Dipendenza della tensione CC su CA. Corrente elettrica continua e alternata

Sebbene usiamo elettrodomestici ogni giorno nella vita di tutti i giorni, non tutti possono rispondere a come la corrente alternata differisca dalla corrente continua, nonostante ciò sia descritto nel curriculum scolastico. Pertanto, ha senso richiamare i principi di base.

Definizioni generalizzate

Il processo fisico in cui le particelle cariche si muovono in una direzione ordinata (direzionale) è chiamato corrente elettrica. È consuetudine dividerlo in variabile e costante. Nella prima la direzione e la grandezza rimangono invariate, mentre nella seconda queste caratteristiche cambiano secondo un certo schema.

Le definizioni di cui sopra sono notevolmente semplificate, sebbene spieghino la differenza tra corrente elettrica continua e alternata. Per una migliore comprensione di quale sia questa differenza, è necessario dare una rappresentazione grafica di ciascuna di esse, e spiegare anche come si forma la forza elettromotrice variabile nella sorgente. Per fare ciò, rivolgiamoci all'ingegneria elettrica, o meglio ai suoi fondamenti teorici.

Fonti di campi elettromagnetici

Le sorgenti di corrente elettrica di qualsiasi tipo sono di due tipi:

• primaria, con il loro aiuto, l'elettricità viene generata convertendo energia meccanica, solare, termica, chimica o di altro tipo in elettrica;
• secondari, non generano elettricità, ma la convertono, ad esempio, da variabile a costante o viceversa.

L'unica fonte primaria di corrente elettrica alternata è un generatore, uno schema semplificato di tale dispositivo è mostrato nella figura.

Leggenda:

• 1 - senso di rotazione;
• 2 - magnete con poli S e N;
• 3 - campo magnetico;
• 4 - telaio a filo;
• 5 - campi elettromagnetici;
• 6 - contatti ad anello;
• 7 - collezionisti attuali.

Principio di funzionamento

L'energia meccanica viene convertita in energia elettrica dal generatore mostrato in figura come segue:

a causa di un fenomeno come l'induzione elettromagnetica, quando il telaio "4" ruota, posto nel campo magnetico "3" (sorgente tra i diversi poli del magnete "2"), in esso si forma EMF "5". La tensione viene fornita alla rete attraverso i collettori di corrente "7" dai contatti ad anello "6", a cui è collegato il telaio "4".

Video: DC e AC - differenze

Per quanto riguarda l'entità dell'EMF, dipende dalla velocità di attraversamento delle linee di forza "3" dal telaio "4". Per le peculiarità del campo elettromagnetico, la velocità minima di attraversamento, e quindi il valore più basso della forza elettromotrice, sarà nel momento in cui il telaio è in posizione verticale, rispettivamente, il massimo è in quella orizzontale.

Considerando quanto sopra, nel processo di rotazione uniforme, viene indotto un EMF, le cui caratteristiche di grandezza e direzione cambiano con un certo periodo.

Immagini grafiche

Grazie all'utilizzo del metodo grafico è possibile ottenere una rappresentazione visiva delle variazioni dinamiche di varie grandezze. Di seguito è riportato un grafico della variazione di tensione nel tempo per una cella 3336L (4,5 V).

Come puoi vedere, il grafico è una linea retta, ovvero la tensione della sorgente rimane invariata.

Ora forniremo un grafico della dinamica delle variazioni di tensione durante un ciclo (giro completo del telaio) di funzionamento del generatore.

L'asse orizzontale mostra l'angolo di rotazione in gradi, l'asse verticale mostra l'EMF (tensione)

Per chiarezza, mostreremo la posizione iniziale del frame nel generatore, corrispondente al punto di partenza del report sul grafico (0°)

Leggenda:

• 1 - magnete poli S e N;
• 2 - telaio;
• 3 - senso di rotazione del telaio;
• 4 - campo magnetico.

Ora vediamo come cambierà l'EMF durante un ciclo di rotazione del telaio. Nella posizione iniziale, l'EMF sarà zero. Nel corso della rotazione, questo valore inizierà ad aumentare gradualmente, raggiungendo il massimo nel momento in cui il telaio si trova ad un angolo di 90 °. Un'ulteriore rotazione del telaio porterà a una diminuzione dell'EMF, raggiungendo un minimo al momento della rotazione di 180 °.

Continuando il processo, puoi vedere come la forza elettromotrice cambia direzione. La natura dei cambiamenti nell'EMF che hanno cambiato la direzione sarà la stessa. Cioè, inizierà ad aumentare gradualmente, raggiungendo un picco nel punto corrispondente a una rotazione di 270°, dopodiché diminuirà fino a quando il telaio non completa un ciclo di rotazione completo (360°).

Se il grafico viene continuato per diversi cicli di rotazione, vedremo una caratteristica sinusoidale di una corrente elettrica alternata. Il suo periodo corrisponderà a un giro del telaio e l'ampiezza corrisponderà al valore massimo dell'EMF (diretto e inverso).

Passiamo ora a un'altra importante caratteristica della corrente elettrica alternata: la frequenza. Per la sua designazione, viene adottata la lettera latina "f" e la sua unità di misura è hertz (Hz). Questo parametro visualizza il numero di cicli completi (periodi) di modifica EMF entro un secondo.

La frequenza è determinata dalla formula:. Il parametro "T" visualizza il tempo di un ciclo completo (periodo), misurato in secondi. Di conseguenza, conoscendo la frequenza, è facile determinare il tempo del periodo. Ad esempio, nella vita di tutti i giorni viene utilizzata una corrente elettrica con una frequenza di 50 Hz, quindi il tempo del suo periodo sarà di due centesimi di secondo (1/50 = 0,02).

Generatori trifase

Si noti che il modo più economico per ottenere corrente elettrica alternata sarà l'uso di un generatore trifase. Uno schema semplificato della sua costruzione è mostrato in figura.

Come si vede, il generatore utilizza tre bobine poste con un offset di 120 °, collegate da un triangolo (in pratica tale connessione degli avvolgimenti del generatore non viene utilizzata a causa della bassa efficienza). Quando uno dei poli del magnete passa vicino alla bobina, viene indotto un EMF in esso.

Qual è la ragione della varietà delle correnti elettriche

Molti potrebbero avere una domanda ben fondata: perché usare una tale varietà di correnti elettriche, se puoi sceglierne una e renderla standard? Il fatto è che non tutti i tipi di corrente elettrica sono adatti a risolvere un particolare problema.

Ad esempio, daremo le condizioni in cui l'uso della tensione costante non sarà solo non redditizio, ma a volte impossibile:

• il compito di trasmettere la tensione a distanza è più facile da implementare per la tensione alternata;
• è quasi impossibile convertire una corrente elettrica costante per circuiti elettrici dissimili con un livello di consumo indefinito;
• mantenere il livello di tensione richiesto nei circuiti CC è molto più difficile e più costoso di quello CA;
• i motori a tensione alternata sono strutturalmente più semplici ed economici rispetto a quelli a tensione continua. A questo punto, va notato che tali motori (asincroni) hanno un alto livello di corrente di avviamento, che non consente loro di essere utilizzati per risolvere determinati problemi.

Ora forniremo esempi di attività in cui è più opportuno utilizzare una tensione costante:

• per modificare la velocità di rotazione dei motori asincroni, è necessario modificare la frequenza dell'alimentazione di rete, che richiede apparecchiature sofisticate. Per i motori in corrente continua è sufficiente modificare la tensione di alimentazione. Ecco perché sono installati nel trasporto elettrico;
• l'alimentazione di circuiti elettronici, apparecchiature galvaniche e molti altri dispositivi viene effettuata anche da corrente elettrica costante;
• La tensione CC è molto più sicura per l'uomo rispetto alla tensione CA.

Sulla base degli esempi sopra elencati, diventa necessario utilizzare diversi tipi di tensione.

La corrente alternata è un tipo di corrente, la cui direzione del flusso cambia costantemente. Diventa possibile per la presenza di una differenza potenziale che obbedisce alla legge. In termini quotidiani, la forma di una corrente alternata ricorda una sinusoide. La costante è in grado di cambiare in ampiezza, la direzione è la stessa. Altrimenti, otteniamo una corrente alternata. L'interpretazione dei tecnici radiofonici è opposta a quella scolastica. Agli studenti viene detto: corrente costante della stessa ampiezza.

Come viene generata la corrente alternata?

L'inizio della corrente alternata è stato posto da Michael Faraday, i lettori impareranno di più nel testo. Mostrato: i campi elettrico e magnetico sono collegati. La corrente diventa una conseguenza dell'interazione. I generatori moderni funzionano modificando l'entità del flusso magnetico attraverso l'area coperta dall'anello di filo di rame. Qualsiasi conduttore può esserlo. Il rame è selezionato secondo criteri di massima idoneità al minimo costo.

La carica statica è formata principalmente dall'attrito (non l'unico modo), la corrente alternata si verifica a seguito di processi impercettibili all'occhio. Il valore è proporzionale alla velocità di variazione del flusso magnetico attraverso l'area coperta dal contorno.

La storia della scoperta della corrente alternata

Per la prima volta si è prestata attenzione alle correnti alternate per il suo valore commerciale dopo la nascita delle invenzioni ideate da Nikola Tesla. Il conflitto materiale con Edison segnò la forte impronta del destino di entrambi. Quando l'uomo d'affari americano ha ripreso le sue promesse a Nikola Tesla, ha perso molti profitti. Allo scienziato eccezionale non piaceva il trattamento gratuito, il serbo ha inventato un motore a corrente alternata di tipo industriale (ha realizzato l'invenzione molto prima). Le imprese hanno goduto esclusivamente di permanenti. Edison ha promosso l'aspetto specificato.

Tesla ha mostrato per la prima volta che si possono ottenere risultati molto maggiori con la tensione alternata. Soprattutto quando l'energia deve essere trasmessa su lunghe distanze. L'uso di trasformatori può facilmente aumentare la tensione, riducendo drasticamente la perdita di resistenza. Il lato ricevente restituisce i parametri ai loro valori originali. Risparmia molto sullo spessore del filo.

Oggi è dimostrato: la trasmissione in corrente continua è economicamente più redditizia. Tesla ha cambiato il corso della storia. Se uno scienziato avesse inventato dei convertitori DC/DC, il mondo sarebbe apparso diverso.

L'uso attivo della corrente alternata è stato avviato da Nikola Tesla, che ha creato un motore a due fasi. Esperimenti nella trasmissione dell'energia su distanze considerevoli hanno messo a posto i fatti: è scomodo trasferire la produzione nell'area delle cascate del Niagara, è molto più facile stendere una linea fino a destinazione.

Versione scolastica dell'interpretazione della corrente alternata e continua

La corrente alternata presenta una serie di proprietà che distinguono il fenomeno dalla corrente continua. Passiamo prima alla storia della scoperta del fenomeno. Otto von Guericke è considerato l'antenato della corrente alternata nella vita quotidiana dell'umanità. Fu il primo ad accorgersene: cariche naturali di due segni. La corrente può fluire in diverse direzioni. Per quanto riguarda Tesla, l'ingegnere era più interessato alla parte pratica, le lezioni dell'autore menzionano due sperimentatori di origine britannica:

1. William Spottiswood è privato della pagina Wikipedia in lingua russa, la parte nazionale tace sul lavoro con la corrente alternata. Come Georg Ohm, uno scienziato è un matematico di talento, resta da rammaricarsi che sia difficile scoprire cosa stesse facendo esattamente il marito della scienza.
2. James Edward Henry Gordon è molto più vicino alla parte pratica della questione dell'uso dell'elettricità. Ha sperimentato molto con i generatori, ha sviluppato un dispositivo di sua progettazione con una capacità di 350 kW. Ha prestato molta attenzione all'illuminazione, all'alimentazione di fabbriche e impianti.

Si ritiene che i primi alternatori siano stati creati negli anni '30 del XIX secolo. Michael Faraday ha studiato sperimentalmente i campi magnetici. Gli esperimenti hanno suscitato la gelosia di Sir Humphrey Davy, che ha criticato lo studente per plagio. È difficile per i discendenti scoprire la correttezza, resta il fatto: la corrente alternata esiste non reclamata da mezzo secolo. Nella prima metà del 19° secolo fu inventato un motore elettrico (di Michael Faraday). Funzionante alimentato da corrente continua.

Nikola Tesla intuì per la prima volta di realizzare la teoria di Arago di un campo magnetico rotante. Ci sono volute due fasi AC (offset di 90 gradi). Lungo la strada, ha osservato Tesla: sono possibili configurazioni più complesse (testo del brevetto). Più tardi, l'inventore del motore trifase, Dolivo-Dobrovolsky, tentò invano di brevettare l'idea di una mente feconda.

Per molto tempo, la corrente alternata è rimasta non reclamata. Edison si oppose all'introduzione del fenomeno nella vita quotidiana. L'industriale aveva paura di grandi perdite finanziarie.

Nikola Tesla ha studiato macchine elettriche

Perché la corrente alternata viene utilizzata più spesso della corrente continua?

Gli scienziati hanno recentemente dimostrato che è più redditizio trasmettere corrente continua. Le perdite di radiazione di linea sono ridotte. Nikola Tesla ha cambiato il corso dello sviluppo della storia, la verità ha trionfato.

Nikola Tesla: problemi di sicurezza ed efficienza

Nikola Tesla ha visitato una società Edison concorrente che promuove un nuovo fenomeno. Mi sono lasciato trasportare, spesso sperimentato su me stesso. A differenza di Sir Humphrey Davy, che ha accorciato la sua vita inalando vari gas, Tesla ha ottenuto un notevole successo: ha conquistato il traguardo degli 86 anni. Lo scienziato ha scoperto che cambiare la direzione del flusso di corrente a una velocità di oltre 700 volte al secondo rende il processo sicuro per l'uomo.

Durante le sue lezioni, Tesla prese con le mani una lampadina con un filamento di platino, dimostrò il bagliore del dispositivo, facendo passare correnti ad alta frequenza attraverso il proprio corpo. Ha sostenuto che il fenomeno è innocuo, anzi benefico per la salute. La corrente, scorrendo sulla superficie della pelle, pulisce contemporaneamente. Tesla ha affermato che gli sperimentatori dei vecchi tempi (vedi sopra) si sono lasciati sfuggire fenomeni sorprendenti per i motivi indicati:

• Generatori meccanici imperfetti. Il campo rotante è stato utilizzato in senso letterale: con l'aiuto del motore, il rotore è stato fatto girare. Un principio simile non è in grado di produrre correnti ad alta frequenza. Oggi è problematico, nonostante l'attuale livello di sviluppo tecnologico.
• Nel caso più semplice sono stati utilizzati interruttori manuali. Non c'è niente da dire sulle alte frequenze.

Lo stesso Tesla utilizzò il fenomeno della carica e scarica di un condensatore. Intendiamo la catena RC. Quando viene caricato a un certo livello, il condensatore inizia a scaricarsi attraverso la resistenza. I parametri degli elementi determinano la velocità del processo che procede secondo la legge esponenziale. Tesla è privata dell'opportunità di utilizzare metodi per controllare i circuiti con interruttori a semiconduttore. Sono noti i diodi termoionici. Osiamo suggerire che Tesla potrebbe utilizzare i prodotti imitando i diodi zener, operando con un guasto reversibile.

Tuttavia, le questioni di sicurezza sono private del primo posto onorevole. La frequenza di 60 Hz (generalmente accettata dagli USA) è stata suggerita da Nikola Tesla, come ottimale per il funzionamento di motori di sua progettazione. Molto diverso dalla gamma sicura. È più facile costruire un generatore. La corrente alternata supera la corrente continua in entrambi i sensi.

Attraverso l'aria

Fino ad oggi, ci sono controversie senza successo sullo scopritore della radio. Il passaggio di un'onda attraverso l'etere fu scoperto da Hertz, descrivendo le leggi del moto, mostrando un'affinità ottica. Oggi si sa: il campo alternato solca lo spazio. Popov (1895) utilizzò il fenomeno per trasmettere il primo messaggio terrestre "Heinrich Hertz".

Vediamo che gli esperti sono amichevoli tra loro. Quanto rispetto mostra il primo messaggio. La data resta controversa, ogni Stato vuole assegnare il primato indiviso. La corrente alternata crea un campo che si propaga attraverso l'etere.

Oggi sono ben note le bande radiofoniche, le finestre, le pareti dell'atmosfera, i vari media (acqua, gas). La frequenza gioca un ruolo importante. È stato stabilito che ogni segnale può essere rappresentato dalla somma delle oscillazioni sinusoidali elementari (secondo i teoremi di Fourier). L'analisi spettrale opera con le armoniche più semplici. L'effetto totale è considerato come la risultante delle componenti elementari. Un segnale arbitrario viene scomposto dalla trasformata di Fourier.

Le finestre dell'atmosfera sono definite in modo simile. Vedremo le frequenze che passano attraverso lo spessore, buone e cattive. Quest'ultimo non si rivela sempre un effetto negativo. Le microonde utilizzano frequenze a 2,4 GHz, che vengono assorbite dagli urti dal vapore acqueo. Le onde sono inutili per la comunicazione, ma fanno bene alle abilità culinarie!

I nuovi arrivati ​​sono preoccupati per la propagazione dell'onda nell'aria. Discutiamo più in dettaglio l'enigma irrisolto dagli scienziati.

Vibratore Hertz, etere, onda elettromagnetica

La relazione tra campi elettrici e magnetici fu dimostrata per la prima volta nel 1821 da Michael Faraday. Poco dopo hanno mostrato: il condensatore è adatto per creare oscillazioni. Non si può dire che il collegamento tra i due eventi si sia subito realizzato. Felix Savary ha scaricato la bottiglia di Leida attraverso una strozzatura, il cui nucleo era un ago d'acciaio.

Non si sa con certezza cosa stesse cercando di ottenere l'astronomo, il risultato era curioso. A volte l'ago si è rivelato magnetizzato in una direzione, a volte nella direzione opposta. Corrente di generatore dello stesso segno. Lo scienziato ha correttamente concluso: un processo oscillatorio smorzato. Non conoscendo realmente la reattanza induttiva e capacitiva.

La teoria del processo è stata riassunta in seguito. Gli esperimenti sono stati ripetuti da Joseph Henry, William Thompson, che ha determinato la frequenza di risonanza: dove il processo è durato per un periodo di tempo massimo. Il fenomeno ha permesso di descrivere quantitativamente la dipendenza delle caratteristiche del circuito dagli elementi costitutivi (induttanza e capacità). Nel 1861 Maxwell derivò le famose equazioni, una conseguenza è particolarmente importante: "Un campo elettrico alternato ne genera uno magnetico e viceversa".

Appare un'onda, i vettori di induzione sono reciprocamente perpendicolari. Ripetere spazialmente la forma del processo di generazione. L'onda cavalca l'etere. Il fenomeno è stato utilizzato da Heinrich Hertz, spiegando le piastre del condensatore nello spazio, gli aerei sono diventati emettitori. Popov ha indovinato di inserire le informazioni in un'onda elettromagnetica (modulare), che viene utilizzata ovunque oggi. Inoltre, in aria e all'interno della tecnologia dei semiconduttori.

Dove viene utilizzata la corrente alternata?

La corrente alternata è alla base del principio di funzionamento della maggior parte dei dispositivi oggi conosciuti. È più facile dire dove viene applicata la costante, i lettori trarranno conclusioni:

1. La corrente continua viene utilizzata nelle batterie. La variabile genera movimento - non può essere memorizzata dai dispositivi moderni. Quindi, nel dispositivo, l'elettricità viene convertita nella forma desiderata.
2. L'efficienza dei motori a spazzole DC è maggiore. Per questo motivo è vantaggioso utilizzare queste varietà.
3. I magneti agiscono con corrente continua. Ad esempio, citofoni.
4. La tensione costante viene applicata dall'elettronica. La corrente consumata varia entro certi limiti. Nell'industria, si chiama permanente.
5. La tensione costante viene applicata dai CRT per creare potenziale, aumentare l'emissione del catodo. Chiameremo i casi analoghi agli alimentatori per la tecnologia dei semiconduttori, sebbene a volte la differenza sia significativa.

In altri casi, la corrente alternata mostra un vantaggio significativo. I trasformatori sono parte integrante della tecnologia. Anche nella saldatura, la corrente continua non sempre domina, ma qualsiasi attrezzatura moderna di questo tipo ha un inverter. È molto più facile e conveniente ottenere caratteristiche tecniche decenti.

Sebbene storicamente, le cariche statiche siano state le prime ad essere ottenute. Ricordiamo la lana e l'ambra con cui lavorava Talete di Miletsky.

Una delle caratteristiche della corrente è la tensione. In ogni caso, è prodotto da una fonte specifica. Diamo un'occhiata più da vicino a questa grandezza fisica e scopriamo come differisce la tensione costante da quella alternata.

Piccola digressione

Ricordiamo cos'è "corrente". È un fenomeno in cui le particelle cariche si muovono in una direzione specifica. Se questi, diciamo, elettroni o ioni corrono sempre nella stessa direzione, la corrente è chiamata costante. E quando il movimento delle particelle prende periodicamente una direzione diversa, parlano di corrente alternata.

Passiamo al voltaggio. La sua essenza è spesso rivelata per analogia con l'acqua. Quest'ultimo non scorre da solo. Ad esempio, in un tubo inclinato, il fluido si sposta verso il basso sotto l'influenza della gravità. E più alta è l'acqua dal suolo, più energia potenziale ha. È lo stesso con la corrente: le particelle "fluiscono" sotto l'influenza della tensione. Allo stesso tempo, all'inizio del loro viaggio, hanno un grande potenziale e alla fine - meno.

Confronto

Un potenziale maggiore è indicato da un più, un potenziale inferiore è indicato da un meno. Quando parlano della differenza tra tensione costante e tensione alternata, intendono se "+" e "-" rimangono al loro posto quando le particelle cariche si muovono. In caso di tensione costante, la polarità è sempre la stessa. Un esempio qui è una fonte come una batteria. È importante che una tensione di questo tipo sia caratteristica di una corrente continua, schematicamente indicata da una linea retta.

Con una tensione alternata, i potenziali positivo e negativo a ciascuna estremità del conduttore si alternano con il passare del tempo. Un esempio rilevante è una rete elettrica convenzionale, alla quale i dispositivi sono collegati tramite una presa. In questo caso agisce una corrente alternata, rappresentata graficamente da una linea ondulata. La sua frequenza, ad esempio 50 Hz, significa, tra l'altro, quante volte al secondo si alternano il più e il meno relativi alla tensione.

Per comprendere meglio la differenza tra la tensione CC e CA, il seguente diagramma aiuterà:

Il primo grafico mostra che nel tempo (t) la tensione costante (U) mantiene il suo valore. La seconda immagine mostra la dinamica della tensione alternata: è zero, quindi il massimo, quindi il minimo. Allo stesso tempo, si vede chiaramente che tutti i valori vengono periodicamente ripetuti. Va detto che la tensione alternata spesso, ma non sempre, acquisisce i suoi parametri proprio secondo la legge sinusoidale. In altri casi, l'immagine sul grafico ha un aspetto leggermente diverso.

Nonostante il fatto che l'elettricità sia entrata saldamente nella nostra vita, la stragrande maggioranza degli utenti di questa benedizione della civiltà non ha nemmeno una comprensione superficiale di cosa sia la corrente, per non parlare della differenza tra corrente continua e corrente alternata, qual è la differenza tra di loro, e che corrente è in generale. ... Il primo ad essere fulminato fu Alessandro Volta, dopo di che dedicò tutta la sua vita a questo argomento. Diamo e presteremo attenzione a questo argomento per avere un'idea generale della natura dell'elettricità.

Da dove viene la corrente e perché è diversa?

Cercheremo di evitare la fisica complicata e utilizzeremo il metodo delle analogie e delle semplificazioni per considerare questo problema. Ma prima di ciò, ricordiamo il vecchio aneddoto sull'esame, quando uno studente onesto tirò fuori un biglietto "Cos'è la corrente elettrica".

Scusa professore, mi stavo preparando, ma ho dimenticato - ha risposto lo studente onesto. - Come hai potuto! Il professore lo ha rimproverato, sei l'unica persona sulla Terra che lo sapeva! (insieme a)

Questo è uno scherzo, ovviamente, ma c'è un'enorme quantità di verità in esso. Pertanto, non cercheremo gli allori Nobel, ma solo lo scopriremo, corrente alternata e corrente continua, qual è la differenza e quali sono considerate fonti di corrente.

Come base, prenderemo l'ipotesi che la corrente non sia il movimento delle particelle (sebbene il movimento delle particelle cariche trasferisca anche la carica, e quindi crei correnti), ma il movimento (trasferimento) della carica in eccesso nel conduttore da un punto di grande carica (potenziale) a un punto di carica inferiore. Un'analogia è un serbatoio, l'acqua tende sempre ad occupare un livello (equalizzare i potenziali). Se apri un buco nella diga, l'acqua inizierà a scorrere verso il basso, sorgerà una corrente continua. Più grande è il foro, più acqua scorrerà, la corrente aumenterà, così come la potenza e la quantità di lavoro che questa corrente è in grado di svolgere. Se non controllata, l'acqua distruggerà la diga e creerà immediatamente una pianura alluvionale con una superficie piana. Questo è un potenziale cortocircuito di equalizzazione con gravi danni.

Pertanto, una corrente continua appare in una sorgente (di norma, a causa di reazioni chimiche), in cui si verifica una differenza di potenziale in due punti. Il movimento della carica da un valore "+" più alto a un valore "-" inferiore equalizza il potenziale durante la durata della reazione chimica. Il risultato del pieno potenziale di equalizzazione, lo sappiamo - "la batteria del villaggio". Da qui la comprensione del perché La tensione CC e CA differisce in modo significativo nella stabilità delle caratteristiche... La batteria (batteria ricaricabile) consuma energia, quindi la tensione CC diminuirà nel tempo. Per mantenerlo allo stesso livello, vengono utilizzati convertitori aggiuntivi. Inizialmente, l'umanità ha impiegato molto tempo per decidere in che modo la corrente continua differisce dalla corrente alternata per un uso diffuso, il cosiddetto. "Guerra di correnti". Si è conclusa con la vittoria della corrente alternata, non solo perché c'era meno perdita di trasmissione a distanza, ma anche la generazione di corrente continua dalla corrente alternata si è rivelata più facile. Ovviamente la corrente continua così ottenuta (senza sorgente consumabile) ha caratteristiche molto più stabili. Infatti, in questo caso, la tensione alternata e quella continua sono rigidamente connesse, e nel tempo dipendono solo dalla generazione di energia e dalla quantità di consumo.

Pertanto, la corrente continua per sua natura è la comparsa di una carica irregolare nel volume (reazione chimica), che può essere ridistribuita utilizzando fili, collegando un punto di carica alta e bassa (potenziale).

Soffermiamoci su questa definizione come generalmente accettata. Tutte le altre correnti CC (non batterie e accumulatori) sono derivate da una sorgente CA. Ad esempio, in questa immagine, la linea ondulata blu è la nostra corrente continua, come risultato della conversione della corrente alternata.

Presta attenzione ai commenti all'immagine, "un gran numero di circuiti e piastre da collezione". Se il convertitore è diverso, l'immagine sarà diversa. La stessa corrente della linea blu è quasi costante, ma pulsante, ricordiamo questa parola. Qui, a proposito, la corrente continua pura è la linea rossa.

La relazione tra magnetismo ed elettricità

Ora vediamo come differisce la corrente alternata dalla corrente continua, che dipende dal materiale. La cosa più importante - la generazione di corrente alternata non dipende dalle reazioni nel materiale... Lavorando con la galvanica (corrente continua), si è scoperto rapidamente che i conduttori sono attratti l'uno dall'altro come i magneti. La conseguenza è stata la scoperta che un campo magnetico, in determinate condizioni, genera una corrente elettrica. Cioè, il magnetismo e l'elettricità si sono rivelati un fenomeno interconnesso con una trasformazione inversa. Un magnete potrebbe dare corrente a un conduttore e un conduttore con corrente potrebbe essere un magnete. Questa immagine mostra una simulazione degli esperimenti di Faraday, che infatti scoprì questo fenomeno.

Ora l'analogia per la corrente alternata. Il magnete sarà la forza di attrazione e il generatore di corrente sarà una clessidra con acqua. Su una metà dell'orologio scriveremo "su", sull'altra "giù". Giriamo il nostro orologio e vediamo come l'acqua scorre "giù", quando tutta l'acqua è defluita, la giriamo di nuovo e la nostra acqua scorre "su". Nonostante il fatto che abbiamo la corrente disponibile, cambia direzione due volte per ciclo completo. Scientificamente, sembrerà così: la frequenza della corrente dipende dalla frequenza di rotazione del generatore in un campo magnetico. In determinate condizioni, otteniamo una sinusoide pura o solo una corrente alternata con ampiezze diverse.

Ancora! Questo è molto importante per capire come è diverso DC rispetto a AC. In entrambe le analogie, l'acqua scorre in discesa. Ma nel caso della corrente continua, il serbatoio prima o poi si svuoterà e, per la corrente alternata, l'orologio verserà acqua per un tempo molto lungo, è in un volume chiuso. Ma allo stesso tempo, in entrambi i casi, l'acqua scorre a valle. È vero, nel caso della corrente alternata, scorre metà del tempo in discesa, ma in salita. In altre parole, la direzione del movimento della corrente alternata è un valore algebrico, ovvero "+" e "-" cambiano continuamente posizione, mentre la direzione del movimento della corrente rimane invariata. Prova a riflettere e a capire questa differenza. Com'è di moda dire in rete: "Hai capito questo, ora sai tutto".

Qual è la ragione dell'ampia varietà di correnti?

Se capiamo qual è la differenza tra corrente continua e alternata, sorge una domanda naturale: perché ce ne sono così tante, correnti? Sceglieremmo una corrente come standard e tutto sarebbe lo stesso.

Ma, come dice il proverbio, "non tutte le correnti sono ugualmente utili", a proposito, pensiamo a quale corrente è più pericolosa: continua o alternata, se immaginassimo approssimativamente non la natura della corrente, ma piuttosto le sue caratteristiche. L'uomo è un collodio che conduce bene l'elettricità. Un insieme di diversi elementi nell'acqua (siamo al 70% di acqua, se qualcuno non lo sa). Se viene applicata una tensione a un tale collodio - una scossa elettrica, le particelle dentro di noi inizieranno a trasferire la carica. Come dovrebbe essere da un punto ad alto potenziale a un punto a basso potenziale. La cosa più pericolosa è stare a terra, che generalmente è un punto con potenziale infinitamente zero. In altre parole, trasferiremo a terra tutta la corrente, cioè la differenza di carica. Quindi, con una direzione costante di movimento della carica, il processo di equalizzazione del potenziale nel nostro corpo avviene senza intoppi. Passiamo l'acqua attraverso noi stessi come la sabbia. E possiamo tranquillamente "assorbire" molta acqua. Con la corrente alternata, l'immagine è leggermente diversa: tutte le nostre particelle "tireranno" qua e là. La sabbia non sarà in grado di passare l'acqua con calma e il tutto sarà agitato. Pertanto, la risposta alla domanda su quale corrente sia più pericolosa di una risposta costante o alternata è inequivocabile: alternata. Per riferimento, soglia di 300 mA CC pericolosa per la vita. Per la corrente alternata, questi valori dipendono dalla frequenza e iniziano a 35 mA. A una corrente di 50 hertz 100mA. D'accordo, una differenza di 3-10 volte di per sé risponde alla domanda: quale è più pericoloso? Ma questo non è l'argomento principale nella scelta dello standard attuale. Mettiamo in ordine tutto ciò che viene preso in considerazione quando si sceglie il tipo di corrente:

• Erogazione di corrente a lunga distanza... Quasi tutta la corrente continua andrà persa;
• Conversione in circuiti elettrici dissimili con un livello di consumo indefinito. Per la corrente continua è praticamente impossibile risolvere il problema;
• Il mantenimento di una tensione costante per la corrente alternata è due ordini di grandezza più economico rispetto alla corrente continua;
• La conversione dell'energia elettrica in forza meccanica è molto più economica nei motori e nei macchinari a corrente alternata. Tali motori hanno i loro inconvenienti e in alcune zone non possono sostituire i motori in corrente continua;
• Per l'uso di massa, quindi, la corrente continua ha un vantaggio: è più sicura per l'uomo.

Da qui il ragionevole compromesso che l'umanità ha scelto. Non solo un qualche tipo di corrente, ma l'intero insieme di trasformazioni disponibili dalla generazione, consegna al consumatore, distribuzione e utilizzo. Non li elencheremo tutti, ma consideriamo la risposta principale alla domanda dell'articolo, "in che modo la corrente continua differisce dalla corrente alternata" in una parola: caratteristiche. Questa è probabilmente la risposta più corretta per qualsiasi scopo domestico. E per comprendere gli standard, proponiamo di considerare le caratteristiche principali di queste correnti.

Le principali caratteristiche delle correnti utilizzate oggi

Se per la corrente continua dal momento dell'apertura le caratteristiche sono rimaste generalmente invariate, allora con le correnti alternate tutto è molto più complicato. Guarda questa immagine: un modello del flusso di corrente in un sistema trifase dalla generazione al consumo

Dal nostro punto di vista è un modello molto visivo, sul quale è chiaro come riprendere una fase, due o tre. Allo stesso tempo, puoi vedere come arriva al consumatore.

Di conseguenza, abbiamo una catena di generazione, tensione alternata e continua (correnti) nella fase del consumatore. Di conseguenza, più lontano dal consumatore, maggiori sono le correnti e le tensioni. Infatti, nella nostra presa, la più semplice e debole è una corrente alternata monofase, 220V con frequenza fissa di 50 Hz. Solo un aumento della frequenza è in grado di rendere la corrente ad alta frequenza a questa tensione. L'esempio più semplice è nella tua cucina. La stampa a microonde converte una semplice corrente in una ad alta frequenza, che aiuta effettivamente a cucinare. A proposito, rispondiamo alla domanda sulla potenza delle microonde: questa è la quantità di corrente "normale" che converte in correnti ad alta frequenza.

Vale la pena ricordare che qualsiasi conversione di correnti non arriva per niente. Per ottenere la corrente alternata, devi ruotare l'albero con qualcosa. Per ottenere una corrente costante da esso, devi dissipare parte dell'energia sotto forma di calore. Anche le correnti di trasmissione dell'energia devono essere dissipate sotto forma di calore quando vengono consegnate all'appartamento tramite un trasformatore. Cioè, qualsiasi cambiamento nei parametri attuali è accompagnato da perdite. E, naturalmente, le perdite sono accompagnate dalla fornitura di corrente al consumatore. Questa conoscenza apparentemente teorica ci consente di capire da dove provengono i nostri pagamenti in eccesso per l'energia, rimuovendo metà delle domande, perché ci sono 100 rubli sul bancone e 115 nella ricevuta.

Torniamo alle correnti. Abbiamo detto tutto, e sappiamo anche come differisce la corrente continua da quella alternata, quindi ricordiamo quali correnti ci sono in generale.

• DC, la fonte è la fisica delle reazioni chimiche con un cambiamento di carica, può essere ottenuta convertendo una corrente alternata. varietà - corrente impulsiva, che cambia i suoi parametri in un'ampia gamma, ma non cambia la direzione del movimento.
• Corrente alternata... Può essere monofase, bifase o trifase. Standard o alta frequenza. È sufficiente una classificazione così semplice.

Conclusione o ogni corrente ha il suo dispositivo

La foto mostra un generatore di corrente presso l'HPP Sayano-Shushenskaya. E in questa foto è il luogo della sua installazione.

E questa è una normale lampadina.

Non è impressionante la differenza di scala, nonostante il primo sia stato creato, anche per il lavoro del secondo? Se pensi a questo articolo, diventa chiaro che più il dispositivo è vicino a una persona, più spesso viene utilizzata corrente continua. Ad eccezione dei motori in corrente continua e delle applicazioni industriali, questo è davvero uno standard basato proprio sul fatto che abbiamo scoperto quale corrente è più pericolosa della corrente continua o della corrente alternata. Le caratteristiche delle correnti domestiche si basano sullo stesso principio, poiché la corrente alternata 220V 50Hz è un compromesso tra pericolo e perdita. Il prezzo del compromesso sono le protezioni automatiche: dal fusibile all'RCD. Allontanandosi da una persona, ci troviamo nella zona delle caratteristiche transitorie, dove sia le correnti che le tensioni sono più elevate e dove non si tiene conto del pericolo per l'uomo, ma si presta attenzione alle misure di sicurezza - la zona di uso industriale di attuale. Il più lontano dagli esseri umani, anche nell'industria, è la trasmissione e la generazione di energia. Un semplice mortale non ha nulla a che fare qui: questa è la zona di professionisti e specialisti che sanno come gestire questo potere. Ma anche con l'uso dell'elettricità domestica e, naturalmente, quando si lavora con un elettricista, comprendere le basi della natura delle correnti non sarà mai superfluo.

Nonostante il fatto che l'elettricità sia entrata saldamente nella nostra vita, la stragrande maggioranza degli utenti di questa benedizione della civiltà non ha nemmeno una comprensione superficiale di cosa sia la corrente, per non parlare della differenza tra corrente continua e corrente alternata, qual è la differenza tra di loro, e che corrente è in generale. ... Il primo ad essere fulminato fu Alessandro Volta, dopo di che dedicò tutta la sua vita a questo argomento. Diamo e presteremo attenzione a questo argomento per avere un'idea generale della natura dell'elettricità.

Thomas Edison si è rinfrescato un po' a New York con i lampioni e la sua corrente costante. La corrente alternata si alterna periodicamente avanti e indietro. In un secondo, l'elettricità nella nostra rete elettrica si sposta 50 volte! Dopo l'invenzione della corrente continua e della corrente alternata, entrambi gli inventori si sono garantiti a vicenda. Non con le armi, ma con le parole. Hanno persino dei cani collegati alla rete elettrica per mostrare quanto sia pericolosa l'altra elettricità.

Abbiamo bisogno di entrambi i tipi di elettricità perché entrambi hanno i loro vantaggi e svantaggi. È ideale per caricare batterie ricaricabili e batterie ricaricabili. Hanno bisogno di una corrente costante per caricarsi perché la corrente deve sempre alternarsi in una direzione. Questo vale anche per alcuni elettrodomestici. È solo che tutto ciò che riguarda le batterie e le batterie ricaricabili richiede una corrente costante per caricarsi. Ad esempio, una torcia o un laptop con batterie. E tali dispositivi necessitano di corrente continua, ad es. corrente continua.

Da dove viene la corrente e perché è diversa?

Cercheremo di evitare la fisica complicata e utilizzeremo il metodo delle analogie e delle semplificazioni per considerare questo problema. Ma prima di ciò, ricordiamo il vecchio aneddoto sull'esame, quando uno studente onesto tirò fuori un biglietto "Cos'è la corrente elettrica".

Scusa professore, mi stavo preparando, ma ho dimenticato - ha risposto lo studente onesto. - Come hai potuto! Il professore lo ha rimproverato, sei l'unica persona sulla Terra che lo sapeva! (insieme a)

Ma anche la televisione o la radio hanno bisogno di corrente continua. Non possono iniziare con la tensione CA, che richiede sempre corrente CC. Ancora una volta, ci sono dispositivi a cui non importa cosa usi. Le lampadine, ad esempio, stanno navigando su questo sito. Una lampadina è solo un filo che si riscalda e la direzione della corrente non ha importanza. La corrente alternata viene utilizzata con i motori elettrici, cioè con tutti i dispositivi rotanti. Ad esempio, il frullatore sta girando. Oppure, il fornello del fornello può funzionare anche a corrente alternata, che non gira però va scaldata, e poi è come una lampadina, ha filo e calore dentro.

Questo è uno scherzo, ovviamente, ma c'è un'enorme quantità di verità in esso. Pertanto, non cercheremo gli allori Nobel, ma solo lo scopriremo, corrente alternata e corrente continua, qual è la differenza e quali sono considerate fonti di corrente.

Come base, prenderemo l'ipotesi che la corrente non sia il movimento delle particelle (sebbene il movimento delle particelle cariche trasferisca anche la carica, e quindi crei correnti), ma il movimento (trasferimento) della carica in eccesso nel conduttore da un punto di grande carica (potenziale) a un punto di carica inferiore. Un'analogia è un serbatoio, l'acqua tende sempre ad occupare un livello (equalizzare i potenziali). Se apri un buco nella diga, l'acqua inizierà a scorrere verso il basso, sorgerà una corrente continua. Più grande è il foro, più acqua scorrerà, la corrente aumenterà, così come la potenza e la quantità di lavoro che questa corrente è in grado di svolgere. Se non controllata, l'acqua distruggerà la diga e creerà immediatamente una pianura alluvionale con una superficie piana. Questo è un potenziale cortocircuito di equalizzazione con gravi danni.

Ma la corrente alternata ha un vantaggio decisivo, può essere prodotta in grandi quantità nelle centrali elettriche e può essere trasportata molto meglio della corrente continua, poiché le perdite su lunghe distanze sono molto inferiori. Quindi, fuori dalla centrale, cambia la corrente alternata in grandi quantità alla linea di terra, quindi alle scatole di derivazione. Da lì, la corrente alternata viene distribuita alle famiglie e ciò che abbiamo poi utilizzato è risolto da questo dispositivo. Il mixer utilizzerà direttamente la corrente alternata.

Un computer o un televisore convertono prima la corrente alternata in corrente continua. Funziona senza problemi con un cosiddetto convertitore di tensione. Solo grazie al convertitore di tensione possiamo collegare il televisore a fonti di alimentazione convenzionali. Un trasformatore di tensione è già installato per tutti i dispositivi che richiedono corrente continua.

Pertanto, una corrente continua appare in una sorgente (di norma, a causa di reazioni chimiche), in cui si verifica una differenza di potenziale in due punti. Il movimento della carica da un valore "+" più alto a un valore "-" inferiore equalizza il potenziale durante la durata della reazione chimica. Il risultato del pieno potenziale di equalizzazione, lo sappiamo - "la batteria del villaggio". Da qui la comprensione del perché La tensione CC e CA differisce in modo significativo nella stabilità delle caratteristiche... La batteria (batteria ricaricabile) consuma energia, quindi la tensione CC diminuirà nel tempo. Per mantenerlo allo stesso livello, vengono utilizzati convertitori aggiuntivi. Inizialmente, l'umanità ha impiegato molto tempo per decidere in che modo la corrente continua differisce dalla corrente alternata per un uso diffuso, il cosiddetto. "Guerra di correnti". Si è conclusa con la vittoria della corrente alternata, non solo perché c'era meno perdita di trasmissione a distanza, ma anche la generazione di corrente continua dalla corrente alternata si è rivelata più facile. Ovviamente la corrente continua così ottenuta (senza sorgente consumabile) ha caratteristiche molto più stabili. Infatti, in questo caso, la tensione alternata e quella continua sono rigidamente connesse, e nel tempo dipendono solo dalla generazione di energia e dalla quantità di consumo.

La resistenza elettrica è una misura di quanta tensione è necessaria per far passare una corrente specifica attraverso un conduttore. Ciò significa anche che una tensione specifica viene fatta cadere su ciascun resistore nel circuito. In pratica, esistono tre tipi di resistori.

Resistori resistivi nei sistemi AC. ... Al momento ci interessa solo il primo. Quando usiamo un resistore come componente, di solito parliamo di resistenza ohmica, ad es. sulla resistenza che non dipende da temperatura, corrente o tensione. Abbiamo quindi una resistenza costante e questo permette di utilizzare i seguenti esempi di applicazione.

Pertanto, la corrente continua per sua natura è la comparsa di una carica irregolare nel volume (reazione chimica), che può essere ridistribuita utilizzando fili, collegando un punto di carica alta e bassa (potenziale).

Soffermiamoci su questa definizione come generalmente accettata. Tutte le altre correnti CC (non batterie e accumulatori) sono derivate da una sorgente CA. Ad esempio, in questa immagine, la linea ondulata blu è la nostra corrente continua, come risultato della conversione della corrente alternata.

Se lo collegassimo direttamente a una fonte di tensione, sarebbe rotto. Abbiamo appena esaminato la regolazione della tensione e abbiamo anche trovato una soluzione. Solo questa soluzione ha un grave punto debole: quello attuale. Se cambia, cambia anche la tensione che cade attraverso il resistore. Ma c'è anche una soluzione per questo: un partitore di tensione. Questo è quello che sembra.

Perché i cavi ad alta tensione corrono a 300 kV?

Questa è la domanda che mi sono posto ogni volta, o che avrei dovuto fare. La risposta segue dalla legge di Ohm e dalla formula per la potenza. La potenza determina la quantità di potenza richiesta nel tempo. Ciò significa che la corrente viene utilizzata per il nostro alimentatore da 220 V. Ora colleghiamo il nostro dispositivo con un cavo di alimentazione molto lungo con questo connettore. Lo accendiamo e succede: niente. Merita qui di essere menzionato il già citato "restauro interno". Una lunga linea che si collega a una fonte di alimentazione ha una resistenza così elevata, diciamo che a causa di una caduta di tensione in uscita, non c'è tensione per il consumatore.

Presta attenzione ai commenti all'immagine, "un gran numero di circuiti e piastre da collezione". Se il convertitore è diverso, l'immagine sarà diversa. La stessa corrente della linea blu è quasi costante, ma pulsante, ricordiamo questa parola. Qui, a proposito, la corrente continua pura è la linea rossa.

Dato che la potenza non cambia a causa della maggiore tensione sulla linea di giunzione, ciò significa che la corrente scorre lì, quindi questa è la nostra caduta di tensione e quindi quella limitante. E questo è anche il motivo per cui i cavi ad alta tensione trasportano anche 100kV - 300kV. A causa dell'alta tensione e della relativa corrente inferiore, l'influenza delle resistenze interne a volte molto elevate dei cavi è ridotta al minimo. Generale: una definizione è una quantità che indica quanto lavoro o energia è necessaria per spostare un portatore di carica con una specifica carica elettrica in un campo elettrico.

La relazione tra magnetismo ed elettricità

Ora vediamo come differisce la corrente alternata dalla corrente continua, che dipende dal materiale. La cosa più importante - la generazione di corrente alternata non dipende dalle reazioni nel materiale... Lavorando con la galvanica (corrente continua), si è scoperto rapidamente che i conduttori sono attratti l'uno dall'altro come i magneti. La conseguenza è stata la scoperta che un campo magnetico, in determinate condizioni, genera una corrente elettrica. Cioè, il magnetismo e l'elettricità si sono rivelati un fenomeno interconnesso con una trasformazione inversa. Un magnete potrebbe dare corrente a un conduttore e un conduttore con corrente potrebbe essere un magnete. Questa immagine mostra una simulazione degli esperimenti di Faraday, che infatti scoprì questo fenomeno.

Questa definizione è anche più facile da immaginare. Affinché la "corrente" fluisca in un sistema chiuso, è necessaria la tensione come prerequisito. Questa tensione elettrica si riferisce alla forza motrice che consente o fa muovere la carica. Riepilogo fino ad oggi: Se nessuna sorgente di corrente o tensione è caricata dal carico, non c'è flusso di corrente e quindi non c'è caduta di tensione. La tensione a circuito aperto può essere misurata attraverso i terminali della sorgente di corrente. Se un carico è collegato alla sorgente di corrente o di tensione, la corrente scorre e la tensione a circuito aperto originale viene suddivisa tra la resistenza di carico e la resistenza interna della sorgente di tensione.

Ora l'analogia per la corrente alternata. Il magnete sarà la forza di attrazione e il generatore di corrente sarà una clessidra con acqua. Su una metà dell'orologio scriveremo "su", sull'altra "giù". Giriamo il nostro orologio e vediamo come l'acqua scorre "giù", quando tutta l'acqua è defluita, la giriamo di nuovo e la nostra acqua scorre "su". Nonostante il fatto che abbiamo la corrente disponibile, cambia direzione due volte per ciclo completo. Scientificamente, sembrerà così: la frequenza della corrente dipende dalla frequenza di rotazione del generatore in un campo magnetico. In determinate condizioni, otteniamo una sinusoide pura o solo una corrente alternata con ampiezze diverse.

Questo capitolo discuterà ora i termini "sorgente di tensione" e sorgente di corrente. Sorgente di tensione: i termini "sorgente di corrente" e "sorgente di tensione" non devono essere confusi tra loro. In linea di principio, le sorgenti di corrente e tensione hanno proprietà opposte. Una sorgente di tensione funge da sorgente di energia elettrica che fornisce una corrente elettrica a seconda del carico collegato, ma non può essere confusa con una sorgente di corrente. Una caratteristica importante della sorgente di tensione è che la tensione è solo bassa o, nel caso del modello di sorgente di tensione ideale, non dipende dalla corrente elettrica ricevuta.

Ancora! Questo è molto importante per capire come è diverso DC rispetto a AC. In entrambe le analogie, l'acqua scorre in discesa. Ma nel caso della corrente continua, il serbatoio prima o poi si svuoterà e, per la corrente alternata, l'orologio verserà acqua per un tempo molto lungo, è in un volume chiuso. Ma allo stesso tempo, in entrambi i casi, l'acqua scorre a valle. È vero, nel caso della corrente alternata, scorre metà del tempo in discesa, ma in salita. In altre parole, la direzione del movimento della corrente alternata è un valore algebrico, ovvero "+" e "-" cambiano continuamente posizione, mentre la direzione del movimento della corrente rimane invariata. Prova a riflettere e a capire questa differenza. Com'è di moda dire in rete: "Hai capito questo, ora sai tutto".

Poiché la proprietà essenziale della sorgente di corrente è che la corrente è solo bassa, o nel modello di una sorgente di corrente ideale nel telaio, non dipende dalla tensione elettrica. Esempi di sorgenti di tensione sono batterie, celle solari e generatori e, a differenza delle sorgenti di corrente, non forniscono corrente continua, ma tensione continua. In genere, le sorgenti di corrente vengono create utilizzando una sorgente di tensione e convertendola in una sorgente di corrente utilizzando un circuito adatto.

All'interno del termine "sorgente di tensione" può ancora essere suddiviso in sorgente di tensione ideale e reale. Una sorgente di tensione ideale è una sorgente che genera una tensione costante indipendente dalla corrente e dai carichi collegati. Le sorgenti di tensione reali possono essere pensate come una sorgente di tensione ideale che fornisce tensione senza carico e dipende dalla resistenza interna, in modo che il profilo di tensione su una sorgente di tensione reale dipenda dalla corrente assorbita.

Qual è la ragione dell'ampia varietà di correnti?

Se capiamo qual è la differenza tra corrente continua e alternata, sorge una domanda naturale: perché ce ne sono così tante, correnti? Sceglieremmo una corrente come standard e tutto sarebbe lo stesso.

Ma, come dice il proverbio, "non tutte le correnti sono ugualmente utili", a proposito, pensiamo a quale corrente è più pericolosa: continua o alternata, se immaginassimo approssimativamente non la natura della corrente, ma piuttosto le sue caratteristiche. L'uomo è un collodio che conduce bene l'elettricità. Un insieme di diversi elementi nell'acqua (siamo al 70% di acqua, se qualcuno non lo sa). Se viene applicata una tensione a un tale collodio - una scossa elettrica, le particelle dentro di noi inizieranno a trasferire la carica. Come dovrebbe essere da un punto ad alto potenziale a un punto a basso potenziale. La cosa più pericolosa è stare a terra, che generalmente è un punto con potenziale infinitamente zero. In altre parole, trasferiremo a terra tutta la corrente, cioè la differenza di carica. Quindi, con una direzione costante di movimento della carica, il processo di equalizzazione del potenziale nel nostro corpo avviene senza intoppi. Passiamo l'acqua attraverso noi stessi come la sabbia. E possiamo tranquillamente "assorbire" molta acqua. Con la corrente alternata, l'immagine è leggermente diversa: tutte le nostre particelle "tireranno" qua e là. La sabbia non sarà in grado di passare l'acqua con calma e il tutto sarà agitato. Pertanto, la risposta alla domanda su quale corrente sia più pericolosa di una risposta costante o alternata è inequivocabile: alternata. Per riferimento, soglia di 300 mA CC pericolosa per la vita. Per la corrente alternata, questi valori dipendono dalla frequenza e iniziano a 35 mA. A una corrente di 50 hertz 100mA. D'accordo, una differenza di 3-10 volte di per sé risponde alla domanda: quale è più pericoloso? Ma questo non è l'argomento principale nella scelta dello standard attuale. Mettiamo in ordine tutto ciò che viene preso in considerazione quando si sceglie il tipo di corrente:

Visualizzazione di due termini: primo, scoprire di nuovo la corrente e la tensione. Più forti sono le due parti, più forte è la forza che agisce tra di loro e più forte è la tensione. Le due sorgenti di corrente e le sorgenti di tensione possono essere spiegate con un esempio frivolo. Un lago di montagna sembra rappresentare la tensione in senso trasposto. Più alto è il lago, maggiore è lo stress. Ora l'acqua del lago di montagna viene convogliata a valle attraverso i tubi. C'è un gasdotto dal lago di montagna alla valle.

L'acqua può essere pensata come un elettrone. Se un tubo è aperto in cima a un lago di montagna, l'acqua scorre lungo il tubo, che è una corrente nel senso trasposto. Ciò significa che più acqua c'è nel lago, più acqua "fluirà" verso il basso. Naturalmente, c'è resistenza alla sorgente di tensione o alla sorgente di corrente. Anche questo può essere immaginato. Nell'esempio mostrato, il diametro del tubo sarà la resistenza. Più stretto è il tubo, meno acqua può scorrere. Il tubo stretto fornisce resistenza al flusso d'acqua.

• Erogazione di corrente a lunga distanza... Quasi tutta la corrente continua andrà persa;
• Conversione in circuiti elettrici dissimili con un livello di consumo indefinito. Per la corrente continua è praticamente impossibile risolvere il problema;
• Il mantenimento di una tensione costante per la corrente alternata è due ordini di grandezza più economico rispetto alla corrente continua;
• La conversione dell'energia elettrica in forza meccanica è molto più economica nei motori e nei macchinari a corrente alternata. Tali motori hanno i loro inconvenienti e in alcune zone non possono sostituire i motori in corrente continua;
• Per l'uso di massa, quindi, la corrente continua ha un vantaggio: è più sicura per l'uomo.

Da qui il ragionevole compromesso che l'umanità ha scelto. Non solo un qualche tipo di corrente, ma l'intero insieme di trasformazioni disponibili dalla generazione, consegna al consumatore, distribuzione e utilizzo. Non li elencheremo tutti, ma consideriamo la risposta principale alla domanda dell'articolo, "in che modo la corrente continua differisce dalla corrente alternata" in una parola: caratteristiche. Questa è probabilmente la risposta più corretta per qualsiasi scopo domestico. E per comprendere gli standard, proponiamo di considerare le caratteristiche principali di queste correnti.

Matematicamente, i due termini possono essere combinati. Lago di montagna: spessore del tubo = flusso d'acqua. Corrente continua, corrente alternata, tensione continua, tensione alternata - vengono spiegate brevemente le variabili elettriche. Con un oscilloscopio. Batterie come sorgenti di tensione continua.

Trasmissione di energia elettrica tramite linee a corrente alternata. Diagramma della tensione continua. Diagramma della tensione alternata. Corrente elettrica per un breve periodo La corrente elettrica muove i portatori di carica, possono avere sia cariche negative che positive. In un metallo, gli elettroni possono muoversi liberamente. Si muovono perché eccitati da un campo elettrico. La misura dell'intensità della corrente è la corrente elettrica. Si misura in "Ampere", abbreviato in A.

Le principali caratteristiche delle correnti utilizzate oggi

Se per la corrente continua dal momento dell'apertura le caratteristiche sono rimaste generalmente invariate, allora con le correnti alternate tutto è molto più complicato. Guarda questa immagine: un modello del flusso di corrente in un sistema trifase dalla generazione al consumo

La tensione elettrica è brevemente spiegata. Se ad un certo punto abbiamo molte cariche positive, il loro campo elettrico è attraente per gli elettroni, vogliono passare a cariche positive. Più cariche positive ci sono, più forte è la forza che spinge gli elettroni. Viene definita una misura per la quantità di cariche elettriche, questa è "tensione elettrica". Indica semplicemente la differenza di cariche elettriche tra i due punti.

Perché la corrente fluisca, ci deve essere tensione. Cos'è la polarità? La tensione elettrica ha due poli: un polo positivo positivo e un polo negativo negativo. C'è un deficit elettronico al polo positivo, gli elettroni vogliono migrare verso questo polo positivo. Si osserva un eccesso di elettroni al polo negativo, gli elettroni vengono respinti dal polo negativo. La polarità viene talvolta utilizzata al posto della polarità. Che cos'è una sorgente di tensione? La sorgente di tensione è un componente bipolare, tra i due poli del quale è presente una tensione elettrica.

Dal nostro punto di vista è un modello molto visivo, sul quale è chiaro come riprendere una fase, due o tre. Allo stesso tempo, puoi vedere come arriva al consumatore.

Di conseguenza, abbiamo una catena di generazione, tensione alternata e continua (correnti) nella fase del consumatore. Di conseguenza, più lontano dal consumatore, maggiori sono le correnti e le tensioni. Infatti, nella nostra presa, la più semplice e debole è una corrente alternata monofase, 220V con frequenza fissa di 50 Hz. Solo un aumento della frequenza è in grado di rendere la corrente ad alta frequenza a questa tensione. L'esempio più semplice è nella tua cucina. La stampa a microonde converte una semplice corrente in una ad alta frequenza, che aiuta effettivamente a cucinare. A proposito, rispondiamo alla domanda sulla potenza delle microonde: questa è la quantità di corrente "normale" che converte in correnti ad alta frequenza.

Vale la pena ricordare che qualsiasi conversione di correnti non arriva per niente. Per ottenere la corrente alternata, devi ruotare l'albero con qualcosa. Per ottenere una corrente costante da esso, devi dissipare parte dell'energia sotto forma di calore. Anche le correnti di trasmissione dell'energia devono essere dissipate sotto forma di calore quando vengono consegnate all'appartamento tramite un trasformatore. Cioè, qualsiasi cambiamento nei parametri attuali è accompagnato da perdite. E, naturalmente, le perdite sono accompagnate dalla fornitura di corrente al consumatore. Questa conoscenza apparentemente teorica ci consente di capire da dove provengono i nostri pagamenti in eccesso per l'energia, rimuovendo metà delle domande, perché ci sono 100 rubli sul bancone e 115 nella ricevuta.

Torniamo alle correnti. Abbiamo detto tutto, e sappiamo anche come differisce la corrente continua da quella alternata, quindi ricordiamo quali correnti ci sono in generale.

• DC, la fonte è la fisica delle reazioni chimiche con un cambiamento di carica, può essere ottenuta convertendo una corrente alternata. varietà - corrente impulsiva, che cambia i suoi parametri in un'ampia gamma, ma non cambia la direzione del movimento.
• Corrente alternata... Può essere monofase, bifase o trifase. Standard o alta frequenza. È sufficiente una classificazione così semplice.

Conclusione o ogni corrente ha il suo dispositivo

La foto mostra un generatore di corrente presso l'HPP Sayano-Shushenskaya. E in questa foto è il luogo della sua installazione.

E questa è una normale lampadina.

Non è impressionante la differenza di scala, nonostante il primo sia stato creato, anche per il lavoro del secondo? Se pensi a questo articolo, diventa chiaro che più il dispositivo è vicino a una persona, più spesso viene utilizzata corrente continua. Ad eccezione dei motori in corrente continua e delle applicazioni industriali, questo è davvero uno standard basato proprio sul fatto che abbiamo scoperto quale corrente è più pericolosa della corrente continua o della corrente alternata. Le caratteristiche delle correnti domestiche si basano sullo stesso principio, poiché la corrente alternata 220V 50Hz è un compromesso tra pericolo e perdita. Il prezzo del compromesso sono le protezioni automatiche: dal fusibile all'RCD. Allontanandosi da una persona, ci troviamo nella zona delle caratteristiche transitorie, dove sia le correnti che le tensioni sono più elevate e dove non si tiene conto del pericolo per l'uomo, ma si presta attenzione alle misure di sicurezza - la zona di uso industriale di attuale. Il più lontano dagli esseri umani, anche nell'industria, è la trasmissione e la generazione di energia. Un semplice mortale non ha nulla a che fare qui: questa è la zona di professionisti e specialisti che sanno come gestire questo potere. Ma anche con l'uso dell'elettricità domestica e, naturalmente, quando si lavora con un elettricista, comprendere le basi della natura delle correnti non sarà mai superfluo.

DC (corrente continua) –è il movimento ordinato di particelle cariche in una direzione. In altre parole
le grandezze che caratterizzano una corrente elettrica, come la tensione o la corrente, sono costanti sia in valore che in direzione.

In una sorgente di corrente continua, come una batteria a penna convenzionale, gli elettroni si spostano da meno a più. Ma storicamente, la direzione da più a meno è considerata la direzione tecnica della corrente.

Per la corrente continua, si applicano tutte le leggi fondamentali dell'ingegneria elettrica come la legge di Ohm e le leggi di Kirchhoff.

Storia

Inizialmente, era chiamata corrente continua - corrente galvanica, poiché era stata ottenuta per la prima volta utilizzando una reazione galvanica. Poi, alla fine del XIX secolo, Thomas Edison tentò di organizzare la trasmissione della corrente continua sulle linee elettriche. Allo stesso tempo, il cosiddetto "Guerra di correnti", in cui si poteva scegliere tra corrente alternata e continua come corrente principale. Sfortunatamente, la corrente continua ha "perso" questa "guerra" perché, a differenza della corrente alternata, la corrente continua comporta grandi perdite di potenza durante la trasmissione a distanza. La corrente alternata può essere facilmente trasformata e quindi trasmessa a grandi distanze.

Sorgenti CC

Le fonti di corrente continua possono essere batterie o altre fonti in cui la corrente appare a causa di una reazione chimica (ad esempio una batteria a dito).

Inoltre, le sorgenti di corrente continua possono essere un generatore di corrente continua, in cui la corrente viene generata a causa di
il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, e quindi rettificato con l'aiuto di un collettore.

La corrente continua può essere ottenuta rettificando la corrente alternata. Per questo, ci sono vari raddrizzatori e convertitori.

Applicazione

La corrente continua è ampiamente utilizzata nei circuiti e nei dispositivi elettrici. Ad esempio, a casa, la maggior parte degli elettrodomestici, come un modem o un caricabatterie per cellulari, funzionano a corrente continua. Il generatore per auto genera e converte la corrente continua per caricare la batteria. Qualsiasi dispositivo portatile è alimentato da una fonte di alimentazione CC.

Nell'industria, la corrente continua viene utilizzata nelle macchine CC come motori o generatori. In alcuni paesi sono presenti linee di trasmissione CC ad alta tensione.

La corrente continua ha anche trovato la sua applicazione in medicina, ad esempio nell'elettroforesi, una procedura di trattamento che utilizza una corrente elettrica.

Nel trasporto ferroviario, oltre alla corrente alternata, viene utilizzata anche la corrente continua. Ciò è dovuto al fatto che i motori di trazione, che hanno caratteristiche meccaniche più rigide di quelli asincroni, sono motori in corrente continua.

Effetto sul corpo umano

La corrente continua, contrariamente alla corrente alternata, è più sicura per l'uomo. Ad esempio, una corrente letale per una persona è 300 mA se è una corrente costante e se una corrente alternata con una frequenza di 50 Hz, quindi 50-100 mA.