Rryma direkte ose alternative. Rryma elektrike alternative

Udhëzimet

Së pari, le të kuptojmë se çfarë elektricitet. Lëvizja e drejtuar () e grimcave të ngarkuara quhet rrymë elektrike. Në rrymën alternative të një përcjellësi, një numër i ndryshëm i grimcave të ngarkuara kalojnë në periudha të barabarta kohore. Në një konstante, numri i këtyre grimcave për të njëjtën kohë është gjithmonë ekuivalent.

Rryma alternative ndryshon vazhdimisht forcën, madhësinë ose drejtimin e saj. Dhe këto ndryshime janë gjithmonë periodike, domethënë përsëriten në intervale të rregullta. Për shembull, duke përdorur variablin aktuale bateria nuk mund të ngarkohet ose nuk mund të përdoret për qëllime të tilla teknike.

Ndryshe nga i përhershëm aktuale, ndryshorja ka disa kuptime shtesë: - periudha - vlera e përkohshme e plotësimit të një cikli të plotë të treguesve të ndryshueshëm aktuale; gjysmë cikli dhe frekuenca (numri i cikleve për një periudhë të caktuar kohe); - amplituda - vlera më e lartë e ndryshueshme aktuale;- vlerë e çastit – vlerë aktuale V ky moment koha.

Rryma alternative është më e zakonshme dhe e përdorur gjerësisht. Është më e lehtë ta konvertosh atë në rrymë alternative tension të ndryshëm, ndryshoni tensionin në rrjete në varësi të nevojave të nevojshme. Kjo mund të bëhet duke përdorur një transformator. Transformator - një pajisje që konverton rrymën alternative të një tensioni në të njëjtën rrymë, por të një tensioni të ndryshëm në të njëjtën frekuencë aktuale.

Pneumonia lobare fillon në mënyrë akute, më shpesh pas hipotermisë së rëndë. Temperatura arrin 39-40 gradë, pacienti ka të dridhura të forta. Dhimbja shfaqet menjëherë gjatë frymëmarrjes dhe nga mushkëria e prekur. Kollitja shoqërohet me lëshimin e pështymës purulente, viskoze nga gjaku. Gjendja e pacientit është e rëndë. Frymëmarrja është e cekët, e shpejtë, me ndezje të krahëve të hundës. Ana e prekur e gjoksit mbetet dukshëm pas anës së shëndetshme kur merr frymë.

Në planetin Tokë sot, 98% e të gjithë energjisë elektrike prodhohet nga gjeneratorët e rrymës alternative. Një rrymë e tillë është mjaft e lehtë për t'u prodhuar dhe transmetuar distanca të gjata. Në këtë rast, rryma dhe voltazhi mund të rriten dhe zvogëlohen - transformohen në mënyrë të përsëritur. Puna nuk bëhet me tension, por me rrymë. Prandaj, sa më e ulët të jetë vlera e saj, aq më të ulëta janë humbjet në tela.

Shumë përdorues besojnë se përdoret vetëm rryma alternative me një tension prej 220 V dhe një frekuencë prej 50 Hz. Kjo është e vërtetë vetëm për llambat inkandeshente, motorët elektrikë në fshesat me korrent dhe frigoriferët.

Në çdo të vështirë pajisje shtëpiake mundësuar nga rrjeti AC, ka njësi që funksionojnë në tension konstant Me kuptime të ndryshme. Është praktikisht e pamundur të parashikohet se cilat mund të jenë këto vlera. Prandaj, të gjithë konsumatorët në prizë kanë rrymë alternative të së njëjtës frekuencë dhe tension.

D.C

Edhe pse pjesa e gjenerimit DC është vetëm 2%, vlera e tij është mjaft e madhe. Rryma e drejtpërdrejtë gjenerohet nga qelizat galvanike, bateritë, termoçiftet dhe panelet diellore.

Panele diellore po bëhen një zonë shumë premtuese e energjisë në keto dite, kur çështja e përdorimit të burimeve të rinovueshme të energjisë është akute.

Rryma e drejtpërdrejtë fuqizon motorët e lokomotivave hekurudhore dhe përdoret në rrjeti në bord aeroplanë dhe makina.

Ka gjithnjë e më shumë makina elektrike dhe hibride në rrugët e qyteteve moderne. Për të rimbushur bateritë e tyre ndërtohen stacione që sigurojnë nevojat e tyre për rrymë të vazhdueshme.

Çfarë lloj prizash duhet të ketë?

Dimensionet e prizave, lloji i tyre, materiali nga i cili janë bërë varen kryesisht nga qëllimi i prizave, rrymat dhe tensionet për të cilat janë projektuar. Pajisjet që funksionojnë me tension konstant kanë priza të polarizuara. Prandaj, prizat për to duhet të jenë të polarizuara. Pastaj edhe përdorues i papërvojë nuk do të jetë në gjendje të ngatërrojë se ku janë "+" dhe "-".

Rryma alternative në një qark është një rrjedhë elektrike e grimcave të ngarkuara, drejtimi dhe shpejtësia e të cilave ndryshon periodikisht me kalimin e kohës sipas një ligji të caktuar.

Udhëzimet

Referojuni gjeneralit qark elektrik përshkruar në tekstin shkollor. Aty do të shihni se rryma alternative është një rrymë elektrike, vlera e së cilës ndryshon sipas një ligji sinusoidal ose kosinus. Kjo do të thotë se madhësia e rrymës në një rrjet të rrymës alternative ndryshon sipas ligjit të sinusit ose kosinusit. Në mënyrë rigoroze, kjo korrespondon me rrymën që rrjedh në një rrjet elektrik shtëpiak. Megjithatë, sinusoidaliteti i rrymës nuk është përkufizim i përgjithshëm rrymë alternative dhe nuk shpjegon plotësisht natyrën e rrjedhës së saj.

Vizatoni një grafik të valëve sinus në një copë letër. Nga këtë orar mund të shihet se vlera e vetë funksionit, e shprehur me fuqinë aktuale në këtë kontekst, ndryshon nga një vlerë pozitive në një vlerë negative. Për më tepër, koha pas së cilës shenja ndryshon është gjithmonë e njëjtë. Kjo kohë quhet periudha e lëkundjeve të rrymës, dhe reciproca e kohës quhet frekuencë e rrymës alternative. Për shembull, frekuenca e rrymës AC shtëpiake është 50 Hz.

Ju lutemi vini re se shenja e funksionit ndryshon fizikisht. Në fakt, kjo do të thotë vetëm se në një moment në kohë rryma fillon të rrjedhë në drejtim të kundërt. Për më tepër, nëse ligji i ndryshimit është sinusoidal, atëherë ndryshimi i drejtimit të lëvizjes nuk ndodh papritur, por me frenim gradual. Prandaj koncepti i rrymës alternative, dhe ndryshimi kryesor i saj nga rryma e drejtpërdrejtë, e cila gjithmonë rrjedh në të njëjtin drejtim dhe ka një vlerë konstante. Siç dihet, drejtimi i rrymës përcaktohet nga drejtimi i grimcave të ngarkuara pozitivisht në qark. Kështu, në një qark të rrymës alternative, grimcat ngarkohen përmes kohë të caktuar ndryshoni drejtimin e lëvizjes së tyre në të kundërt.

Elektricitet- Kjo është lëvizja e drejtuar ose e urdhëruar e grimcave të ngarkuara: elektronet në metale, jonet në elektrolite dhe elektronet dhe jonet në gaze. Rryma elektrike mund të jetë e drejtpërdrejtë ose e alternuar.

Përkufizimi i rrymës elektrike të drejtpërdrejtë, burimet e saj

D.C(DC, në anglisht Direct Current) është një rrymë elektrike, vetitë dhe drejtimi i së cilës nuk ndryshojnë me kalimin e kohës. I caktuar D.C. dhe tension në formën e një vize të shkurtër horizontale ose dy paralele, njëra prej të cilave është e ndërprerë.

Përdoret rryma e drejtpërdrejtë në makina dhe në shtëpi, në të shumta pajisjet elektronike: laptopë, kompjuterë, televizorë, etj. Rryma elektrike e matur nga priza konvertohet në rrymë të vazhdueshme duke përdorur një furnizim me energji elektrike ose transformator tensioni me një ndreqës.

Çdo mjet elektrik, pajisje ose pajisje që mundësohet nga bateritë është gjithashtu një konsumator i rrymës direkte, sepse një bateri ose akumulator është ekskluzivisht një burim i rrymës direkte, e cila, nëse është e nevojshme, shndërrohet në rrymë alternative duke përdorur konvertues të veçantë (invertorë).

Parimi i funksionimit të rrymës alternative

Rryma alternative(AC në anglisht Rryma alternative) është një rrymë elektrike që ndryshon në madhësi dhe drejtim me kalimin e kohës. Në pajisjet elektrike, në mënyrë konvencionale përcaktohet nga një segment i valës sinus "~".
Ndonjëherë pas sinusoidit mund të tregohen karakteristikat e rrymës alternative - frekuenca, tensioni, numri i fazave.

Rryma alternative mund të jetë ose njëfazore ose trefazore, për të cilën vlerat e menjëhershme të rrymës dhe tensionit ndryshojnë sipas një ligji harmonik.

Karakteristikat kryesore rrymë alternative - vlerë efektive tensionit dhe frekuencës.

shënim, si në grafikun e majtë për rrymë njëfazore drejtimi dhe madhësia e tensionit ndryshon me kalimin në zero gjatë një periudhe kohore T, dhe në grafikun e dytë për rrymë trefazore ka një kompensim të tre sinusoideve me një të tretën e periudhës. Në grafikun e djathtë, faza 1 tregohet me shkronjën "a", dhe e dyta me shkronjën "b". Dihet mirë se priza e shtëpisë ka 220 volt. Por pak njerëz e dinë se ky është kuptimi i vërtetë Tensioni AC, por amplituda ose vlera maksimale do të jetë më i madh për rrënjën e dy, pra do të jetë i barabartë me 311 volt.

Kështu, nëse për rrymën e vazhdueshme madhësia dhe drejtimi i tensionit nuk ndryshojnë me kalimin e kohës, atëherë për rrymë alternative rrymë-tension duke ndryshuar vazhdimisht në madhësi dhe drejtim (grafiku nën zero është drejtimi i kundërt).

Dhe kështu erdhëm me konceptin e frekuencësështë raporti i numrit të cikleve (periodave) të plota me një njësi të kohës së ndryshimit periodik të rrymës elektrike. Matur në Hertz. Këtu dhe në Evropë frekuenca është 50 Hertz, në SHBA është 60 Hz.

Çfarë do të thotë një frekuencë prej 50 Hertz? Do të thotë që rryma jonë alternative ndryshon drejtimin e saj në të kundërt dhe mbrapa (segmenti T- në grafik) 50 herë në sekondë!

Burimet AC janë të gjitha prizat në shtëpi dhe gjithçka që lidhet drejtpërdrejt me tela ose kabllo me panelin elektrik. Shumë njerëz kanë një pyetje: pse nuk ka rrymë direkte në prizë? Përgjigja është e thjeshtë. Në rrjetet e rrymës alternative, vlerat e tensionit deri në nivelin e kërkuar duke përdorur një transformator në çdo vëllim. Tensioni duhet të rritet për të qenë në gjendje të transmetojë energji elektrike në distanca të gjata me humbje minimale brenda shkallë industriale.
Nga termocentrali, ku ndodhen gjeneratoret e fuqishem elektrik del nje tension 330 000-220 000, me pas prane shtepise tone ne nje nenstacion transformatori konvertohet nga vlera 10 000 volt ne tension trefazor 380 volt qe vjen ne pallat. , dhe tensioni njëfazor vjen në banesën tonë, sepse midis tensionit është 220 V, dhe midis fazave të kundërta në panelin elektrik është 380 Volt.

Dhe një tjetër avantazh i rëndësishëm i tensionit alternativ është se motorët elektrikë asinkron Motorët AC janë strukturalisht më të thjeshtë dhe funksionojnë shumë më të besueshëm se motorët DC.

Si të bëni konstante rrymën alternative

Për konsumatorët që punojnë me rrymë të drejtpërdrejtë, rryma alternative konvertohet duke përdorur ndreqës.

Konvertuesi DC në AC

Nëse nuk ka vështirësi me konvertimin e rrymës alternative në rrymë direkte, atëherë transformim i anasjelltë gjithçka është shumë më e ndërlikuar. Në shtëpi për këtë përdoret inverter- ky është një gjenerator tension periodik nga një konstante, në formë afër sinusoidit.

Edhe pse rryma elektrike është një pjesë e pazëvendësueshme jeta moderne, shumë përdorues nuk dinë as informacion bazë për të. Në këtë artikull, duke kapërcyer kursin bazë të fizikës, ne do të shqyrtojmë se si ndryshon rryma direkte nga rryma alternative, si dhe se si përdoret në kushtet moderne shtëpiake dhe industriale.

Në kontakt me

Dallimi në llojet aktuale

Ne nuk do të shqyrtojmë se çfarë rryme është këtu, por menjëherë do të kalojmë në temën kryesore të artikullit. Rryma AC është e ndryshme nga tema të vazhdueshme, çfarë ai ndryshon vazhdimisht drejtimin e lëvizjes dhe madhësinë e tij.

Këto ndryshime kryhen në periudha me intervale të barabarta kohore. Për të krijuar një rrymë të tillë, përdoren burime ose gjeneratorë të veçantë që prodhojnë një EMF alternative (forcë elektromotore), e cila ndryshon rregullisht.

Qarku themelor i pajisjes së përmendur për gjenerimin e rrymës alternative është mjaft i thjeshtë. Kjo është një kornizë drejtkëndore e bërë nga telat e bakrit, e cila është e fiksuar në bosht dhe më pas rrotullohet në fushën magnetike duke përdorur një ngasje rripi. Majat e kësaj kornize janë ngjitur në unaza kontakti bakri që rrëshqasin drejtpërdrejt mbi pllakat e kontaktit, duke u rrotulluar në mënyrë sinkrone me kornizën.

Në kushtet e një ritmi uniform të rrotullimit, fillon të induktohet një EMF, i cili ndryshon periodikisht. Është e mundur të matni EMF-në e krijuar në kornizë me një pajisje të veçantë. Falë pamjes, është e mundur të përcaktohet ndryshorja EMF dhe bashkë me të edhe rryma alternative.

Në ekzekutimin grafik, këto sasi përshkruhen në mënyrë tipike në formën e një sinusoidi të ngjashëm me valë. Koncepti i rrymës sinusoidale shpesh i referohet rrymës alternative, pasi ky lloj ndryshimi i rrymës është më i zakonshmi.

Rryma alternative është një sasi algjebrike dhe vlera e saj në një moment të caktuar kohor quhet vlerë e menjëhershme. Vetë shenja e rrymës alternative përcaktohet nga drejtimi në të cilin rrjedh rryma në një kohë të caktuar. Prandaj, shenja mund të jetë pozitive ose negative.

Karakteristikat aktuale

Për një vlerësim krahasues të të gjitha të mundshmeve rryma alternative zbatojnë kriteret e quajtura Parametrat AC, ndër të cilat:

• periudha;
• amplituda;
• frekuenca;
• frekuencë rrethore.

Një periudhë është një periudhë kohore gjatë së cilës ndodh një cikël i plotë i ndryshimit aktual. Amplituda është vlera maksimale. Frekuenca e rrymës alternative ishte numri i periudhave të përfunduara në 1 sekondë.

Parametrat e renditur më sipër bëjnë të mundur dallimin lloje te ndryshme rryma alternative, tensione dhe EMF.

Kur llogaritni rezistencën e qarqeve të ndryshme ndaj rrymës alternative, lejohet të lidhni një parametër tjetër karakteristik të quajtur frekuencë këndore ose rrethore. Ky parametër përcaktohet nga shpejtësia e rrotullimit të kornizës së lartpërmendur në një kënd të caktuar në një sekondë.

E rëndësishme! Ju duhet të kuptoni ndryshimin midis rrymës dhe tensionit. Dallimi themelor është i njohur: rryma është një sasi energjie, dhe voltazhi quhet masë.

Rryma alternative mori emrin e saj sepse drejtimi i lëvizjes së elektroneve ndryshon vazhdimisht, ashtu si ngarkesa. Ai takon frekuencë të ndryshme dhe tensionit elektrik.

Kjo është ajo që është tipar dallues nga rryma e vazhdueshme, ku drejtimi i lëvizjes së elektroneve është i pandryshuar. Nëse rezistenca, voltazhi dhe rryma janë konstante, dhe rryma rrjedh vetëm në një drejtim, atëherë një rrymë e tillë është konstante.

Për kalimin e rrymës direkte në metale, është e nevojshme që burimi i tensionit konstant të mbyllet në vetvete duke përdorur një përcjellës, që është metali. Në disa situata, një burim energjie kimike i quajtur qelizë galvanike përdoret për të gjeneruar rrymë direkte.

Transmetimi aktual

Burimet e energjisë AC janë priza të rregullta. Ato janë të vendosura në objekte për qëllime të ndryshme dhe në ambiente banimi. Të ndryshme janë të lidhura me to pajisje elektrike, të cilat marrin tensionin e nevojshëm për funksionimin e tyre.

Përdorimi i rrymës alternative në rrjetet elektrikeështë i justifikuar ekonomikisht sepse madhësia e tensionit të tij mund të transformohet në nivelin e vlerave të kërkuara. Kjo realizohet duke përdorur pajisje transformatorike me humbje të vogla të lejuara. Transporti nga burimet e energjisë deri te konsumatorët fundorë është më i lirë dhe më i lehtë.

Transferimi i rrymës tek konsumatorët fillon drejtpërdrejt në termocentralin, ku përdoren një sërë gjeneratorësh elektrikë jashtëzakonisht të fuqishëm. Prej tyre merret një rrymë elektrike, e cila drejtohet përmes kabllove në nënstacionet e transformatorëve. Shpesh, nënstacionet ndodhen pranë objekteve të konsumit të energjisë elektrike industriale ose rezidenciale. Rryma e marrë nga nënstacionet shndërrohet në tension alternativ trefazor.

Bateritë dhe akumulatorët përmbajnë rrymë direkte, e cila karakterizohet nga veti të qëndrueshme, d.m.th. ato nuk ndryshojnë me kalimin e kohës. Përdoret në çdo produkt modern elektrik, si dhe në makina.

Konvertimi aktual

Le të shqyrtojmë veçmas procesin e shndërrimit të rrymës alternative në rrymë të vazhdueshme. Ky proces kryhet duke përdorur ndreqës të specializuar dhe përfshin tre hapa:

1. Hapi i parë është lidhja e një ure me katër dioda të një fuqie të caktuar. Kjo, nga ana tjetër, bën të mundur përcaktimin e lëvizjes së njëanshme për grimcat e ngarkuara. Përveç kësaj, ul vlerat e sipërme të sinusoideve karakteristike të rrymës alternative.
2. Tjetra, lidhet një filtër zbutës ose një kondensator i specializuar. Kjo bëhet nga ura e diodës në dalje. Vetë filtri ndihmon në korrigjimin e luginave midis vlerave të pikut të sinusoideve. Dhe lidhja e një kondensatori redukton ndjeshëm valëzimin dhe e sjell atë në vlerat minimale.
3. Pastaj pajisjet stabilizuese të tensionit lidhen për të reduktuar valëzimin.

Ky proces, nëse është e nevojshme, mund të kryhet në dy drejtime, duke konvertuar rrymën direkte dhe atë alternative.

Një tipar tjetër dallues është përhapja e valëve elektromagnetike në raport me hapësirën. Është vërtetuar se rryma direkte nuk lejon valët elektromagnetike përhapen në hapësirë ​​dhe rryma alternative mund të shkaktojë përhapjen e tyre. Për më tepër, kur transportoni rrymë alternative përmes telave, humbjet e induksionit janë shumë më pak se kur transmetoni rrymë direkte.

Arsyetimi për përzgjedhjen aktuale

Shumëllojshmëri rrymash dhe mungesë standard uniform përcaktohet jo vetëm nga nevoja për karakteristika të ndryshme në çdo situatë individuale. Në zgjidhjen e shumicës së çështjeve, avantazhi është në favor të rrymës alternative. Ky ndryshim midis llojeve të rrymave përcaktohet nga aspektet e mëposhtme:

• Mundësia e transmetimit të rrymës alternative në distanca të gjata. Mundësia e konvertimit në qarqet elektrike heterogjene me nivele të paqarta konsumi.
• Ruajtja e një tensioni konstant për rrymë alternative është dy herë më e lirë se sa për rrymën e drejtpërdrejtë.
• Procesi i konvertimit energji elektrike direkt në forcën mekanike kryhet me kosto dukshëm më të ulëta në mekanizmat dhe motorët AC.

Lëvizja e elektroneve në një përcjellës

Për të kuptuar se çfarë është rryma dhe nga vjen, duhet të keni pak njohuri për strukturën e atomeve dhe ligjet e sjelljes së tyre. Atomet përbëhen nga neutronet (ngarkesa neutrale), protonet (ngarkesa pozitive) dhe elektronet (ngarkesa negative).

Rryma elektrike lind si rezultat i lëvizjes së drejtuar të protoneve dhe elektroneve, si dhe joneve. Si mund ta drejtojmë lëvizjen e këtyre grimcave? Gjatë çdo operacioni kimik, elektronet "këputen" dhe transferohen nga një atom në tjetrin.

Ato atome nga të cilat një elektron është "larguar" bëhen të ngarkuar pozitivisht (anione), dhe ato me të cilat është ngjitur bëhen të ngarkuar negativisht dhe quhen katione. Si rezultat i këtyre "kryqëzimit" të elektroneve, lind një rrymë elektrike.

Natyrisht, ky proces nuk mund të vazhdojë përgjithmonë; rryma elektrike do të zhduket kur të gjithë atomet e sistemit të stabilizohen dhe të kenë një ngarkesë neutrale (një shembull i shkëlqyer i përditshëm është bateri e rregullt, i cili “ulet” si rezultat i përfundimit të një reaksioni kimik).

Historia e studimit

Grekët e lashtë ishin të parët që vunë re një fenomen interesant: nëse fërkoni një gur qelibar në pëlhurë leshi, ai fillon të tërheqë objekte të vogla. Hapat e ardhshëm filluan të bëhen nga shkencëtarët dhe shpikësit e Rilindjes, të cilët ndërtuan disa pajisje interesante të cilët e demonstruan këtë fenomen.

Një fazë e re në studimin e energjisë elektrike ishte puna e amerikanit Benjamin Franklin, në veçanti eksperimentet e tij me kavanozin Leyden - kondensatorin e parë elektrik në botë.

Ishte Franklin ai që prezantoi konceptet e ngarkesave pozitive dhe negative, dhe ai shpiku gjithashtu shufrën e rrufesë. Më në fund, studimi i rrymës elektrike u bë një shkencë ekzakte pas përshkrimit të ligjit të Kulombit.

Modelet dhe forcat bazë në rrymën elektrike

Ligji i Ohm - formula e tij përshkruan marrëdhënien midis forcës, tensionit dhe rezistencës. Zbuluar në shekullin e 19-të nga shkencëtari gjerman Georg Simon Ohm. Njësia e rezistencës elektrike është emëruar pas tij. Zbulimet e tij ishin shumë të dobishme drejtpërdrejt për përdorim praktik.

Ligji Joule-Lenz thotë se puna kryhet në çdo pjesë të qarkut elektrik. Si rezultat i kësaj pune, përcjellësi nxehet. Ky efekt termik përdoret shpesh në praktikë në inxhinieri dhe teknologji (një shembull i shkëlqyer është një llambë inkandeshente).

Ky model mori emrin e tij sepse 2 shkencëtarë, afërsisht njëkohësisht dhe në mënyrë të pavarur, e nxorën atë përmes eksperimenteve.
.

Në fillim të shekullit të 19-të, shkencëtari britanik Faraday kuptoi se duke ndryshuar numrin e linjave të induksionit që depërtojnë në një sipërfaqe të kufizuar nga një kontur i mbyllur, është e mundur të bëhet rrymë e induktuar. Forcat e jashtme që veprojnë në grimcat e lira quhen forca elektromotore (emf induksioni).

Varietetet, karakteristikat dhe njësitë matëse

Rryma elektrike mund të jetë ose variablave, ose të përhershme.

Një rrymë elektrike konstante është një rrymë që nuk ndryshon drejtimin dhe shenjën e saj me kalimin e kohës, por mund të ndryshojë madhësinë e saj. Rryma elektrike konstante më së shpeshti përdor qelizat galvanike si burim.

Një variabël është ai që ndryshon drejtimin dhe shenjën sipas ligjit të kosinusit. Karakteristika e tij është frekuenca. Njësitë SI janë Hertz (Hz).

Në dekadat e fundit është bërë shumë i përhapur. Ky është një lloj rryme alternative që përfshin 3 qarqe. Emf-të e ndryshueshme veprojnë në këto qarqe të njëjtën frekuencë, por jashtë fazës me njëri-tjetrin për një të tretën e periudhës. Çdo qark elektrik individual quhet një fazë.

Pothuajse të gjithë gjeneratorët modernë prodhojnë rrymë elektrike trefazore.

• Forca dhe sasia e rrymës

Fuqia e rrymës varet nga sasia e ngarkesës që rrjedh në qark elektrik për njësi të kohës. Forca e rrymës është raporti i ngarkesës elektrike që kalon nëpër seksionin kryq të një përcjellësi me kohën e kalimit të tij.

Në sistemin SI, njësia e matjes për forcën e ngarkesës është kulomb (C), dhe njësia për kohën është e dyta (s). Si rezultat, marrim C/s, kjo njësi quhet Amper (A). Fuqia e rrymës elektrike matet duke përdorur një pajisje - një ampermetër.

• Tensioni

Tensioni është raporti i punës ndaj ngarkimit. Puna matet në xhaul (J), ngarkesa në kulonë. Kjo njësi i quajtur Volt (V).

• Rezistenca elektrike

Leximet e ampermetrit në përçuesit e ndryshëm japin kuptime të ndryshme. Dhe për të matur fuqinë e qarkut elektrik do të ishte e nevojshme të përdorni 3 pajisje. Fenomeni shpjegohet me faktin se çdo përcjellës ka një përçueshmëri të ndryshme. Njësia matëse quhet Ohm dhe është caktuar shkronja latine R. Rezistenca varet edhe nga gjatësia e përcjellësit.

• Kapaciteti elektrik

Dy përçues, të cilët janë të izoluar nga njëri në tjetrin, mund të grumbullohen ngarkesat elektrike. Ky fenomen karakterizohet nga fizike një sasi e quajtur kapacitet elektrik. Njësia e saj matëse është farad (F).

• Fuqia dhe puna e rrymës elektrike

Puna e rrymës elektrike në një seksion specifik të qarkut është e barabartë me shumëzimin e tensionit aktual me forcë dhe kohë. Tensioni matet në volt, fuqia në amper, koha në sekonda. Njësia matëse për punë ishte xhauli (J).

Fuqia e rrymës elektrike është raporti i punës me kohën e përfundimit. Fuqia simbolizohet me shkronjën P dhe matet në vat (W). Formula e fuqisë është shumë e thjeshtë: Rryma e shumëzuar me tension.

Ekziston edhe një njësi e quajtur vat-orë. Nuk duhet ngatërruar me vat, këto janë 2 sasi të ndryshme fizike. Watts matin fuqinë (shkalla e konsumit të energjisë ose transmetimit), dhe vat-orët shprehin energjinë e prodhuar në një kohën e saktë. Kjo matje përdoret shpesh për pajisjet elektrike shtëpiake.

Për shembull, një llambë me fuqi 100 W ka punuar për një orë, pastaj ka konsumuar 100 Wh dhe një llambë me fuqi 40 vat do të konsumojë të njëjtën sasi energjie elektrike në 2,5 orë.

Një vatmetër përdoret për të matur fuqinë e një qarku elektrik.

Cili lloj rryme është më efikas dhe cili është ndryshimi midis tyre?

Rryma elektrike konstante është e lehtë për t'u përdorur në rast të lidhje paralele gjeneratorë, për alternim është i nevojshëm sinkronizimi i gjeneratorit dhe sistemit elektroenergjetik.

Në histori, ndodhi një ngjarje e quajtur "Lufta e Rrymave". Kjo “luftë” u zhvillua mes dyve shpikës të shkëlqyer– Thomas Edison dhe Nikola Tesla. E para mbështeti dhe promovoi në mënyrë aktive rrymë elektrike konstante, dhe e dyta alternuese. "Lufta" përfundoi me fitoren e Teslës në 2007, kur Nju Jorku më në fund kaloi në shpejtësi të ndryshueshme.

Dallimi në efikasitetin e transmetimit të energjisë në një distancë doli të jetë i madh në favor të rrymës alternative. Rryma elektrike konstante nuk mund të përdoret nëse stacioni ndodhet larg konsumatorit.

Por ai i përhershëm ende gjeti një fushë aplikimi: përdoret gjerësisht në inxhinierinë elektrike, galvanizim dhe disa lloje saldimi. Gjithashtu, rryma elektrike konstante është bërë shumë e përhapur në fushën e transportit urban (trolejbusë, tramvaje, metro).

Natyrisht, nuk ka rryma të këqija ose të mira, secili lloj ka avantazhet dhe disavantazhet e veta, gjëja më e rëndësishme është t'i përdorni ato në mënyrë korrekte.

Duke folur për rrymën direkte (shiko seksionin "Rreth rrymës"), zbuluam se ajo rrjedh në një drejtim - nga plusi i burimit në minus (kjo u pranua, megjithëse në fakt është anasjelltas). Sidoqoftë, në shumicën e rasteve duhet të merreni me rrymë alternative. Me rrymë alternative, elektronet nuk lëvizin në një drejtim, por në mënyrë alternative në një drejtim ose në tjetrin, duke ndryshuar drejtimin e tyre. Kjo është arsyeja pse kur llambë ndriçimiështë ndezur, elektronet në filamentin e tij të nxehtë (dhe në telat gjithashtu) lëvizin në një drejtim ose në tjetrin. Kjo lëvizje tregohet në mënyrë konvencionale në Fig. 1 dhe Fig. 2. Provoni të vraponi në një drejtim ose në tjetrin. Nuk është e vështirë të merret me mend se me një lëvizje të tillë, para se të ndryshoni drejtimin e lëvizjes, së pari duhet ta ngadalësoni atë, më pas të ngrini në vend dhe vetëm atëherë të nxitoni në drejtimin tjetër. Cila është marrëdhënia me rrymën? Para ndryshimit të lëvizjes së tyre, elektronet duhet të ngadalësohen (të gjitha këto i konsiderojmë në lëvizje të ngadaltë). Kjo do të thotë se rryma do të ulet dhe llamba duhet të zvogëlojë ndriçimin e saj. Dhe kur ata ndalojnë para ndryshimit të lëvizjes, ajo duhet të fiket plotësisht. Por ne nuk e shohim këtë. Pse? Sepse filamenti i ndezur është termikisht inert dhe nuk mund të ftohet në një sekondë. Kjo është arsyeja pse ne nuk shohim vezullim. Sidoqoftë, secili prej nesh ka dëgjuar zhurmën e një transformatori të punës, i cili shoqërohet me drejtimin e alternuar të lëvizjes së rrymës.

Tani ia vlen të mendosh. A do të thotë kjo që në një pjesë të sekondës elektronet nga termocentrali udhëtojnë për në shtëpi dhe në sekondën tjetër ata kthehen prapa? Më parë, në seksionin "Rreth rrymës", zbuluam se fusha elektrike në përçues përhapet me një shpejtësi prej 300,000 km / s, dhe vetë elektronet lëvizin në përçues me një shpejtësi prej afërsisht 0.1 mm / s. Por në 1/100 e sekondës (kaq zgjat një gjysmë cikël, gjatë të cilit elektronet lëvizin në një drejtim), elektronet kanë kohë të lëvizin vetëm në një drejtim përpara se fusha elektrike të fillojë të veprojë në drejtim i kundërt. Kjo është arsyeja pse elektronet devijojnë së pari në një drejtim ose në tjetrin dhe nuk i lënë, si të thuash, kufijtë e shtëpive tona. Kjo do të thotë, ju keni elektronet tuaja "shtëpi" në shtëpinë tuaj (apartamentin). Nëse mund të ngadalësojmë kohën dhe të lidhim një voltmetër paralel me ngarkesën, d.m.th. llambë (Fig. 3) ose një ampermetër në seri përmes ngarkesës (Fig. 4), atëherë do të shohim se si shigjeta e pajisjes e ndryshon pa probleme leximin e saj nga zero në vlerën maksimale kur mat tensionin (Fig. 3) ose rrymën (Fig. 4). Kjo tregohet në figurën ngjitur me të. Në realitet, natyrisht, ne nuk do ta shohim këtë. Arsyeja është inercia e gjilpërës, për shkak të së cilës ajo nuk mund të prodhojë njëqind në sekondë. Nga rruga, për Fig. 3 dhe Fig. 4 ekziston një Fig. 5 shpjeguese, ku sigurisht mund të shihni pa shumë përpjekje se si lidhen një voltmetër dhe ampermetër kur matni tensionin dhe rrymën në një qark elektrik. Ku është voltmetri dhe ku është ampermetri, mendoj se mund ta merrni me mend lehtësisht. Në diagrame ato përcaktohen si V dhe A, përkatësisht.

Pra, gjëja e parë që duhet të dini është se ndryshimet në rrymë dhe tension në një qark elektrik ndodhin sipas të ashtuquajturit ligj sinusoidal. Së dyti, çdo lëkundje sinusoidale (rrymë ose tension) karakterizohet nga sasitë e mëposhtme të rëndësishme:

Periudha T- koha që duhet për të përfunduar një lëkundje të plotë. Gjysma e kësaj kohe quhet gjysmë cikli. Është e qartë se në një gjysmë cikël rryma rrjedh (ose, siç thamë, elektronet lëvizin) në një drejtim, të cilin në mënyrë konvencionale mund ta marrim si pozitiv, dhe në gjysmëciklin tjetër rrjedh në një drejtim tjetër, të cilin ne. mund të merret si negative. Në grafikët, një gjysmë cikël pozitiv do të përfaqësohet nga gjysma e sipërme e valës mbi boshtin X, dhe një gjysmë cikël negativ nga ajo e poshtme. Duke folur për rrjetin tonë, mund të tregojmë se periudha e rrymës alternative T = 1/50 sek - 0,02 sek.

Frekuenca fështë numri i dridhjeve në sekondë. Tani le të bëjmë matematikën. Nëse një lëkundje ndodh gjatë periudhës T, e cila është e barabartë me 0,02 sekonda, atëherë në një sekondë do të kemi 50 lëkundje (1/0,02 = 50). Dhe një lëkundje përfaqëson lëvizjen e elektroneve, së pari në një drejtim, pastaj në tjetrin (dy gjysmë cikle). ato. në 1 sekondë elektronet do të lëvizin alternuar në një drejtim ose në tjetrin 50 herë. Këtu është frekuenca jonë aktuale në rrjet, e cila është 50Hz (Hertz).

Amplituda- vlera më e madhe e rrymës (Imax) ose e tensionit (Umax = 310V) gjatë periudhës T. Është e dukshme që në një periudhë rryma dhe tensioni sinusoidal arrijnë dyfishin e vlerës së tyre maksimale.

Vlera e menjëhershme - ne tashmë e dimë se rryma alternative ndryshon vazhdimisht drejtimin dhe madhësinë e saj. Madhësia e tensionit në një moment të caktuar quhet vlerë e menjëhershme tensionit. E njëjta gjë vlen edhe për vlerën aktuale.

Si ilustrim, Fig. 6 tregon disa vlerat e çastit(200V, 300V, 310V, - 150V, - 310V, - 100V) vlerat e tensionit në një qark elektrik gjatë një periudhe. Mund të shihet se në momentin fillestar voltazhi është zero, pas së cilës gradualisht rritet në 100V, 200V, etj. Duke arritur vlerën maksimale prej 310 V, voltazhi fillon të ulet gradualisht në zero, pas së cilës ndryshon drejtimin e tij dhe rritet përsëri, duke arritur një vlerë prej minus 310 V (- 310 V), etj. Nëse dikush ka vështirësi të imagjinojë se çfarë është ndryshimi i drejtimit, ai mund të imagjinojë që plusi dhe minusi në prizë janë ndërruar - d.m.th. nëse në mënyrë konvencionale marrim zero (tokë) si minus, dhe fazën si plus. Dhe kjo ndodh 50 herë në sekondë. Epo, diçka e tillë ...

Vlera efektive

Pra, le t'i bëjmë vetes pyetjen - çfarë tensioni konstant është i barabartë në efektin e tij me tensionin tonë të alternuar në rrjet, të paraqitur në Fig. 6? Teoria dhe praktika tregojnë se është e barabartë me një tension konstant prej 220 V - Fig. 7. Marrja e kësaj në besim nuk është aq e vështirë, pasi është e lehtë të shihet se voltazhi i konsideruar gjatë një periudhe ka një vlerë prej 310 V vetëm në dy momente, dhe pjesën tjetër të kohës është më pak. Meqenëse tensioni ynë sinusoidal ndryshon vazhdimisht, do të ishte e këshillueshme që të prezantohet një koncept i tillë si -tension efektiv . Në fund të fundit, ne mund të "vlerësojmë" forcën e tij nga çdo vlerë specifike e tensionit (ose rrymës), dhe jo nga ndryshimi i vlerës së tij. Kështu që, Me vlerën efektive të rrymës alternative (ose tensionit), nënkuptojmë një rrymë të vazhdueshme që, në të njëjtën kohë, kryen të njëjtën punë (ose lëshon të njëjtën sasi nxehtësie) si një rrymë alternative e dhënë.

Prandaj, llamba jonë e zakonshme (ose, për shembull, një pajisje ngrohëse) do të funksionojë në mënyrë të barabartë si në një tension të alternuar, që varion nga zero në 310 V, ashtu edhe në një tension konstant prej 220 V. Një llambë me 12 volt do të shkëlqejë në mënyrë të barabartë si nga një burim i tensionit alternativ 12 V (duke ndryshuar nga zero në 16.8 V) dhe nga çdo bateri ose akumulator (dhe ata janë, siç e dini, burime të tensionit konstant).

Pra, mbani mend!!!

Rryma elektrike (tensioni), e cila ndryshon periodikisht drejtimin dhe madhësinë e saj, quhet rrymë alternative. Çdo rrymë alternative karakterizohet kryesisht nga frekuenca, amplituda dhe vlera efektive;

Instrumentet e krijuara për të matur rrymën alternative tregojnë vlerën e saj efektive;

Tensioni matet me një voltmetër (ose një instrument të kombinuar - një avometër), rryma - me një ampermetër (ose një instrument i kombinuar - një avometër). Rryma mund të matet edhe me të ashtuquajturat kapëse të rrymës. Ato shërbejnë për matje pa kontakt rrymë - pjesa e punës e pajisjes formon një unazë rreth telit që matet dhe në madhësi fushë elektromagnetike, duke vepruar në pjesa e punës pajisjen, në ekranin e saj të vogël shfaqet informacioni për sasinë e rrymës që rrjedh. Një avometër është një pajisje e kombinuar (në njerëzit e zakonshëm quhet gjithashtu thjesht një testues), i cili quhet plotësisht një amper-volt-ohmmetër në fletën e tij të të dhënave teknike dhe përdoret për të matur rrymën, tensionin dhe rezistencën. A modele dixhitale ata mund të matin frekuencën e tensionit (rrymë), dhe kapacitetin e kondensatorëve dhe gjëra të tjera - kështu e planifikon zhvilluesi;

Duke ditur vlerën (efektive) të tensionit alternativ, gjithmonë mund të zbuloni vlerën maksimale të tij (mos harroni - ndryshon sipas një ligji sinusoidal). Dhe lidhja këtu është si kjo -Umax = 1.4U, ku U është vlera efektive, dhe Umax është vlera maksimale (amplituda).