постоянного тока ? Источник питания постоянного тока создает выходное напряжение постоянного тока, известное тем, что обеспечивает подачу питания на одну или несколько нагрузок.
В соответствии с ним выход формируется путем преобразования входных сигналов в выходные. Базовый источник питания постоянного тока состоит из четырех секций или цепей, где каждый блок представляет определенную цепь, выполняющую определенную функцию.
Как работает система электропитания постоянного тока?
Давайте прочитаем о функции блока питания постоянного тока . Базовый источник питания постоянного тока может состоять из четырех секций, каждая из которых представляет собой определенную схему, выполняющую уникальную задачу. Он состоит из различных частей, таких как трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор.
Трансформатор
Сигнал переменного тока подается на вход трансформатора, который генерируется с использованием линейного напряжения, аналогичного питанию от электрической розетки. Основная функция трансформатора состоит в понижении или повышении сигнала для получения желаемого уровня постоянного тока, необходимого на выходе источника питания.
Он играет роль изолятора, так как во многих приложениях важно изолировать эти входные сигналы от сигнала, генерируемого внутри самого устройства.
Выпрямитель
Сигнал, полученный на выходе выпрямителя, далее подается на вход выпрямителя. Выпрямитель может быть двухполупериодным или двухполупериодным и состоит из выпрямленного пульсирующего сигнала постоянного тока.
В данном случае пульсирующий сигнал представляет собой сигнал напряжения или тока, который не меняет своей полярности и имеет величину как функцию времени. Типичные из них построены с использованием резисторов и диодов.
Фильтр
Фильтр необходим для преобразования пульсирующего сигнала постоянного тока в непульсирующий сигнал постоянного тока. Как правило, конденсаторного фильтра достаточно, и генерируемое им выходное напряжение представляет собой постоянное напряжение, состоящее из незначительных изменений переменного тока и пульсаций.
Регулятор
Регулятор обычно имеет две функции: сглаживание сигнала от фильтра путем создания постоянного сигнала без каких-либо пульсаций и создание постоянного напряжения на выходе.
Напряжение, доступное на выходе регулятора, постоянно даже при наличии колебаний. Эти изменения могут присутствовать в изменениях нагрузки или входного напряжения.
Преимущества и недостатки постоянного тока (DC)
DC имеет свои преимущества и недостатки, давайте прочитаем об этом.
Преимущества постоянного тока
Хотя система питания постоянного тока имеет множество преимуществ, самым большим преимуществом постоянного тока является то, что его легче хранить по сравнению с переменным током. Это происходит, когда он хранится в небольших масштабах. Хранение электроэнергии для последующего использования считается критически важным для гибридной независимой электростанции.
Когда электричество накапливается, его можно использовать в любое время, когда это необходимо, так как его хранение увеличивает плотность. Таким образом, мощность может использоваться в соответствии с требованиями эксплуатации мощного оборудования.
Генераторную установку можно отключить после накопления электроэнергии, поскольку это помогает экономить топливо.
Когда электричество постоянного тока используется для независимой электростанции, преимущество заключается в том, что электричество для сети переменного тока может быть эффективно выработано за счет использования дизельного генератора постоянного тока и преобразования электричества постоянного тока в электричество переменного тока основного типа. После этого электроэнергия переменного тока основного типа вырабатывается напрямую с помощью бензинового синхронного генератора переменного тока.
Для генератора постоянного тока характеристики основного электричества определяются с помощью процесса преобразования постоянного тока в переменный. Отсутствие обмотки возбуждения и регулируемая скорость делают генератор постоянного тока более эффективным, чем синхронный генератор переменного тока.
Недостатки DC
Давайте прочитаем недостатки DC .
Возникают трудности с генерированием постоянного тока при высоком напряжении, поскольку у него есть проблемы с коммутацией. Напряжение в системе постоянного тока не может быть легко повышено для передачи высокого напряжения. Кроме того, выключатели и выключатели цепи постоянного тока известны тем, что имеют больше ограничений.
емкость — конденсатор в цепях переменного и постоянного тока
Батарея постоянного тока обеспечивает постоянное напряжение в цепи, к которой она подключена, будь то резистор, конденсатор, индуктор или любая их комбинация. С другой стороны, генератор переменного тока обеспечивает переменное синусоидальное напряжение в цепи, к которой он подключен.
Вы должны помнить, что в любой цепи, если за бесконечно малое время $dt$ передается количество заряда $dq$, то работа, совершаемая за этот бесконечно малый интервал времени любым источником напряжения (переменного или постоянного тока), равна $$dW =V(t)dq.\tag{1}$$ Мы знаем, что $\dfrac{dq}{dt}=i(t)$, где $i(t)$ — ток в любой момент времени $t$ .
tidt=Vit=Vq.$$
Пусть в момент времени $t=t_0$ пересеченный заряд равен $Q$, тогда работа, выполненная батареей постоянного тока при перемещении этого заряда $Q$ по цепи, равна $VQ.$
при накоплении энергии в конденсаторе =(QV)/2 потери энергии=(QV)/2
Мы можем снова использовать уравнение 1, чтобы найти, какая работа выполняется внешним фактором для создания заряда $Q$ на конденсаторе.
Напомним, что напряжение $V$ на конденсаторе в любой момент времени $t$, когда заряд $q(t)$ находится на его обкладках, определяется выражением $V=\dfrac{q(t)}{C}$. По мере того, как приложенное напряжение на конденсаторе увеличивается, количество накопленного в нем заряда также увеличивается. Также мы знаем, что выполненная работа = энергии, то есть количество работы, выполненной для создания заряда $Q$, равно энергии, запасенной в конденсаторе. 92}{C}=\dfrac{1}{2}\dfrac{q}{C}q=\dfrac{1}{2}V(t)q(t)$$
При $t=t_0$ говорят $V(t_0)=V$ и $q(t_0)=Q$. Работа, выполненная до момента времени $t_0$, равна $\dfrac{1}{2}QV$.
Следует отметить, что количество энергии $\dfrac{1}{2}QV$ не теряется. Он все еще хранится в конденсаторе, который можно использовать в будущем. Чтобы понять, что в заряженном конденсаторе есть энергия, рассмотрим следующую ситуацию: две металлические пластины с зарядами $+Q$ и $-Q$ соответственно изначально расположены очень близко друг к другу, теперь они находятся на расстоянии $d$ от друг друга. При разделении пластин мы должны приложить к нёбу внешнюю силу, потому что противоположные заряды на пластинах притягиваются друг к другу. Своего рода потенциальная энергия увеличивается (как при растяжении пружины), которая поставляется внешним фактором. Точно так же, если конденсатор заряжается от батареи постоянного тока, энергия будет поставляться от батареи. Эту энергию $\dfrac{1}{2}QV$ можно преобразовать в чистое тепло, если полностью разрядить конденсатор, подключив его к резистору 9.0261
…В то время как конденсатор в цепи переменного тока не имеет потери мощности.
Почему так?
Почему так?Выше написанная строка неоднозначна, мгновенная мощность не равна нулю, средняя мощность равна нулю. Почитайте где-нибудь об электроэнергии, например. здесь. Лучше было бы:
Если мы подключим чистый конденсатор к генератору переменного тока в течение длительного времени, не должен ли генератор продолжать отдавать энергию конденсатору, то есть в отличие от источника постоянного напряжения, почему генератор не будет отдавать энергию конденсатору, поэтому средняя мощность равна нулю? 9{\pi}P(t)dt$, придаваемый конденсатору источником переменного напряжения, отрицателен. Это означает, что энергия возвращается обратно источнику переменного напряжения конденсатором.
Чистая энергия, отдаваемая конденсатору от $0$ до $\pi$, равна $0$, средняя мощность от $0$ до $\pi$ также равна $0$.
Точно так же средняя степень от $\pi$ до $2\pi$ также равна $0$. Следовательно, за один полный цикл энергия, переданная конденсатору, равна $0$.
