وابستگی ولتاژ مستقیم به ولتاژ متناوب. جریان الکتریکی مستقیم و متناوب

اگرچه ما هر روز در زندگی روزمره از وسایل برقی استفاده می کنیم، با وجود اینکه در برنامه درسی مدرسه تدریس می شود، همه نمی توانند تفاوت بین جریان متناوب و جریان مستقیم را پاسخ دهند. بنابراین، یادآوری اصول اولیه منطقی است.

تعاریف کلی

فرآیند فیزیکی که در آن ذرات باردار به صورت منظم (جهت) حرکت می کنند، جریان الکتریکی نامیده می شود. معمولاً به متغیر و ثابت تقسیم می شود. برای اولی، جهت و بزرگی بدون تغییر باقی می ماند، اما برای دوم، این ویژگی ها بر اساس یک الگوی خاص تغییر می کند.

تعاریف فوق بسیار ساده شده اند، اگرچه آنها تفاوت بین جریان مستقیم و متناوب را توضیح می دهند. برای درک بهتر این تفاوت، لازم است یک نمایش گرافیکی از هر یک از آنها ارائه شود و همچنین توضیح دهید که چگونه نیروی الکتروموتور متناوب در منبع ایجاد می شود. برای انجام این کار، اجازه دهید به مهندسی برق یا بهتر بگوییم مبانی نظری آن روی آوریم.

منابع EMF

منابع جریان الکتریکی از هر نوعی بر دو نوع هستند:

• اولیه، با کمک آنها، الکتریسیته با تبدیل انرژی مکانیکی، خورشیدی، حرارتی، شیمیایی یا سایر انرژی ها به انرژی الکتریکی تولید می شود.
• ثانویه، آنها الکتریسیته تولید نمی کنند، بلکه آن را مثلاً از متغیر به ثابت یا برعکس تبدیل می کنند.

تنها منبع اصلی جریان الکتریکی متناوب یک ژنراتور است؛ یک نمودار ساده از چنین دستگاهی در شکل نشان داده شده است.

نامگذاری ها:

• 1 - جهت چرخش
• 2 - آهنربا با قطب های S و N.
• 3- میدان مغناطیسی
• 4 - قاب سیم;
• 5 - EMF;
• 6 - حلقه تماس.
• 7 - کلکتورهای فعلی.

اصل عملیات

انرژی مکانیکی توسط ژنراتور نشان داده شده در شکل به انرژی الکتریکی به صورت زیر تبدیل می شود:

با توجه به پدیده ای مانند القای الکترومغناطیسی، هنگامی که قاب "4" در میدان مغناطیسی "3" قرار می گیرد (که بین قطب های مختلف آهنربا "2" ایجاد می شود) می چرخد، یک emf "5" در آن تشکیل می شود. ولتاژ از طریق کلکتورهای جریان "7" از کنتاکت های حلقه "6" به شبکه عرضه می شود که قاب "4" به آن متصل است.

ویدئو: جریان مستقیم و متناوب - تفاوت ها

در مورد بزرگی EMF، به سرعت تقاطع خطوط برق "3" توسط قاب "4" بستگی دارد. با توجه به ویژگی های میدان الکترومغناطیسی، حداقل سرعت عبور و در نتیجه کمترین مقدار نیروی محرکه الکتریکی، در لحظه ای خواهد بود که قاب در موقعیت عمودی قرار دارد، به ترتیب، حداکثر - در موقعیت افقی.

با در نظر گرفتن موارد فوق، در فرآیند چرخش یکنواخت یک emf القا می شود که ویژگی های بزرگی و جهت آن با یک دوره معین تغییر می کند.

تصاویر گرافیکی

به لطف استفاده از روش گرافیکی، می توان یک نمایش بصری از تغییرات پویا در مقادیر مختلف به دست آورد. در زیر نموداری از تغییرات ولتاژ در طول زمان برای یک سلول گالوانیکی 3336L (4.5 V) آورده شده است.

همانطور که می بینید، نمودار یک خط مستقیم است، یعنی ولتاژ منبع بدون تغییر باقی می ماند.

اکنون نموداری از دینامیک تغییرات ولتاژ در طول یک سیکل (چرخش کامل قاب) ژنراتور ارائه می کنیم.

محور افقی زاویه چرخش را بر حسب درجه نشان می دهد، محور عمودی بزرگی emf (ولتاژ) را نشان می دهد.

برای وضوح، موقعیت اولیه قاب را در ژنراتور، مطابق با نقطه شروع گزارش در نمودار (0 درجه) نشان خواهیم داد.

نامگذاری ها:

• 1 - قطب های آهنربا S و N.
• 2 - قاب؛
• 3 – جهت چرخش قاب
• 4- میدان مغناطیسی

حال بیایید ببینیم که چگونه EMF در طول یک چرخه چرخش قاب تغییر می کند. در موقعیت اولیه، EMF صفر خواهد بود. در طول فرآیند چرخش، این مقدار به آرامی شروع به افزایش می کند و در لحظه ای که قاب در زاویه 90 درجه قرار دارد به حداکثر می رسد. چرخش بیشتر قاب منجر به کاهش EMF می شود که در لحظه چرخش 180 درجه به حداقل می رسد.

با ادامه این فرآیند، می توانید ببینید که چگونه نیروی الکتروموتور تغییر جهت می دهد. ماهیت تغییرات در EMF که تغییر جهت داده است یکسان خواهد بود. یعنی به آرامی شروع به افزایش می‌کند و در نقطه مربوط به چرخش 270 درجه به اوج می‌رسد و پس از آن کاهش می‌یابد تا زمانی که فریم یک چرخه کامل چرخش (360 درجه) را کامل کند.

اگر نمودار برای چندین چرخه چرخش ادامه یابد، یک مشخصه سینوسی جریان الکتریکی متناوب را خواهیم دید. دوره آن با یک چرخش قاب مطابقت دارد و دامنه آن با حداکثر مقدار EMF (به جلو و عقب) مطابقت دارد.

حالا بیایید به یکی دیگر از ویژگی های مهم جریان الکتریکی متناوب - فرکانس برویم. برای نشان دادن آن از حرف لاتین "f" استفاده می شود و واحد اندازه گیری آن هرتز (هرتز) است. این پارامتر تعداد چرخه های کامل (دوره ها) تغییر EMF را در عرض یک ثانیه نمایش می دهد.

فرکانس با فرمول تعیین می شود: . پارامتر "T" زمان یک چرخه کامل (دوره) را نشان می دهد که در ثانیه اندازه گیری می شود. بر این اساس، با دانستن فراوانی، تعیین زمان پریود آسان است. به عنوان مثال، در زندگی روزمره از جریان الکتریکی با فرکانس 50 هرتز استفاده می شود، بنابراین زمان دوره آن دو صدم ثانیه خواهد بود (1/50 = 0.02).

ژنراتورهای سه فاز

توجه داشته باشید که مقرون به صرفه ترین راه برای به دست آوردن جریان الکتریکی متناوب استفاده از ژنراتور سه فاز است. یک نمودار ساده از طراحی آن در شکل نشان داده شده است.

همانطور که می بینید، ژنراتور از سه سیم پیچ استفاده می کند که با افست 120 درجه قرار گرفته اند، که توسط یک مثلث به یکدیگر متصل می شوند (در عمل، چنین اتصال سیم پیچ های ژنراتور به دلیل راندمان کم استفاده نمی شود). هنگامی که یکی از قطب های آهنربا از کنار سیم پیچ عبور می کند، یک emf در آن القا می شود.

دلیل تنوع جریان های الکتریکی چیست؟

بسیاری ممکن است یک سوال بجا داشته باشند - اگر می توانید یکی را انتخاب کنید و آن را استاندارد کنید، چرا از چنین جریان های الکتریکی استفاده کنید؟ مسئله این است که هر نوع جریان الکتریکی برای حل یک مشکل خاص مناسب نیست.

به عنوان مثال، شرایطی را ارائه می دهیم که در آن استفاده از ولتاژ ثابت نه تنها سودآور نیست، بلکه گاهی اوقات غیرممکن است:

• وظیفه انتقال ولتاژ در فواصل برای ولتاژ متناوب آسان تر است.
• تبدیل جریان الکتریکی مستقیم برای مدارهای الکتریکی ناهمگن که سطح مصرف نامشخصی دارند تقریباً غیرممکن است.
• حفظ سطح ولتاژ مورد نیاز در مدارهای جریان مستقیم بسیار دشوارتر و گرانتر از جریان متناوب است.
• موتورهای ولتاژ متناوب از نظر ساختاری ساده تر و ارزان تر از ولتاژ مستقیم هستند. در این مرحله لازم به ذکر است که چنین موتورهایی (ناهمزمان) دارای جریان راه اندازی بالایی هستند که اجازه نمی دهد برای حل مشکلات خاص از آنها استفاده شود.

اکنون مثال هایی از مشکلاتی را که در آن استفاده از ولتاژ ثابت مناسب تر است را ارائه می دهیم:

• برای تغییر سرعت چرخش موتورهای آسنکرون، باید فرکانس شبکه منبع تغذیه را تغییر دهید که به تجهیزات پیچیده ای نیاز دارد. برای موتورهایی که با جریان مستقیم کار می کنند، کافی است ولتاژ تغذیه را تغییر دهید. به همین دلیل است که آنها در وسایل نقلیه الکتریکی نصب می شوند.
• منبع تغذیه مدارهای الکترونیکی، تجهیزات گالوانیکی و بسیاری از دستگاه های دیگر نیز توسط جریان الکتریکی مستقیم انجام می شود.
• ولتاژ DC برای انسان بسیار ایمن تر از ولتاژ متناوب است.

بر اساس مثال های ذکر شده در بالا، نیاز به استفاده از انواع مختلف ولتاژ وجود دارد.

جریان متناوب نوعی جریان است که جهت جریان آن مدام تغییر می کند. به دلیل وجود اختلاف بالقوه ای که از قانون پیروی می کند امکان پذیر می شود. در درک روزمره، شکل جریان متناوب شبیه یک موج سینوسی است. ثابت می تواند در دامنه تغییر کند، اما جهت ثابت باقی می ماند. در غیر این صورت جریان متناوب دریافت می کنیم. تعبیر تکنسین های رادیو برعکس مدرسه است. به دانش آموزان گفته می شود - جریان مستقیم یک دامنه.

جریان متناوب چگونه تولید می شود؟

جریان متناوب توسط مایکل فارادی آغاز شد؛ خوانندگان در ادامه متن بیشتر خواهند آموخت. نشان داده شده است: میدان های الکتریکی و مغناطیسی متصل هستند. جریان به نتیجه تعامل تبدیل می شود. ژنراتورهای مدرن با تغییر مقدار شار مغناطیسی در ناحیه تحت پوشش مدار سیم مسی کار می کنند. هادی می تواند هر چیزی باشد. مس بر اساس معیارهای حداکثر تناسب با حداقل هزینه انتخاب شد.

بار استاتیک عمدتاً توسط اصطکاک ایجاد می شود (نه تنها راه)، جریان متناوب در نتیجه فرآیندهای نامرئی برای چشم ایجاد می شود. مقدار متناسب با نرخ تغییر شار مغناطیسی در ناحیه تحت پوشش مدار است.

تاریخچه کشف جریان متناوب

برای اولین بار، جریان های متناوب به دلیل ارزش تجاری خود پس از اختراعات ایجاد شده توسط نیکولا تسلا مورد توجه قرار گرفتند. درگیری مادی با ادیسون سرنوشت هر دو را رقم زد. زمانی که این کارآفرین آمریکایی وعده های خود را به نیکولا تسلا پس گرفت، مزایای قابل توجهی را از دست داد. دانشمند برجسته درمان رایگان را دوست نداشت؛ صرب یک موتور AC از نوع صنعتی اختراع کرد (او این اختراع را خیلی زودتر انجام داد). شرکت های مورد استفاده منحصرا ثابت. ادیسون گونه مذکور را تبلیغ کرد.

تسلا اولین کسی بود که نشان داد با ولتاژ متناوب می توان به نتایج بسیار بیشتری دست یافت. به خصوص زمانی که انرژی باید در فواصل طولانی منتقل شود. استفاده از ترانسفورماتورها به راحتی می تواند ولتاژ را افزایش داده و تلفات مقاومت فعال را به شدت کاهش دهد. طرف دریافت کننده پارامترها را به پارامترهای اصلی برمی گرداند. در ضخامت سیم ها صرفه جویی زیادی کنید.

امروزه نشان داده شده است که انتقال جریان مستقیم از نظر اقتصادی سود بیشتری دارد. تسلا مسیر تاریخ را تغییر داد. اگر دانشمندان مبدل های DC-DC را ارائه می کردند، جهان متفاوت به نظر می رسید.

نیکولا تسلا استفاده فعال از جریان متناوب را با ایجاد یک موتور دو فاز آغاز کرد. تجارب در انتقال انرژی در فواصل قابل توجه حقایق را در جای خود قرار داده است: انتقال تولید به منطقه آبشار نیاگارا ناخوشایند است، بسیار ساده تر است که یک خط را به مقصد برساند.

نسخه مدرسه تفسیر جریان متناوب و مستقیم

جریان متناوب تعدادی ویژگی را نشان می دهد که پدیده را از جریان مستقیم متمایز می کند. ابتدا اجازه دهید به تاریخچه کشف این پدیده بپردازیم. Otto von Guericke را بنیانگذار جریان متناوب در استفاده انسان می دانند. او اولین کسی بود که متوجه شد: بارهای طبیعی دو علامت دارند. جریان می تواند در جهات مختلف جریان یابد. در مورد تسلا، مهندس بیشتر به بخش عملی علاقه مند بود؛ در سخنرانی های نویسنده از دو آزمایشگر با منشأ بریتانیایی یاد شده است:

1. ویلیام اسپاتیس وود از صفحه ویکی پدیا به زبان روسی محروم است، بخش ملی در مورد کار با جریان متناوب سکوت می کند. مانند گئورگ اهم، این دانشمند ریاضیدانی با استعداد است؛ باید متأسف بود که دشوار است بفهمیم شوهر علم دقیقاً چه کرده است.
2. جیمز ادوارد هنری گوردون به بخش عملی مسئله استفاده از برق بسیار نزدیکتر است. او آزمایش های زیادی با ژنراتورها انجام داد و دستگاهی با طراحی خودش با قدرت 350 کیلووات ساخت. او توجه زیادی به روشنایی و تامین انرژی گیاهان و کارخانه ها داشت.

اعتقاد بر این است که اولین ژنراتورهای جریان متناوب در دهه 30 قرن نوزدهم ایجاد شدند. مایکل فارادی میدان های مغناطیسی را به صورت تجربی مطالعه کرد. این آزمایش ها حسادت سر همفری دیوی را برانگیخت که دانش آموز را به دلیل سرقت ادبی مورد انتقاد قرار داد. برای فرزندان دشوار است که بفهمند چه چیزی درست است، این واقعیت باقی می ماند: جریان متناوب برای نیم قرن بدون ادعا وجود داشت. در نیمه اول قرن نوزدهم، موتور الکتریکی (توسط مایکل فارادی) اختراع شد. با جریان مستقیم کار می کند.

نیکولا تسلا اولین کسی بود که نظریه میدان مغناطیسی دوار آراگو را درک کرد. دو فاز جریان متناوب (90 درجه شیفت) مورد نیاز بود. در طول راه، تسلا خاطرنشان کرد: تنظیمات پیچیده تری امکان پذیر است (متن ثبت اختراع). بعدها، مخترع موتور سه فاز، Dolivo-Dobrovolsky، تلاش بیهوده ای برای ثبت اختراع ذهن بارور کرد.

برای مدت طولانی، جریان متناوب بدون ادعا باقی ماند. ادیسون با ورود این پدیده به زندگی روزمره مخالف بود. صنعتگر از ضررهای مالی بزرگ می ترسید.

نیکولا تسلا ماشین های الکتریکی را مطالعه کرد

چرا جریان متناوب بیشتر از جریان مستقیم استفاده می شود؟

دانشمندان اخیرا ثابت کرده اند که انتقال جریان مستقیم سودآورتر است. تلفات تشعشع خط کاهش می یابد. نیکولا تسلا مسیر تاریخ را تغییر داد و حقیقت پیروز شد.

نیکولا تسلا: مسائل ایمنی و کارایی

نیکولا تسلا از شرکت رقیب ادیسون بازدید کرد و یک پدیده جدید را تبلیغ کرد. من فریب خوردم و اغلب روی خودم آزمایش کردم. برخلاف سر همفری دیوی که با استنشاق گازهای مختلف عمر خود را کوتاه کرد، تسلا به موفقیت قابل توجهی دست یافت: او به سن 86 سالگی رسید. این دانشمند کشف کرد: تغییر جهت جریان با سرعت بالای 700 بار در ثانیه این فرآیند را برای انسان ایمن می کند.

تسلا در طول سخنرانی‌های خود یک لامپ با رشته‌ای پلاتین در دست گرفت و درخشش دستگاه را به نمایش گذاشت و جریان‌هایی با فرکانس بالا را از بدن خود عبور داد. وی تاکید کرد که این پدیده بی ضرر و حتی برای سلامتی مفید است. جریانی که از سطح پوست می گذرد به طور همزمان پاک می شود. تسلا گفت که آزمایش‌کنندگان روزهای قبل (به بالا مراجعه کنید) پدیده‌های شگفت‌انگیز را به دلایل زیر از دست دادند:

• ژنراتورهای مکانیکی ناقص میدان دوار به معنای واقعی کلمه استفاده می شد: روتور با استفاده از یک موتور می چرخید. یک اصل مشابه برای تولید جریان های فرکانس بالا ناتوان است. امروزه با وجود سطح فعلی توسعه فناوری، مشکل ساز است.
• در ساده ترین حالت از سوئیچ های دستی استفاده شد. در مورد فرکانس های بالا اصلاً چیزی برای گفتن وجود ندارد.

خود تسلا از پدیده شارژ و دشارژ خازن استفاده کرد. منظور ما یک زنجیره RC است. پس از شارژ شدن تا یک سطح مشخص، خازن از طریق مقاومت شروع به تخلیه می کند. پارامترهای عناصر تعیین کننده سرعت فرآیند است که طبق قانون نمایی پیش می رود. تسلا از توانایی استفاده از روش هایی برای کنترل مدارها با سوئیچ های نیمه هادی محروم است. دیودهای ترمیونیک شناخته شده بودند. ما جرأت می‌کنیم حدس بزنیم که تسلا می‌تواند از محصولاتی استفاده کند که دیودهای زنر را تقلید می‌کنند و با خرابی برگشت‌پذیر کار می‌کنند.

با این حال، مسائل امنیتی از رتبه اول افتخاری محروم است. فرکانس 60 هرتز (به طور کلی در ایالات متحده پذیرفته شده است) توسط نیکولا تسلا به عنوان بهینه برای عملکرد موتورهای طراحی خودش پیشنهاد شد. با محدوده ایمن بسیار متفاوت است. طراحی ژنراتور ساده تر است. جریان متناوب از هر دو جهت بر جریان مستقیم برتری دارد.

از طریق هوا

تا به امروز، بحث در مورد کاشف رادیو ناموفق ادامه دارد. عبور امواج از اتر توسط هرتز کشف شد که قوانین حرکت را توصیف کرد و میل نوری را نشان داد. امروزه شناخته شده است: یک میدان متناوب در فضا پرسه می زند. پوپوف (1895) هنگام انتقال اولین پیام زمینی "هاینریش هرتز" از این پدیده استفاده کرد.

می بینیم که علما با هم دوست هستند. پیام اول چقدر احترام را نشان می دهد. تاریخ همچنان بحث‌برانگیز است؛ هر ایالت می‌خواهد قهرمانی را به طور جداگانه تصاحب کند. جریان متناوب میدانی را ایجاد می کند که از طریق اتر منتشر می شود.

امروزه محدوده های پخش، پنجره ها، دیوارهای جو، رسانه های مختلف (آب، گازها) به خوبی شناخته شده است. فرکانس نقش مهمی دارد. مشخص شده است که هر سیگنال را می توان به عنوان مجموع نوسانات سینوسی ابتدایی (طبق قضایای فوریه) نشان داد. آنالیز طیفی بر روی ساده ترین هارمونیک ها عمل می کند. اثر کل به عنوان برآیند مولفه های ابتدایی در نظر گرفته می شود. یک سیگنال دلخواه توسط تبدیل فوریه تجزیه می شود.

پنجره های اتمسفر نیز به روشی مشابه تعریف می شوند. فرکانس هایی را خواهیم دید که از ضخامت عبور می کنند، خوب و بد. دومی همیشه تأثیر منفی ندارد. اجاق های مایکروویو از فرکانس 2.4 گیگاهرتز استفاده می کنند که توسط بخار آب جذب شوک می شود. امواج برای ارتباط بی فایده هستند، اما برای توانایی های آشپزی خوب هستند!

مبتدیان نگران موضوع انتشار موج از طریق اتر هستند. اجازه دهید با جزئیات بیشتری درباره رازی صحبت کنیم که هنوز توسط دانشمندان حل نشده است.

ویبراتور هرتز، اتر، موج الکترومغناطیسی

رابطه بین میدان های الکتریکی و مغناطیسی برای اولین بار در سال 1821 توسط مایکل فارادی نشان داده شد. کمی بعد نشان دادند که خازن برای ایجاد نوسانات مناسب است. نمی توان گفت که ارتباط بین این دو رویداد بلافاصله مشخص شد. فلیکس ساوری یک کوزه لیدن را از طریق یک چوک تخلیه کرد که هسته آن یک سوزن فولادی بود.

به طور قطع مشخص نیست که منجم در تلاش برای دستیابی به چه چیزی بود، اما نتیجه جالب بود. گاهی سوزن در یک جهت و گاهی در جهت مخالف مغناطیسی می شد. جریان ژنراتور همان علامت. دانشمند به درستی نتیجه گرفت: یک فرآیند نوسانی میرا. بدون اطلاع واقعی از راکتانس های القایی و خازنی.

تئوری فرآیند بعداً خلاصه شد. آزمایش‌ها توسط جوزف هنری، ویلیام تامپسون، که فرکانس تشدید را تعیین کرد، تکرار شد: جایی که فرآیند برای حداکثر مدت زمان ادامه داشت. این پدیده امکان توصیف کمی وابستگی ویژگی های مدار به عناصر جزء (القاء و ظرفیت) را فراهم کرد. در سال 1861، ماکسول معادلات معروف را استخراج کرد که یکی از نتایج آن بسیار مهم است: "یک میدان الکتریکی متناوب یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و بالعکس."

موجی بوجود می آید، بردارهای القایی متقابلا عمود هستند. شکل فرآیندی که آن را ایجاد کرده است را به صورت مکانی تکرار کنید. موج از اتر عبور می کند. هاینریش هرتز با بازکردن صفحات خازن در فضا از این پدیده استفاده کرد و هواپیماها به قطره چکان تبدیل شدند. پوپوف متوجه شد که چگونه اطلاعات را در یک موج الکترومغناطیسی (مدوله) قرار دهد که امروزه در همه جا استفاده می شود. علاوه بر این، در هوا و در داخل فن آوری نیمه هادی.

AC کجا استفاده می شود؟

جریان متناوب زیربنای اصل کار اکثر دستگاه های شناخته شده امروزی است. گفتن اینکه ثابت در کجا اعمال می شود آسان تر است، خوانندگان نتیجه گیری می کنند:

1. جریان مستقیم در باتری ها استفاده می شود. متغیر حرکت ایجاد می کند - توسط دستگاه های مدرن قابل ذخیره نیست. سپس دستگاه برق را به شکل مورد نظر تبدیل می کند.
2. راندمان موتورهای DC برس خورده بالاتر است. به همین دلیل، استفاده از این گونه ها سودمند است.
3. آهنرباها با استفاده از جریان مستقیم کار می کنند. مثلا اینترکام.
4. ولتاژ ثابت توسط الکترونیک اعمال می شود. مصرف فعلی در محدوده های خاصی متفاوت است. در صنعت به آن دائمی می گویند.
5. ولتاژ ثابت توسط لوله های تصویر برای ایجاد پتانسیل و افزایش انتشار کاتد استفاده می شود. ما موارد را آنالوگ منابع تغذیه برای فناوری نیمه هادی می نامیم، اگرچه گاهی اوقات تفاوت قابل توجه است.

در موارد دیگر، جریان متناوب مزیت قابل توجهی را نشان می دهد. ترانسفورماتورها بخشی جدایی ناپذیر از فناوری هستند. حتی در جوشکاری، جریان مستقیم همیشه غالب نیست، اما هر تجهیزات مدرنی از این نوع دارای اینورتر است. این امر دستیابی به مشخصات فنی مناسب را بسیار ساده تر و راحت تر می کند.

اگرچه از نظر تاریخی اولین بارها بارهای ساکن بودند. بیایید پشم و کهربایی را که تالس اهل میلتوس با آن کار می کرد به یاد بیاوریم.

یکی از مشخصه های جریان ولتاژ است. در هر مورد توسط یک منبع خاص تولید می شود. بیایید نگاهی دقیق تر به این کمیت فیزیکی بیندازیم و دریابیم که چگونه ولتاژ ثابت با ولتاژ متناوب متفاوت است.

یک عقب نشینی کوچک

بیایید به یاد بیاوریم که "جریان" چیست. پدیده ای است که در آن ذرات باردار در جهت خاصی حرکت می کنند. اگر این، مثلاً، الکترون ها یا یون ها همیشه در یک جهت حرکت کنند، جریان ثابت نامیده می شود. و هنگامی که حرکت ذرات به طور متناوب جهت متفاوتی می گیرد، از جریان متناوب صحبت می کنند.

بیایید به سمت تنش برویم. ماهیت آن اغلب با قیاس با آب آشکار می شود. دومی به خودی خود جریان ندارد. به عنوان مثال، در یک لوله شیبدار، سیال تحت تأثیر گرانش به سمت پایین حرکت می کند. و هر چه آب از سطح زمین بالاتر باشد، انرژی پتانسیل بیشتری دارد. جریان نیز به همین صورت است: ذرات تحت تأثیر ولتاژ "جریان" می کنند. در همان زمان، در ابتدای سفر آنها پتانسیل زیادی دارند، و در نقطه پایان - کمتر.

مقایسه

پتانسیل بیشتر با یک مثبت، کمتر - با منفی نشان داده می شود. وقتی آنها در مورد تفاوت بین ولتاژ مستقیم و ولتاژ متناوب صحبت می کنند، منظور آنها این است که آیا "+" و "-" در هنگام حرکت ذرات باردار در جای خود باقی می مانند یا خیر. در مورد ولتاژ ثابت، قطبیت همیشه یکسان است. یک مثال در اینجا منبعی مانند باتری است. مهم است که این نوع ولتاژ مشخصه جریان مستقیم باشد که به صورت شماتیک با یک خط مستقیم نشان داده شده است.

با ولتاژ متناوب، پتانسیل های مثبت و منفی در هر انتهای هادی با گذشت زمان متناوب می شوند. یک مثال مشابه یک شبکه الکتریکی معمولی است که دستگاه ها از طریق یک سوکت به آن متصل می شوند. در این مورد، جریان متناوب عمل می کند که به صورت گرافیکی با یک خط موجی نشان داده می شود. فرکانس آن، به عنوان مثال 50 هرتز، از جمله به این معنی است که چند بار در ثانیه مثبت و منفی مربوط به ولتاژ متناوب می شود.

نمودار زیر به شما کمک می کند تا تفاوت بین ولتاژ مستقیم و متناوب را بهتر درک کنید:

نمودار اول نشان می دهد که با گذشت زمان (t) ولتاژ ثابت (U) مقدار خود را حفظ می کند. تصویر دوم دینامیک ولتاژ متناوب را نشان می دهد: این ولتاژ یا صفر است، سپس حداکثر و سپس حداقل. در این مورد، به وضوح قابل مشاهده است که تمام مقادیر به صورت دوره ای تکرار می شوند. باید گفت که ولتاژ متناوب اغلب، اما نه همیشه، پارامترهای خود را دقیقاً طبق قانون سینوسی به دست می آورد. در موارد دیگر، تصویر روی نمودار ظاهر کمی متفاوت دارد.

علیرغم این واقعیت که الکتریسیته به طور محکم وارد زندگی ما شده است، اکثریت قریب به اتفاق استفاده کنندگان از این مزیت تمدن حتی درک سطحی از چیستی جریان ندارند، ناگفته نماند که چگونه جریان مستقیم با جریان متناوب متفاوت است، تفاوت بین آنها چیست. و به طور کلی چه جریانی است . اولین کسی که دچار برق گرفتگی شد الساندرو ولتا بود و پس از آن تمام زندگی خود را وقف این موضوع کرد. اجازه دهید به این مبحث نیز توجه کنیم تا درک کلی از ماهیت برق داشته باشیم.

جریان از کجا می آید و چرا متفاوت است؟

ما سعی خواهیم کرد از فیزیک پیچیده پرهیز کنیم و برای بررسی این موضوع از روش قیاس و ساده سازی استفاده خواهیم کرد. اما قبل از آن، اجازه دهید یک جوک قدیمی در مورد یک امتحان را به یاد بیاوریم، زمانی که یک دانش آموز صادق بلیط "جریان الکتریکی چیست" را بیرون آورد.

دانش آموز صادق پاسخ داد: ببخشید استاد، داشتم آماده می کردم، اما فراموش کردم. - چطور توانستی! پروفسور به او سرزنش کرد: «تو تنها کسی روی زمین هستی که این را می‌دانی!» (با)

این البته یک شوخی است، اما مقدار زیادی حقیقت در آن وجود دارد. بنابراین، ما به دنبال جایزه های نوبل نخواهیم بود، بلکه به سادگی متوجه می شویم که جریان متناوب و جریان مستقیم، چه تفاوتی دارند و چه چیزی به عنوان منبع جریان در نظر گرفته می شود.

به عنوان مبنا، این فرض را در نظر می گیریم که جریان حرکت ذرات نیست (اگرچه حرکت ذرات باردار باعث انتقال بار نیز می شود و بنابراین جریان ایجاد می کند)، بلکه حرکت (انتقال) بار اضافی در یک هادی از نقطه ای از شارژ زیاد (پتانسیل) تا نقطه ای با شارژ کمتر. قیاس یک مخزن است؛ آب همیشه تمایل دارد همان سطح را اشغال کند (برای یکسان کردن پتانسیل ها). اگر سوراخی در سد باز کنید، آب شروع به سرازیر شدن به سمت پایین می کند و جریان مستقیم ایجاد می کند. هرچه سوراخ بزرگتر باشد، آب بیشتری جریان می یابد، جریان افزایش می یابد، همچنین قدرت و مقدار کاری که این جریان می تواند انجام دهد افزایش می یابد. اگر فرآیند کنترل نشود، آب سد را تخریب می کند و بلافاصله یک منطقه سیل با سطح در همان سطح ایجاد می کند. این یک اتصال کوتاه با یکسان سازی پتانسیل است که با تخریب بزرگ همراه است.

بنابراین، جریان مستقیم در یک منبع ظاهر می شود (معمولاً به دلیل واکنش های شیمیایی)، که در آن اختلاف پتانسیل در دو نقطه ایجاد می شود. حرکت بار از یک مقدار "+" بالاتر به یک مقدار "-" پایین تر، پتانسیل را تا زمانی که واکنش شیمیایی ادامه دارد برابر می کند. نتیجه یکسان سازی کامل پتانسیل، ما می دانیم - "باتری تمام شده است." این منجر به درک دلیل می شود ولتاژ DC و AC به طور قابل توجهی در پایداری ویژگی ها متفاوت است. باتری شارژ خود را مصرف می کند، بنابراین ولتاژ DC با گذشت زمان کاهش می یابد. برای حفظ آن در همان سطح، از مبدل های اضافی استفاده می شود. در ابتدا، بشریت زمان زیادی را صرف تصمیم گیری در مورد تفاوت بین جریان مستقیم و جریان متناوب برای استفاده گسترده کرد، به اصطلاح. "جنگ جریانات". با پیروزی جریان متناوب به پایان رسید، نه تنها به این دلیل که تلفات کمتری در حین انتقال از راه دور وجود داشت، بلکه تولید جریان مستقیم از جریان متناوب آسان‌تر بود. بدیهی است جریان مستقیم به دست آمده از این طریق (بدون منبع مصرفی) ویژگی های بسیار پایدارتری دارد. در واقع، در این حالت، ولتاژ متناوب و مستقیم به شدت متصل هستند و در زمان تنها به تولید انرژی و میزان مصرف بستگی دارند.

بنابراین، جریان مستقیم طبیعتاً وقوع بار ناهموار در حجم (واکنش شیمیایی) است که می توان با استفاده از سیم ها با اتصال یک نقطه بار زیاد و کم (پتانسیل) آن را دوباره توزیع کرد.

بگذارید روی این تعریف همانطور که عموماً پذیرفته شده است بمانیم. تمام جریان های مستقیم دیگر (نه باتری ها) از منبع جریان متناوب گرفته می شود. به عنوان مثال، در این تصویر، خط مواج آبی، جریان مستقیم ما است، در نتیجه تبدیل جریان متناوب.

به کامنت های روی عکس توجه کنید "تعداد زیادی مدار و صفحات جمع کننده." اگر مبدل متفاوت باشد، تصویر متفاوت خواهد بود. همان خط آبی، جریان تقریبا ثابت است، اما ضربان دار، این کلمه را به خاطر بسپارید. در اینجا، اتفاقا، جریان مستقیم خالص خط قرمز است.

رابطه بین مغناطیس و الکتریسیته

حال بیایید ببینیم که جریان متناوب با جریان مستقیم چه تفاوتی دارد که بستگی به ماده دارد. مهم ترین - وقوع جریان متناوب به واکنش های موجود در ماده بستگی ندارد. با کار با گالوانیکی (جریان مستقیم)، به سرعت مشخص شد که هادی ها مانند آهنربا به یکدیگر جذب می شوند. نتیجه این کشف این بود که یک میدان مغناطیسی تحت شرایط خاصی جریان الکتریکی تولید می کند. یعنی مغناطیس و الکتریسیته یک پدیده مرتبط با یک تبدیل معکوس بودند. آهنربا می تواند به یک هادی جریان بدهد و هادی با جریان می تواند آهنربا باشد. این تصویر شبیه سازی آزمایشات فارادی است که در واقع این پدیده را کشف کرده است.

حالا قیاس جریان متناوب. آهنربای ما نیروی جاذبه خواهد بود و مولد جریان یک ساعت شنی با آب خواهد بود. در نیمی از ساعت "بالا" و در نیمه دیگر "پایین" خواهیم نوشت. ساعتمان را بر می‌گردانیم و می‌بینیم که آب چگونه به سمت پایین می‌رود، وقتی تمام آب سرازیر شد، دوباره آن را برمی‌گردانیم و آب به سمت بالا می‌رود. با وجود اینکه جریان داریم، در یک سیکل کامل دو بار تغییر جهت می دهد. طبق علم، به این صورت خواهد بود: فرکانس جریان به سرعت چرخش ژنراتور در میدان مغناطیسی بستگی دارد. تحت شرایط خاص، ما یک موج سینوسی خالص یا به سادگی جریان متناوب با دامنه های مختلف دریافت خواهیم کرد.

از نو! این برای درک تفاوت بین جریان مستقیم و جریان متناوب بسیار مهم است. در هر دو قیاس، آب در «سرازیری» جریان دارد. اما در مورد جریان مستقیم، مخزن دیر یا زود خالی می شود و برای جریان متناوب، ساعت برای مدت بسیار طولانی آب سرریز می کند، در حجم بسته است. اما در هر دو حالت آب به سمت پایین جریان دارد. درست است، در مورد جریان متناوب، نیمی از زمانی که در سراشیبی جریان دارد، اما به سمت بالا. به عبارت دیگر، جهت حرکت جریان متناوب یک کمیت جبری است، یعنی "+" و "-" به طور مداوم مکان خود را تغییر می دهند، در حالی که جهت حرکت جریان بدون تغییر باقی می ماند. سعی کنید به این تفاوت فکر کنید و آن را درک کنید. خیلی شیک است که به صورت آنلاین بگوییم: "تو فهمیدی، حالا همه چیز را می دانی."

چه چیزی باعث تنوع گسترده جریان ها می شود

اگر تفاوت بین جریان های مستقیم و متناوب را درک کنید، یک سوال طبیعی مطرح می شود - چرا این همه جریان وجود دارد؟ ما یک جریان را به عنوان استاندارد انتخاب می کنیم و همه چیز یکسان خواهد بود.

اما، همانطور که می گویند، "همه جریان ها به یک اندازه مفید نیستند"، به هر حال، بیایید فکر کنیم که کدام جریان خطرناک تر است: ثابت یا متناوب، اگر تقریباً ماهیت جریان را تصور نکرده باشیم، بلکه ویژگی های آن را تصور کرده باشیم. انسان یک کلودیوم است که الکتریسیته را به خوبی هدایت می کند. مجموعه ای از عناصر مختلف در آب (اگر کسی نمی داند ما 70٪ آب هستیم). اگر ولتاژی به چنین کلودیوم اعمال شود - شوک الکتریکی اعمال شود، ذرات درون ما شروع به انتقال بار خواهند کرد. همانطور که باید باشد، از یک نقطه با پتانسیل بالا به یک نقطه با پتانسیل پایین. خطرناک ترین چیز ایستادن روی زمین است که به طور کلی نقطه ای با پتانسیل صفر بی نهایت است. یعنی تمام جریان یعنی اختلاف بارها را به زمین منتقل می کنیم. بنابراین، با یک جهت ثابت حرکت بار، فرآیند یکسان سازی پتانسیل در بدن ما به آرامی انجام می شود. ما مانند شنی هستیم که آب را از ما عبور می دهد. و ما می توانیم با خیال راحت مقدار زیادی آب را جذب کنیم. با جریان متناوب، تصویر کمی متفاوت است - تمام ذرات ما اینجا و آنجا "کشیده می شوند". ماسه نمی تواند به راحتی از آب عبور کند و همه آن به هم می ریزد. بنابراین، پاسخ به این سوال که کدام جریان خطرناک تر است: جریان مستقیم یا متناوب، پاسخ روشن است - متناوب. برای مرجع، آستانه تهدید کننده حیات جریان DC 300 میلی آمپر است. برای جریان متناوب، این مقادیر به فرکانس بستگی دارد و از 35 میلی آمپر شروع می شود. در جریان 50 هرتز 100 میلی آمپر. موافقم، تفاوت 3-10 برابر به خودی خود به این سوال پاسخ می دهد: کدام خطرناک تر است؟ اما این بحث اصلی در انتخاب استاندارد فعلی نیست. بیایید همه چیزهایی را که در هنگام انتخاب نوع جریان در نظر گرفته می شود سازماندهی کنیم:

• انتقال جریان در فواصل طولانی. تقریباً تمام جریان مستقیم از بین خواهد رفت.
• تبدیل در مدارهای الکتریکی ناهمگن با سطح مصرف نامشخص برای جریان مستقیم، مشکل عملا غیر قابل حل است.
• حفظ ولتاژ ثابت برای جریان متناوب دو مرتبه ارزانتر از جریان مستقیم است.
• تبدیل انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی در موتورهای AC و ماشین آلات بسیار ارزان تر است. چنین موتورهایی معایب خود را دارند و در برخی مناطق نمی توانند جایگزین موتورهای DC شوند.
• بنابراین، برای استفاده انبوه، جریان مستقیم یک مزیت دارد - برای انسان ایمن تر است.

از این رو سازش معقولی که بشریت انتخاب کرده است. نه فقط یک جریان، بلکه کل مجموعه تحولات موجود از تولید، تحویل به مصرف کننده، توزیع و استفاده. ما همه چیز را فهرست نمی کنیم، اما پاسخ اصلی به سوال مقاله "چگونه جریان مستقیم با جریان متناوب متفاوت است" را در یک کلمه - ویژگی ها در نظر می گیریم. این احتمالاً صحیح ترین پاسخ برای اهداف خانگی است. و برای درک استانداردها پیشنهاد می کنیم ویژگی های اصلی این جریان ها را در نظر بگیرید.

ویژگی های اصلی جریان های مورد استفاده امروزه

اگر ویژگی های جریان مستقیم از زمان کشف آن به طور کلی بدون تغییر باقی مانده باشد، در این صورت با جریان های متناوب همه چیز بسیار پیچیده تر است. به این تصویر نگاه کنید - مدلی از حرکت جریان در یک سیستم سه فاز از نسل تا مصرف

از نظر ما، این یک مدل بسیار واضح است که نحوه حذف یک، دو یا سه فاز را روشن می کند. در عین حال، می توانید ببینید که چگونه به دست مصرف کننده می رسد.

در نتیجه یک زنجیره تولید، ولتاژ متناوب و مستقیم (جریان) در مرحله مصرف کننده داریم. بر این اساس، هر چه از مصرف کننده دورتر باشد، جریان و ولتاژ بیشتر می شود. در واقع، در پریز ما ساده ترین و ضعیف ترین جریان متناوب تک فاز، 220 ولت با فرکانس ثابت 50 هرتز است. فقط افزایش فرکانس می تواند جریان را در این ولتاژ فرکانس بالا کند. ساده ترین مثال در آشپزخانه شماست. چاپ مایکروویو جریان ساده را به جریان فرکانس بالا تبدیل می کند که در واقع به پخت و پز کمک می کند. به هر حال، بیایید به سوال در مورد قدرت مایکروویو پاسخ دهیم - این دقیقاً چقدر جریان "معمولی" را به جریان های فرکانس بالا تبدیل می کند.

شایان ذکر است که هرگونه تغییر و تحول در جریانات "بیهوده" نیست. برای دریافت جریان متناوب، باید شفت را با چیزی بچرخانید. برای دریافت جریان ثابت از آن، باید بخشی از انرژی را به صورت گرما از بین ببرید. حتی جریان های انتقال انرژی نیز در صورت تحویل به آپارتمان با استفاده از ترانسفورماتور باید به صورت گرما از بین بروند. یعنی هرگونه تغییر در پارامترهای جاری با تلفات همراه است. و البته تلفات با تحویل جریان به مصرف کننده همراه است. این دانش ظاهراً نظری به ما امکان می‌دهد بفهمیم اضافه‌پرداخت‌های ما برای انرژی از کجا می‌آید و نیمی از سؤالات در مورد اینکه چرا 100 روبل روی کنتور وجود دارد، اما 115 روبل در رسید را حذف می‌کند.

به جریانات برگردیم. به نظر می رسد ما همه چیز را ذکر کرده ایم، و حتی می دانیم که جریان مستقیم با جریان متناوب چه تفاوتی دارد، بنابراین بیایید به شما یادآوری کنیم که چه جریانی به طور کلی وجود دارد.

• دی سی، منبع فیزیک واکنش های شیمیایی با تغییر بار است، می توان با تبدیل جریان متناوب به دست آورد. انواع یک جریان پالسی است که پارامترهای خود را در محدوده وسیعی تغییر می دهد، اما جهت حرکت را تغییر نمی دهد.
• جریان متناوب. می تواند تک فاز، دو فاز یا سه فاز باشد. فرکانس استاندارد یا بالا این طبقه بندی ساده کاملاً کافی است.

نتیجه گیری یا هر جریانی دستگاه خاص خود را دارد

این عکس ژنراتور فعلی نیروگاه برق آبی سایانو-شوشنسکایا را نشان می دهد. و این عکس محل نصب آن را نشان می دهد.

و این یک لامپ معمولی است.

آیا این درست نیست که تفاوت در مقیاس شگفت انگیز است، اگرچه اولی، از جمله، برای کار دومی ایجاد شده است؟ اگر در مورد این مقاله فکر کنید، مشخص می شود که هر چه دستگاه به شخص نزدیک تر باشد، بیشتر از جریان مستقیم استفاده می کند. به استثنای موتورهای DC و کاربردهای صنعتی، این در واقع یک استاندارد است که دقیقاً بر اساس این واقعیت است که ما متوجه شده ایم که کدام جریان خطرناک تر است، جریان مستقیم یا متناوب. ویژگی های جریان های خانگی بر اساس همین اصل است، زیرا جریان متناوب 220 ولت 50 هرتز یک سازش بین خطر و تلفات است. قیمت مصالحه اتوماسیون محافظ است: از فیوز تا RCD. با دور شدن از انسان، خود را در منطقه ویژگی های گذرا می یابیم، جایی که هم جریان و هم ولتاژ بالاتر است، و خطر برای انسان در نظر گرفته نمی شود، اما به اقدامات احتیاطی ایمنی توجه می شود - منطقه استفاده صنعتی از جریان. . دورترین چیز از انسان، حتی در صنعت، انتقال و تولید انرژی است. هیچ کاری برای یک فانی صرف در اینجا وجود ندارد - این منطقه ای از متخصصان و متخصصان است که می دانند چگونه این قدرت را مدیریت کنند. اما حتی هنگام استفاده از برق در زندگی روزمره و البته هنگام کار با برقکارها، درک ماهیت اصلی جریان ها هرگز اضافی نخواهد بود.

علیرغم این واقعیت که الکتریسیته به طور محکم وارد زندگی ما شده است، اکثریت قریب به اتفاق استفاده کنندگان از این مزیت تمدن حتی درک سطحی از چیستی جریان ندارند، ناگفته نماند که چگونه جریان مستقیم با جریان متناوب متفاوت است، تفاوت بین آنها چیست. و به طور کلی چه جریانی است . اولین کسی که دچار برق گرفتگی شد الساندرو ولتا بود و پس از آن تمام زندگی خود را وقف این موضوع کرد. اجازه دهید به این مبحث نیز توجه کنیم تا درک کلی از ماهیت برق داشته باشیم.

توماس ادیسون در نیویورک با چراغ های خیابان و جریان مستقیم آن کمی تازه شد. جریان متناوب به صورت دوره ای به عقب و جلو تغییر می کند. در یک ثانیه، برق در شبکه برق ما 50 بار حرکت می کند! پس از اختراع جریان مستقیم و جریان متناوب، هر دو مخترع یکدیگر را تضمین کردند. نه با سلاح، بلکه با کلمات. آنها حتی سگ هایی دارند که به شبکه برق وصل شده اند تا نشان دهند دیگر الکتریسیته چقدر خطرناک است.

ما به هر دو نوع برق نیاز داریم زیرا هر دو مزایا و معایب خود را دارند. برای شارژ باتری و باتری های قابل شارژ ایده آل است. آنها برای شارژ نیاز به جریان ثابت دارند زیرا جریان باید همیشه در یک جهت متناوب باشد. این امر در مورد برخی از لوازم خانگی نیز صدق می کند. فقط همه چیز با باتری و باتری های قابل شارژ نیاز به جریان ثابت برای شارژ دارد. مثلا چراغ قوه یا لپ تاپ که باتری دارد. و چنین دستگاه هایی نیاز به جریان مستقیم دارند، یعنی. جریان مستقیم.

جریان از کجا می آید و چرا متفاوت است؟

ما سعی خواهیم کرد از فیزیک پیچیده پرهیز کنیم و برای بررسی این موضوع از روش قیاس و ساده سازی استفاده خواهیم کرد. اما قبل از آن، اجازه دهید یک جوک قدیمی در مورد یک امتحان را به یاد بیاوریم، زمانی که یک دانش آموز صادق بلیط "جریان الکتریکی چیست" را بیرون آورد.

دانش آموز صادق پاسخ داد: ببخشید استاد، داشتم آماده می کردم، اما فراموش کردم. - چطور توانستی! پروفسور به او سرزنش کرد: «تو تنها کسی روی زمین هستی که این را می‌دانی!» (با)

اما تلویزیون یا رادیو نیز نیاز به جریان مستقیم دارند. آنها نمی توانند با ولتاژ متناوب کار کنند، که همیشه به جریان ثابت نیاز دارد. باز هم، دستگاه هایی وجود دارند که مهم نیست از چه چیزی استفاده می کنید. برای مثال Bulbs در حال مرور این سایت هستند. یک لامپ فقط یک سیم است که داغ می شود و جهت جریان مهم نیست. جریان متناوب با موتورهای الکتریکی، یعنی با تمام دستگاه های دوار استفاده می شود. به عنوان مثال، مخلوط کن می چرخد. یا اجاق گاز هم میتونه با برق متناوب کار کنه که نمیچرخه با این حال باید گرم بشه و بعد مثل لامپ باشه سیم و گرما توش هست.

این البته یک شوخی است، اما مقدار زیادی حقیقت در آن وجود دارد. بنابراین، ما به دنبال جایزه های نوبل نخواهیم بود، بلکه به سادگی متوجه می شویم که جریان متناوب و جریان مستقیم، چه تفاوتی دارند و چه چیزی به عنوان منبع جریان در نظر گرفته می شود.

به عنوان مبنا، این فرض را می پذیریم که جریان حرکت ذرات نیست (اگرچه حرکت ذرات باردار باعث انتقال بار نیز می شود و بنابراین جریان ایجاد می کند)، بلکه حرکت (انتقال) بار اضافی در یک هادی از نقطه ای از شارژ زیاد (پتانسیل) تا نقطه ای با شارژ کمتر. قیاس یک مخزن است؛ آب همیشه تمایل دارد همان سطح را اشغال کند (برای یکسان کردن پتانسیل ها). اگر سوراخی در سد باز کنید، آب شروع به سرازیر شدن به سمت پایین می کند و جریان مستقیم ایجاد می کند. هرچه سوراخ بزرگتر باشد، آب بیشتری جریان می یابد، جریان افزایش می یابد، همچنین قدرت و مقدار کاری که این جریان می تواند انجام دهد افزایش می یابد. اگر فرآیند کنترل نشود، آب سد را تخریب می کند و بلافاصله یک منطقه سیل با سطح در همان سطح ایجاد می کند. این یک اتصال کوتاه با یکسان سازی پتانسیل است که با تخریب بزرگ همراه است.

اما جریان متناوب این مزیت تعیین کننده را دارد که می توان آن را به مقدار زیاد در نیروگاه ها تولید کرد و می توان آن را بسیار بهتر از جریان مستقیم انتقال داد زیرا تلفات در فواصل طولانی بسیار کمتر است. بنابراین، در خارج از نیروگاه، جریان متناوب را در مقادیر زیاد به خط زمین و سپس به جعبه های توزیع تغییر دهید. از آنجا جریان متناوب بین خانوارها توزیع می شود و آنچه ما در آن زمان استفاده کردیم توسط این دستگاه حل می شود. میکسر مستقیماً از برق AC استفاده می کند.

کامپیوتر یا تلویزیون ابتدا جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کند. این به اصطلاح با مبدل ولتاژ بدون مشکل کار می کند. فقط به لطف یک مبدل ولتاژ می توانیم تلویزیون را به منابع برق معمولی وصل کنیم. یک ترانسفورماتور ولتاژ از قبل برای تمام دستگاه هایی که نیاز به جریان DC دارند نصب شده است.

بنابراین، جریان مستقیم در یک منبع ظاهر می شود (معمولاً به دلیل واکنش های شیمیایی)، که در آن اختلاف پتانسیل در دو نقطه ایجاد می شود. حرکت بار از یک مقدار "+" بالاتر به یک مقدار "-" پایین تر، پتانسیل را تا زمانی که واکنش شیمیایی ادامه دارد برابر می کند. نتیجه یکسان سازی کامل پتانسیل، ما می دانیم - "باتری تمام شده است." این منجر به درک دلیل می شود ولتاژ DC و AC به طور قابل توجهی در پایداری ویژگی ها متفاوت است. باتری شارژ خود را مصرف می کند، بنابراین ولتاژ DC با گذشت زمان کاهش می یابد. برای حفظ آن در همان سطح، از مبدل های اضافی استفاده می شود. در ابتدا، بشریت زمان زیادی را صرف تصمیم گیری در مورد تفاوت بین جریان مستقیم و جریان متناوب برای استفاده گسترده کرد، به اصطلاح. "جنگ جریانات". با پیروزی جریان متناوب به پایان رسید، نه تنها به این دلیل که تلفات کمتری در حین انتقال از راه دور وجود داشت، بلکه تولید جریان مستقیم از جریان متناوب آسان‌تر بود. بدیهی است جریان مستقیم به دست آمده از این طریق (بدون منبع مصرفی) ویژگی های بسیار پایدارتری دارد. در واقع، در این حالت، ولتاژ متناوب و مستقیم به شدت متصل هستند و در زمان تنها به تولید انرژی و میزان مصرف بستگی دارند.

مقاومت الکتریکی میزان ولتاژ مورد نیاز برای عبور جریان معین از یک هادی است. این همچنین به این معنی است که یک ولتاژ معین در هر مقاومت در مدار کاهش می یابد. در عمل، سه نوع مقاومت وجود دارد.

مقاومت های RTD در سیستم های AC . در حال حاضر فقط به اولین مورد علاقه داریم. هنگامی که ما از یک مقاومت به عنوان یک جزء استفاده می کنیم، معمولاً در مورد مقاومت اهمی صحبت می کنیم، یعنی. در مورد مقاومت، که به دما، جریان یا ولتاژ بستگی ندارد. بنابراین ما یک مقاومت ثابت داریم و این امکان کاربردهای مثال زیر را فراهم می کند.

بنابراین، جریان مستقیم طبیعتاً وقوع بار ناهموار در حجم (واکنش شیمیایی) است که می توان با استفاده از سیم ها با اتصال یک نقطه بار زیاد و کم (پتانسیل) آن را دوباره توزیع کرد.

بگذارید روی این تعریف همانطور که عموماً پذیرفته شده است بمانیم. تمام جریان های مستقیم دیگر (نه باتری ها) از منبع جریان متناوب گرفته می شود. به عنوان مثال، در این تصویر، خط مواج آبی، جریان مستقیم ما است، در نتیجه تبدیل جریان متناوب.

اگر مستقیماً آن را به منبع ولتاژ وصل کنیم، خراب می شود. ما فقط تنظیم تنش را بررسی کردیم و همچنین راه حلی پیدا کردیم. فقط این راه حل یک ضعف جدی دارد: راه حل فعلی. اگر تغییر کند، ولتاژی که از طریق مقاومت افت می کند نیز تغییر می کند. اما یک راه حل برای این وجود دارد: تقسیم کننده ولتاژ. این چیزی است که به نظر می رسد.

چرا کابل های فشار قوی در 300 کیلو ولت کار می کنند؟

این سوالی است که هر بار از خودم می پرسیدم یا باید می پرسیدم. پاسخ از قانون اهم و فرمول توان به دست می آید. توان تعیین می کند که چه مقدار انرژی در طول زمان مورد نیاز است. این بدان معناست که منبع تغذیه 220 ولت ما از جریان استفاده می کند. اکنون دستگاه خود را با یک کابل برق بسیار طولانی با این کانکتور وصل می کنیم. ما آن را روشن می کنیم و این اتفاق می افتد: هیچ چیز. «ترمیم داخلی» فوق الذکر در اینجا قابل ذکر است. خط طولانی اتصال به منبع تغذیه از مقاومت بالایی برخوردار است، فرض کنید به دلیل افت ولتاژ ولتاژی در خروجی برای مصرف کننده وجود ندارد.

به کامنت های روی عکس توجه کنید "تعداد زیادی مدار و صفحات جمع کننده." اگر مبدل متفاوت باشد، تصویر متفاوت خواهد بود. همان خط آبی، جریان تقریبا ثابت است، اما ضربان دار، این کلمه را به خاطر بسپارید. در اینجا، اتفاقا، جریان مستقیم خالص خط قرمز است.

از آنجایی که برق به دلیل ولتاژ بالاتر در خط اتصال تغییر نمی کند، این بدان معنی است که جریان در آنجا جریان دارد، بنابراین این افت ولتاژ ما و در نتیجه حد است. و به همین دلیل است که کابل های فشار قوی ولتاژ 100 تا 300 کیلو ولت را نیز حمل می کنند. به دلیل ولتاژ بالا و جریان کمتر مرتبط با آن، اثرات مقاومت های داخلی گاهی اوقات بسیار بالای کابل ها به حداقل می رسد. کلی: تعریف کمیتی است که نشان می دهد برای حرکت یک حامل بار با بار الکتریکی معین در میدان الکتریکی، چه مقدار کار یا انرژی لازم است.

رابطه بین مغناطیس و الکتریسیته

حال بیایید ببینیم که جریان متناوب با جریان مستقیم چه تفاوتی دارد که بستگی به ماده دارد. مهم ترین - وقوع جریان متناوب به واکنش های موجود در ماده بستگی ندارد. با کار با گالوانیکی (جریان مستقیم)، به سرعت مشخص شد که هادی ها مانند آهنربا به یکدیگر جذب می شوند. نتیجه این کشف این بود که یک میدان مغناطیسی تحت شرایط خاصی جریان الکتریکی تولید می کند. یعنی مغناطیس و الکتریسیته یک پدیده مرتبط با یک تبدیل معکوس بودند. آهنربا می تواند به یک هادی جریان بدهد و هادی با جریان می تواند آهنربا باشد. این تصویر شبیه سازی آزمایشات فارادی است که در واقع این پدیده را کشف کرده است.

تصور این تعریف نیز آسانتر است. برای اینکه "جریان" در یک سیستم بسته جریان یابد، ولتاژ به عنوان پیش نیاز لازم است. این ولتاژ الکتریکی به نیروی محرکه ای اطلاق می شود که امکان حرکت یک بار را فراهم می کند یا باعث می شود. خلاصه تا اینجا: اگر هیچ منبع جریان یا ولتاژی توسط بار بارگذاری نشود، هیچ جریانی در جریان نیست و بنابراین افت ولتاژی وجود ندارد. ولتاژ مدار باز را می توان در پایانه های منبع جریان اندازه گیری کرد. هنگامی که یک بار به یک منبع جریان یا ولتاژ متصل می شود، جریان جریان می یابد و ولتاژ مدار باز اولیه بین مقاومت بار و مقاومت داخلی منبع ولتاژ تقسیم می شود.

حالا قیاس جریان متناوب. آهنربای ما نیروی جاذبه خواهد بود و مولد جریان یک ساعت شنی با آب خواهد بود. در نیمی از ساعت "بالا" و در نیمه دیگر "پایین" خواهیم نوشت. ساعتمان را بر می‌گردانیم و می‌بینیم که آب چگونه به سمت پایین می‌رود، وقتی تمام آب سرازیر شد، دوباره آن را برمی‌گردانیم و آب به سمت بالا می‌رود. با وجود اینکه جریان داریم، در یک سیکل کامل دو بار تغییر جهت می دهد. طبق علم، به این صورت خواهد بود: فرکانس جریان به سرعت چرخش ژنراتور در میدان مغناطیسی بستگی دارد. تحت شرایط خاص، ما یک موج سینوسی خالص یا به سادگی جریان متناوب با دامنه های مختلف دریافت خواهیم کرد.

این فصل اکنون به عبارت منبع ولتاژ و منبع جریان می پردازد. منبع ولتاژ: اصطلاح منبع جریان و منبع ولتاژ را نباید با یکدیگر اشتباه گرفت. اصولاً منابع جریان و ولتاژ دارای خواص متضادی هستند. منبع ولتاژ به عنوان منبع انرژی الکتریکی عمل می کند که جریان الکتریکی را بسته به بار متصل تامین می کند، اما نمی توان آن را با منبع جریان اشتباه گرفت. یک مشخصه مهم منبع ولتاژ این است که ولتاژ فقط پایین است، یا در مورد مدل منبع ولتاژ ایده آل، مستقل از جریان الکتریکی دریافتی است.

از نو! این برای درک تفاوت بین جریان مستقیم و جریان متناوب بسیار مهم است. در هر دو قیاس، آب در «سرازیری» جریان دارد. اما در مورد جریان مستقیم، مخزن دیر یا زود خالی می شود و برای جریان متناوب، ساعت برای مدت بسیار طولانی آب سرریز می کند، در حجم بسته است. اما در هر دو حالت آب به سمت پایین جریان دارد. درست است، در مورد جریان متناوب، نیمی از زمانی که در سراشیبی جریان دارد، اما به سمت بالا. به عبارت دیگر، جهت حرکت جریان متناوب یک کمیت جبری است، یعنی "+" و "-" به طور مداوم مکان خود را تغییر می دهند، در حالی که جهت حرکت جریان بدون تغییر باقی می ماند. سعی کنید به این تفاوت فکر کنید و آن را درک کنید. خیلی شیک است که به صورت آنلاین بگوییم: "تو فهمیدی، حالا همه چیز را می دانی."

زیرا خاصیت اساسی منبع جریان این است که جریان فقط کم است، یا در مدل منبع جریان ایده آل، جریان قاب مستقل از ولتاژ الکتریکی است. نمونه هایی از منابع ولتاژ باتری ها، سلول های خورشیدی و ژنراتورها هستند و بر خلاف منابع جریان، جریان ثابت را تامین نمی کنند، بلکه ولتاژ ثابتی را تامین می کنند. به طور معمول، منابع جریان با استفاده از یک منبع ولتاژ و تبدیل آن به منبع جریان با استفاده از یک مدار مناسب ایجاد می شوند.

در اصطلاح "منبع ولتاژ" هنوز هم می توان به منبع ولتاژ ایده آل و واقعی تقسیم کرد. منبع ولتاژ ایده آل منبعی است که ولتاژ ثابتی مستقل از جریان و بارهای متصل تولید کند. منابع ولتاژ واقعی را می توان به عنوان یک منبع ولتاژ ایده آل در نظر گرفت که ولتاژ را بدون بار تامین می کند و به مقاومت داخلی بستگی دارد، به طوری که مشخصات ولتاژ در سرتاسر منبع ولتاژ واقعی به جریان کشیده شده بستگی دارد.

چه چیزی باعث تنوع گسترده جریان ها می شود

اگر تفاوت بین جریان های مستقیم و متناوب را درک کنید، یک سوال طبیعی مطرح می شود - چرا این همه جریان وجود دارد؟ ما یک جریان را به عنوان استاندارد انتخاب می کنیم و همه چیز یکسان خواهد بود.

اما، همانطور که می گویند، "همه جریان ها به یک اندازه مفید نیستند"، به هر حال، بیایید فکر کنیم که کدام جریان خطرناک تر است: ثابت یا متناوب، اگر تقریباً ماهیت جریان را تصور نکرده باشیم، بلکه ویژگی های آن را تصور کرده باشیم. انسان یک کلودیوم است که الکتریسیته را به خوبی هدایت می کند. مجموعه ای از عناصر مختلف در آب (اگر کسی نمی داند ما 70٪ آب هستیم). اگر به چنین کلودیوم ولتاژ اعمال شود - شوک الکتریکی اعمال شود، ذرات داخل ما شروع به انتقال بار خواهند کرد. همانطور که باید باشد، از یک نقطه با پتانسیل بالا به یک نقطه با پتانسیل پایین. خطرناک ترین چیز ایستادن روی زمین است که به طور کلی نقطه ای با پتانسیل صفر بی نهایت است. یعنی تمام جریان یعنی اختلاف بارها را به زمین منتقل می کنیم. بنابراین، با یک جهت ثابت حرکت بار، فرآیند یکسان سازی پتانسیل در بدن ما به آرامی انجام می شود. ما مانند شنی هستیم که آب را از ما عبور می دهد. و ما می توانیم با خیال راحت مقدار زیادی آب را جذب کنیم. با جریان متناوب، تصویر کمی متفاوت است - تمام ذرات ما اینجا و آنجا "کشیده می شوند". ماسه نمی تواند به راحتی از آب عبور کند و همه آن به هم می ریزد. بنابراین، پاسخ به این سوال که کدام جریان خطرناک تر است، ثابت یا متناوب، پاسخ روشن است - متناوب. برای مرجع، آستانه تهدید کننده حیات جریان DC 300 میلی آمپر است. برای جریان متناوب، این مقادیر به فرکانس بستگی دارد و از 35 میلی آمپر شروع می شود. در جریان 50 هرتز 100 میلی آمپر. موافقم، تفاوت 3-10 برابر به خودی خود به این سوال پاسخ می دهد: کدام خطرناک تر است؟ اما این بحث اصلی در انتخاب استاندارد فعلی نیست. بیایید همه چیزهایی را که در هنگام انتخاب نوع جریان در نظر گرفته می شود سازماندهی کنیم:

تجسم دو عبارت: اول، تشخیص مجدد جریان و ولتاژ. هرچه دو طرف قوی تر باشند، نیرویی که بین آنها وارد می شود قوی تر می شود و تنش بیشتر می شود. دو منبع جریان و منبع ولتاژ را می توان با یک مثال ساده توضیح داد. دریاچه ای کوهستانی تصور می شود که نشان دهنده تنش به معنای جابجایی است. هر چه دریاچه بالاتر باشد، ولتاژ بالاتر است. اکنون آب دریاچه کوهستانی از طریق لوله‌هایی به داخل دره می‌ریزد. یک خط لوله از دریاچه کوه به دره وجود دارد.

آب را می توان به عنوان الکترون در نظر گرفت. اگر لوله ای در بالای دریاچه کوهی باز باشد، آب به پایین لوله می ریزد که جریانی به معنای جابجایی است. این بدان معناست که هرچه آب بیشتری در دریاچه وجود داشته باشد، آب بیشتری به سمت پایین «جریان» خواهد شد. البته در منبع ولتاژ یا منبع جریان مقاومت وجود دارد. این را هم می توان تصور کرد. در مثال ارائه شده، قطر لوله مقاومت خواهد بود. هرچه لوله باریکتر باشد، آب کمتری می تواند جریان یابد. لوله باریک مقاومت در برابر جریان آب را تضمین می کند.

• انتقال جریان در فواصل طولانی. تقریباً تمام جریان مستقیم از بین خواهد رفت.
• تبدیل در مدارهای الکتریکی ناهمگن با سطح مصرف نامشخص برای جریان مستقیم، مشکل عملا غیر قابل حل است.
• حفظ ولتاژ ثابت برای جریان متناوب دو مرتبه ارزانتر از جریان مستقیم است.
• تبدیل انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی در موتورهای AC و ماشین آلات بسیار ارزان تر است. چنین موتورهایی معایب خود را دارند و در برخی مناطق نمی توانند جایگزین موتورهای DC شوند.
• بنابراین، برای استفاده انبوه، جریان مستقیم یک مزیت دارد - برای انسان ایمن تر است.

از این رو سازش معقولی که بشریت انتخاب کرده است. نه فقط یک جریان، بلکه کل مجموعه تحولات موجود از تولید، تحویل به مصرف کننده، توزیع و استفاده. ما همه چیز را فهرست نمی کنیم، اما پاسخ اصلی به سوال مقاله "چگونه جریان مستقیم با جریان متناوب متفاوت است" را در یک کلمه - ویژگی ها در نظر می گیریم. این احتمالاً صحیح ترین پاسخ برای اهداف خانگی است. و برای درک استانداردها پیشنهاد می کنیم ویژگی های اصلی این جریان ها را در نظر بگیرید.

از نظر ریاضی، این دو عبارت را می توان با هم ترکیب کرد. دریاچه کوه: ضخامت لوله = جریان آب. جریان مستقیم، جریان متناوب، ولتاژ ثابت، ولتاژ متناوب - متغیرهای الکتریکی به اختصار توضیح داده شده است. با اسیلوسکوپ باتری ها به عنوان منابع ولتاژ مستقیم

انتقال انرژی الکتریکی از طریق خطوط جریان متناوب. نمودار ولتاژ DC. نمودار ولتاژ AC جریان الکتریکی دوام زیادی ندارد جریان الکتریکی حامل های بار را به حرکت در می آورد، آنها می توانند بار منفی یا مثبت داشته باشند. در یک فلز، الکترون ها می توانند آزادانه حرکت کنند. آنها حرکت می کنند زیرا توسط یک میدان الکتریکی برانگیخته می شوند. اندازه گیری شدت جریان، جریان الکتریکی است. آن را با "آمپر"، که به اختصار A اندازه گیری می شود.

ویژگی های اصلی جریان های مورد استفاده امروزه

اگر ویژگی های جریان مستقیم از زمان کشف آن به طور کلی بدون تغییر باقی مانده باشد، در این صورت با جریان های متناوب همه چیز بسیار پیچیده تر است. به این تصویر نگاه کنید - مدلی از حرکت جریان در یک سیستم سه فاز از نسل تا مصرف

ولتاژ برق به طور مختصر توضیح داده شده است. اگر در نقطه ای بارهای مثبت زیادی داشته باشیم، میدان الکتریکی آنها برای الکترون ها جذاب باشد، آنها می خواهند به سمت بارهای مثبت حرکت کنند. هر چه بارهای مثبت بیشتر باشد، نیرویی که الکترون ها را کنترل می کند قوی تر می شود. اندازه گیری برای مقدار بارهای الکتریکی تعریف شده است، این "ولتاژ الکتریکی" است. این به سادگی تفاوت بارهای الکتریکی بین دو نقطه را نشان می دهد.

برای عبور جریان، باید ولتاژ وجود داشته باشد. قطبیت چیست؟ ولتاژ الکتریکی دارای دو قطب است - یک قطب مثبت مثبت و یک قطب منفی. کمبود الکترون در قطب مثبت وجود دارد، الکترون ها می خواهند به این قطب مثبت مهاجرت کنند. در قطب منهای الکترون های اضافی وجود دارد، الکترون ها از قطب منفی دفع می شوند. گاهی اوقات به جای قطبیت از قطبیت استفاده می شود. منبع ولتاژ چیست؟ منبع ولتاژ یک جزء دوقطبی است که بین دو قطب آن یک ولتاژ الکتریکی وجود دارد.

از نظر ما، این یک مدل بسیار واضح است که نحوه حذف یک، دو یا سه فاز را روشن می کند. در عین حال، می توانید ببینید که چگونه به دست مصرف کننده می رسد.

در نتیجه یک زنجیره تولید، ولتاژ متناوب و مستقیم (جریان) در مرحله مصرف کننده داریم. بر این اساس، هر چه از مصرف کننده دورتر باشد، جریان و ولتاژ بیشتر می شود. در واقع، در پریز ما ساده ترین و ضعیف ترین جریان متناوب تک فاز، 220 ولت با فرکانس ثابت 50 هرتز است. فقط افزایش فرکانس می تواند جریان را در این ولتاژ فرکانس بالا کند. ساده ترین مثال در آشپزخانه شماست. چاپ مایکروویو جریان ساده را به جریان فرکانس بالا تبدیل می کند که در واقع به پخت و پز کمک می کند. به هر حال، بیایید به سوال در مورد قدرت مایکروویو پاسخ دهیم - این دقیقاً چقدر جریان "معمولی" را به جریان های فرکانس بالا تبدیل می کند.

شایان ذکر است که هرگونه تغییر و تحول در جریانات "بیهوده" نیست. برای دریافت جریان متناوب، باید شفت را با چیزی بچرخانید. برای دریافت جریان ثابت از آن، باید بخشی از انرژی را به صورت گرما از بین ببرید. حتی جریان های انتقال انرژی نیز در صورت تحویل به آپارتمان با استفاده از ترانسفورماتور باید به صورت گرما از بین بروند. یعنی هرگونه تغییر در پارامترهای جاری با تلفات همراه است. و البته تلفات با تحویل جریان به مصرف کننده همراه است. این دانش ظاهراً نظری به ما امکان می‌دهد بفهمیم اضافه‌پرداخت‌های ما برای انرژی از کجا می‌آید و نیمی از سؤالات در مورد اینکه چرا 100 روبل روی کنتور وجود دارد، اما 115 روبل در رسید را حذف می‌کند.

به جریانات برگردیم. به نظر می رسد ما همه چیز را ذکر کرده ایم، و حتی می دانیم که جریان مستقیم با جریان متناوب چه تفاوتی دارد، بنابراین بیایید به شما یادآوری کنیم که چه جریانی به طور کلی وجود دارد.

• دی سی، منبع فیزیک واکنش های شیمیایی با تغییر بار است، می توان با تبدیل جریان متناوب به دست آورد. انواع یک جریان پالسی است که پارامترهای خود را در محدوده وسیعی تغییر می دهد، اما جهت حرکت را تغییر نمی دهد.
• جریان متناوب. می تواند تک فاز، دو فاز یا سه فاز باشد. فرکانس استاندارد یا بالا این طبقه بندی ساده کاملاً کافی است.

نتیجه گیری یا هر جریانی دستگاه خاص خود را دارد

این عکس ژنراتور فعلی نیروگاه برق آبی سایانو-شوشنسکایا را نشان می دهد. و این عکس محل نصب آن را نشان می دهد.

و این یک لامپ معمولی است.

آیا این درست نیست که تفاوت در مقیاس شگفت انگیز است، اگرچه اولی، از جمله، برای کار دومی ایجاد شده است؟ اگر در مورد این مقاله فکر کنید، مشخص می شود که هر چه دستگاه به شخص نزدیک تر باشد، بیشتر از جریان مستقیم استفاده می کند. به استثنای موتورهای DC و کاربردهای صنعتی، این در واقع یک استاندارد است که دقیقاً بر اساس این واقعیت است که ما متوجه شده ایم که کدام جریان خطرناک تر است، جریان مستقیم یا متناوب. ویژگی های جریان های خانگی بر اساس همین اصل است، زیرا جریان متناوب 220 ولت 50 هرتز یک سازش بین خطر و تلفات است. قیمت مصالحه اتوماسیون محافظ است: از فیوز تا RCD. با دور شدن از انسان، خود را در منطقه ویژگی های گذرا می یابیم، جایی که هم جریان و هم ولتاژ بالاتر است، و در آن خطر برای انسان در نظر گرفته نمی شود، اما به ایمنی توجه می شود - منطقه استفاده صنعتی از جریان. دورترین چیز از انسان، حتی در صنعت، انتقال و تولید انرژی است. هیچ کاری برای یک فانی صرف در اینجا وجود ندارد - این منطقه ای از متخصصان و متخصصان است که می دانند چگونه این قدرت را مدیریت کنند. اما حتی هنگام استفاده از برق در زندگی روزمره و البته هنگام کار با برقکارها، درک ماهیت اصلی جریان ها هرگز اضافی نخواهد بود.

دی سی (جریان مستقیم) –این حرکت منظم ذرات باردار در یک جهت است.به عبارت دیگر
مقادیر مشخص کننده جریان الکتریکی، مانند ولتاژ یا جریان، هم از نظر مقدار و هم جهت ثابت هستند.

در یک منبع جریان مستقیم، به عنوان مثال در یک باتری AA معمولی، الکترون ها از منفی به مثبت حرکت می کنند. اما از نظر تاریخی، جهت فنی جریان را جهت مثبت به منفی در نظر می گیرند.

برای جریان مستقیم، تمام قوانین پایه مهندسی برق مانند قانون اهم و قوانین کیرشهوف اعمال می شود.

داستان

در ابتدا، جریان مستقیم را جریان گالوانیکی می نامیدند، زیرا ابتدا با استفاده از یک واکنش گالوانیکی به دست آمد. سپس، در پایان قرن نوزدهم، توماس ادیسون تلاش کرد تا انتقال جریان مستقیم را از طریق خطوط برق سازماندهی کند. در همان زمان، به اصطلاح "جنگ جریانات"، که در آن یک انتخاب به عنوان جریان اصلی بین متناوب و مستقیم وجود داشت. متأسفانه، جریان مستقیم این «جنگ» را از دست داد، زیرا برخلاف جریان متناوب، جریان مستقیم هنگام انتقال در فواصل متحمل تلفات توان زیادی می شود. تبدیل جریان متناوب آسان است و به لطف آن می توان آن را در فواصل وسیع منتقل کرد.

منابع تغذیه DC

منابع جریان مستقیم می توانند باتری ها یا منابع دیگری باشند که در آنها جریان به دلیل یک واکنش شیمیایی ظاهر می شود (مثلاً یک باتری AA).

همچنین منابع جریان مستقیم می توانند یک مولد جریان مستقیم باشند که در آن جریان به دلیل تولید جریان می یابد
پدیده القای الکترومغناطیسی، و سپس با استفاده از یک کلکتور اصلاح می شود.

جریان مستقیم را می توان با یکسو کردن جریان متناوب به دست آورد. برای این منظور یکسو کننده ها و مبدل های مختلفی وجود دارد.

کاربرد

جریان مستقیم به طور گسترده در مدارهای الکتریکی و دستگاه ها استفاده می شود. به عنوان مثال، در خانه، اکثر لوازم خانگی مانند مودم یا شارژر تلفن همراه با جریان DC کار می کنند. ژنراتور خودرو جریان مستقیم را برای شارژ باتری تولید و تبدیل می کند. هر دستگاه قابل حملی از منبع DC تغذیه می شود.

در صنعت از جریان مستقیم در ماشین های جریان مستقیم مانند موتور یا ژنراتور استفاده می شود. در برخی کشورها، خطوط برق DC با ولتاژ بالا وجود دارد.

جریان مستقیم همچنین کاربرد خود را در پزشکی پیدا کرده است، به عنوان مثال در الکتروفورز، یک روش درمانی با استفاده از جریان الکتریکی.

در حمل و نقل ریلی علاوه بر جریان متناوب از جریان مستقیم نیز استفاده می شود. این به دلیل این واقعیت است که موتورهای کششی که دارای مشخصات مکانیکی صلب تر از موتورهای آسنکرون هستند، موتورهای DC هستند.

تاثیر بر بدن انسان

جریان مستقیم، بر خلاف جریان متناوب، برای انسان ایمن تر است. به عنوان مثال، یک جریان کشنده برای یک فرد اگر جریان مستقیم باشد 300 میلی آمپر است و اگر جریان متناوب با فرکانس 50 هرتز باشد، 50-100 میلی آمپر است.