Говорейки за постоянен ток (вижте раздела „За тока“), разбрахме, че той тече в една посока - от плюса на източника към минуса (това беше прието, въпреки че всъщност е вярно обратното). В повечето случаи обаче трябва да се справите с променлив ток. При променлив ток електроните не се движат в една посока, а последователно в една или друга, променяйки посоката си. Следователно, когато осветителната лампа е включена, електроните в нейната нажежаема жичка (и в проводниците също) се движат в една или друга посока. Това движение условно е показано на фиг.1 и фиг.2. Опитайте да бягате по един или друг начин. Лесно е да се досетите, че с такова движение, преди да промените посоката на движение, първо трябва да го забавите, след това да замръзнете на място и едва след това да се втурнете в другата посока. Каква е връзката с тока? Преди да променят движението, електроните трябва да се забавят (разглеждаме всичко това в бавно време). Така токът ще намалее и лампата трябва да намали яркостта. И когато спрат преди да сменят движението, трябва да изгасне напълно. Но ние не го виждаме. Защо? Тъй като горещата нишка има термична инерция и не може да се охлади за част от секундата. Следователно не виждаме мигане. Всеки от нас обаче чу бръмченето на работещ трансформатор, което се дължи на променливата посока на движение на тока.

Сега си струва да го обмислим. Това означава ли, че за част от секундата електроните от електроцентралата стигат до къщата, а в следващата част от секундата – обратно? По-рано в секцията „За актуалното“ разбрахме това електрическо полесе разпространява в проводници със скорост 300 000 km / s, а самите електрони се движат в проводници със скорост приблизително 0,1 mm / s. Но за 1/100 от секундата (това е продължителността на един полуцикъл, през който електроните се движат в една посока), електроните имат време да се движат само в една посока, тъй като електрическото поле започва да действа в противоположната посока. Ето защо електроните се отклоняват първо в едната, после в другата посока и не напускат, така да се каже, границата на нашите жилища. Това означава, че имате свои собствени „домашни“ електрони във вашата къща (апартамент). Ако можехме да забавим времето и да включим волтметър паралелно с товара, т.е. лампа (фиг. 3) или амперметър последователно през товара (фиг. 4), тогава ще видите как стрелката на устройството плавно променя показанията си от нула до максималната стойност при измерване на напрежение (фиг. 3) или ток (фиг. 4). Фигурата до него показва това. В действителност, разбира се, няма да видим това. Причината е инерцията на стрелката, поради която тя не може да произведе сто в секунда. Между другото, към фиг. 3 и фиг. 4 има обяснителна фиг. 5, където със сигурност можете да видите без много усилия как са свързани волтметър и амперметър при измерване на напрежение и ток в електрическа верига. Къде е волтметърът и къде е амперметърът, мисля, че лесно се досещате. На диаграмите те са обозначени съответно с V и A.

И така, първото нещо, което трябва да знаете е, че промените в тока и напрежението в електрическата верига се извършват според така наречения синусоидален закон. Второ, всяко синусоидално колебание (ток или напрежение) се характеризира със следните важни величини:

Период Те времето, необходимо за извършване на едно пълно трептене. Половината от това време се нарича половин цикъл. Очевидно в единия полупериод токът протича (или както казахме електроните се движат) в една посока, която условно можем да приемем за положителна, а в другия полупериод тече в другата посока, която ние може да се приеме за отрицателно. На диаграмите положителният полуцикъл ще бъде представен от горната полувълна над оста X, а отрицателният от долната. Говорейки за нашата мрежа, можем да посочим, че периодът на променлив ток е T \u003d 1 / 50 сек - 0,02 сек.

Честота fе броят на вибрациите в секунда. Сега да преброим. Ако имаме едно трептене през периода T, което е равно на 0,02 секунди, то за една секунда ще имаме 50 трептения (1 / 0,02 = 50). И едно трептене е движението на електрони, първо в едната посока, след това в другата (два полупериода). Тези. за 1 секунда, електроните ще се движат последователно в едната или другата посока 50 пъти. Тук имате нашата текуща честота в мрежата, която е 50Hz (Hertz).

Амплитуда- най-голямата стойност на тока (Imax) или напрежението (Umax \u003d 310V) през периода T. Очевидно е, че в един период синусоидалният ток и напрежение достигат два пъти максималната си стойност.

Незабавна стойност - това вече го знаем променлив токнепрекъснато променя своята посока и величина. Текущото напрежение се нарича моментна стойностволтаж.Същото важи и за големината на тока.

Като илюстрация, фиг. 6 показва няколко моментни стойности (200V, 300V, 310V, - 150V, - 310V, - 100V) на напрежението в електрическата верига за един период. Вижда се, че в началния момент напрежението е равно на нула, след което постепенно се повишава до 100V, 200V и т.н. След като достигне максималната стойност от 310V, напрежението започва постепенно да намалява до нула, след което променя посоката си и отново се увеличава, достигайки минус 310V (-310V) и т.н. Ако някой трудно може да си представи какво е смяна на посоката, може да си представи, че плюсът и минусът в контакта са обърнати - т.е. ако условно приемем нулата (земята) за минус, а фазата за плюс. И това се случва 50 пъти в секунда. Е, това е нещо като това...

ефективна стойност

И така, нека си зададем въпроса - какво постоянно напрежение е нашето AC напрежениев мрежата, показана на фигура 6? Теорията и практиката показват, че то е равно на постоянно напрежение 220V - фиг.7. Не е толкова трудно да се приеме това на вяра, тъй като е лесно да се види, че напрежението, разглеждано през един период, има стойност от 310V само в два момента, а през останалото време е по-малко. Тъй като нашето синусоидално напрежение се променя непрекъснато, беше препоръчително да се въведе такова понятие като -работно напрежение . В края на краищата, точно чрез всяка конкретна стойност на напрежението (или тока), а не чрез неговата променяща се стойност, можем да „оценим“ неговата сила. И така, ето гопод ефективната стойност на променливия ток (добре или напрежение), имаме предвид такива D.C., който за същото време извършва същата работа (или отделя същото количество топлина) като даден променлив ток.

Следователно нашата обикновена електрическа крушка (или, например, нагревател) ще работи еднакво добре както с променливо напрежение, вариращо от нула до 310V, така и с постоянно напрежение от 220V. А 12-волтова крушка ще свети еднакво както от източник на променливо напрежение от 12V (променящо се от нула до 16,8V), така и от всяка батерия или акумулатор (а те, както знаете, са източници на постоянно напрежение).

Така че запомнете!!!

Електрическият ток (напрежение), който периодично променя посоката и големината си, се нарича променлив ток. Всеки променлив ток се характеризира главно със своята честота, амплитуда и ефективна стойност;

Уредите, предназначени за измерване на променлив ток, показват неговата ефективна стойност;

Напрежението се измерва с волтметър (или комбиниран уред - авометър), токът - с амперметър (или комбиниран уред - авометър). Също така токът може да се измерва с така наречените токови клещи.. Служат за безконтактно измерване на тока - работната част на уреда образува пръстен около измервания проводник и според големината на електромагнитното поле, действащо върху работната част на уреда, на малкия му дисплей се извежда информация за големината на протичащия ток. Авометърът е комбиниран инструмент (в обикновените хора той също се нарича просто тестер), който се нарича напълно амперволтметър в неговия лист с данни и служи за измерване на ток, напрежение и съпротивления. И цифровите модели могат да измерват както честотата на напрежението (тока), така и капацитета на кондензаторите и други неща - така мисли разработчикът;

Познавайки стойността на (ефективното) променливо напрежение, винаги можете да разберете максималната му стойност (не забравяйте - тя се променя според синусоидалния закон). И връзката тук еUmax = 1.4U, където U е ефективната стойност, а Umax е максималната стойност (амплитуда).

Постоянният електрически ток е движението на частици със заряд в определена посока. Тоест неговото напрежение или сила (характеризиращи величини) имат същата стойност и посока. Ето как постоянният ток се различава от променливия ток. Но нека разгледаме всичко в ред.

Историята на появата и "войната на теченията"

Правият ток се е наричал галваничен, защото е открит в резултат на галванична реакция. Опитах се да го предам по електропроводи. По това време между учените имаше сериозни спорове по този въпрос. Те дори получиха наименованието „актуални войни“. Беше решен въпросът за избора като основен, променлив или постоянен. „Борбата” е спечелена от променливия вид, тъй като постоянният търпи значителни загуби, предавани на разстояние. Но не е трудно да се трансформира променливата форма, по това постоянният ток се различава от променливия ток. Следователно последният е лесен за предаване дори на големи разстояния.

Източници на постоянен електрически ток

Батерии или други устройства могат да служат като източници, където се получава чрез химическа реакция.

Това са генератори, където се получава като резултат и след това се изправя благодарение на колектора.

Приложение

В различни устройства постоянният ток се използва доста често. Например много домакински уреди, зарядни и автомобилни генератори работят с него. Всяко преносимо устройство се захранва от източник, който генерира постоянен външен вид.

В индустриален мащаб се използва в двигатели и батерии. И в някои страни те са оборудвани с високоволтови линииелектропроводи.

В медицината, с постоянно електрически токпровеждайте уелнес процедури.

На железопътна линия(за транспорт) се използват както променливи, така и постоянни типове.

Променлив ток

Най-често обаче го използват. Тук средната стойност на силата и напрежението за определен период са равни на нула. По величина и посока тя се променя постоянно и на редовни интервали.

За да предизвикат променлив ток, се използват генератори, в които по време на възникване на електромагнитна индукция , Това се прави с помощта на магнит, въртян в цилиндър (ротор) и статор, направен под формата на неподвижно ядро ​​с намотка.

Променливият ток се използва в радиото, телевизията, телефонията и много други системи поради факта, че напрежението и силата му могат да се преобразуват почти без загуба на енергия.

Използва се широко в индустрията, както и за осветителни цели.

Може да бъде еднофазен и многофазен.

Който се променя според синусоидалния закон, е еднофазен. Тя се променя за определен период от време (период) по големина и посока. AC честотата е броят на циклите в секунда.

Във втория случай най-широко се използва трифазната версия. Това е система от три електрически вериги, които имат еднаква честота и ЕМП, изместени във фаза на 120 градуса. Използва се за захранване на електродвигатели, пещи, осветителни тела.

Много разработки в областта на електричеството и тяхното практическо приложение, както и въздействието върху променливия ток висока честотаЧовечеството е задължено на великия учен Никола Тесла. Досега не всички негови произведения, останали за потомците, са известни.

Как се различава постоянният ток от променливия ток и какъв е неговият път от източника до потребителя?

И така, променливата е ток, който може да променя посоката и величината си за определено време. Параметрите, на които се обръща внимание са честота и напрежение. В Русия в домакинството електрически мрежиподава се променлив ток с напрежение 220 V и честота 50 Hz. Честотата на променлив ток е броят на промените в посоката на частиците с определен заряд за секунда. Оказва се, че при 50 Hz той променя посоката си петдесет пъти, в което постоянният ток се различава от променливия ток.

Неговият източник са контакти, към които са свързани домакински уреди под различни напрежения.

Променливият ток започва движението си от електроцентрали, където има мощни генератори, откъдето излиза с напрежение от 220 до 330 kV. Допълнителни проходи, в които се намират в близост до къщи, предприятия и други структури.

В подстанцията токът влиза под напрежение 10 kV. Там се преобразува в трифазно напрежение от 380 V. Понякога с този индикатор токът преминава директно към обекти (където е организирано мощно производство). Но основно се намалява до обичайните 220 V във всички къщи.

трансформация

Ясно е, че в контактите получаваме променлив ток. Но често за електрически урединеобходим е постоянен вид. За тази цел се използват специални токоизправители. Процесът се състои от следните стъпки:

• свързване на мост с четири диода с необходимата мощност;
• свързване на филтър или кондензатор към изхода от моста;
• свързване на стабилизатори на напрежение за намаляване на вълните.

Преобразуването може да се извърши както от AC към DC, така и обратно. Но последният случай ще бъде много по-труден за изпълнение. Ще ви трябват инвертори, които освен всичко друго са и доста скъпи.

Има два основни вида ток - постоянен и променлив. За да разберем тези термини, е необходимо да запомним, че токът е подредено движение на електрони. И когато тези електрони се движат в една и съща посока през цялото време, тогава такъв ток се нарича постоянен. Но понятието подредено движение трябва да се разбира и като факта, че в един момент електроните се движат в една посока, а във втория момент - в обратна посока и така нататък, без да спират. Този ток вече се нарича променлив. Ако говорят за директно и променливо напрежение, това означава, че за постоянно напрежение + и - те винаги „са на едно и също място“.

Пример постоянно напрежениеобикновена батерия може да служи, на кутията й винаги ще намерите обозначенията + и -. А за променлива + и - се променят след определен период от време. Следователно постоянно наляганесъздава постоянен ток, и съответно променливо напрежение - променлив ток.Пример за променливо напрежение е обикновена електрическа мрежа. Постоянният ток се обозначава с една права линия, а променливият ток с една вълнообразна линия.

Мисля, че сте виждали повече от веднъж надписите 220V, пред които има хоризонтална вълнообразна линия. Това е обозначението на променлив ток.

Моля, имайте предвид, че преобладаващата част от устройствата, които използват постоянен ток, не позволяват + и - контактите да се смесват, когато са свързани към захранването, защото ако се смесят, устройството може просто да „изгори“. Но за променливото напрежение това вече не е от значение, да речем, че го включвате в контакт ... да, каквото и да е, и няма значение от коя страна ще поставите щепсела в контакта, устройството ще работи гладко. Със сигурност трябваше да забележите и надпис, подобен на 50Hz в близост до надписите 220V. Това е AC честотата. И това означава колко пъти в секунда "плюсът и минусът" сменят местата си. Надписът 50Hz (Hertz) означава, че за една секунда полярността на напрежението се променя 50 пъти.

Графики

За да си представите как точно се случва промяната в полярността на променливото напрежение, е необходимо да разберете графиките, които показват напрежението в различни моменти от време. Нека да разгледаме графика, показваща постоянно напрежение (това е отляво). Да приемем, че тази графика показва напрежението на контактите на крушката на фенерчето.

От точка 0 до точка "а" графиката показва, че напрежението е нула. Или с други думи, казвайки, че изобщо го няма (фенерчето е изключено). В момента "a" (в нашата версия, на контактите на електрическата крушка) се появява напрежение, равно на U1, което остава непроменено през времето от "a" до "b" (фенерчето е включено). В момент “b” напрежението отново изчезва (става равно на нула). Ако погледнеш втората графика, която показва променливото напрежение, мисля, че е лесно да разбереш какво точно се случва с променливото напрежение в различни моменти от време. В нулевата точка е равно на нула. За времето от "0" до "а" напрежението постепенно нараства до стойността на U1 и в същия момент започва да пада. В резултат на това в момента "b" достига нула. Но както можете да видите на графиката, напрежението продължава да пада и става отрицателно. В точката "g" достига минимум и отново започва да се увеличава. Това явление се повтаря през цялото съществуване на напрежението (докато светлината се изключи. Трябва да се отбележи, че променливото напрежение може да бъде не само с тази форма. Може да бъде например правоъгълна или почти всяка друга форма. Сега вземете погледнете отново тези две графики и запомнете , както се обозначава с постоянен и променлив ток (напрежение).