În acest caz, valorile medii ale curentului și tensiunii de-a lungul perioadei sunt egale cu zero. Perioada T P. aşa-numita. cea mai scurtă perioadă de timp (în s), după care se repetă valorile curentului (și tensiunii) (Fig. 1). O caracteristică importantă a fenomenului P. t. frecvența sa f este numărul de perioade în 1 s: f=1/T. În URSS, standard tehnic frecventa f=50 Hz.
Orez. 1. Programul este periodic. AC curent i(t).
Pentru transportul și distribuția energiei electrice. energie preim. Este utilizată tensiune de curent continuu (datorită simplității transformării tensiunii sale fără pierderi de putere aproape). P. t. poate fi îndreptat, de exemplu. PP printr-un redresor, iar apoi cu ajutorul invertoarelor PP este convertit din nou în DC cu o frecvență diferită, reglabilă; Acest lucru face posibilă utilizarea motoarelor PM simple și ieftine (asincrone și sincrone) pentru acționări electrice care necesită un control fluid al vitezei. În comparație cu mașinile cu curent continuu de putere egală, generatoarele și motoarele de curent continuu sunt mai simple ca design, mai ieftine și mai fiabile.
Pentru a caracteriza puterea lui P. t., compararea cf. acţiune termică P. t cu acţiune termică constantă. curent de putere adecvată. Se numește valoarea forței pe care am obținut-o în acest fel. valoare efectivă (sau efectivă), reprezentând matematic valoarea rădăcină pătrată medie a curentului într-o perioadă. Valoarea efectivă a tensiunii U a curentului este determinată în același mod. Ampermetrele și voltmetrele curentului curent măsoară exact valorile efective ale curentului și tensiunii.
În cel mai simplu și extrem. Într-un caz important, valoarea instantanee a forței i P. t se modifică în timpul t conform unei legi sinusoidale: i=Imsin(wt+a), unde Im este amplitudinea curentului, w=2pf este circulara acestuia. frecvența, a este începutul. . Un curent sinusoidal (armonic) este creat de o tensiune sinusoidală u de aceeași frecvență: u=Umsin(wt+b), unde Um este amplitudinea tensiunii, b este începutul. faza (fig. 2).
Orez. 2. Grafice ale tensiunii U și ale curentului i în circuitul de curent alternativ. curent la defazare j.
Valorile efective ale unui astfel de P. t sunt egale cu: I=Im?2»0.707 1m, U=Uт/?2»0.707Um. Pentru curenți sinusoidali care îndeplinesc condițiile de cvasi-staționar (vezi CURENTUL Cvasi-staționar); în viitor, vor fi luați în considerare doar astfel de curenți), legea lui Ohm este valabilă (legea lui Ohm în formă diferențială este valabilă și pentru curenții necvasi-staționari din circuite liniare). Datorită prezenței în circuitul de curent continuu a inductanței L și/sau capacității C între curent i și tensiune, în cazul general apare faza j = b-a, în funcție de parametrii circuitului (r, L, C, unde r este rezistența activă) și frecvența w.
Orez. 3. Schema circuitului și graficele tensiunii și U ale curentului i într-un circuit care conține doar rezistența activă r.
Aceasta este impedanța circuitului oscilator Z/SL, L/CR1 La frecvența de rezonanță (Thomson) = (. bС)~ 1 /* impedanta Z minim la modul. Metoda amplitudinilor complexe generează metoda diagramelor vectoriale (circulare), bazată pe construcția tensiunilor și curenților ca vectori pe planuri complexe, Putere W, alocate în circuitul P. perioada de oscilaţie a produsului și J:
unde este diferența de fază dintre tensiune și curent. Uneori, conceptul de tensiuni și curenți efectivi (eficienți) este introdus astfel încât formula pentru puterea optim absorbită (dată rezistenței) să aibă aceeași formă ca pentru circuitele de curent continuu. actual. Acest optim este atins la valoarea =0. Acest mod este numit convenit. La 0, o parte din putere este „reflectată” înapoi la sursă. Prin urmare, uneori se numește problema coordonării în inginerie electrică. problema „cos optim”.
Pe măsură ce frecvența crește, cea cvasi-staționară își încetează valabilitatea, iar pentru a obține distribuția P. t Ecuațiile lui Maxwell. Pentru a sublinia acest punct, uneori astfel de tokinaze. rapid variabilă (FVT) și preferă să opereze nu cu forțe de curent totale (integrale), ci cu densitățile lor volumetrice j(r,t). Când curg prin corpuri bine conducătoare, BBT-urile au tendința de a apăsa pe suprafețele lor exterioare (efect de piele). În cazul conductivității ideale, acestea sunt distribuite pe suprafața însăși; se numesc astfel de curenti superficiale şi caracterizate prin densităţi de suprafaţă. Densitatea BPT poate fi întotdeauna împărțită în potențial și vortex. Acesta din urmă este responsabil pentru magneții electrici vortex. radiatii electromagnetice energie. Acesta este, în special, utilizat în emițători (antene), unde unghiurile necesare sunt create prin selectarea distribuțiilor BPT adecvate. distribuția câmpurilor de radiații (modele direcționale).
Lit.: Circuite electrice neliniare. câmp, ed. a IV-a, M., 1979; Kasatkin A. S., Nemtsov M. V., Inginerie electrică, ed. a IV-a, M., 1983; Polivanov K. M., Circuite electrice liniare cu constante concentrate, M., 1972.
Enciclopedie fizică. În 5 volume. - M.: Enciclopedia Sovietică. Redactor-șef A. M. Prohorov. 1988 .
Vedeți ce înseamnă „CURENTUL ALTERNAT” în alte dicționare:
În sens larg, un curent electric care variază în timp; într-un curent periodic îngust, valoarea medie a perioadei este zero. Cel mai frecvent utilizat curent alternativ sinusoidal... Dicţionar enciclopedic mare
La început, să dăm o scurtă definiție a curentului electric. Curentul electric este mișcarea ordonată (dirijată) a particulelor încărcate. Actual este mișcarea electronilor într-un conductor, Voltaj- asta îi pune (electronii) în mișcare.
Acum să ne uităm la concepte precum curentul continuu și alternativ și să identificăm diferențele fundamentale ale acestora.
Diferența dintre curentul continuu și curentul alternativ
Principala caracteristică a tensiunii constante este că este constantă atât ca mărime, cât și ca semn. Curentul continuu „curge” într-o singură direcție tot timpul. De exemplu, de-a lungul firelor metalice de la borna pozitivă a sursei de tensiune la cea negativă (în electroliți este creat de ioni pozitivi și negativi). Electronii înșiși se deplasează de la minus la plus, dar chiar înainte de descoperirea electronului, au convenit să presupună că curentul curge de la plus la minus și încă aderă la această regulă în calcule.
Cum diferă curentul alternativ (tensiunea) de curentul continuu? Din numele în sine rezultă că se schimbă. Dar - cum anume? Curentul alternativ se modifică de-a lungul unei perioade atât mărimea, cât și direcția de mișcare a electronilor. În prizele noastre de uz casnic, acesta este un curent cu oscilații sinusoidale (armonice) cu o frecvență de 50 de herți (50 de oscilații pe secundă).
Dacă luăm în considerare un circuit închis folosind un bec ca exemplu, obținem următoarele:
- cu curent constant, electronii vor curge întotdeauna prin bec într-o direcție de la (-) minus la (+) plus
- cu alternanță, direcția de mișcare a electronilor se va modifica în funcție de frecvența generatorului. adică dacă în rețeaua noastră frecvența curentului alternativ este de 50 herți (Hz), atunci direcția mișcării electronilor se va schimba de 100 de ori într-o secundă. Astfel, + și - în soclul nostru schimbă locuri de o sută de ori pe secundă relativ la zero. Acesta este motivul pentru care putem conecta o priză electrică la o priză cu susul în jos și totul va funcționa.
Tensiunea alternativă din priza noastră casnică variază în funcție de o lege sinusoidală. Ce înseamnă? Tensiunea de la zero crește la o valoare de amplitudine pozitivă (maxim pozitiv), apoi scade la zero și continuă să scadă - la o valoare de amplitudine negativă (maximum negativ), apoi crește din nou, trecând prin zero și revine la o valoare de amplitudine pozitivă.
Cu alte cuvinte, cu curent alternativ, sarcina sa se schimbă constant. Aceasta înseamnă că tensiunea este fie 100%, apoi 0%, apoi din nou 100%. Se dovedește că într-o secundă, electronii își schimbă direcția mișcării și polaritatea de 100 de ori, de la pozitiv la negativ (rețineți că frecvența lor este de 50 de herți - 50 de perioade sau oscilații pe secundă?).
Primele rețele electrice au fost curent continuu. Au existat mai multe probleme asociate cu aceasta, una dintre ele a fost complexitatea designului generatorului în sine. Iar alternatorul are un design mai simplu și, prin urmare, este simplu și ieftin de operat.
Faptul este că aceeași putere poate fi transmisă cu tensiune înaltă și curent scăzut, sau invers: cu tensiune joasă și curent mare. Cu cât curentul este mai mare, cu atât secțiunea transversală necesară a firului este mai mare, de exemplu. firul ar trebui să fie mai gros. Pentru tensiune, grosimea firului nu este importantă, atâta timp cât izolatorii sunt buni. Curentul alternativ (spre deosebire de curentul continuu) este pur și simplu mai ușor de convertit.
Și acest lucru este convenabil. Deci, printr-un fir cu o secțiune transversală relativ mică, o centrală electrică poate trimite cinci sute de mii (și uneori până la un milion și jumătate) de volți de energie la un curent de 100 de amperi, practic fără pierderi. Apoi, de exemplu, un transformator de la o stație de oraș va „prelua” 500.000 de volți la un curent de 10 amperi și „da” 10.000 de volți la 500 de amperi rețelei orașului. Iar substațiile raionale transformă deja această tensiune în 220/380 volți la un curent de circa 10.000 de amperi, pentru nevoile zonelor rezidențiale și industriale ale orașului.
Desigur, diagrama este simplificată și se referă la întregul set de substații districtuale din oraș, și nu la oricare în special.
Un computer personal (PC) funcționează pe un principiu similar, dar în direcția opusă. El transformă curentul alternativ în curent continuu și apoi, folosind , își reduce tensiunea la valorile necesare funcționării tuturor componentelor din interior.
La sfârșitul secolului al XIX-lea, electrificarea la nivel mondial ar fi putut lua o altă cale. Thomas Edison (despre care se crede că a inventat una dintre primele lămpi cu incandescență de succes comercial) și-a promovat activ ideea de curent continuu. Și dacă nu ar fi fost cercetarea unei alte persoane remarcabile care a dovedit eficiența curentului alternativ, atunci totul ar fi putut fi diferit.
Ingeniosul sârb Nikola Tesla (care a lucrat pentru Edison de ceva timp) a fost primul care a proiectat și a construit un generator de curent alternativ polifazat, dovedindu-și eficiența și superioritatea față de dezvoltări similare care funcționau cu o sursă constantă de energie.
Acum să ne uităm la „habitatele” curentului continuu și alternativ. Cea permanentă, de exemplu, se găsește în bateria sau bateriile telefonului nostru. Încărcătoarele transformă curentul alternativ din rețea în curent continuu, iar sub această formă ajunge în locurile unde este depozitat (baterii).
Sursele de tensiune DC sunt:
- baterii obișnuite utilizate în diferite dispozitive (lanterne, playere, ceasuri, testere etc.)
- diferite baterii (alcaline, acide etc.)
- generatoare de curent continuu
- alte dispozitive speciale, de exemplu: redresoare, convertoare
- surse de energie de urgență (iluminat)
De exemplu, transportul electric urban funcționează pe curent continuu cu o tensiune de 600 Volți (tramvaie, troleibuze). Pentru metrou este mai mare - 750-825 Volți.
Surse de tensiune AC:
- generatoare
- diverse convertoare (transformatoare)
- rețele electrice de uz casnic (prize de uz casnic)
Am vorbit despre cum și cu ce se măsoară tensiunea continuă și alternativă, iar în final (tuturor celor care citesc articolul până la capăt) vreau să spun o scurtă poveste. Șeful meu mi-a spus-o și o voi repeta din cuvintele lui. Chiar se potrivește subiectului nostru de astăzi!
Odată a plecat într-o călătorie de afaceri cu directorii noștri într-un oraș vecin. Stabiliți relații de prietenie cu IT-ii de acolo :) Și chiar lângă autostradă este un loc atât de minunat: un izvor cu apă curată. Toată lumea se oprește lângă el și primește apă. Aceasta este, într-un fel, deja o tradiție.
Autoritățile locale, după ce au decis să îmbunătățească acest loc, au făcut totul cu cea mai recentă tehnologie: au săpat o groapă dreptunghiulară mare chiar sub izvor, au căptușit-o cu plăci strălucitoare, au instalat un preaplin, iluminat cu LED și s-a dovedit a fi o piscină . Mai departe - mai mult! Izvorul în sine a fost „împachetat” în așchii de granit pătat, având o formă nobilă, o icoană deasupra orificiului de ventilație a fost încorporată sub sticlă - un loc sfânt, se pare!
Iar atingerea finală - am instalat un sistem de alimentare cu apă bazat pe o fotocelulă. Se pare că piscina este întotdeauna plină și „gâlgâie” în ea, dar pentru a trage apă direct din izvor, trebuie să vă aduceți mâinile cu un vas la fotocelula și de acolo „curge” :)
Trebuie să spun că în drum spre sursă, șeful nostru i-a spus unuia dintre directori cât de tare a fost: tehnologii noi, Wi-Fi, fotocelule, scanare a retinei etc. Regizorul era un clasic tehnofob, așa că avea părerea opusă. Și așa, conduc până la izvor, pun mâinile unde ar trebui să fie, dar apa nu curge!
Ei fac asta și asta, dar rezultatul este zero! S-a dovedit că prostește nu era tensiune în rețeaua electrică care alimenta acest sistem shaitan :) Directorul era „călare”! Am făcut mai multe fraze de „control” despre toate aceste tehnologii n...x, aceleași elemente n...x, toate mașinile în general și despre aceasta în special. Am luat o canistra direct din piscină și m-am dus la mașină!
Deci, se dovedește că putem configura orice, „creștem” un server sofisticat, oferim cel mai bun și mai popular serviciu, dar, totuși, cea mai importantă persoană este unchiul Vasya, electricianul într-o jachetă matlasată, care cu o singură mișcare al mâinii poate organiza un complet ignorat din toată această putere tehnică și grație :)
Deci, amintiți-vă: principalul lucru este sursa de alimentare de înaltă calitate. O tensiune bună (alimentare neîntreruptibilă) și stabilă în prize și orice altceva va urma :)
Asta e tot pentru astăzi și până la articolele următoare. Aveți grijă de dumneavoastră! Mai jos este un scurt videoclip pe tema articolului.
curent electric- Aceasta este mișcarea direcționată sau ordonată a particulelor încărcate: electroni în metale, ioni în electroliți și electroni și ioni în gaze. Curentul electric poate fi direct sau alternativ.
Definiția curentului electric continuu, sursele sale
D.C(DC, în engleză Direct Current) este un curent electric ale cărui proprietăți și direcție nu se modifică în timp. Curentul continuu și tensiunea sunt indicate sub forma unei liniuțe orizontale scurte sau a două paralele, dintre care unul este punctat.
Se folosește curent continuuîn mașini și locuințe, în numeroase dispozitive electronice: laptopuri, calculatoare, televizoare etc. Curentul electric măsurat de la priză este transformat în curent continuu folosind o sursă de alimentare sau un transformator de tensiune cu redresor.
Orice unealtă electrică, dispozitiv sau dispozitiv alimentat cu baterii este, de asemenea, un consumator de curent continuu, deoarece o baterie sau un acumulator este exclusiv o sursă de curent continuu, care, dacă este necesar, este transformat în curent alternativ cu ajutorul unor convertoare speciale (invertoare).
Principiul de funcționare al curentului alternativ
AC(AC în engleză Alternating Current) este un curent electric care se modifică în magnitudine și direcție în timp. La aparatele electrice este desemnat convențional printr-un segment de undă sinusoidală „~”.
Uneori după unda sinusoidală pot fi indicate caracteristicile curentului alternativ - frecvență, tensiune, număr de faze.
Curentul alternativ poate fi monofazat sau trifazat, pentru care valorile instantanee ale curentului și tensiunii variază în funcție de o lege armonică.
Caracteristici principale curent alternativ - valoarea tensiunii efective și frecvența.
Vă rugăm să rețineți, ca și în graficul din stânga pentru un curent monofazat, direcția și magnitudinea tensiunii se modifică cu o tranziție la zero pe o perioadă de timp T, iar pe al doilea grafic pentru un curent trifazat există o deplasare a trei sinusoide cu o treime din perioada. Pe graficul din dreapta, faza 1 este indicată de litera „a”, iar a doua de litera „b”. Este bine cunoscut faptul că priza de acasă are 220 de volți. Dar puțini oameni știu că aceasta este valoarea efectivă a tensiunii alternative, dar amplitudinea sau valoarea maximă va fi mai mare cu rădăcina a doi, adică va fi egală cu 311 volți.
Astfel, dacă pentru curentul continuu magnitudinea și direcția tensiunii nu se modifică în timp, atunci pentru curent alternativ tensiunea se schimbă constant în mărime și direcție (graficul de sub zero este direcția opusă).
Și așa am venit la conceptul de frecvenţă este raportul dintre numărul de cicluri (perioade) complete și o unitate de timp a curentului electric în schimbare periodică. Măsurată în Herți. Aici și în Europa frecvența este de 50 Herți, în SUA este de 60 Hz.
Ce înseamnă o frecvență de 50 Herți?Înseamnă că curentul nostru alternativ își schimbă direcția spre opus și înapoi (segmentul T- pe grafic) de 50 de ori pe secundă!
Sursele de curent alternativ sunt toate prizele din casa si tot ce este conectat direct prin fire sau cabluri la tabloul electric. Mulți oameni au o întrebare: de ce nu există curent continuu în priză? Răspunsul este simplu. În rețelele de curent alternativ, valoarea tensiunii este ușor și cu pierderi minime convertită la nivelul necesar folosind un transformator în orice volum. Tensiunea trebuie crescută pentru a putea transmite energie electrică pe distanțe lungi cu pierderi minime la scară industrială. 
De la centrala electrica, unde sunt amplasate generatoare electrice puternice, iese o tensiune de 330.000-220.000, apoi langa casa noastra la o statie de transformare se transforma de la o valoare de 10.000 Volti la o tensiune trifazata de 380 Volti, care vine in bloc. , iar tensiunea monofazată vine în apartamentul nostru, deoarece între tensiunea este de 220 V, iar între fazele opuse din tabloul electric este de 380 Volți.
Și un alt avantaj important al tensiunii alternative este că motoarele de curent alternativ asincron sunt mai simple din punct de vedere structural și funcționează mult mai fiabil decât motoarele de curent continuu.
Cum se face constantă curentul alternativ
Pentru consumatorii care funcționează pe curent continuu, curentul alternativ este convertit folosind redresoare.
Convertor DC la AC
Dacă nu există dificultăți în conversia curentului alternativ în curent continuu, atunci cu conversia inversă totul este mult mai complicat. Acasă pentru asta este utilizat invertorul- Acesta este un generator de tensiune periodică de la o tensiune constantă, de formă apropiată de o sinusoidă.
Curentul este mișcarea electronilor într-o anumită direcție. Este necesar ca electronii să se miște și în dispozitivele noastre. De unde vine curentul din priza?
O centrală electrică transformă energia cinetică a electronilor în energie electrică. Adică, o centrală hidroelectrică folosește apa curentă pentru a roti o turbină. Elicea turbinei rotește o bilă de cupru între doi magneți. Magneții forțează electronii din cupru să se miște, ceea ce face ca electronii din firele care sunt conectate la bila de cupru să se miște, rezultând un curent.
Generatorul este ca o pompă de apă, iar firul este ca un furtun. Generatorul-pompa pompează electroni-apa prin fire-furtunuri.
Curentul alternativ este curentul pe care îl avem în priză. Se numește variabilă deoarece direcția mișcării electronilor este în continuă schimbare. Alimentarea CA de la prize are frecvențe și tensiuni electrice diferite. Ce înseamnă? Prizele rusești au o frecvență de 50 de herți și o tensiune de 220 de volți. Se dovedește că într-o secundă fluxul de electroni schimbă direcția mișcării electronilor și sarcina de la pozitiv la negativ de 50 de ori. Puteți observa o schimbare de direcție în lămpile fluorescente atunci când le aprindeți. În timp ce electronii accelerează, clipește de mai multe ori - aceasta este o schimbare a direcției de mișcare. Și 220 de volți este „presiunea” maximă posibilă cu care electronii se mișcă în această rețea.
În curent alternativ, sarcina este în continuă schimbare. Aceasta înseamnă că tensiunea este fie 100%, apoi 0%, apoi din nou 100%. Dacă tensiunea ar fi 100% constantă, ar fi nevoie de un fir de diametru mare, dar cu sarcină variabilă firele ar putea fi mai subțiri. Este convenabil. O centrală electrică poate trimite milioane de volți printr-un fir mic, apoi un transformator pentru o casă individuală ia, de exemplu, 10.000 de volți și furnizează 220 la fiecare priză.
Curentul continuu este curentul pe care îl aveți în bateria sau bateriile telefonului. Se numește constantă deoarece direcția în care electronii se mișcă nu se schimbă. Încărcătoarele transformă curentul alternativ din rețea în curent continuu, iar sub această formă ajunge în baterii.
