Dependența tensiunii DC de AC. Curent electric continuu si alternativ

Deși folosim zilnic aparate electrice în viața de zi cu zi, nu toată lumea poate răspunde la modul în care curentul alternativ diferă de curentul continuu, în ciuda faptului că acest lucru este descris în programa școlară. Prin urmare, este logic să ne amintim principiile de bază.

Definiții generalizate

Procesul fizic în care particulele încărcate se mișcă într-o direcție ordonată (direcțională) se numește curent electric. Se obișnuiește să o împarți în variabilă și constantă. În primul, direcția și magnitudinea rămân neschimbate, în timp ce în a doua, aceste caracteristici se modifică după un anumit tipar.

Definițiile de mai sus sunt mult simplificate, deși explică diferența dintre curentul electric continuu și cel alternativ. Pentru o mai bună înțelegere a ceea ce este această diferență, este necesar să se ofere o reprezentare grafică a fiecăruia dintre ele și, de asemenea, să se explice cum se formează forța electromotoare variabilă în sursă. Pentru a face acest lucru, să ne întoarcem la inginerie electrică, sau mai degrabă la bazele ei teoretice.

Surse de CEM

Sursele de curent electric de orice fel sunt de două tipuri:

• primar, cu ajutorul lor, electricitatea este generată prin transformarea energiei mecanice, solare, termice, chimice sau de altă natură în electrică;
• secundar, nu generează electricitate, ci o convertesc, de exemplu, dintr-o variabilă într-o constantă sau invers.

Singura sursă primară de curent electric alternativ este un generator; o diagramă simplificată a unui astfel de dispozitiv este prezentată în figură.

Legendă:

• 1 - sensul de rotație;
• 2 - magnet cu poli S si N;
• 3 - câmp magnetic;
• 4 - cadru de sârmă;
• 5 - EMF;
• 6 - contacte inel;
• 7 - colectoare de curent.

Principiul de funcționare

Energia mecanică este convertită în energie electrică de către generatorul prezentat în figură, după cum urmează:

datorită unui astfel de fenomen precum inducția electromagnetică, atunci când cadrul „4” se rotește, plasat în câmpul magnetic „3” (care iese între diferiții poli ai magnetului „2”), în el se formează EMF „5”. Tensiunea este furnizată rețelei prin colectoarele de curent „7” de la contactele inelare „6”, la care este conectat cadrul „4”.

Video: DC și AC - diferențe

În ceea ce privește magnitudinea EMF, aceasta depinde de viteza de trecere a liniilor de forță „3” de cadrul „4”. Datorită particularităților câmpului electromagnetic, viteza minimă de trecere și, prin urmare, cea mai mică valoare a forței electromotoare, va fi în momentul în care cadrul se află în poziție verticală, respectiv, maximul este în cea orizontală.

Având în vedere cele de mai sus, în procesul de rotație uniformă se induce un EMF, ale cărui caracteristici ale mărimii și direcției se modifică cu o anumită perioadă.

Imagini grafice

Datorită utilizării metodei grafice, este posibilă obținerea unei reprezentări vizuale a modificărilor dinamice ale diferitelor mărimi. Mai jos este un grafic al variației tensiunii în timp pentru o celulă 3336L (4,5 V).

După cum puteți vedea, graficul este o linie dreaptă, adică tensiunea sursei rămâne neschimbată.

Acum vom oferi un grafic al dinamicii schimbărilor de tensiune în timpul unui ciclu (întoarcerea completă a cadrului) de funcționare a generatorului.

Axa orizontală afișează unghiul de rotație în grade, axa verticală arată EMF (tensiune)

Pentru claritate, vom arăta poziția inițială a cadrului în generator, corespunzătoare punctului de plecare al raportului pe grafic (0 °)

Legendă:

• 1 - poli magnetici S și N;
• 2 - cadru;
• 3 - sensul de rotație al cadrului;
• 4 - câmp magnetic.

Acum să vedem cum se va schimba EMF în timpul unui ciclu de rotație a cadrului. În poziția inițială, EMF va fi zero. În cursul rotației, această valoare va începe să crească ușor, atingând un maxim în momentul în care cadrul se află la un unghi de 90 °. Rotirea ulterioară a cadrului va duce la o scădere a EMF, atingând un minim în momentul rotației cu 180 °.

Continuând procesul, puteți vedea cum forța electromotoare își schimbă direcția. Natura modificărilor EMF care au schimbat direcția va fi aceeași. Adică, va începe să crească fără probleme, atingând un vârf în punctul corespunzător unei rotații de 270 °, după care va scădea până când cadrul finalizează un ciclu complet de rotație (360 °).

Dacă graficul este continuat pentru mai multe cicluri de rotație, vom vedea o caracteristică sinusoidă a unui curent electric alternativ. Perioada sa va corespunde unei rotații a cadrului, iar amplitudinea va corespunde valorii maxime a EMF (directă și inversă).

Acum să trecem la o altă caracteristică importantă a curentului electric alternativ - frecvența. Pentru desemnarea sa, se adoptă litera latină „f”, iar unitatea sa de măsură este hertzi (Hz). Acest parametru afișează numărul de cicluri complete (perioade) de modificare a EMF într-o secundă.

Frecvența este determinată de formula:. Parametrul „T” afișează timpul unui ciclu complet (perioada), măsurat în secunde. În consecință, cunoscând frecvența, este ușor de determinat timpul perioadei. De exemplu, în viața de zi cu zi, se folosește un curent electric cu o frecvență de 50 Hz, prin urmare, timpul perioadei sale va fi de două sutimi de secundă (1/50 = 0,02).

Generatoare trifazate

Rețineți că cel mai rentabil mod de a obține curent electric alternativ va fi utilizarea unui generator trifazat. O diagramă simplificată a construcției sale este prezentată în figură.

După cum puteți vedea, generatorul folosește trei bobine, plasate cu un offset de 120 °, conectate printr-un triunghi (în practică, o astfel de conexiune a înfășurărilor generatorului nu este utilizată din cauza eficienței scăzute). Când unul dintre polii magnetului trece pe lângă bobină, în ea este indus un EMF.

Care este motivul pentru varietatea curenților electrici

Mulți pot avea o întrebare bine pusă la pământ - de ce să folosiți o astfel de varietate de curenți electrici, dacă puteți alege unul și îl faceți standard? Chestia este că nu orice tip de curent electric este potrivit pentru rezolvarea unei anumite probleme.

Ca exemplu, vom oferi condițiile în care utilizarea tensiunii constante nu numai că va fi neprofitabilă, ci uneori imposibilă:

• sarcina de a transmite tensiunea pe distanțe este mai ușor de implementat pentru tensiune alternativă;
• este aproape imposibil să convertiți un curent electric constant pentru circuite electrice diferite cu un nivel nedefinit de consum;
• menținerea nivelului de tensiune necesar în circuitele DC este mult mai dificilă și mai costisitoare decât AC;
• motoarele pentru tensiune alternativă sunt structural mai simple și mai ieftine decât pentru tensiune continuă. În acest moment, trebuie menționat că astfel de motoare (asincrone) au un nivel ridicat de curent de pornire, ceea ce nu permite utilizarea lor pentru a rezolva anumite probleme.

Acum vom da exemple de sarcini în care este mai convenabil să folosiți o tensiune constantă:

• pentru a modifica viteza de rotație a motoarelor asincrone, este necesară modificarea frecvenței rețelei de alimentare, ceea ce necesită echipamente sofisticate. Pentru motoarele de curent continuu, este suficientă schimbarea tensiunii de alimentare. De aceea sunt instalate in transportul electric;
• alimentarea cu energie a circuitelor electronice, a echipamentelor galvanice și a multor alte dispozitive se realizează și prin curent electric constant;
• Tensiunea DC este mult mai sigură pentru oameni decât tensiunea AC.

Pe baza exemplelor enumerate mai sus, devine necesar să se utilizeze diferite tipuri de tensiune.

Curentul alternativ este un fel de curent, a cărui direcție de curgere se schimbă constant. Devine posibil datorită prezenței unei diferențe de potențial care se supune legii. În termeni de zi cu zi, forma unui curent alternativ seamănă cu o sinusoidă. Constanta este capabilă să se schimbe în amplitudine, direcția este aceeași. În caz contrar, obținem un curent alternativ. Interpretarea tehnicienilor radio este opusă celei școlare. Elevilor li se spune - curent constant de aceeași amplitudine.

Cum se generează curentul alternativ

Începutul curentului alternativ a fost pus de Michael Faraday, cititorii vor afla mai multe mai jos în text. În imagine: câmpurile electrice și magnetice sunt conectate. Curentul devine o consecință a interacțiunii. Generatoarele moderne funcționează prin modificarea mărimii fluxului magnetic prin zona acoperită de bucla de sârmă de cupru. Orice conductor poate fi. Cuprul este selectat din criteriile de adecvare maximă la cost minim.

Sarcina statică se formează în principal prin frecare (nu singurul mod), curentul alternativ apare ca urmare a unor procese imperceptibile pentru ochi. Valoarea este proporțională cu viteza de modificare a fluxului magnetic prin zona acoperită de contur.

Istoria descoperirii curentului alternativ

Pentru prima dată s-a acordat atenție curenților alternativi datorită valorii sale comerciale după ce s-au născut invențiile create de Nikola Tesla. Conflictul material cu Edison a marcat amprenta puternică a destinului celor doi. Când omul de afaceri american și-a luat înapoi promisiunile față de Nikola Tesla, a pierdut foarte mult profit. Omului de știință remarcabil nu i-a plăcut tratamentul gratuit, sârbul a inventat un motor AC de tip industrial (a făcut invenția mult mai devreme). Afacerile s-au bucurat exclusiv de permanentă. Edison a promovat aspectul specificat.

Tesla a arătat pentru prima dată că pot fi obținute rezultate mult mai mari cu tensiunea alternativă. Mai ales atunci când energia trebuie transmisă pe distanțe lungi. Utilizarea transformatoarelor poate crește cu ușurință tensiunea, reducând brusc pierderea de rezistență. Partea de recepție readuce parametrii la valorile inițiale. Economisiți mult pe grosimea sârmei.

Astăzi se arată: transmisia cu curent continuu este mai profitabilă din punct de vedere economic. Tesla a schimbat cursul istoriei. Dacă un om de știință ar fi venit cu convertoare DC/DC, lumea ar fi arătat diferit.

Utilizarea activă a curentului alternativ a fost inițiată de Nikola Tesla, care a creat un motor cu două faze. Experimentele în transmiterea energiei pe distanțe lungi au pus faptele la locul lor: este incomod să transferați producția în zona Cascadelor Niagara, este mult mai ușor să puneți o linie până la destinație.

Versiunea școlară a interpretării curentului alternativ și continuu

Curentul alternativ prezintă o serie de proprietăți care disting fenomenul de curentul continuu. Să ne întoarcem mai întâi la istoria descoperirii fenomenului. Otto von Guericke este considerat strămoșul curentului alternativ în viața de zi cu zi a omenirii. A fost primul care a observat: încărcături naturale de două semne. Curentul poate circula în diferite direcții. În ceea ce privește Tesla, inginerul a fost mai interesat de partea practică, prelegerile autoarei menționează doi experimentatori de origine britanică:

1. William Spottiswood este privat de pagina Wikipedia în limba rusă, partea națională tace despre lucrul cu curent alternativ. La fel ca Georg Ohm, un om de știință este un matematician talentat, rămâne de regretat că este greu de aflat ce făcea exact soțul științei.
2. James Edward Henry Gordon este mult mai aproape de partea practică a problemei utilizării energiei electrice. A experimentat mult cu generatoarele, a dezvoltat un dispozitiv de design propriu, cu o capacitate de 350 kW. A acordat multă atenție iluminatului, alimentării cu energie electrică a fabricilor și uzinelor.

Se crede că primele alternatoare au fost create în anii 30 ai secolului al XIX-lea. Michael Faraday a investigat experimental câmpurile magnetice. Experimentele au stârnit gelozia lui Sir Humphrey Davy, care l-a criticat pe student pentru plagiat. Descendenților le este greu să afle corectitudinea, faptul rămâne: curentul alternativ există nerevendicat de o jumătate de secol. În prima jumătate a secolului al XIX-lea, a fost inventat un motor electric (de Michael Faraday). Funcționează alimentat cu curent continuu.

Nikola Tesla a ghicit prima dată că a realizat teoria lui Arago despre un câmp magnetic rotativ. A fost nevoie de două faze de AC (offset de 90 de grade). Pe parcurs, Tesla a remarcat: sunt posibile configurații mai complexe (text de brevet). Mai târziu, inventatorul motorului trifazat, Dolivo-Dobrovolsky, a încercat în zadar să breveteze creația unei minți fructuoase.

Multă vreme, curentul alternativ a rămas nerevendicat. Edison s-a opus introducerii fenomenului în viața de zi cu zi. Industriastului se temea de mari pierderi financiare.

Nikola Tesla a studiat mașinile electrice

De ce este folosit curentul alternativ mai des decât curentul continuu

Oamenii de știință au demonstrat recent că este mai profitabil să transmită curent continuu. Pierderile de radiație de linie sunt reduse. Nikola Tesla a schimbat cursul dezvoltării istoriei, adevărul a triumfat.

Nikola Tesla: probleme de siguranță și eficiență

Nikola Tesla a vizitat o companie concurentă Edison, promovând un nou fenomen. M-am lăsat dus de cap, de multe ori am experimentat pe mine. Spre deosebire de Sir Humphrey Davy, care și-a scurtat viața prin inhalarea diferitelor gaze, Tesla a obținut un succes considerabil: a cucerit piatra de hotar de 86 de ani. Omul de știință a descoperit că schimbarea direcției curentului cu o viteză de peste 700 de ori pe secundă face ca procesul să fie sigur pentru oameni.

În timpul prelegerilor, Tesla a luat cu mâinile un bec cu filament de platină, a demonstrat strălucirea dispozitivului, trecând curenți de înaltă frecvență prin propriul corp. El a susținut că fenomenul este inofensiv, chiar benefic pentru sănătate. Curentul, care curge pe suprafața pielii, curăță simultan. Tesla a spus că experimentatorii din vremurile vechi (vezi mai sus) au ratat fenomene uimitoare din motivele indicate:

• Generatoare mecanice imperfecte. Câmpul rotativ a fost folosit în sensul literal: cu ajutorul motorului, rotorul a fost rotit. Un principiu similar este neputincios să producă curenți de înaltă frecvență. Astăzi este problematică, în ciuda nivelului actual de dezvoltare a tehnologiei.
• În cel mai simplu caz, s-au folosit întrerupătoare manuale. Nu este nimic de spus despre frecvențele înalte.

Tesla însuși a folosit fenomenul de încărcare și descărcare a unui condensator. Ne referim la lanț RC. Când este încărcat la un anumit nivel, condensatorul începe să se descarce prin rezistență. Parametrii elementelor determină viteza de derulare a procesului conform legii exponențiale. Tesla este lipsită de posibilitatea de a folosi metode de control al circuitelor cu comutatoare semiconductoare. Au fost cunoscute diode termoionice. Să ne aventurăm să sugerăm că Tesla ar putea folosi produse prin imitarea diodelor zener, funcționând cu o defecțiune reversibilă.

Cu toate acestea, problemele de securitate sunt private de primul loc onorabil. Frecvența de 60 Hz (în general acceptată de SUA) a fost sugerată de Nikola Tesla, ca fiind optimă pentru funcționarea motoarelor de design propriu. Foarte diferit de intervalul de siguranță. Este mai ușor să construiți un generator. Curentul alternativ depășește curentul continuu în ambele sensuri.

Prin aer

Până astăzi, există dispute nereușite cu privire la descoperitorul radioului. Trecerea unei unde prin eter a fost descoperită de Hertz, descriind legile mișcării, arătând o afinitate optică. Astăzi se știe: câmpul alternant brăzdează spațiul. Popov (1895) a folosit fenomenul la transmiterea primului mesaj pământesc „Heinrich Hertz”.

Vedem că experții sunt prietenoși unul cu celălalt. Cât respect arată primul mesaj. Data rămâne controversată, fiecare stat dorește să atribuie primatul în mod indiviz. Curentul alternativ creează un câmp care se propagă prin eter.

Astăzi sunt binecunoscute benzile de difuzare, ferestrele, pereții atmosferei, diverse medii (apă, gaze). Frecvența joacă un rol important. S-a stabilit că fiecare semnal poate fi reprezentat prin suma oscilațiilor sinusoidale elementare (conform teoremelor lui Fourier). Analiza spectrală operează cu cele mai simple armonici. Efectul total este considerat ca rezultanta componentelor elementare. Un semnal arbitrar este descompus de transformata Fourier.

Ferestrele de atmosferă sunt definite într-un mod similar. Vom vedea frecvențele trecând prin grosime, bune și rele. Acesta din urmă nu se dovedește întotdeauna a fi un efect negativ. Microundele folosesc frecvențe de 2,4 GHz, care sunt absorbite de șocuri de vaporii de apă. Valurile sunt inutile pentru comunicare, dar sunt bune pentru abilitățile culinare!

Nou-veniții sunt îngrijorați de propagarea undei prin aer. Să discutăm mai detaliat ghicitoarea nerezolvată de oamenii de știință.

Vibrator Hertz, eter, undă electromagnetică

Relația dintre câmpurile electrice și magnetice a fost demonstrată pentru prima dată în 1821 de Michael Faraday. Puțin mai târziu au arătat: condensatorul este potrivit pentru a crea oscilații. Nu se poate spune că legătura dintre cele două evenimente s-a realizat imediat. Felix Savary a descărcat borcanul Leyden printr-un sufoc, al cărui miez era un ac de oțel.

Nu se știe cu siguranță ce încerca astronomul să obțină, rezultatul a fost curios. Uneori acul s-a dovedit a fi magnetizat într-o direcție, alteori în direcția opusă. Curentul generator de același semn. Omul de știință a concluzionat corect: un proces oscilator amortizat. Nu cunosc cu adevărat reactanța inductivă, capacitivă.

Teoria procesului a fost rezumată mai târziu. Experimentele au fost repetate de Joseph Henry, William Thompson, care a determinat frecvența de rezonanță: unde procesul a durat o perioadă maximă de timp. Fenomenul a făcut posibilă descrierea cantitativă a dependenței caracteristicilor circuitului de elementele constitutive (inductanță și capacitate). În 1861, Maxwell a derivat celebrele ecuații, o consecință este deosebit de importantă: „Un câmp electric alternativ generează unul magnetic și invers”.

Apare o undă, vectorii de inducție sunt reciproc perpendiculari. Repetați în spațiu forma procesului de generare. Valul surfă pe eter. Fenomenul a fost folosit de Heinrich Hertz, desfășurarea plăcilor condensatoarelor în spațiu, avioanele au devenit emițători. Popov a ghicit să pună informații într-o undă electromagnetică (modulată), care este folosită peste tot astăzi. Mai mult, pe aer și în interiorul tehnologiei semiconductoarelor.

Unde se folosește curent alternativ

Curentul alternativ stă la baza principiului de funcționare a majorității dispozitivelor cunoscute astăzi. Este mai ușor de spus unde se aplică constanta, cititorii vor trage concluzii:

1. Curentul continuu este utilizat în baterii. Variabila generează mișcare - nu poate fi stocată de dispozitivele moderne. Apoi, în dispozitiv, electricitatea este convertită în forma dorită.
2. Eficiența motoarelor cu perii de curent continuu este mai mare. Din acest motiv, este avantajoasă utilizarea acestor soiuri.
3. Magneții acționează cu curent continuu. De exemplu, interfoane.
4. Tensiunea constantă este aplicată de electronică. Curentul consumat variază în anumite limite. În industrie, se numește permanent.
5. Tensiunea constantă este aplicată de CRT pentru a crea potențial și pentru a crește emisia catodului. Vom numi cazurile analoge cu sursele de alimentare pentru tehnologia semiconductoare, deși uneori diferența este semnificativă.

În alte cazuri, curentul alternativ prezintă un avantaj semnificativ. Transformatoarele sunt o parte integrantă a tehnologiei. Chiar și în sudare, curentul continuu nu domină întotdeauna, dar orice echipament modern de acest tip are un invertor. Este mult mai ușor și mai convenabil să obțineți caracteristici tehnice decente.

Deși din punct de vedere istoric, încărcările statice au fost primele care au fost obținute. Să ne amintim de lâna și chihlimbarul cu care lucra Thales din Miletsky.

Una dintre caracteristicile curentului este tensiunea. În fiecare caz, este produs de o anumită sursă. Să aruncăm o privire mai atentă la această mărime fizică și să aflăm cum diferă tensiunea constantă de cea alternativă.

Mică digresiune

Să ne amintim ce este „curent”. Este un fenomen în care particulele încărcate se mișcă într-o direcție specifică. Dacă acești, să zicem, electroni sau ioni se năpustesc întotdeauna în aceeași direcție, curentul se numește constant. Și când mișcarea particulelor ia periodic o direcție diferită, se vorbește despre curent alternativ.

Să trecem la tensiune. Esența sa este adesea dezvăluită prin analogie cu apa. Acesta din urmă nu curge de la sine. De exemplu, într-o țeavă înclinată, fluidul se mișcă în jos sub influența gravitației. Și cu cât apa este mai sus din pământ, cu atât are mai multă energie potențială. La fel este și cu curentul: particulele „curg” sub influența tensiunii. În același timp, la începutul călătoriei lor, au un potențial mare, iar la punctul final - mai puțin.

Comparaţie

Mai mult potențial este indicat de un plus, mai puțin potențial este indicat de un minus. Când vorbesc despre diferența dintre tensiunea constantă și tensiunea alternativă, se referă la dacă „+” și „-” rămân la locul lor atunci când particulele încărcate se mișcă. În cazul tensiunii constante, polaritatea este întotdeauna aceeași. Un exemplu aici este o sursă, cum ar fi o baterie. Este important ca o tensiune de acest fel să fie caracteristică unui curent continuu, indicată schematic printr-o linie dreaptă.

Cu o tensiune alternativă, potențialele pozitive și negative de la fiecare capăt al conductorului alternează cu trecerea timpului. Un exemplu relevant este o rețea electrică convențională, la care dispozitivele sunt conectate printr-o priză. În acest caz, acţionează un curent alternativ, care este reprezentat grafic printr-o linie ondulată. Frecvența sa, de exemplu 50 Hz, înseamnă, printre altele, de câte ori pe secundă alternează plusul și minusul aferent tensiunii.

Pentru a înțelege mai bine diferența dintre tensiunea DC și AC, următoarea diagramă vă va ajuta:

Primul grafic arată că în timp (t) tensiunea constantă (U) își păstrează valoarea. A doua imagine arată dinamica tensiunii alternative: este fie zero, apoi maximă, apoi minimă. În același timp, se vede clar că toate valorile se repetă periodic. Trebuie spus că tensiunea alternativă adesea, dar nu întotdeauna, își dobândește parametrii tocmai conform legii sinusoidale. În alte cazuri, imaginea de pe grafic are un aspect ușor diferit.

În ciuda faptului că electricitatea a intrat ferm în viața noastră, majoritatea covârșitoare a utilizatorilor acestei binecuvântări a civilizației nu au nici măcar o înțelegere superficială a ceea ce este curentul, cu atât mai puțin care este diferența dintre curentul continuu și curentul alternativ, care este diferența. între ele și ce curent este în general... Primul care a fost electrocutat a fost Alessandro Volta, după care și-a dedicat toată viața acestui subiect. Haideți și vom acorda atenție acestui subiect pentru a avea o idee generală despre natura electricității.

De unde vine curentul și de ce este diferit?

Vom încerca să evităm fizica complicată și vom folosi metoda analogiilor și simplificărilor pentru a lua în considerare această problemă. Dar înainte de asta, să ne amintim de vechea anecdotă despre examen, când un student cinstit a scos un bilet „Ce este curentul electric”.

Scuze domnule profesor, mă pregăteam, dar am uitat – a răspuns studentul cinstit. - Cum ai putut! L-a mustrat profesorul, tu ești singura persoană de pe Pământ care știa asta! (Cu)

Aceasta este o glumă, desigur, dar există o cantitate imensă de adevăr în ea. Prin urmare, nu vom căuta lauri Nobel, ci doar să ne dăm seama, curent alternativ și curent continuu, care este diferența și ceea ce este considerat a fi surse de curent.

Ca bază, vom lua ipoteza că curentul nu este mișcarea particulelor (deși mișcarea particulelor încărcate transferă și sarcină și, prin urmare, creează curenți), ci mișcarea (transferul) excesului de sarcină în conductor dintr-un punct. de sarcină mare (potenţială) până la un punct de sarcină mai mică. O analogie este un rezervor, apa tinde întotdeauna să ocupe un nivel (egalizarea potențialelor). Dacă deschideți o gaură în baraj, apa va începe să curgă în jos, va apărea un curent continuu. Cu cât gaura este mai mare, cu atât va curge mai multă apă, curentul va crește, la fel și puterea și cantitatea de muncă pe care o poate efectua acest curent. Dacă nu este controlată, apa va distruge barajul și va crea imediat o câmpie inundabilă cu o suprafață plană. Acesta este un potențial scurtcircuit de egalizare cu daune mari.

Astfel, în sursă apare un curent continuu (de regulă, din cauza reacțiilor chimice), în care apare o diferență de potențial în două puncte. Mișcarea sarcinii de la o valoare „+” mai mare la un „-” mai mic egalizează potențialul în timp ce reacția chimică durează. Rezultatul întregului potențial de egalizare, știm - „bateria satului”. De aici și înțelegerea de ce Tensiunea DC și AC diferă semnificativ în stabilitatea caracteristicilor... Bateria (bateria reîncărcabilă) consumă energie, astfel încât tensiunea DC va scădea în timp. Pentru a-l menține la același nivel, se folosesc convertoare suplimentare. Inițial, omenirii a luat mult timp să decidă cum diferă curentul continuu de curentul alternativ pentru utilizarea pe scară largă, așa-numitul. „Războiul curenților”. S-a încheiat cu victoria curentului alternativ, nu numai pentru că au existat mai puține pierderi de transmisie la distanță, dar și generarea de curent continuu din curent alternativ s-a dovedit a fi mai ușoară. Evident, curentul continuu obtinut in acest fel (fara sursa consumabila) are caracteristici mult mai stabile. De fapt, în acest caz, tensiunea alternativă și continuă sunt conectate rigid, iar în timp depind doar de generarea energiei și de cantitatea de consum.

Astfel, curentul continuu prin natura sa este apariția unei sarcini neuniforme în volum (reacție chimică), care poate fi redistribuită folosind fire, conectând un punct de sarcină mare și scăzută (potențial).

Să ne oprim asupra acestei definiții, așa cum este general acceptată. Toți ceilalți curenți de curent continuu (nu bateriile și acumulatorii) sunt derivați de la o sursă de curent alternativ. De exemplu, în această imagine, linia ondulată albastră este curentul nostru continuu, ca rezultat al conversiei curentului alternativ.

Acordați atenție comentariilor la imagine, „un număr mare de circuite și plăci colectoare”. Dacă convertorul este diferit, imaginea va fi diferită. Același curent de linie albastră este aproape constant, dar pulsatoriu, să ne amintim acest cuvânt. Aici, apropo, curentul continuu pur este linia roșie.

Relația dintre magnetism și electricitate

Acum să vedem cum diferă curentul alternativ de curentul continuu, care depinde de material. Cel mai important lucru - generarea curentului alternativ nu depinde de reacţiile din material... Lucrând cu galvanic (curent continuu), s-a constatat rapid că conductorii sunt atrași unul de celălalt precum magneții. Consecința a fost descoperirea că un câmp magnetic, în anumite condiții, generează un curent electric. Adică, magnetismul și electricitatea s-au dovedit a fi un fenomen interconectat cu o transformare inversă. Un magnet ar putea da curent unui conductor, iar un conductor cu curent ar putea fi un magnet. Această imagine prezintă o simulare a experimentelor lui Faraday, care, de fapt, a descoperit acest fenomen.

Acum analogia pentru curent alternativ. Magnetul va fi forța de atracție, iar generatorul de curent va fi o clepsidră cu apă. Pe o jumătate a ceasului vom scrie „sus”, pe cealaltă „jos”. Întoarcem ceasul și vedem cum apa curge „în jos”, când toată apa a trecut, o întoarcem din nou și apa noastră curge „în sus”. În ciuda faptului că avem curent disponibil, acesta își schimbă direcția de două ori pe ciclu complet. Din punct de vedere științific, va arăta astfel: frecvența curentului depinde de frecvența de rotație a generatorului într-un câmp magnetic. În anumite condiții, obținem o sinusoidă pură, sau doar un curent alternativ cu amplitudini diferite.

Din nou! Acest lucru este foarte important pentru a înțelege modul în care DC față de AC este diferit. În ambele analogii, apa curge în jos. Dar în cazul curentului continuu, rezervorul se va goli mai devreme sau mai târziu, iar pentru curent alternativ, ceasul va turna apă foarte mult timp, este într-un volum închis. Dar în același timp, în ambele cazuri, apa curge la vale. Adevărat, în cazul curentului alternativ, acesta curge jumătate din timp în jos, dar în sus. Cu alte cuvinte, direcția de mișcare a curentului alternativ este o valoare algebrică, adică „+” și „-” sunt locuri în schimbare constantă, în timp ce direcția de mișcare a curentului rămâne neschimbată. Încercați să reflectați și să înțelegeți această diferență. Cât de la modă e să spui pe net: „Ai înțeles asta, acum știi totul”.

Care este motivul pentru marea varietate de curenti

Dacă înțelegem care este diferența dintre curenții continui și cei alternativi, apare o întrebare firească - de ce sunt atât de mulți dintre ei, curenți? Am alege un curent ca standard și totul ar fi la fel.

Dar, așa cum se spune, „nu toți curenții sunt la fel de utili”, apropo, să ne gândim care curent este mai periculos: direct sau alternativ, dacă ne-am imagina aproximativ nu natura curentului, ci mai degrabă caracteristicile sale. Omul este un colodiu care conduce bine electricitatea. Un set de elemente diferite în apă (suntem 70% apă, dacă nu știe cineva). Dacă unui astfel de colodiu se aplică o tensiune - un șoc electric, atunci particulele din interiorul nostru vor începe să transfere sarcina. Așa cum ar trebui să fie de la un punct cu potențial ridicat la un punct cu potențial scăzut. Cel mai periculos lucru este să stai pe pământ, care este în general un punct cu potențial infinit zero. Cu alte cuvinte, vom transfera tot curentul la sol, adică diferența de sarcini. Deci, cu o direcție constantă de mișcare a sarcinii, procesul de egalizare a potențialului în corpul nostru are loc fără probleme. Trecem apa prin noi ca nisipul. Și putem „absorbi” în siguranță multă apă. Cu curent alternativ, imaginea este puțin diferită - toate particulele noastre vor „trage” ici și colo. Nisipul nu va putea trece apa calm, iar intregul va fi agitat. Prin urmare, răspunsul la întrebarea care curent este mai periculos decât un răspuns constant sau alternativ este fără echivoc - alternativ. Pentru referință, pragul de 300mA DC care pune viața în pericol. Pentru curentul alternativ, aceste valori depind de frecvență și încep de la 35mA. La un curent de 50 hertzi 100mA. De acord, o diferență de 3-10 ori în sine răspunde la întrebarea: care este mai periculos? Dar acesta nu este argumentul principal în alegerea standardului actual. Să punem în ordine tot ce se ține cont atunci când alegem tipul de curent:

• Livrare curentă la distanță lungă... Aproape tot curentul continuu se va pierde;
• Conversie în circuite electrice diferite cu un nivel de consum nedefinit. Pentru curent continuu, este practic imposibil de rezolvat problema;
• Menținerea unei tensiuni constante pentru AC este cu două ordine de mărime mai ieftină decât pentru DC;
• Transformarea energiei electrice în forță mecanică este mult mai ieftină în motoarele și mașinile cu curent alternativ. Astfel de motoare au dezavantajele lor și în unele zone nu pot înlocui motoarele de curent continuu;
• Prin urmare, pentru utilizare în masă, curentul continuu are un avantaj - este mai sigur pentru oameni.

De aici compromisul rezonabil pe care l-a ales omenirea. Nu doar un fel de curent, ci întregul set de transformări disponibile de la generare, livrare către consumator, distribuție și utilizare. Nu le vom enumera pe toate, dar luăm în considerare răspunsul principal la întrebarea articolului, „cum diferă curentul continuu de curentul alternativ” într-un singur cuvânt - caracteristici. Acesta este probabil cel mai corect răspuns pentru orice scop casnic. Și pentru a înțelege standardele, ne propunem să luăm în considerare principalele caracteristici ale acestor curenți.

Principalele caracteristici ale curenților folosiți astăzi

Dacă pentru curentul continuu din momentul deschiderii caracteristicile au rămas în general neschimbate, atunci cu curenții alternativi totul este mult mai complicat. Priviți această imagine - un model de flux de curent într-un sistem trifazat de la generare până la consum

Din punctul nostru de vedere, este un model foarte vizual, pe care se vede clar cum se filmează o fază, două sau trei. În același timp, puteți vedea cum ajunge el la consumator.

Ca urmare, avem un lanț de generație, tensiune alternativă și continuă (curenți) la stadiul de consumator. În consecință, cu cât mai departe de consumator, cu atât curenții și tensiunile sunt mai mari. De fapt, la priza noastră, cel mai simplu și mai slab este un curent alternativ monofazat, 220V cu o frecvență fixă ​​de 50 Hz. Doar o creștere a frecvenței este capabilă să facă curentul de înaltă frecvență la această tensiune. Cel mai simplu exemplu este în bucătărie. Imprimarea cu microunde transformă un curent simplu într-unul de înaltă frecvență, care de fapt ajută la gătit. Apropo, să răspundem la întrebarea despre puterea microundelor - acesta este cât de mult curent „normal” transformă în curenți de înaltă frecvență.

Merită să ne amintim că orice conversie a curenților nu vine degeaba. Pentru a obține curent alternativ, trebuie să rotiți arborele cu ceva. Pentru a obține un curent constant din el, trebuie să disipați o parte din energie sub formă de căldură. Chiar și curenții de transmisie a energiei trebuie să fie disipați sub formă de căldură atunci când sunt livrați în apartament cu ajutorul unui transformator. Adică, orice modificare a parametrilor actuali este însoțită de pierderi. Și, desigur, pierderile sunt însoțite de livrarea de curent către consumator. Această cunoaștere aparent teoretică ne permite să înțelegem de unde provin plățile noastre excedentare pentru energie, eliminând jumătate dintre întrebări, de ce există 100 de ruble pe tejghea și 115 în chitanță.

Să revenim la curente. Am menționat totul și chiar știm cum diferă curentul continuu de cel alternativ, așa că să ne amintim ce curenți există în general.

• DC, sursa este fizica reacțiilor chimice cu o modificare a sarcinii, se poate obține prin conversia unui curent alternativ. Varietate - curent de impuls, care își modifică parametrii într-o gamă largă, dar nu schimbă direcția de mișcare.
• Curent alternativ... Poate fi monofazat, bifazat sau trifazat. Frecvență standard sau înaltă. O astfel de clasificare simplă este suficientă.

Concluzie sau fiecare curent are propriul său dispozitiv

Fotografia arată un generator de curent la CHE Sayano-Shushenskaya. Și în această fotografie este locul instalării sale.

Și acesta este un bec obișnuit.

Nu este frapantă diferența de amploare, deși primul a fost creat, inclusiv pentru munca celui de-al doilea? Dacă te gândești la acest articol, devine clar că, cu cât dispozitivul este mai aproape de o persoană, cu atât mai des se folosește curent continuu. Cu excepția motoarelor de curent continuu și a aplicațiilor industriale, acesta este într-adevăr un standard bazat tocmai pe faptul că am aflat care curent este mai periculos decât curentul continuu sau curentul alternativ. Caracteristicile curenților de uz casnic se bazează pe același principiu, deoarece curentul alternativ 220V 50Hz este un compromis între pericol și pierdere. Prețul compromisului este automatele de protecție: de la siguranță la RCD. Îndepărtându-ne de o persoană, ne aflăm în zona caracteristicilor tranzitorii, unde atât curenții, cât și tensiunile sunt mai mari și unde pericolul pentru oameni nu este luat în considerare, dar se acordă atenție măsurilor de siguranță - zona de utilizare industrială a actual. Cel mai îndepărtat de oameni, chiar și în industrie, este transmiterea și generarea energiei. Un simplu muritor nu are ce face aici - aceasta este zona profesioniștilor și specialiștilor care știu să gestioneze această putere. Dar chiar și cu utilizarea energiei electrice de uz casnic și, desigur, atunci când lucrați cu un electrician, înțelegerea elementelor de bază ale naturii curenților nu va fi niciodată de prisos.

În ciuda faptului că electricitatea a intrat ferm în viața noastră, majoritatea covârșitoare a utilizatorilor acestei binecuvântări a civilizației nu au nici măcar o înțelegere superficială a ceea ce este curentul, cu atât mai puțin care este diferența dintre curentul continuu și curentul alternativ, care este diferența. între ele și ce curent este în general... Primul care a fost electrocutat a fost Alessandro Volta, după care și-a dedicat toată viața acestui subiect. Haideți și vom acorda atenție acestui subiect pentru a avea o idee generală despre natura electricității.

Thomas Edison s-a împrospătat puțin în New York cu luminile stradale și curentul său constant. Curentul alternativ alternează periodic înainte și înapoi. Într-o secundă, electricitatea din rețeaua noastră electrică se mișcă de 50 de ori! După ce au fost inventate curentul continuu și curentul alternativ, ambii inventatori s-au garantat reciproc. Nu cu arme, ci cu cuvinte. Ei chiar au câini conectați la rețeaua electrică pentru a arăta cât de periculoasă este energia electrică.

Avem nevoie de ambele tipuri de electricitate pentru că ambele au avantajele și dezavantajele lor. Este ideal pentru încărcarea bateriilor reîncărcabile și a bateriilor reîncărcabile. Au nevoie de un curent constant pentru a se încărca, deoarece curentul trebuie să alterneze întotdeauna într-o singură direcție. Acest lucru este valabil și pentru unele aparate de uz casnic. Doar că totul despre baterii și baterii reîncărcabile necesită curent constant pentru a se încărca. De exemplu, o lanternă sau un laptop care are baterii. Și astfel de dispozitive au nevoie de curent continuu, de exemplu. curent continuu.

De unde vine curentul și de ce este diferit?

Vom încerca să evităm fizica complicată și vom folosi metoda analogiilor și simplificărilor pentru a lua în considerare această problemă. Dar înainte de asta, să ne amintim de vechea anecdotă despre examen, când un student cinstit a scos un bilet „Ce este curentul electric”.

Scuze domnule profesor, mă pregăteam, dar am uitat – a răspuns studentul cinstit. - Cum ai putut! L-a mustrat profesorul, tu ești singura persoană de pe Pământ care știa asta! (Cu)

Dar televiziunea sau radioul au nevoie și de curent continuu. Nu pot începe cu tensiune AC, care necesită întotdeauna curent DC. Din nou, există dispozitive care nu contează ce folosești. Becurile, de exemplu, navighează pe acest site. Un bec este doar un fir care se încălzește și direcția curentului nu contează. Curentul alternativ este utilizat cu motoarele electrice, adică cu toate dispozitivele rotative. De exemplu, blenderul se rotește. Or, aragazul aragazului poate functiona si cu curent alternativ, care nu se invarte, insa trebuie incalzit, iar apoi este ca un bec, are fir si caldura in el.

Aceasta este o glumă, desigur, dar există o cantitate imensă de adevăr în ea. Prin urmare, nu vom căuta lauri Nobel, ci doar să ne dăm seama, curent alternativ și curent continuu, care este diferența și ceea ce este considerat a fi surse de curent.

Ca bază, vom lua ipoteza că curentul nu este mișcarea particulelor (deși mișcarea particulelor încărcate transferă și sarcină și, prin urmare, creează curenți), ci mișcarea (transferul) excesului de sarcină în conductor dintr-un punct. de sarcină mare (potenţială) până la un punct de sarcină mai mică. O analogie este un rezervor, apa tinde întotdeauna să ocupe un nivel (egalizarea potențialelor). Dacă deschideți o gaură în baraj, apa va începe să curgă în jos, va apărea un curent continuu. Cu cât gaura este mai mare, cu atât va curge mai multă apă, curentul va crește, la fel și puterea și cantitatea de muncă pe care o poate efectua acest curent. Dacă nu este controlată, apa va distruge barajul și va crea imediat o câmpie inundabilă cu o suprafață plană. Acesta este un potențial scurtcircuit de egalizare cu daune mari.

Dar curentul alternativ are un avantaj decisiv, poate fi produs în cantități mari în centrale electrice și poate fi transportat mult mai bine decât curentul continuu, deoarece pierderile pe distanțe lungi sunt mult mai mici. Astfel, în afara centralei electrice, schimbați curentul alternativ în cantități mari la linia terestră, apoi la cutiile de joncțiune. De acolo, curentul alternativ este distribuit în gospodării, iar ceea ce am folosit apoi este rezolvat de acest aparat. Mixerul va folosi curent alternativ direct.

Un computer sau un televizor convertesc mai întâi AC în DC. Acest lucru funcționează fără probleme cu un așa-numit convertor de tensiune. Doar datorită convertorului de tensiune putem conecta televizorul la surse convenționale de alimentare. Un transformator de tensiune este deja instalat pentru toate dispozitivele care necesită curent continuu.

Astfel, în sursă apare un curent continuu (de regulă, din cauza reacțiilor chimice), în care apare o diferență de potențial în două puncte. Mișcarea sarcinii de la o valoare „+” mai mare la un „-” mai mic egalizează potențialul în timp ce reacția chimică durează. Rezultatul întregului potențial de egalizare, știm - „bateria satului”. De aici și înțelegerea de ce Tensiunea DC și AC diferă semnificativ în stabilitatea caracteristicilor... Bateria (bateria reîncărcabilă) consumă energie, astfel încât tensiunea DC va scădea în timp. Pentru a-l menține la același nivel, se folosesc convertoare suplimentare. Inițial, omenirii a luat mult timp să decidă cum diferă curentul continuu de curentul alternativ pentru utilizarea pe scară largă, așa-numitul. „Războiul curenților”. S-a încheiat cu victoria curentului alternativ, nu numai pentru că au existat mai puține pierderi de transmisie la distanță, dar și generarea de curent continuu din curent alternativ s-a dovedit a fi mai ușoară. Evident, curentul continuu obtinut in acest fel (fara sursa consumabila) are caracteristici mult mai stabile. De fapt, în acest caz, tensiunea alternativă și continuă sunt conectate rigid, iar în timp depind doar de generarea energiei și de cantitatea de consum.

Rezistența electrică este o măsură a câtă tensiune este necesară pentru a trece un anumit curent printr-un conductor. Aceasta înseamnă, de asemenea, că o anumită tensiune scade pe fiecare rezistor din circuit. În practică, există trei tipuri de rezistențe.

Rezistori de rezistență în sistemele de curent alternativ. ... Momentan, ne interesează doar primul. Când folosim un rezistor ca componentă, de obicei vorbim despre rezistența ohmică, adică. despre rezistența care nu depinde de temperatură, curent sau tensiune. Astfel, avem o rezistență constantă, iar acest lucru permite utilizarea următoarelor exemple de aplicații.

Astfel, curentul continuu prin natura sa este apariția unei sarcini neuniforme în volum (reacție chimică), care poate fi redistribuită folosind fire, conectând un punct de sarcină mare și scăzută (potențial).

Să ne oprim asupra acestei definiții, așa cum este general acceptată. Toți ceilalți curenți de curent continuu (nu bateriile și acumulatorii) sunt derivați de la o sursă de curent alternativ. De exemplu, în această imagine, linia ondulată albastră este curentul nostru continuu, ca rezultat al conversiei curentului alternativ.

Dacă l-am conecta direct la o sursă de tensiune, ar fi stricat. Tocmai ne-am uitat la reglarea în jos a tensiunii și am găsit, de asemenea, o soluție. Doar această soluție are o slăbiciune serioasă: cea actuală. Dacă se modifică, se schimbă și tensiunea care scade pe rezistor. Dar există și o soluție pentru asta: un divizor de tensiune. Așa arată.

De ce cablurile de înaltă tensiune funcționează la 300 kV?

Aceasta este întrebarea pe care mi-am pus-o de fiecare dată sau ar fi trebuit să o pun. Răspunsul decurge din legea lui Ohm și din formula puterii. Puterea determină câtă putere este necesară în timp. Aceasta înseamnă că curentul este utilizat pentru alimentarea noastră de 220V. Acum conectăm dispozitivul nostru cu un cablu de alimentare foarte lung cu acest conector. O pornim și se întâmplă: nimic. „Restaurarea internă” menționată mai sus merită menționată aici. O linie lungă care se conectează la o sursă de alimentare are o rezistență atât de mare, să spunem că, din cauza unei căderi de tensiune la ieșire, nu există tensiune pentru consumator.

Acordați atenție comentariilor la imagine, „un număr mare de circuite și plăci colectoare”. Dacă convertorul este diferit, imaginea va fi diferită. Același curent de linie albastră este aproape constant, dar pulsatoriu, să ne amintim acest cuvânt. Aici, apropo, curentul continuu pur este linia roșie.

Deoarece puterea nu se modifică din cauza tensiunii mai mari de pe linia de joncțiune, aceasta înseamnă că curentul circulă acolo, deci aceasta este căderea noastră de tensiune și, prin urmare, cea limitativă. Și acesta este și motivul pentru care cablurile de înaltă tensiune transportă și 100kV - 300kV. Datorita tensiunii ridicate si a curentului mai mic asociat, influenta rezistentelor interne uneori foarte mari ale cablurilor este minimizata. General: O definiție este o mărime care indică cât de multă muncă sau energie este necesară pentru a deplasa un purtător de sarcină cu o anumită sarcină electrică într-un câmp electric.

Relația dintre magnetism și electricitate

Acum să vedem cum diferă curentul alternativ de curentul continuu, care depinde de material. Cel mai important lucru - generarea curentului alternativ nu depinde de reacţiile din material... Lucrând cu galvanic (curent continuu), s-a constatat rapid că conductorii sunt atrași unul de celălalt precum magneții. Consecința a fost descoperirea că un câmp magnetic, în anumite condiții, generează un curent electric. Adică, magnetismul și electricitatea s-au dovedit a fi un fenomen interconectat cu o transformare inversă. Un magnet ar putea da curent unui conductor, iar un conductor cu curent ar putea fi un magnet. Această imagine prezintă o simulare a experimentelor lui Faraday, care, de fapt, a descoperit acest fenomen.

Această definiție este, de asemenea, mai ușor de imaginat. Pentru ca „curentul” să circule într-un sistem închis, tensiunea este necesară ca o condiție prealabilă. Această tensiune electrică se referă la forța motrice care permite sau determină mișcarea sarcinii. Rezumat până în prezent: dacă nicio sursă de curent sau de tensiune nu este încărcată de sarcină, nu există nici un flux de curent și, prin urmare, nu există nicio cădere de tensiune. Tensiunea în circuit deschis poate fi măsurată la bornele sursei de curent. Dacă o sarcină este conectată la sursa de curent sau de tensiune, atunci curentul curge și tensiunea inițială a circuitului deschis este împărțită între rezistența de sarcină și rezistența internă a sursei de tensiune.

Acum analogia pentru curent alternativ. Magnetul va fi forța de atracție, iar generatorul de curent va fi o clepsidră cu apă. Pe o jumătate a ceasului vom scrie „sus”, pe cealaltă „jos”. Întoarcem ceasul și vedem cum apa curge „în jos”, când toată apa a trecut, o întoarcem din nou și apa noastră curge „în sus”. În ciuda faptului că avem curent disponibil, acesta își schimbă direcția de două ori pe ciclu complet. Din punct de vedere științific, va arăta astfel: frecvența curentului depinde de frecvența de rotație a generatorului într-un câmp magnetic. În anumite condiții, obținem o sinusoidă pură, sau doar un curent alternativ cu amplitudini diferite.

Acest capitol va discuta acum termenii „sursă de tensiune” și sursă de curent. Sursă de tensiune: Termenii „sursă de curent” și „sursă de tensiune” nu trebuie confundați unul cu celălalt. În principiu, sursele de curent și de tensiune au proprietăți opuse. O sursă de tensiune servește ca sursă de energie electrică care furnizează un curent electric în funcție de sarcina conectată, dar nu poate fi confundată cu o sursă de curent. O caracteristică importantă a sursei de tensiune este aceea că tensiunea este doar scăzută sau, în cazul modelului de sursă de tensiune ideală, nu depinde de curentul electric primit.

Din nou! Acest lucru este foarte important pentru a înțelege modul în care DC față de AC este diferit. În ambele analogii, apa curge în jos. Dar în cazul curentului continuu, rezervorul se va goli mai devreme sau mai târziu, iar pentru curent alternativ, ceasul va turna apă foarte mult timp, este într-un volum închis. Dar în același timp, în ambele cazuri, apa curge la vale. Adevărat, în cazul curentului alternativ, acesta curge jumătate din timp în jos, dar în sus. Cu alte cuvinte, direcția de mișcare a curentului alternativ este o valoare algebrică, adică „+” și „-” sunt locuri în schimbare constantă, în timp ce direcția de mișcare a curentului rămâne neschimbată. Încercați să reflectați și să înțelegeți această diferență. Cât de la modă e să spui pe net: „Ai înțeles asta, acum știi totul”.

Deoarece proprietatea esențială a sursei de curent este că curentul este doar scăzut, sau în modelul unei surse de curent ideale în cadru nu depinde de tensiunea electrică. Exemple de surse de tensiune sunt bateriile, celulele solare și generatoarele și, spre deosebire de sursele de curent, nu furnizează curent continuu, ci tensiune continuă. De obicei, sursele de curent sunt create prin utilizarea unei surse de tensiune și conversia acesteia într-o sursă de curent folosind un circuit adecvat.

În termenul „sursă de tensiune” poate fi încă subdivizat în sursă de tensiune ideală și reală. O sursă de tensiune ideală este o sursă care generează o tensiune constantă independentă de curent și de sarcinile conectate. Sursele reale de tensiune pot fi gândite ca o sursă de tensiune ideală care furnizează tensiune fără sarcină și depinde de rezistența internă, astfel încât profilul de tensiune pe o sursă de tensiune reală depinde de curentul luat.

Care este motivul pentru marea varietate de curenti

Dacă înțelegem care este diferența dintre curenții continui și cei alternativi, apare o întrebare firească - de ce sunt atât de mulți dintre ei, curenți? Am alege un curent ca standard și totul ar fi la fel.

Dar, așa cum se spune, „nu toți curenții sunt la fel de utili”, apropo, să ne gândim care curent este mai periculos: direct sau alternativ, dacă ne-am imagina aproximativ nu natura curentului, ci mai degrabă caracteristicile sale. Omul este un colodiu care conduce bine electricitatea. Un set de elemente diferite în apă (suntem 70% apă, dacă nu știe cineva). Dacă unui astfel de colodiu se aplică o tensiune - un șoc electric, atunci particulele din interiorul nostru vor începe să transfere sarcina. Așa cum ar trebui să fie de la un punct cu potențial ridicat la un punct cu potențial scăzut. Cel mai periculos lucru este să stai pe pământ, care este în general un punct cu potențial infinit zero. Cu alte cuvinte, vom transfera tot curentul la sol, adică diferența de sarcini. Deci, cu o direcție constantă de mișcare a sarcinii, procesul de egalizare a potențialului în corpul nostru are loc fără probleme. Trecem apa prin noi ca nisipul. Și putem „absorbi” în siguranță multă apă. Cu curent alternativ, imaginea este puțin diferită - toate particulele noastre vor „trage” ici și colo. Nisipul nu va putea trece apa calm, iar intregul va fi agitat. Prin urmare, răspunsul la întrebarea care curent este mai periculos decât un răspuns constant sau alternativ este fără echivoc - alternativ. Pentru referință, pragul de 300mA DC care pune viața în pericol. Pentru curentul alternativ, aceste valori depind de frecvență și încep de la 35mA. La un curent de 50 hertzi 100mA. De acord, o diferență de 3-10 ori în sine răspunde la întrebarea: care este mai periculos? Dar acesta nu este argumentul principal în alegerea standardului actual. Să punem în ordine tot ce se ține cont atunci când alegem tipul de curent:

Vizualizarea a doi termeni: în primul rând, aflarea curentului și a tensiunii din nou. Cu cât cele două părți sunt mai puternice, cu atât forța care acționează între ele este mai puternică și tensiunea este mai puternică. Cele două surse de curent și surse de tensiune pot fi explicate cu un exemplu frivol. Un lac de munte pare să reprezinte tensiune într-un sens transpus. Cu cât lacul este mai mare, cu atât stresul este mai mare. Acum apa din lacul de munte este redusă în vale prin conducte. Există o conductă de la lacul de munte până la vale.

Apa poate fi considerată electroni. Dacă o conductă este deschisă în vârful unui lac de munte, apa curge pe conductă, care este un curent în sensul transpus. Aceasta înseamnă că, cu cât este mai multă apă în lac, cu atât mai multă apă va „curge” în jos. Desigur, există rezistență la sursa de tensiune sau la sursa de curent. Acest lucru poate fi și imaginat. În exemplul prezentat, diametrul țevii va fi rezistența. Cu cât tubul este mai îngust, cu atât poate curge mai puțină apă. Tubul îngust oferă rezistență la curgerea apei.

• Livrare curentă la distanță lungă... Aproape tot curentul continuu se va pierde;
• Conversie în circuite electrice diferite cu un nivel de consum nedefinit. Pentru curent continuu, este practic imposibil de rezolvat problema;
• Menținerea unei tensiuni constante pentru AC este cu două ordine de mărime mai ieftină decât pentru DC;
• Transformarea energiei electrice în forță mecanică este mult mai ieftină în motoarele și mașinile cu curent alternativ. Astfel de motoare au dezavantajele lor și în unele zone nu pot înlocui motoarele de curent continuu;
• Prin urmare, pentru utilizare în masă, curentul continuu are un avantaj - este mai sigur pentru oameni.

De aici compromisul rezonabil pe care l-a ales omenirea. Nu doar un fel de curent, ci întregul set de transformări disponibile de la generare, livrare către consumator, distribuție și utilizare. Nu le vom enumera pe toate, dar luăm în considerare răspunsul principal la întrebarea articolului, „cum diferă curentul continuu de curentul alternativ” într-un singur cuvânt - caracteristici. Acesta este probabil cel mai corect răspuns pentru orice scop casnic. Și pentru a înțelege standardele, ne propunem să luăm în considerare principalele caracteristici ale acestor curenți.

Matematic, cei doi termeni pot fi combinați. Lac de munte: grosimea conductei = debitul apei. Curent continuu, curent alternativ, tensiune continuă, tensiune alternativă - sunt explicate pe scurt variabilele electrice. Cu un osciloscop. Bateriile ca surse de tensiune continuă.

Transmiterea energiei electrice prin linii cu curent alternativ. Diagrama tensiunii DC. Diagrama tensiunii AC. Curentul electric pentru o perioadă scurtă de timp Curentul electric mișcă purtătorii de sarcină, aceștia pot avea atât sarcini negative, cât și pozitive. Într-un metal, electronii se pot mișca liber. Se mișcă pentru că sunt excitați de un câmp electric. Măsura intensității curentului este curentul electric. Se măsoară în „Amperi”, prescurtat ca A.

Principalele caracteristici ale curenților folosiți astăzi

Dacă pentru curentul continuu din momentul deschiderii caracteristicile au rămas în general neschimbate, atunci cu curenții alternativi totul este mult mai complicat. Priviți această imagine - un model de flux de curent într-un sistem trifazat de la generare până la consum

Tensiunea electrică este explicată pe scurt. Dacă la un moment dat avem o mulțime de sarcini pozitive, câmpul lor electric este atractiv pentru electroni, ei vor să treacă la sarcini pozitive. Cu cât sunt mai multe sarcini pozitive, cu atât forța care antrenează electronii este mai puternică. O măsură este definită pentru cantitatea de sarcini electrice, aceasta este „tensiune electrică”. Indică pur și simplu diferența de sarcini electrice dintre cele două puncte.

Pentru ca curentul să circule, trebuie să existe tensiune. Ce este polaritatea? Tensiunea electrică are doi poli - un pol pozitiv pozitiv și un pol negativ negativ. Există un deficit electronic la polul plus, electronii vor să migreze la acest pol pozitiv. Se observă un exces de electroni la polul minus, electronii sunt respinși de la polul minus. Polaritatea este uneori folosită în loc de polaritate. Ce este o sursă de tensiune? Sursa de tensiune este o componentă bipolară, între cei doi poli a cărei tensiune electrică.

Din punctul nostru de vedere, este un model foarte vizual, pe care se vede clar cum se filmează o fază, două sau trei. În același timp, puteți vedea cum ajunge el la consumator.

Ca urmare, avem un lanț de generație, tensiune alternativă și continuă (curenți) la stadiul de consumator. În consecință, cu cât mai departe de consumator, cu atât curenții și tensiunile sunt mai mari. De fapt, la priza noastră, cel mai simplu și mai slab este un curent alternativ monofazat, 220V cu o frecvență fixă ​​de 50 Hz. Doar o creștere a frecvenței este capabilă să facă curentul de înaltă frecvență la această tensiune. Cel mai simplu exemplu este în bucătărie. Imprimarea cu microunde transformă un curent simplu într-unul de înaltă frecvență, care de fapt ajută la gătit. Apropo, să răspundem la întrebarea despre puterea microundelor - acesta este cât de mult curent „normal” transformă în curenți de înaltă frecvență.

Merită să ne amintim că orice conversie a curenților nu vine degeaba. Pentru a obține curent alternativ, trebuie să rotiți arborele cu ceva. Pentru a obține un curent constant din el, trebuie să disipați o parte din energie sub formă de căldură. Chiar și curenții de transmisie a energiei trebuie să fie disipați sub formă de căldură atunci când sunt livrați în apartament cu ajutorul unui transformator. Adică, orice modificare a parametrilor actuali este însoțită de pierderi. Și, desigur, pierderile sunt însoțite de livrarea de curent către consumator. Această cunoaștere aparent teoretică ne permite să înțelegem de unde provin plățile noastre excedentare pentru energie, eliminând jumătate dintre întrebări, de ce există 100 de ruble pe tejghea și 115 în chitanță.

Să revenim la curente. Am menționat totul și chiar știm cum diferă curentul continuu de cel alternativ, așa că să ne amintim ce curenți există în general.

• DC, sursa este fizica reacțiilor chimice cu o modificare a sarcinii, se poate obține prin conversia unui curent alternativ. Varietate - curent de impuls, care își modifică parametrii într-o gamă largă, dar nu schimbă direcția de mișcare.
• Curent alternativ... Poate fi monofazat, bifazat sau trifazat. Frecvență standard sau înaltă. O astfel de clasificare simplă este suficientă.

Concluzie sau fiecare curent are propriul său dispozitiv

Fotografia arată un generator de curent la CHE Sayano-Shushenskaya. Și în această fotografie este locul instalării sale.

Și acesta este un bec obișnuit.

Nu este frapantă diferența de amploare, deși primul a fost creat, inclusiv pentru munca celui de-al doilea? Dacă te gândești la acest articol, devine clar că, cu cât dispozitivul este mai aproape de o persoană, cu atât mai des se folosește curent continuu. Cu excepția motoarelor de curent continuu și a aplicațiilor industriale, acesta este într-adevăr un standard bazat tocmai pe faptul că am aflat care curent este mai periculos decât curentul continuu sau curentul alternativ. Caracteristicile curenților de uz casnic se bazează pe același principiu, deoarece curentul alternativ 220V 50Hz este un compromis între pericol și pierdere. Prețul compromisului este automatele de protecție: de la siguranță la RCD. Îndepărtându-ne de o persoană, ne aflăm în zona caracteristicilor tranzitorii, unde atât curenții, cât și tensiunile sunt mai mari și unde pericolul pentru oameni nu este luat în considerare, dar se acordă atenție măsurilor de siguranță - zona de utilizare industrială a actual. Cel mai îndepărtat de oameni, chiar și în industrie, este transmiterea și generarea energiei. Un simplu muritor nu are ce face aici - aceasta este zona profesioniștilor și specialiștilor care știu să gestioneze această putere. Dar chiar și cu utilizarea energiei electrice de uz casnic și, desigur, atunci când lucrați cu un electrician, înțelegerea elementelor de bază ale naturii curenților nu va fi niciodată de prisos.

DC (curent continuu) –este mișcarea ordonată a particulelor încărcate într-o direcție. Cu alte cuvinte
cantitățile care caracterizează un curent electric, cum ar fi tensiunea sau curentul, sunt constante atât ca valoare, cât și ca direcție.

Într-o sursă de curent continuu, cum ar fi o baterie convențională cu celulă stilou, electronii se mută de la minus la plus. Dar din punct de vedere istoric, direcția de la plus la minus este considerată a fi direcția tehnică a curentului.

Pentru curentul continuu, se aplică toate legile de bază ale ingineriei electrice, cum ar fi legea lui Ohm și legile lui Kirchhoff.

Poveste

Inițial, curentul continuu a fost numit - curent galvanic, deoarece a fost obținut mai întâi folosind o reacție galvanică. Apoi, la sfârșitul secolului al XIX-lea, Thomas Edison a încercat să organizeze transmiterea curentului continuu pe liniile electrice. În același timp, așa-numitul „Războiul curenților”, în care era de ales între curent alternativ și curent continuu ca curent principal. Din păcate, curentul continuu a „pierdut” acest „război” deoarece, spre deosebire de curentul alternativ, curentul continuu poartă pierderi mari de putere în timpul transmisiei pe distanțe. Curentul alternativ poate fi ușor transformat și astfel transmis pe distanțe mari.

Surse DC

Sursele de curent continuu pot fi bateriile sau alte surse în care curentul apare din cauza unei reacții chimice (de exemplu, o baterie pentru degete).

De asemenea, sursele de curent continuu pot fi un generator de curent continuu, in care curentul este generat datorita
fenomenul de inducție electromagnetică, iar apoi rectificat cu ajutorul unui colector.

Curentul continuu poate fi obtinut prin redresarea curentului alternativ. Pentru aceasta, există diverse redresoare și convertoare.

Aplicație

Curentul continuu este utilizat pe scară largă în circuitele și dispozitivele electrice. De exemplu, acasă, majoritatea aparatelor, cum ar fi modemul sau încărcătorul mobil, funcționează cu curent continuu. Generatorul auto generează și convertește curent continuu pentru a încărca bateria. Orice dispozitiv portabil este alimentat de o sursă de curent continuu.

În industrie, curentul continuu este utilizat în mașinile de curent continuu, cum ar fi motoarele sau generatoarele. În unele țări, există linii de transmisie DC de înaltă tensiune.

Curentul continuu și-a găsit aplicația și în medicină, de exemplu, în electroforeză - o procedură de tratament care utilizează un curent electric.

În transportul feroviar, pe lângă curentul alternativ, se mai folosește și curentul continuu. Acest lucru se datorează faptului că motoarele de tracțiune, care au caracteristici mecanice mai rigide decât cele asincrone, sunt motoare de curent continuu.

Efect asupra corpului uman

Curentul continuu, spre deosebire de curentul alternativ, este mai sigur pentru oameni. De exemplu, un curent letal pentru o persoană este de 300 mA dacă este un curent constant, iar dacă un curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz, atunci 50-100 mA.