O variabilă este un curent a cărui modificare în mărime și direcție se repetă periodic la intervale regulate T.
În domeniul producției, transportului și distribuției energiei electrice, curentul alternativ prezintă două avantaje principale față de curentul continuu:
1) capacitatea (cu ajutorul transformatoarelor) de a crește și reduce tensiunea în mod simplu și economic, aceasta este esențială pentru transmiterea energiei pe distanțe lungi.
2) simplitate mai mare a dispozitivelor cu motor electric și, în consecință, costul lor mai mic.
Se numește valoarea unei variabile (curent, tensiune, EMF) în orice moment t valoare instantanee și se notează cu litere mici (curent i, tensiune u, EMF - e).
Se numesc cea mai mare dintre valorile instantanee ale curenților, tensiunilor sau EMF care variază periodic maxim sau amplitudine valori și sunt desemnate cu majuscule cu indicele „m” (I m, U m).
Cel mai mic interval de timp după care valorile instantanee ale unei variabile (curent, tensiune, EMF) sunt repetate în aceeași secvență se numește perioadă T și totalitatea modificărilor care au loc în perioada - ciclu.
Reciproca perioadei se numește frecvență și se notează cu litera f.
Acestea. frecvență - numărul de perioade într-o secundă.
Unitatea de frecvență este 1 / sec - numită hertz (Hz). Unitățile mai mari de frecvență sunt kiloherți (kHz) și megaherți (MHz).
Primirea curentului sinusoidal alternativ.
Curenții și tensiunile alternative în tehnologie tind să fie obținute după cea mai simplă lege periodică - sinusoidale. Deoarece sinusoida este singura funcție periodică care are o derivată similară cu ea însăși, drept urmare forma curbelor de tensiune și curent în toate legăturile circuitului electric este aceeași, ceea ce simplifică foarte mult calculele.
Pentru obţinerea curenţilor de frecvenţă industrială se folosesc alternatoare a cărui activitate se bazează pe legea inducției electromagnetice, conform căreia atunci când o buclă închisă se mișcă într-un câmp magnetic, în ea ia naștere un curent.
Schema celui mai simplu alternator
Alternatoarele de mare putere, proiectate pentru tensiuni de 3 - 15 kV, sunt realizate cu o înfășurare fixă pe statorul mașinii și un electromagnet-rotor rotativ. Cu acest design, este mai ușor să izolați în mod fiabil firele înfășurării staționare și este mai ușor să deviați curentul într-un circuit extern.
O rotație a rotorului unui generator cu doi poli corespunde unei perioade a EMF variabilă indusă pe înfășurarea acestuia.
Dacă rotorul face n rotații pe minut, atunci frecvența EMF indusă
.
pentru că în timp ce viteza unghiulară a generatorului este 
, apoi între acesta și frecvența indusă de EMF există o relație 
.
Fază. Schimbarea de fază.
Să presupunem că generatorul are două ture identice la ancoră, deplasate în spațiu. Când armătura se rotește în spire, se induce EMF de aceeași frecvență și cu aceleași amplitudini, deoarece buclele se rotesc cu aceeași viteză în același câmp magnetic. Dar din cauza deplasării bobinelor în spațiu, EMF nu atinge semnele de amplitudine în același timp.
Dacă în momentul începerii timpului (t = 0) tura 1 este situată în raport cu planul neutru într-un unghi 
, și întoarceți 2 într-un unghi 
... Acesta este EMF indus în prima buclă:
iar in al doilea:
În momentul numărătorii inverse:
Unghiuri electrice 
și 
se numesc valorile determinante ale EMF la momentul inițial de timp fazele inițiale.
Se numește diferența dintre fazele inițiale a două mărimi sinusoidale de aceeași frecvență unghiul de fază .
Este considerată valoarea pentru care valorile zero (după care se iau valori pozitive) sau valorile pozitive ale amplitudinii sunt atinse mai devreme decât celelalte. conducând în fază, și cel în care aceleași valori sunt atinse ulterior - rămânând în urmă în fază.
Dacă două mărimi sinusoidale ating simultan amplitudinea și valorile zero, atunci ei spun că mărimile în fază
... Dacă unghiul de fază al valorilor sinusoidale este 180 0 
apoi spun că se schimbă în antifaza.
La început, să dăm o scurtă definiție a curentului electric. Mișcarea ordonată (dirijată) a particulelor încărcate se numește curent electric. Actual este mișcarea electronilor într-un conductor, Voltaj este ceea ce îi pune (electronii) în mișcare.
Acum vom lua în considerare concepte precum curentul continuu și alternativ și vom identifica 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 borna negativă (ionii pozitivi și negativi o creează în electroliți). 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.
Care este diferența dintre curentul alternativ (tensiune) și curentul continuu? Din numele în sine rezultă că se schimbă. Dar cum anume? Curentul alternativ se modifică în timpul perioadei atât mărimea, cât și direcția de mișcare a electronilor. În prizele noastre de uz casnic, acesta este un curent cu oscilații sinusoidale (armonice) la o frecvență de 50 de herți (50 de oscilații pe secundă).
Dacă luăm în considerare un circuit închis folosind exemplul unui bec, atunci obținem următoarele:
- cu un curent constant, electronii vor curge prin bec întotdeauna într-o direcție de la (-) minus la (+) plus
- cu direcția variabilă de mișcare a electronilor se va modifica în funcție de frecvența generatorului. adică dacă în rețeaua noastră frecvența curentului alternativ este de 50 hertzi (Hz), atunci direcția de mișcare a electronilor în 1 secundă se va schimba de 100 de ori. Astfel, + și - din priza noastră sunt schimbate de o sută de ori pe secundă. relativ la zero... Acesta este motivul pentru care putem pune ștecherul cu capul în jos și totul va funcționa.
Tensiunea de curent alternativ din priza noastră casnică se modifică într-o manieră sinusoidală. Ce înseamnă? Tensiunea crește de la zero 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 100%, apoi 0%, apoi din nou 100%. Se dovedește că, într-o secundă, electronii își schimbă direcția de mișcare și polaritatea de 100 de ori, de la pozitiv la negativ (rețineți că frecvența lor este de 50 hertzi - 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 fiind complexitatea designului generatorului în sine. Iar alternatorul are un design mai simplu și, prin urmare, este simplu și ieftin de operat.
Cert este că aceeași putere poate fi transmisă cu tensiune înaltă și curent scăzut, sau invers: tensiune joasă și curent mare. Cu cât curentul este mai mare, cu atât este necesară secțiunea transversală a firului mai mare, de exemplu. firul ar trebui să fie mai gros. Pentru tensiune, grosimea firului nu este importantă, ar exista izolatori 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 de 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, transformatorul unei substații din 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 regionale transformă deja această tensiune în 220/380 volți la un curent de aproximativ 10.000 de amperi, pentru nevoile zonelor rezidențiale și industriale ale orașului.
Desigur, diagrama este simplificată și ne referim la întregul set de substații regionale din oraș, și nu una anume.
Un computer personal (PC) funcționează pe un principiu similar, dar în direcția opusă. El transformă curentul alternativ în curent continuu și apoi, cu ajutor, își scade tensiunea la valorile necesare funcționării tuturor componentelor din interior.
La sfârșitul secolului al XIX-lea, electrificarea mondială ar fi putut să meargă pe altă direcție. Thomas Edison (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 studiile unei alte persoane remarcabile care au dovedit eficiența curentului alternativ, atunci totul ar putea fi diferit.
Ingeniosul sârb Nikola Tesla (care a lucrat pentru Edison de ceva timp) a fost primul care a proiectat și a construit un alternator multifazic, dovedindu-și eficiența și avantajul față de proiecte similare care funcționau cu o sursă constantă de energie.
Acum să ne uităm la „habitatele” AC și DC. Cea permanentă, de exemplu, se află în acumulatorul de telefon sau bateriile noastre. Încărcătoarele transformă curentul alternativ din rețea în curent continuu și deja în această formă apare în locurile de stocare (baterii).
Sursele de tensiune constantă sunt:
- baterii obișnuite utilizate în diverse 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 un curent continuu de 600 de volți (tramvaie, troleibuze). Pentru metrou, este mai mare - 750-825 Volți.
Surse de tensiune alternativă:
- generatoare
- diverse convertoare (transformatoare)
- prize electrice de uz casnic (prize de uz casnic)
Am vorbit despre cum și cum se măsoară tensiunea continuă și alternativă, iar în final (tuturor celor care au citit articolul până la sfârșit) vreau să spun o scurtă poveste. Șeful meu mi-a spus-o și o voi repeta din cuvintele lui. În mod dureros, ea se potrivește subiectului nostru de astăzi!
Odată a plecat într-o călătorie de afaceri cu directorii noștri într-un oraș vecin. Pentru a stabili relații de prietenie cu IT-schnicks locali :) Și chiar lângă autostradă există un loc atât de minunat: un izvor cu apă curată. Toată lumea trebuie să se oprească în apropiere și să colecteze apă. Acesta este un fel de tradiție.
Autoritățile locale, după ce au decis să îmbunătățească acest loc, au făcut totul conform tehnologiei de ultimă oră: au săpat o gaură dreptunghiulară mare chiar sub fontanelă, au căptușit-o cu plăci strălucitoare, au făcut un preaplin, iluminare din spate cu LED, piscina sa dovedit. Mai departe mai mult! Izvorul în sine a fost „împachetat” în firimituri marcate de granit, i-a dat o formă nobilă, icoana de deasupra orificiului de ventilație de sub sticlă a fost încorporată - un loc sfânt, se pare!
Iar atingerea finală - am instalat un sistem de alimentare cu apă pe o fotocelulă. Se dovedește că piscina este mereu plină și „gâlgâie” în ea, iar pentru a trage apa direct din fontanelă, trebuie să-ți aduci mâinile cu vasul 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 retinei etc. Regizorul era un tehnofob clasic, așa că a avut părerea opusă. Și așa, conduc până la fontanelă, își aduc mâinile unde ar trebui, dar apa nu curge!
Sunt așa și așa, dar rezultatul este zero! S-a dovedit ca in reteaua electrica care alimenta acest shaitan-sistem nu exista o tensiune stupida :) Directorul era „pe cal”! Am renunțat la mai multe fraze de „control” despre toate aceste n... x tehnologii, aceleași n... x elemente, toate mașinile în general și despre aceasta în special. Am luat recipientul direct din piscină și m-am dus la mașină!
Așadar, se dovedește că putem configura orice, „să ridicăm” un server elegant, să oferim cel mai bun și solicitat serviciu, dar, totuși, cea mai importantă persoană este unchiul Vasya, electricianul într-o jachetă matlasată, care cu o singură mișcare de mâna lui poate organiza o săritură completă din toată această putere și grație tehnică :)
Așa că nu uitați: principalul lucru este sursa de alimentare de calitate. Tensiune bună (alimentare neîntreruptibilă) și stabilă în prize și orice altceva va urma :)
Pentru astăzi avem totul până la următoarele articole. Ai grijă de tine! Mai jos este un scurt videoclip pe tema articolului.
Electricitate- este mișcarea direcționată sau ordonată a particulelor încărcate: electroni în metale, în electroliți - ioni și în gaze - electroni și ioni. Curentul electric poate fi constant sau alternativ.
Determinarea curentului electric continuu, sursele acestuia
DC(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 linii orizontale scurte sau a două linii paralele, dintre care una este întreruptă.
Curent constant utilizatîn mașini și în locuințe, în numeroase dispozitive electronice: laptopuri, calculatoare, televizoare etc. Curentul electric măsurat de la priză este transformat în curent continuu cu ajutorul unei surse de alimentare sau a unui 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 transformată în curent alternativ cu ajutorul unor convertoare speciale (invertoare).
Cum funcționează AC
Curent alternativ(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 sinusoid „~”.
Uneori, după sinusoid, 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.
Principalele caracteristici curent alternativ - tensiune rms și frecvență.
Notă, 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 în al doilea grafic pentru un curent trifazat există o deplasare de trei sinusoide cu o treime din perioada. Pe graficul din dreapta, faza 1 este desemnată cu litera „a”, iar a doua cu litera „b”. Este bine cunoscut faptul că într-o priză de acasă există 220 de volți. Dar puțini oameni știu că aceasta este valoarea efectivă a tensiunii alternative, dar valoarea de vârf sau maximă va fi mai mare cu rădăcina a doi, adică va fi egală cu 311 volți.
Astfel, dacă pentru un curent continuu valoarea și direcția tensiunii nu se modifică în timp, atunci pentru un curent alternativ, tensiunea se schimbă constant în mărime și direcție (un grafic 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 unui curent electric care variază periodic. Măsurată în Herți. La noi și în Europa, frecvența este de 50 Herți, în SUA - 60 Hz.
Ce înseamnă 50 Herți?Înseamnă că curentul nostru alternativ își schimbă direcția în sens opus și invers (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 cu 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 crescuta pentru a putea transmite energie electrica pe distante mari cu cele mai mici pierderi la scara industriala. 
De la centrala electrica acolo unde sunt generatoare electrice puternice iese o tensiune de 330.000-220.000, apoi langa casa noastra la o statie de transformare se transforma de la 10.000 de volti intr-o tensiune trifazata de 380 de volti, care vine intr-un bloc de apartamente, si un singur -tensiunea de fază vine în apartamentul nostru, deoarece între tensiunea este de 220 V, iar între fazele opuse din tabloul electric este de 380 volți.
Și încă unul dintre avantajele importante ale tensiunii AC este că motoarele asincrone AC sunt structural mai simple și funcționează mult mai fiabil decât motoarele DC.
Cum se face constantă curentul alternativ
Pentru consumatorii care funcționează cu curent continuu, curentul alternativ este convertit cu ajutorul redresoarelor.
Convertor DC la AC
Dacă nu există dificultăți cu conversia curentului alternativ în curent continuu, atunci cu conversia inversă totul este mult mai complicat. Acasă pentru asta invertorul folosit- Acesta este un generator de tensiune periodică de la o constantă, de formă apropiată de o sinusoidă.
ȘI . Înainte de a analiza în detaliu acești termeni, trebuie amintit că conceptul de curent electric constă în mișcarea ordonată a particulelor cu sarcini electrice. Dacă electronii se mișcă constant într-o direcție, atunci curentul se numește constant. Dar, când electronii la un moment dat se mișcă într-o direcție și într-un alt moment se mișcă în altă direcție, atunci aceasta este o mișcare ordonată a particulelor încărcate care se mișcă fără oprire. acest curent se numeste alternant. Diferența esențială dintre ele este că valorile constante „+” și „-” sunt în mod constant într-un loc definit.
Ce este tensiunea constantă
Un exemplu de tensiune constantă este o baterie convențională. Pe cazul oricărei baterii există semne „+” și „-”. Acest lucru sugerează că la curent constant aceste valori au o locație constantă. Pentru o variabilă, dimpotrivă, valorile „+” și „-” se modifică la anumite intervale scurte. Prin urmare, desemnarea unui curent continuu este utilizată sub forma unei linii drepte, iar desemnarea uneia alternative este sub forma unei singure linii ondulate.
Diferența dintre curentul continuu și curentul alternativ
Majoritatea dispozitivelor care folosesc curent continuu nu permit confundarea contactelor la conectarea sursei de alimentare, deoarece în acest caz dispozitivul poate eșua pur și simplu. Cu o variabilă, acest lucru nu se va întâmpla. Dacă introduceți ștecherul în priză de fiecare parte, dispozitivul va funcționa în continuare. În plus, există un astfel de lucru precum frecvența curentului alternativ. Arată de câte ori în timpul unei a doua schimbări plasează „minus” cu „plus”. De exemplu, o frecvență de 50 de herți înseamnă că polaritatea tensiunii se modifică de 50 de ori pe secundă.
Graficele prezentate arată modificarea tensiunii în diferite momente de timp. Graficul din stânga, de exemplu, arată tensiunea la contactele unui bec de lanternă. Pe intervalul de timp de la „0” la punctul „a” nu există deloc tensiune, deoarece lanterna este stinsă. În momentul în care apare tensiunea „a” U1, care nu se modifică în intervalul de timp „a” - „b” când lanterna este aprinsă. Când stingi lanterna la momentul „b”, tensiunea revine la zero.
Pe graficul tensiunii alternative, puteți vedea clar că tensiunea în diferite puncte, apoi crește la maxim, apoi devine egală cu zero, apoi scade la minim. Această mișcare are loc uniform, la intervale regulate și se repetă până când luminile se sting.
Există două tipuri de curent în electricitate - continuu și alternativ. Dispozitivele necesită, de asemenea, unul sau altul tip de curent pentru a furniza energie. Posibilitatea muncii lor depinde de acest lucru și, uneori, integritatea lor după ce au fost conectate la o sursă de alimentare greșită. Vom descrie diferența dintre curent alternativ și curent continuu în acest articol, oferind un răspuns scurt în cuvintele cele mai simple.
Definiție
Curentul electric este mișcarea direcțională a particulelor încărcate. Aceasta este definiția dintr-un manual de fizică. Cu cuvinte simple, poate fi tradus astfel încât componentele sale să aibă întotdeauna o anumită direcție. De fapt, această direcție este cea definitorie în conversația de astăzi.
Curentul alternativ (AC) diferă de curentul continuu (DC) prin faptul că acesta din urmă are electroni (purtători de sarcină) care se mișcă mereu în aceeași direcție. În consecință, diferența dintre curentul alternativ este că direcția de mișcare și puterea acestuia depind de timp. De exemplu, într-o priză, direcția și magnitudinea tensiunii, respectiv puterea curentului, se modifică conform unei legi sinusoidale cu o frecvență de 50 Hz (polaritatea dintre fire se modifică de 50 de ori pe secundă).
Pentru manechinele din electricitate, ca să spunem așa, vom reprezenta acest lucru pe un grafic, unde polaritatea și tensiunea sunt afișate de-a lungul axei verticale, iar timpul de-a lungul orizontalei:
Linia roșie arată o tensiune constantă, rămâne neschimbată în timp, cu excepția faptului că se schimbă la comutarea unei sarcini puternice sau a unui scurtcircuit. Undele verzi arată curent sinusoidal. Puteți vedea că curge într-o direcție sau alta, spre deosebire de curentul continuu, unde electronii circulă întotdeauna de la minus la plus, iar calea de la plus la minus este aleasă ca direcție de mișcare a curentului electric.
Mai simplu spus, diferența dintre aceste două exemple este că constanta are întotdeauna plus și minus pe aceleași fire. Dacă vorbim despre o variabilă, atunci conceptele de fază și zero sunt utilizate în alimentarea cu energie. Dacă luăm în considerare prin analogie cu o constantă, atunci faza și zero sunt un plus și un minus, doar polaritatea se schimbă de 50 de ori pe secundă (în SUA și alte țări de 60 de ori pe secundă, iar în avioane mai mult de 400 de ori pe secundă). ori).
Origine
Diferența dintre AC și DC constă în originea lor. Curentul DC poate fi obținut din celule galvanice, cum ar fi baterii și acumulatori.
Poate fi obținut și folosind un dinam - acesta este un nume învechit pentru un generator de curent continuu. Apropo, cu ajutorul lor, s-a generat energie pentru primele rețele electrice. Am vorbit despre asta în articolul despre, în notele despre războiul de idei dintre Tesla și Edison. Mai târziu, acesta a fost numele micilor generatoare pentru alimentarea farurilor de biciclete.
Curentul alternativ se produce și cu ajutorul generatoarelor, în prezent mai ales trifazate.
De asemenea, ambele tensiuni pot fi obținute folosind convertoare și redresoare cu semiconductori. Deci, puteți rectifica curentul alternativ sau îl puteți obține prin conversia curentului continuu.
Formule DC
Diferența dintre schimbare și constantă sunt și formule pentru calcularea proceselor care au loc în lanț. Deci rezistența este calculată pentru o secțiune a unui circuit sau pentru un circuit complet:
E = I / (R + r)
Puterea este, de asemenea, ușor de calculat:
formule AC
În calculele circuitelor de curent alternativ, diferența dintre formule se datorează diferenței proceselor care au loc în condensatori și inductori. Atunci formula legii lui Ohm va fi pentru rezistența activă.
