Si të konfiguroni telefonat inteligjentë dhe PC. Portali informativ

Studimi i rregullave themelore të fizikës: si ndryshon rryma direkte nga rryma alternative. Dallimi midis tensionit DC dhe AC

Rryma elektrike konstante është lëvizja e grimcave të ngarkuara në një drejtim të caktuar. Domethënë, sforcimi ose forca e tij (madhësia karakterizuese) kanë të njëjtin kuptim dhe drejtim. Kështu ndryshon rryma direkte nga rryma alternative. Por le të shohim gjithçka në rregull.

Historia e shfaqjes dhe "luftës së rrymave"

Rryma e drejtpërdrejtë quhej galvanike për faktin se ajo u zbulua si rezultat i një reaksioni galvanik. tentoi ta transmetonte përmes linjave të transmetimit elektrik. Në atë kohë, midis shkencëtarëve kishte mosmarrëveshje serioze për këtë çështje. Madje kanë marrë emrin “lufta e rrymave”. U vendos çështja e zgjedhjes si kryesore, variabël apo konstante. “Lufta” u fitua me një formë alternative, pasi ajo e përhershme pëson humbje të konsiderueshme, duke u transmetuar në distancë. Por transformimi i formës alternative nuk është i vështirë, kështu ndryshon rryma direkte nga rryma alternative. Prandaj, kjo e fundit është e lehtë për t'u transmetuar edhe në distanca të mëdha.

Burimet e rrymës elektrike të drejtpërdrejtë

Bateritë ose pajisje të tjera mund të shërbejnë si burim, ku ndodh përmes një reaksioni kimik.

Këta janë gjeneratorë, ku fitohet si rezultat, dhe pas kësaj korrigjohet me shpenzimet e kolektorit.

Aplikacion

Në pajisje të ndryshme, rryma direkte përdoret mjaft shpesh. Për shembull, shumë pajisje shtëpiake, karikues dhe gjeneratorë makinash punojnë me të. Çdo aparat portativ mundësohet nga një burim që prodhon një pamje të përhershme.

Përdoret komercialisht në motorë dhe bateri. Dhe në disa vende, ato janë të pajisura me linja të tensionit të lartë.

Në mjekësi, procedurat shëndetësore kryhen duke përdorur rrymë elektrike të drejtpërdrejtë.

Në hekurudhë (për transport), përdoren të dy llojet e ndryshueshme dhe të përhershme.

Rryma alternative

Sidoqoftë, më shpesh përdoret. Këtu vlera mesatare e forcës dhe stresit për një periudhë të caktuar është e barabartë me zero. Në madhësi dhe drejtim, ai ndryshon vazhdimisht, dhe me intervale të barabarta kohore.

Për të nxitur rrymë alternative, përdoren gjeneratorë në të cilët gjatë induksionit elektromagnetik kjo ndodh. Kjo bëhet me ndihmën e një magneti që rrotullohet në një cilindër (rotor) dhe një statori të bërë në formën e një bërthame fikse me një dredha-dredha.

Rryma alternative përdoret në radio, televizion, telefoni dhe shumë sisteme të tjera për faktin se tensioni dhe fuqia e saj mund të konvertohen pa humbur energji.

Përdoret gjerësisht në industri, si dhe për qëllime ndriçimi.

Mund të jetë njëfazor dhe shumëfazor.

I cili ndryshon sipas ligjit sinusoidal, është njëfazor. Ai ndryshon gjatë një periudhe të caktuar kohore (periudhe) në madhësi dhe drejtim. Frekuenca AC është numri i cikleve për sekondë.

Në rastin e dytë, më i përhapuri është varianti trefazor. Ky është një sistem i tre qarqeve elektrike që kanë të njëjtën frekuencë dhe EMF, jashtë fazës me 120 gradë. Përdoret për të fuqizuar motorët elektrikë, furrat, pajisjet e ndriçimit.

Njerëzimi i detyrohet shumë zhvillime në fushën e energjisë elektrike dhe zbatimin e tyre praktik, si dhe ndikimin në rrymë alternative me frekuencë të lartë, shkencëtarit të madh Nikola Tesla. Deri më tani nuk njihen të gjitha veprat e tij, të lëna pasardhësve.

Si ndryshon rryma direkte nga rryma alternative dhe cila është rruga e saj nga burimi te konsumatori?

Pra, një rrymë alternative quhet një rrymë që mund të ndryshojë në drejtim dhe madhësi për një kohë të caktuar. Parametrat që i kushtohet vëmendje janë frekuenca dhe voltazhi. Në Rusi, në rrjetet elektrike shtëpiake, rryma alternative furnizohet me një tension prej 220 V dhe një frekuencë prej 50 Hz. Frekuenca e një rryme alternative është numri i ndryshimeve në drejtimin e grimcave të një ngarkese të caktuar për sekondë. Rezulton se në 50 Hz ajo ndryshon drejtimin e saj pesëdhjetë herë, në çfarë mënyre ndryshon rryma direkte nga ajo alternative.

Burimi i tij janë prizat në të cilat pajisjet shtëpiake janë të lidhura nën tensione të ndryshme.

Rryma alternative fillon lëvizjen e saj nga termocentralet, ku ka gjeneratorë të fuqishëm, prej nga del me një tension prej 220 deri në 330 kV. Më pas futet në të cilat ndodhen pranë shtëpive, bizneseve dhe strukturave të tjera.

Në nënstacion, rryma rrjedh nën një tension prej 10 kV. Atje shndërrohet në një tension trefazor prej 380 V. Ndonjëherë me një tregues të tillë, rryma shkon drejtpërdrejt në objekte (ku organizohet prodhimi i fuqishëm). Por në thelb është reduktuar në 220 V.

Transformimi

Është e qartë se ne marrim rrymë alternative në priza. Por shpesh pajisjet elektrike kanë nevojë për një vështrim të vazhdueshëm. Për këtë, përdoren ndreqës të veçantë. Procesi përbëhet nga hapat e mëposhtëm:

  • lidhja e një ure me katër dioda me fuqinë e kërkuar;
  • lidhja e një filtri ose kondensatori me daljen nga ura;
  • lidhja e stabilizatorëve të tensionit për të reduktuar valëzimin.

Konvertimi mund të ndodhë si nga AC në DC, dhe anasjelltas. Por rasti i fundit do të jetë shumë më i vështirë për t'u zbatuar. Do t'ju duhen inverterë, të cilët, ndër të tjera, nuk janë aspak të lirë.

Pavarësisht se energjia elektrike ka hyrë fort në jetën tonë, shumica dërrmuese e përdoruesve të këtij bekimi të qytetërimit nuk kanë as një kuptim sipërfaqësor se çfarë është rryma, e lëre më cili është ndryshimi midis rrymës direkte dhe rrymës alternative, cili është ndryshimi mes tyre dhe çfarë rryme është në përgjithësi. I pari që u godit nga rryma ishte Alessandro Volta, pas së cilës ai ia kushtoi gjithë jetën kësaj teme. Le t'i kushtojmë vëmendje kësaj teme në mënyrë që të kemi një ide të përgjithshme për natyrën e energjisë elektrike.

Nga vjen rryma dhe pse është ndryshe?

Ne do të përpiqemi të shmangim fizikën e ndërlikuar dhe do të përdorim metodën e analogjive dhe thjeshtimeve për të shqyrtuar këtë çështje. Por para kësaj, le të kujtojmë anekdotën e vjetër për provimin, kur një student i ndershëm nxori një biletë "Çfarë është rryma elektrike".

Më fal profesor, isha duke u përgatitur, por harrova - u përgjigj studenti i ndershëm. - Si mundesh! Profesori e qortoi, ti je i vetmi person në tokë që e di këtë! (me)

Kjo është një shaka, sigurisht, por ka një sasi të madhe të së vërtetës në të. Prandaj, ne nuk do të kërkojmë dafina Nobel, por thjesht do ta kuptojmë, rryma alternative dhe rryma direkte, cili është ndryshimi dhe cilat konsiderohen burime aktuale.

Si bazë, do të marrim supozimin se rryma nuk është lëvizja e grimcave (edhe pse lëvizja e grimcave të ngarkuara gjithashtu transferon ngarkesë, dhe për rrjedhojë krijon rryma), por lëvizja (transferimi) i ngarkesës së tepërt në përcjellës nga një pikë. me ngarkesë të madhe (potencial) në një pikë me ngarkesë më të ulët. Një analogji është një rezervuar, uji gjithmonë tenton të zërë një nivel (barazojë potencialet). Nëse hapni një vrimë në digë, uji do të fillojë të rrjedhë tatëpjetë, do të lindë një rrymë e drejtpërdrejtë. Sa më e madhe të jetë vrima, aq më shumë ujë do të rrjedhë, rryma do të rritet, si dhe fuqia dhe sasia e punës që kjo rrymë është në gjendje të kryejë. Nëse nuk kontrollohet, uji do të shkatërrojë digën dhe do të krijojë menjëherë një fushë përmbytjeje me një sipërfaqe të sheshtë. Ky është një qark i shkurtër i barazimit potencial me dëme të mëdha.

Kështu, një rrymë e drejtpërdrejtë shfaqet në një burim (si rregull, për shkak të reaksioneve kimike), në të cilin një ndryshim potencial lind në dy pika. Lëvizja e ngarkesës nga një vlerë më e lartë "+" në një "-" më të ulët barazon potencialin derisa reaksioni kimik zgjat. Rezultati i potencialit të plotë barazues, ne e dimë - "bateria e fshatit". Prandaj të kuptuarit pse Tensioni DC dhe AC ndryshojnë ndjeshëm në stabilitetin e karakteristikave... Bateria (bateria e rikarikueshme) konsumon energji, kështu që voltazhi DC do të ulet me kalimin e kohës. Për ta mbajtur atë në të njëjtin nivel, përdoren konvertues shtesë. Fillimisht, njerëzimit iu desh një kohë e gjatë për të vendosur se si ndryshon rryma direkte nga rryma alternative për përdorim të gjerë, të ashtuquajturat. "Lufta e rrymave". Përfundoi me fitoren e rrymës alternative, jo vetëm sepse kishte më pak humbje të transmetimit në distancë, por edhe gjenerimi i rrymës direkte nga rryma alternative doli të ishte më i lehtë. Natyrisht, rryma direkte e marrë në këtë mënyrë (pa një burim harxhues) ka karakteristika shumë më të qëndrueshme. Në fakt, në këtë rast, tensioni i alternuar dhe i drejtpërdrejtë janë të lidhur në mënyrë të ngurtë dhe me kalimin e kohës varen vetëm nga gjenerimi i energjisë dhe sasia e konsumit.

Kështu, rryma direkte për nga natyra e saj është shfaqja e një ngarkese të pabarabartë në vëllim (reaksion kimik), i cili mund të rishpërndahet duke përdorur tela, duke lidhur një pikë me ngarkesë të lartë dhe të ulët (potencial).

Le të ndalemi në këtë përkufizim siç pranohet përgjithësisht. Të gjitha rrymat e tjera DC (jo bateritë dhe akumulatorët) rrjedhin nga një burim AC. Për shembull, në këtë foto, vija e valëzuar blu është rryma jonë e drejtpërdrejtë, si rezultat i shndërrimit të rrymës alternative.

Kushtojini vëmendje komenteve në foto, "një numër i madh qarqesh dhe pllaka kolektori". Nëse konverteri është i ndryshëm, fotografia do të jetë e ndryshme. E njëjta rrymë e linjës blu është pothuajse konstante, por pulsuese, le të kujtojmë këtë fjalë. Këtu, nga rruga, rryma e pastër direkte është vija e kuqe.

Marrëdhënia midis magnetizmit dhe elektricitetit

Tani le të shohim se si ndryshon rryma alternative nga rryma direkte, e cila varet nga materiali. Gjëja më e rëndësishme - gjenerimi i rrymës alternative nuk varet nga reaksionet në material... Duke punuar me galvanike (rrymë direkte), u zbulua shpejt se përçuesit tërhiqen nga njëri-tjetri si magnet. Pasoja ishte zbulimi se një fushë magnetike, në kushte të caktuara, gjeneron një rrymë elektrike. Kjo do të thotë, magnetizmi dhe energjia elektrike doli të ishin një fenomen i ndërlidhur me një transformim të kundërt. Një magnet mund t'i japë rrymë një përcjellësi, dhe një përcjellës me rrymë mund të jetë një magnet. Kjo foto tregon një simulim të eksperimenteve të Faradeit, i cili, në fakt, zbuloi këtë fenomen.

Tani analogjia për rrymë alternative. Magneti do të jetë forca tërheqëse, dhe gjeneratori aktual do të jetë një orë rëre me ujë. Në njërën gjysmë të orës do të shkruajmë "lart", në tjetrën "poshtë". Ne e kthejmë orën tonë dhe shohim se si uji rrjedh "poshtë", kur të ketë rrjedhur i gjithë uji, ne e kthejmë atë përsëri dhe uji ynë rrjedh "lart". Pavarësisht se ne kemi rrymën në dispozicion, ajo ndryshon drejtimin dy herë në cikël të plotë. Shkencërisht, do të duket kështu: frekuenca e rrymës varet nga frekuenca e rrotullimit të gjeneratorit në një fushë magnetike. Në kushte të caktuara, marrim një sinusoid të pastër, ose thjesht një rrymë alternative me amplituda të ndryshme.

Përsëri! Kjo është shumë e rëndësishme për të kuptuar se si ndryshon DC kundrejt AC. Në të dyja analogjitë, uji rrjedh tatëpjetë. Por në rastin e rrymës direkte, rezervuari do të zbrazet herët a vonë, dhe për rrymë alternative, ora do të derdhë ujë për një kohë shumë të gjatë, është në një vëllim të mbyllur. Por në të njëjtën kohë, në të dyja rastet, uji rrjedh tatëpjetë. Vërtetë, në rastin e rrymës alternative, ajo rrjedh gjysmën e kohës tatëpjetë, por lart. Me fjalë të tjera, drejtimi i lëvizjes së rrymës alternative është një vlerë algjebrike, domethënë "+" dhe "-" ndryshojnë vazhdimisht vendet, ndërsa drejtimi i lëvizjes së rrymës mbetet i pandryshuar. Përpiquni të mendoni dhe kuptoni këtë ndryshim. Sa në modë është të thuash në rrjet: "E kuptove këtë, tani di gjithçka".

Cila është arsyeja e shumëllojshmërisë së gjerë të rrymave

Nëse kuptojmë se cili është ndryshimi midis rrymave direkte dhe alternative, lind një pyetje e natyrshme - pse ka kaq shumë prej tyre, rryma? Do të zgjidhnim një rrymë si standard dhe gjithçka do të ishte njësoj.

Por, siç thotë shprehja, "jo të gjitha rrymat janë njësoj të dobishme", meqë ra fjala, le të mendojmë se cila rrymë është më e rrezikshme: e drejtpërdrejtë apo e alternuar, nëse përafërsisht imagjinonim jo natyrën e rrymës, por veçoritë e saj. Njeriu është një kolodium që përçon mirë elektricitetin. Një grup elementësh të ndryshëm në ujë (ne jemi 70% ujë, nëse dikush nuk e di). Nëse në një kolodium të tillë aplikohet një tension - një goditje elektrike, atëherë grimcat brenda nesh do të fillojnë të transferojnë ngarkesë. Siç duhet të jetë nga një pikë me potencial të lartë në një pikë me potencial të ulët. Gjëja më e rrezikshme është të qëndrosh në tokë, që në përgjithësi është një pikë me potencial pafundësisht zero. Me fjalë të tjera, ne do të transferojmë të gjithë rrymën në tokë, domethënë ndryshimin në tarifat. Pra, me një drejtim të vazhdueshëm të lëvizjes së ngarkesës, procesi i barazimit të potencialit në trupin tonë ndodh pa probleme. Ne e kalojmë ujin përmes vetes si rërë. Dhe ne mund të "thithim" me siguri shumë ujë. Me rrymë alternative, fotografia është pak më ndryshe - të gjitha grimcat tona do të "tërheqin" këtu dhe atje. Rëra nuk do të jetë në gjendje të kalojë ujin me qetësi dhe e gjithë do të trazohet. Prandaj, përgjigjja në pyetjen se cila rrymë është më e rrezikshme se një përgjigje konstante ose alternative është e paqartë - e alternuar. Për referencë, pragu i rrezikshëm për jetën 300 mA DC. Për rrymë alternative, këto vlera varen nga frekuenca dhe fillojnë në 35 mA. Në një rrymë prej 50 herc 100 mA. Dakord, një ndryshim prej 3-10 herë në vetvete i përgjigjet pyetjes: cila është më e rrezikshme? Por ky nuk është argumenti kryesor në zgjedhjen e standardit aktual. Le të vendosim në rregull gjithçka që merret parasysh kur zgjedhim llojin e rrymës:

  • Dorëzimi aktual i distancave të gjata... Pothuajse e gjithë rryma direkte do të humbasë;
  • Konvertimi në qarqe elektrike të ndryshme me një nivel konsumi të papërcaktuar. Për rrymën e drejtpërdrejtë, është praktikisht e pamundur të zgjidhet problemi;
  • Ruajtja e një tensioni konstant për AC është dy rend të madhësisë më lirë se për DC;
  • Shndërrimi i energjisë elektrike në forcë mekanike është shumë më i lirë në motorët dhe makineritë AC. Motorë të tillë kanë të metat e tyre dhe në disa zona nuk mund të zëvendësojnë motorët DC;
  • Prandaj, për përdorim masiv, rryma direkte ka një avantazh - është më e sigurt për njerëzit.

Prandaj kompromisi i arsyeshëm që ka zgjedhur njerëzimi. Jo vetëm një lloj rryme, por i gjithë grupi i transformimeve të disponueshme nga gjenerimi, shpërndarja te konsumatori, shpërndarja dhe përdorimi. Ne nuk do t'i rendisim të gjitha, por ne e konsiderojmë përgjigjen kryesore për pyetjen e artikullit, "si ndryshon rryma direkte nga rryma alternative" me një fjalë - karakteristika. Kjo është ndoshta përgjigjja më e saktë për çdo qëllim shtëpiak. Dhe për të kuptuar standardet, ne propozojmë të konsiderojmë karakteristikat kryesore të këtyre rrymave.

Karakteristikat kryesore të rrymave të përdorura sot

Nëse për rrymën e drejtpërdrejtë që nga momenti i hapjes, karakteristikat mbetën përgjithësisht të pandryshuara, atëherë me rryma alternative gjithçka është shumë më e ndërlikuar. Shikoni këtë foto - një model i rrjedhës së rrymës në një sistem trefazor nga gjenerimi në konsum

Nga këndvështrimi ynë, është një model shumë vizual, mbi të cilin duket qartë se si të xhirosh një fazë, dy ose tre. Në të njëjtën kohë, ju mund të shihni se si ai arrin te konsumatori.

Si rezultat, kemi një zinxhir gjenerimi, tension (rryma) alternative dhe të drejtpërdrejtë në fazën e konsumit. Prandaj, sa më larg nga konsumatori, aq më të larta janë rrymat dhe tensionet. Në fakt, në prizën tonë, më e thjeshta dhe më e dobëta është një rrymë alternative njëfazore, 220 V me një frekuencë fikse prej 50 Hz. Vetëm një rritje në frekuencë është në gjendje të bëjë rrymën me frekuencë të lartë në këtë tension. Shembulli më i thjeshtë është në kuzhinën tuaj. Printimi në mikrovalë konverton një rrymë të thjeshtë në një rrymë me frekuencë të lartë, e cila në fakt ndihmon për të gatuar. Nga rruga, le t'i përgjigjemi pyetjes në lidhje me fuqinë e mikrovalës - kjo është vetëm sa rrymë "normale" shndërrohet në rryma me frekuencë të lartë.

Vlen të kujtohet se çdo shndërrim i rrymave nuk vjen kot. Për të marrë rrymë alternative, duhet të rrotulloni boshtin me diçka. Për të marrë një rrymë konstante prej saj, ju duhet të shpërndani një pjesë të energjisë si nxehtësi. Edhe rrymat e transmetimit të energjisë duhet të shpërndahen në formën e nxehtësisë kur dërgohen në apartament duke përdorur një transformator. Kjo do të thotë, çdo ndryshim në parametrat aktual shoqërohet me humbje. Dhe, sigurisht, humbjet shoqërohen me dërgimin e rrymës tek konsumatori. Kjo njohuri në dukje teorike na lejon të kuptojmë se nga vijnë mbipagesat tona për energji, duke hequr gjysmën e pyetjeve, pse ka 100 rubla në banak dhe 115 në faturë.

Le të kthehemi te rrymat. Ne kemi përmendur gjithçka, madje e dimë se si ndryshon rryma direkte nga ajo alternative, kështu që le të kujtojmë se çfarë rrymash ekzistojnë në përgjithësi.

  • D.C, burimi është fizika e reaksioneve kimike me një ndryshim në ngarkim, mund të merret duke konvertuar një rrymë alternative. Shumëllojshmëri - rrymë impulse, e cila ndryshon parametrat e saj në një gamë të gjerë, por nuk ndryshon drejtimin e lëvizjes.
  • Rryma alternative... Mund të jetë njëfazor, dyfazor ose trefazor. Frekuencë standarde ose e lartë. Një klasifikim i tillë i thjeshtë është i mjaftueshëm.

Përfundim ose çdo rrymë ka pajisjen e vet

Fotografia tregon një gjenerator aktual në HEC-in Sayano-Shushenskaya. Dhe në këtë foto është vendi i instalimit të tij.

Dhe kjo është një llambë e zakonshme.

A nuk është i habitshëm ndryshimi në shkallë, megjithëse i pari u krijua, përfshirë edhe për punën e të dytit? Nëse mendoni për këtë artikull, bëhet e qartë se sa më afër të jetë pajisja me një person, aq më shpesh përdoret rryma direkte në të. Me përjashtim të motorëve DC dhe aplikacioneve industriale, ky është me të vërtetë një standard i bazuar pikërisht në faktin se ne kemi zbuluar se cila rrymë është më e rrezikshme se rryma e drejtpërdrejtë ose rryma alternative. Karakteristikat e rrymave shtëpiake bazohen në të njëjtin parim, pasi rryma alternative 220V 50Hz është një kompromis midis rrezikut dhe humbjes. Çmimi i kompromisit është automatikë mbrojtëse: nga siguresa në RCD. Duke u larguar nga një person, ne e gjejmë veten në zonën e karakteristikave kalimtare, ku si rrymat ashtu edhe tensionet janë më të larta, dhe ku rreziku për njerëzit nuk merret parasysh, por vëmendje i kushtohet masave të sigurisë - zona e përdorimit industrial të aktuale. Më e largëta nga njerëzit, edhe në industri, është transmetimi dhe gjenerimi i energjisë. Një i vdekshëm i thjeshtë nuk ka të bëjë këtu - kjo është zona e profesionistëve dhe specialistëve që dinë ta menaxhojnë këtë fuqi. Por edhe me përdorimin e energjisë elektrike shtëpiake, dhe sigurisht kur punoni me një elektricist, të kuptuarit e bazave të natyrës së rrymave nuk do të jetë kurrë e tepërt.

Cili është ndryshimi midis AC dhe DC

Koncepti i përgjithshëm i rrymës elektrike mund të shprehet si lëvizje e grimcave të ndryshme të ngarkuara (elektrone, jone) në një drejtim të caktuar. Dhe vlera e saj karakterizohet nga numri i grimcave të ngarkuara që kanë kaluar nëpër përcjellës për një periudhë të caktuar kohore.

Nëse sasia e grimcave të ngarkuara në 1 kulon kalon nëpër një seksion të caktuar të përcjellësit në një kohë prej 1 sekonde, atëherë mund të flasim për forcën aktuale prej 1 amper që rrjedh nëpër përcjellës. Kështu, përcaktohet numri i amperave ose forca e rrymës. Ky është një koncept i përgjithshëm i rrymës. Tani le të shohim konceptin e rrymës alternative dhe të drejtpërdrejtë dhe ndryshimin e tyre.

Rryma elektrike konstante, sipas përkufizimit, është një rrymë që rrjedh vetëm në një drejtim dhe nuk e ndryshon atë me kalimin e kohës. Rryma alternative karakterizohet nga fakti se ajo ndryshon drejtimin dhe madhësinë e saj me kalimin e kohës. Nëse rryma direkte paraqitet grafikisht si një vijë e drejtë, atëherë rryma alternative rrjedh nëpër përcjellës sipas ligjit të sinusit dhe paraqitet grafikisht si një sinusoid.

Meqenëse rryma alternative ndryshon sipas ligjit sinusoidal, ajo ka parametra të tillë si periudha e një cikli të plotë, koha e së cilës shënohet me shkronjën T. Frekuenca e rrymës alternative është e kundërt me periudhën e ciklit të plotë. Frekuenca e rrymës alternative shprehet në numrin e periudhave të plota në një periudhë të caktuar kohe (1 sekondë).

Ka 50 periudha të tilla në rrjetin tonë të energjisë AC, që korrespondon me një frekuencë prej 50 Hz. F = 1 / T, ku periudha për 50 Hz është 0,02 sek. F = 1 / 0,02 = 50 Hz. Rryma alternative tregohet me shkronjat angleze AC dhe shenjën "~". Rryma e drejtpërdrejtë ka një përcaktim DC dhe një shenjë "-". Përveç kësaj, rryma alternative mund të jetë njëfazore ose shumëfazore. Përdoret kryesisht një rrjet trefazor.

Pse ka një tension të alternuar në rrjet, dhe jo një konstant?

Rryma alternative ka shumë përparësi ndaj rrymës së drejtpërdrejtë. Humbje të ulëta në transmetimin e rrymës alternative në linjat e energjisë (TL) në krahasim me rrymën e vazhduar. Alternatorët janë të thjeshtë dhe të lirë. Kur transmetohet në distanca të gjata mbi linjat e energjisë, tensioni i lartë arrin 330 mijë volt me ​​një rrymë minimale.

Sa më pak të jetë rryma në linjën e transmetimit, aq më pak humbje. Transmetimi i rrymës direkte në distanca të gjata do të ketë humbje të konsiderueshme. Gjithashtu, alternatorët e tensionit të lartë janë shumë më të thjeshtë dhe më të lirë. Është e lehtë të merret një tension më i ulët nga voltazhi AC përmes transformatorëve të thjeshtë.

Gjithashtu, është shumë më lirë të merret tension i drejtpërdrejtë nga tensioni alternativ sesa, përkundrazi, të përdorësh konvertues të shtrenjtë të tensionit të drejtpërdrejtë në tension alternativ. Konvertuesit e tillë kanë efikasitet të ulët dhe humbje të larta. Konvertimi i dyfishtë përdoret përgjatë rrugës së transmetimit AC.

Fillimisht, ai merr 220 - 330 Kv nga gjeneratori dhe transmetohet në distanca të gjata në transformatorë që ulin tensionin e lartë në 10 KV dhe më pas shkojnë nënstacionet që ulin tensionin e lartë në 380 V. Nga këto nënstacione, energjia elektrike devijohet në konsumatorët dhe hyn në shtëpi dhe panele elektrike ndërtesa banimi.

Tre faza të rrymës trefazore u zhvendosën me 120 gradë

Për një tension njëfazor, një sinusoid është karakteristik, dhe për një tension trefazor, tre sinusoidë kompensohen me 120 gradë në lidhje me njëri-tjetrin. Një rrjet trefazor gjithashtu ka avantazhet e tij ndaj rrjeteve njëfazore. Kjo është një madhësi më e vogël e transformatorëve, motorët elektrikë janë gjithashtu strukturorë më të vegjël.

Është e mundur të ndryshohet drejtimi i rrotullimit të rotorit të motorit me induksion. Në një rrjet trefazor, mund të merren 2 tensione - këto janë 380 V dhe 220 V, të cilat përdoren për të ndryshuar fuqinë e motorit dhe për të rregulluar temperaturën e elementeve të ngrohjes. Duke përdorur një tension trefazor në ndriçim, mund të eliminoni dridhjen e llambave fluoreshente, për të cilat ato janë të lidhura me faza të ndryshme.

Rryma e drejtpërdrejtë përdoret në elektronikë dhe në të gjitha pajisjet shtëpiake, pasi konvertohet lehtësisht nga rryma e ndryshueshme duke e ndarë atë në një transformator në vlerën e dëshiruar dhe duke e drejtuar më tej. Burimi i rrymës konstante janë akumulatorët, bateritë, gjeneratorët e rrymës konstante, panelet LED. Siç mund ta shihni, ndryshimi në rrymë alternative dhe të drejtpërdrejtë është i konsiderueshëm. Tani kemi mësuar - Pse AC rrjedh në prizën tonë, dhe jo DC?

Tani është e pamundur të imagjinohet qytetërimi njerëzor pa energji elektrike. TV, kompjuterë, frigoriferë, tharëse flokësh, lavatriçe - të gjitha pajisjet shtëpiake punojnë në të. Për të mos përmendur industrinë dhe korporatat e mëdha. Burimi kryesor i energjisë për marrësit elektrikë është rryma alternative. Dhe çfarë është ajo? Cilat janë parametrat dhe karakteristikat e tij? Cili është ndryshimi midis rrymës direkte dhe alternative? Pak njerëz i dinë përgjigjet e këtyre pyetjeve.

E ndryshueshme kundrejt konstantes

Në fund të shekullit të nëntëmbëdhjetë, falë zbulimeve në fushën e elektromagnetizmit, u ngrit një polemikë mbi atë se cila rrymë ishte më e mirë për t'u përdorur për të kënaqur nevojat njerëzore. Si filloi gjithçka? Thomas Edison themeloi kompaninë e tij në 1878, e cila në të ardhmen u bë e famshme General Electric. Kompania u pasurua shpejt dhe fitoi besimin e investitorëve dhe qytetarëve të zakonshëm të Shteteve të Bashkuara të Amerikës, pasi disa qindra termocentrale DC u ndërtuan në të gjithë vendin. Merita e Edisonit është në shpikjen e sistemit me tre tela. Rryma e drejtpërdrejtë funksionoi jashtëzakonisht mirë me motorët e parë elektrikë dhe llambat inkandeshente. Këta ishin në fakt marrësit e vetëm të energjisë në atë kohë. Banaku, i cili gjithashtu u shpik nga Edison, funksiononte ekskluzivisht me rrymë të vazhdueshme. Megjithatë, në kundërshtim me kompaninë në rritje të Edison-it, u shfaqën korporata konkurruese dhe shpikës, të cilët donin të kundërshtonin rrymën direkte ndaj rrymës alternative.

Disavantazhet e shpikjes së Edisonit

George Westinghouse, një inxhinier dhe biznesmen, vuri re një lidhje të dobët në patentën e Edison - një humbje e madhe në përçuesit. Megjithatë, ai nuk ishte në gjendje të zhvillonte një dizajn që mund të konkurronte me këtë shpikje. Cili është disavantazhi i rrymës DC të Edison? Problemi kryesor është transmetimi i energjisë elektrike në distanca. Dhe duke qenë se me rritjen e tij rritet edhe rezistenca e përcjellësve, kjo do të thotë se do të rriten edhe humbjet e fuqisë. Për të ulur këtë nivel, është e nevojshme ose të rritet tensioni, dhe kjo do të çojë në një ulje të fuqisë së vetë rrymës, ose në trashjen e telit (d.m.th., për të zvogëluar rezistencën e përcjellësit). Nuk kishte asnjë mënyrë për të rritur efektivisht tensionin DC në atë kohë, kështu që termocentralet e Edison-it e mbanin tensionin afër dyqind volt. Fatkeqësisht, flukset e energjisë të transmetuara në këtë mënyrë nuk mund të plotësonin nevojat e ndërmarrjeve industriale. Rryma e drejtpërdrejtë nuk mund të garantonte prodhimin e energjisë elektrike për konsumatorët e fuqishëm që ndodheshin në një distancë të konsiderueshme nga termocentrali. Dhe ishte shumë e shtrenjtë për të rritur trashësinë e telave ose për të ndërtuar më shumë stacione.

AC kundrejt DC

Falë transformatorit të zhvilluar në 1876 nga inxhinieri Pavel Yablochkov, ndryshimi i tensionit të rrymës alternative ishte shumë i thjeshtë, gjë që bëri të mundur transmetimin e tij në qindra e mijëra kilometra. Sidoqoftë, në atë kohë nuk kishte motorë që do të funksiononin me rrymë alternative. Prandaj, nuk kishte stacione gjeneruese apo rrjete transmetimi.

Shpikjet e Nikola Teslës

Avantazhi i padyshimtë i të përhershëm nuk zgjati shumë. Nikola Tesla, duke punuar si inxhinier në firmën e Edison-it, kuptoi se rryma direkte nuk mund t'i sigurojë njerëzimit energji elektrike. Tashmë në 1887, Tesla mori disa patenta për pajisjet e rrymës alternative menjëherë. Filloi një luftë e tërë për sisteme më efikase. Konkurrentët kryesorë të Teslës ishin Thomson dhe Stanley. Dhe në 1888, një inxhinier serb fitoi një fitore të qartë, i cili siguroi një sistem të aftë për të transportuar energji elektrike në distanca prej qindra miljesh. Shpikësi i ri u mor shpejt nga Westinghouse. Megjithatë, menjëherë filloi një konfrontim midis kompanive të Edison dhe Westinghouse. Tashmë në 1891, Tesla zhvilloi një sistem trefazor të rrymës alternative, i cili e lejoi atë të fitonte një tender për ndërtimin e një termocentrali të madh. Që atëherë, rryma alternative ka zënë qartë pozicionin drejtues. I përhershmi hoqi dorë nga pozicionet në të gjitha frontet. Sidomos kur kishte ndreqës të aftë për të kthyer rrymën alternative në rrymë direkte, e cila u bë e përshtatshme për të gjithë marrësit.

Përkufizimi i rrymës AC

Një shembull i gjeneratorit më të thjeshtë

Si burimi më i thjeshtë, përdoret një kornizë drejtkëndore e bërë prej bakri, e cila është e fiksuar në një bosht dhe rrotullohet në një fushë magnetike duke përdorur një makinë rripi. Skajet e kësaj kornize janë ngjitur në unaza rrëshqitëse bakri, të cilat rrëshqasin mbi furça. Magneti krijon një fushë magnetike të shpërndarë në mënyrë të barabartë në hapësirë. Dendësia e vijave të fushës magnetike është e njëjtë këtu në çdo pjesë. Korniza rrotulluese i kalon këto vija dhe një forcë elektromotore alternative (EMF) induktohet në anët e saj. Me çdo kthesë, drejtimi i EMF total është i kundërt, pasi anët e punës të kornizës kalojnë nëpër pole të ndryshme të magnetit për rrotullim. Meqenëse shpejtësia e kalimit të vijave të forcës ndryshon, madhësia e forcës elektromotore gjithashtu bëhet e ndryshme. Prandaj, nëse e rrotulloni në mënyrë uniforme kornizën, atëherë forca elektromotore e induktuar do të ndryshojë periodikisht si në drejtim ashtu edhe në madhësi, mund të matet duke përdorur instrumente të jashtëm dhe, si rezultat, të përdoret për të krijuar rrymë alternative në qarqet e jashtme.

Sinusoidaliteti

Cfare eshte? Rryma alternative karakterizohet grafikisht nga një kurbë me onde - një sinusoid. Prandaj, EMF, rryma dhe voltazhi, të cilat ndryshojnë sipas këtij ligji, quhen parametra sinusoidalë. Kurba është quajtur kështu sepse është një imazh i një ndryshoreje trigonometrike - sinus. Është natyra sinusoidale e rrymës alternative që është më e zakonshme në të gjithë inxhinierinë elektrike.

Parametrat dhe karakteristikat

Rryma alternative është një fenomen që karakterizohet nga parametra të caktuar. Këto përfshijnë amplituda, frekuenca dhe periudha. Kjo e fundit (e shënuar me shkronjën T) është periudha kohore gjatë së cilës voltazhi, rryma ose EMF përfundon një cikël ndryshimi të plotë. Sa më shpejt të rrotullohet rotori i gjeneratorit, aq më e shkurtër do të jetë periudha. Frekuenca (f) është numri i periudhave të plota të rrymës, tensionit ose EMF. Ai matet në Hz (herc) dhe tregon numrin e periodave në një sekondë. Prandaj, sa më e gjatë të jetë periudha, aq më e ulët është frekuenca. Amplituda e një fenomeni të tillë si rryma alternative quhet vlera e tij më e madhe. Amplituda e tensionit, rrymës ose forcës elektromotore regjistrohet me shkronja me indeksin "t" - U t I t, E t, përkatësisht. Shpesh vlera rms i referohet parametrave dhe karakteristikave të rrymës alternative. Tensioni, rryma ose EMF që vepron në qark në çdo moment të kohës është një vlerë e menjëhershme (e shënuar me shkronja të vogla - i, u, e). Sidoqoftë, është e vështirë të vlerësohet rryma alternative, puna e bërë prej saj, nxehtësia e gjeneruar nga vlera e menjëhershme, pasi ajo ndryshon vazhdimisht. Prandaj, përdoret një efektiv, i cili karakterizon forcën e një rryme direkte, e cila lëshon aq nxehtësi gjatë kalimit nëpër përcjellës sa rryma alternative.

Shumë kohë më parë, rryma elektrike u shpik nga shkencëtarët. Shpikja e parë ishte e përhershme. Por më vonë, duke kryer eksperimente në laboratorin e tij, Nikola Tesla shpiku rrymë alternative. Midis tyre ka pasur dhe ka shumë dallime, sipas të cilave njëra prej tyre përdoret në pajisje me rrymë të ulët, dhe tjetra ka aftësinë për të mbuluar distanca të ndryshme me pak humbje. Por shumë varet nga madhësia e rrymave.

Rryma AC dhe DC: ndryshimi dhe veçoritë

Dallimi midis rrymës alternative dhe rrymës direkte mund të kuptohet nga përkufizimet. Për të kuptuar më mirë parimin e funksionimit dhe veçoritë, është e nevojshme të njihen faktorët e mëposhtëm.

Dallimet kryesore janë:

  • Lëvizja e grimcave të ngarkuara;
  • Mënyra e prodhimit.

E ndryshueshme është një rrymë në të cilën grimcat e ngarkuara janë të afta të ndryshojnë drejtimin e lëvizjes dhe madhësinë në një kohë të caktuar. Parametrat kryesorë të rrymës alternative përfshijnë tensionin dhe frekuencën e tij.

Aktualisht, rrjetet elektrike publike dhe objektet e ndryshme përdorin rrymë alternative, me një tension dhe frekuencë specifike. Këto parametra përcaktohen nga pajisjet dhe pajisjet.

Shënim! Në rrjetet elektrike shtëpiake, përdoret një rrymë prej 220 volt dhe një frekuencë e orës 50 Hz.

Drejtimi i lëvizjes dhe frekuenca e grimcave të ngarkuara në rrymë të vazhdueshme janë të pandryshuara. Kjo rrymë përdoret për furnizim me energji elektrike nga pajisje të ndryshme shtëpiake si TV dhe kompjuterë.

Për faktin se rryma alternative është më e thjeshtë dhe më ekonomike për sa i përket mënyrës së prodhimit dhe transmetimit në distanca të ndryshme, ajo është bërë bazë për elektrifikimin e objekteve. Rryma alternative prodhohet në termocentrale të ndryshme, nga të cilat, përmes përçuesve, furnizohet te konsumatori.

Rryma e drejtpërdrejtë, e marrë nga konvertimi i rrymës alternative ose nga reaksionet kimike (për shembull, një bateri alkaline). Për konvertim, përdoren transformatorët e rrymës.

Çfarë niveli i stresit është i pranueshëm për një person: tiparet

Për të ditur se cilat vlera të rrymës elektrike janë të lejueshme për një person, janë përpiluar tabelat përkatëse, të cilat tregojnë vlerat e rrymës alternative dhe direkte dhe kohës.

Parametrat e ekspozimit të rrymës elektrike:

  • Forca;
  • Frekuenca;
  • Koha;
  • Lageshtia relative.

Tensioni dhe rryma e lejuar e prekjes që rrjedhin nëpër trupin e njeriut në mënyra të ndryshme të instalimeve elektrike nuk i kalojnë vlerat e mëposhtme.

Rryma alternative 50 Hz, duhet të jetë jo më shumë se 2.0 volt dhe fuqia e rrymës prej 0.3 mA. Një rrymë me një frekuencë prej 400 Hz, një tension prej 3,0 volt dhe një fuqi rryme prej 0,4 mA. Rryma konstante me tension 8 dhe fuqi rryme 1 mA. Ekspozimi i sigurt ndaj rrymës me tregues të tillë, deri në 10 minuta.


Shënim! Nëse puna elektrike kryhet në temperatura të ngritura dhe lagështi relative të lartë, këto vlera zvogëlohen tre herë.

Në instalimet elektrike me tension deri në 100 volt, të cilat janë të tokëzuara fort, ose neutrali është i izoluar, rrymat e sigurta të prekjes janë si më poshtë.

Rryma alternative 50 Hz me përhapje të tensionit nga 550 në 20 volt dhe rryma nga 650 në 6 mA, rryma alternative 400 Hz me tension nga 650 në 36 volt dhe rryma direkte nga 650 në 40 volt, nuk duhet të ndikojnë në trupin e njeriut në intervalin. nga 0.01 në 1 sekondë.

Rryma alternative e rrezikshme për njerëzit

Besohet se rryma elektrike alternative është më e rrezikshmja për jetën e njeriut. Por kjo është me kusht, nëse nuk hyni në detaje. Shumë varet nga sasi dhe faktorë të ndryshëm.

Faktorët që ndikojnë në ekspozimin e rrezikshëm:

  • Kohëzgjatja e kontaktit;
  • Rruga e rrymës elektrike;
  • Rryma dhe tensioni;
  • Çfarë rezistence të trupit.

Sipas rregullave të PUE, rryma më e rrezikshme për një person është alternimi me një frekuencë që varion nga 50 në 500 Hz.

Vlen të përmendet se me kusht që forca aktuale të mos kalojë 9 mA, atëherë kushdo mund të heqë qafe vetë pjesën e rrymës së instalimit elektrik.

Nëse kjo vlerë tejkalohet, atëherë për të hequr qafe efektet e rrymës elektrike, një person ka nevojë për ndihmë të fortë. Kjo për faktin se rryma alternative është shumë më e aftë të emocionojë mbaresat nervore dhe të shkaktojë ngërçe të pavullnetshme të muskujve.

Për shembull, kur prekni një pjesë të gjallë të pajisjes me pjesën e brendshme të pëllëmbës, spazma e muskujve do ta shtrëngojë grushtin më shumë me kalimin e kohës.

Pse tjetër është më e rrezikshme rryma alternative? Me të njëjtat vlera të fuqisë aktuale, ajo alternative ka një efekt disa herë më të fortë në trup.


Meqenëse rryma alternative ndikon në mbaresat nervore dhe muskujt, ia vlen të kuptohet se kjo ndikon edhe në punën e muskujve të zemrës. Nga e cila rrjedh se me kontakt me rrymë alternative, rreziku i vdekjes rritet.

Një tregues i rëndësishëm është rezistenca e trupit të njeriut. Por me një goditje AC në frekuenca të larta, rezistenca e trupit zvogëlohet ndjeshëm.

Sa është sasia e rrymës direkte e rrezikshme për njerëzit?

E rrezikshme për njerëzit, rryma direkte mund të jetë gjithashtu. Sigurisht e ndryshueshme, dhjetë herë më e rrezikshme. Por nëse marrim parasysh rrymat në sasi të ndryshme, atëherë një konstante mund të jetë shumë më e rrezikshme sesa një alternative.

Ndikimi i rrymës direkte tek një person ndahet nga:

  • 1 prag;
  • 2 prag;
  • 3 pragu.

Kur ekspozohen ndaj rrymës direkte të pragut të parë (rryma e prekshme), duart fillojnë të dridhen pak dhe shfaqet një ndjesi shpimi e lehtë.

Pragu i dytë (duke mos lëshuar rrymë), në intervalin nga 5 në 7 mA, është vlera më e ulët në të cilën një person nuk mund të çlirohet vetë nga përcjellësi.

Kjo rrymë konsiderohet jo e rrezikshme, pasi rezistenca e trupit të njeriut është më e lartë se vlerat e saj.

Pragu i tretë (fibrilacioni), në vlerat nga 100 mA e lart, rryma ndikon fuqishëm në trup dhe organet e brendshme. Në këtë rast, rryma, në këto vlera, mund të shkaktojë një tkurrje kaotike të muskulit të zemrës dhe të çojë në ndalimin e tij.

Forca e ndikimit ndikohet nga faktorë të tjerë. Për shembull, lëkura e thatë e njeriut ka një rezistencë prej 10 deri në 100 kOhm. Por nëse prekja ndodh me një sipërfaqe të lagur të lëkurës, atëherë rezistenca zvogëlohet ndjeshëm.

Artikujt kryesorë të lidhur