Parlando di corrente continua (vedi la sezione "Informazioni sulla corrente"), abbiamo scoperto che scorre in una direzione, dal più della sorgente al meno (questo è stato accettato, anche se in realtà è vero il contrario). Tuttavia, nella maggior parte dei casi, devi fare i conti con la corrente alternata. Con una corrente alternata, gli elettroni non si muovono in una direzione, ma alternativamente nell'una o nell'altra, cambiando la loro direzione. Pertanto, quando la lampada di illuminazione è accesa, gli elettroni nel suo filamento incandescente (e anche nei fili) si muovono in una direzione o nell'altra. Questo movimento è condizionalmente mostrato in Fig.1 e Fig.2. Prova a correre in un modo o nell'altro. È facile intuire che con un tale movimento, prima di cambiare la direzione del movimento, devi prima rallentarlo, quindi bloccarlo sul posto e solo allora correre nell'altra direzione. Qual è il rapporto con la corrente? Prima di modificare il moto, gli elettroni devono rallentare (consideriamo tutto questo in slow time). Quindi la corrente diminuirà e la lampada dovrebbe ridurre la luminosità. E quando si fermano prima di cambiare il movimento, dovrebbe spegnersi del tutto. Ma non lo vediamo. Come mai? Perché un filamento caldo ha inerzia termica e non può raffreddarsi in una frazione di secondo. Pertanto, non vediamo lampeggiare. Tuttavia, ognuno di noi ha sentito il ronzio di un trasformatore funzionante, dovuto alla direzione alternata del movimento della corrente.

Ora vale la pena considerare. Questo significa che in una frazione di secondo gli elettroni della centrale elettrica raggiungono la casa e nella prossima frazione di secondo tornano? In precedenza, nella sezione "Informazioni sulla corrente", lo abbiamo scoperto campo elettrico si propaga nei conduttori a una velocità di 300.000 km / s e gli elettroni stessi si muovono nei conduttori a una velocità di circa 0,1 mm / s. Ma in 1/100 di secondo (questo è quanto dura un semiciclo, durante il quale gli elettroni si muovono in una direzione), gli elettroni hanno solo il tempo di muoversi in una direzione, poiché il campo elettrico inizia ad agire nella direzione opposta direzione. Ecco perché gli elettroni vengono deviati prima in una direzione, poi nell'altra direzione e non lasciano, per così dire, il limite delle nostre abitazioni. Cioè, hai i tuoi elettroni "domestici" nella tua casa (appartamento). Se potessimo rallentare il tempo e collegare un voltmetro in parallelo con il carico, ad es. lampada (Fig. 3) o un amperometro in serie attraverso il carico (Fig. 4), quindi si vedrebbe come la freccia del dispositivo cambia dolcemente la sua lettura da zero al valore massimo durante la misurazione della tensione (Fig. 3) o della corrente (Fig. 4). La figura accanto lo mostra. In realtà, ovviamente, non lo vedremo. Il motivo è l'inerzia della freccia, a causa della quale non può produrre cento al secondo. A proposito, in Fig. 3 e Fig. 4 c'è una Fig. 5 esplicativa, dove puoi sicuramente vedere senza troppi sforzi come sono collegati un voltmetro e un amperometro quando si misura la tensione e la corrente in circuito elettrico. Dov'è il voltmetro e dov'è l'amperometro, penso che tu possa facilmente indovinare. Nei diagrammi, sono indicati rispettivamente come V e A.

Quindi, la prima cosa che devi sapere è che le variazioni di corrente e tensione in un circuito elettrico avvengono secondo la cosiddetta legge sinusoidale. In secondo luogo, qualsiasi oscillazione sinusoidale (corrente o tensione) è caratterizzata dalle seguenti importanti grandezze:

Periodo Tè il tempo necessario per completare un'oscillazione completa. La metà di questo tempo è chiamato mezzo ciclo. Ovviamente, in un semiciclo, la corrente scorre (beh, o, come abbiamo stabilito, gli elettroni si muovono) in una direzione, che possiamo considerare condizionatamente come positiva, e nell'altro semiciclo scorre nell'altra direzione, che possiamo prendere come negativo. Nei grafici, un semiciclo positivo sarà rappresentato dalla semionda superiore sopra l'asse X e uno negativo da quella inferiore. Parlando della nostra rete, possiamo indicare che il periodo della corrente alternata è T \u003d 1 / 50 sec - 0,02 sec.

Frequenza fè il numero di oscillazioni al secondo. Ora contiamo. Se abbiamo un'oscillazione durante il periodo T, che è pari a 0,02 secondi, in un secondo avremo 50 oscillazioni (1 / 0,02 = 50). E un'oscillazione è il movimento degli elettroni, prima in una direzione, poi nell'altra (due semicicli). Quelli. per 1 secondo, gli elettroni si muoveranno alternativamente in una direzione o nell'altra 50 volte. Qui hai la nostra frequenza attuale nella rete, che è 50Hz (Hertz).

Ampiezza- il valore più grande di corrente (Imax) o tensione (Umax \u003d 310V) durante il periodo T. È ovvio che in un periodo la corrente e la tensione sinusoidali raggiungono il doppio del loro valore massimo.

Valore istantaneo - Lo sappiamo già corrente alternata cambia continuamente direzione e grandezza. Viene chiamata la tensione di corrente valore istantaneo voltaggio. Lo stesso vale per l'ampiezza della corrente.

A titolo illustrativo, la Fig. 6 mostra diversi valori istantanei (200 V, 300 V, 310 V, - 150 V, - 310 V, - 100 V) della tensione nel circuito elettrico durante un periodo. Si può vedere che al momento iniziale la tensione è uguale a zero, dopodiché aumenta gradualmente a 100V, 200V, ecc. Raggiunto il valore massimo di 310V, la tensione inizia a diminuire gradualmente fino a zero, dopodiché cambia direzione e aumenta nuovamente, raggiungendo un valore di meno 310V (- 310V), ecc. Se qualcuno riesce a malapena a immaginare cosa sia un cambio di direzione, può immaginare che il più e il meno nella presa siano invertiti, ad es. se prendiamo condizionatamente zero (terra) come meno e la fase come più. E succede 50 volte al secondo. Beh, è ​​un po' così...

valore effettivo

Quindi, poniamoci una domanda: che tipo di tensione costante è la nostra Tensione AC nella rete mostrata in Figura 6? Teoria e pratica dimostrano che è uguale ad una tensione costante di 220V - fig.7. Non è così difficile crederlo per fede, poiché è facile vedere che la tensione considerata in un periodo ha un valore di 310V solo in due momenti, e altre volte è inferiore. Poiché la nostra tensione sinusoidale cambia continuamente, è stato consigliabile introdurre un concetto come -tensione di esercizio . Dopotutto, è proprio in base a qualsiasi valore specifico di tensione (o corrente), e non in base al suo valore variabile, che possiamo "stimare" la sua forza. Quindi eccolo qui per valore effettivo della corrente alternata (pozzo, o tensione), si intende tale DC, che nello stesso tempo fa lo stesso lavoro (o sprigiona la stessa quantità di calore) di una data corrente alternata.

Pertanto, la nostra normale lampadina (o, ad esempio, un riscaldatore) funzionerà in egual modo sia con una tensione alternata variabile da zero a 310V, sia con una tensione costante di 220V. E una lampadina da 12 volt brillerà allo stesso modo da una fonte di tensione alternata di 12V (che cambia da zero a 16,8V) e da qualsiasi batteria o accumulatore (e sono, come sai, fonti di tensione costante).

Quindi ricorda!!!

La corrente elettrica (tensione), che cambia periodicamente direzione e intensità, è chiamata corrente alternata. Qualsiasi corrente alternata è caratterizzata principalmente dalla sua frequenza, ampiezza e valore effettivo;

Gli strumenti atti a misurare la corrente alternata ne mostrano il valore effettivo;

La tensione viene misurata con un voltmetro (o strumento combinato - avometro), la corrente - con un amperometro (o strumento combinato - avometro). Inoltre, la corrente può essere misurata con le cosiddette pinze amperometriche.. Servono per la misurazione della corrente senza contatto: la parte di lavoro del dispositivo forma un anello attorno al filo misurato e, in base all'entità del campo elettromagnetico che agisce sulla parte di lavoro del dispositivo, le informazioni vengono visualizzate sul suo piccolo display su l'entità della corrente che scorre. Un avometro è uno strumento combinato (nella gente comune è anche chiamato semplicemente tester), che nella sua scheda tecnica è chiamato completamente ampervoltmetro e serve per misurare corrente, tensione e resistenza. E i modelli digitali possono misurare sia la frequenza della tensione (corrente), sia la capacità dei condensatori e altre cose: ecco come pensa lo sviluppatore;

Conoscendo il valore della tensione alternata (effettiva), puoi sempre scoprirne il valore massimo (non dimenticare: cambia secondo una legge sinusoidale). E la connessione qui èUmax = 1,4U, dove U è il valore effettivo e Umax è il valore massimo (ampiezza).

Una corrente elettrica costante è il movimento di particelle con una carica in una certa direzione. Cioè, la sua tensione o forza (quantità caratterizzanti) hanno lo stesso valore e direzione. Ecco come la corrente continua differisce dalla corrente alternata. Ma consideriamo tutto in ordine.

La storia dell'emergenza e della "guerra delle correnti"

La corrente continua veniva chiamata galvanica perché scoperta a seguito di una reazione galvanica. Ho provato a trasmetterlo attraverso linee di trasmissione elettriche. A quel tempo, c'erano gravi controversie tra gli scienziati su questo problema. Hanno persino preso il nome di "guerre attuali". È stata decisa la questione della scelta come principale, variabile o permanente. La “lotta” è stata vinta dalla specie variabile, poiché quella permanente subisce notevoli perdite, trasmesse a distanza. Ma non è difficile trasformare la forma variabile, ecco come la corrente continua si differenzia dalla corrente alternata. Pertanto, quest'ultimo è facile da trasmettere anche su lunghe distanze.

Fonti di corrente elettrica continua

Batterie o altri dispositivi possono fungere da fonti, dove si verifica attraverso una reazione chimica.

Questi sono generatori, dove si ottiene come risultato e successivamente viene rettificato a causa del collettore.

Applicazione

In vari dispositivi, la corrente continua viene utilizzata abbastanza spesso. Ad esempio, molti elettrodomestici, caricabatterie e generatori per auto funzionano con esso. Qualsiasi dispositivo portatile è alimentato da una sorgente che genera un aspetto costante.

Su scala industriale, viene utilizzato nei motori e nelle batterie. E in alcuni paesi si equipaggiano linee ad alta tensione linee elettriche.

In medicina, con costante corrente elettrica condurre procedure di benessere.

Sul ferrovia(per il trasporto) vengono utilizzati sia i tipi variabili che costanti.

Corrente alternata

Molto spesso, tuttavia, lo usano. Qui, il valore medio di forza e sollecitazione in un certo periodo è uguale a zero. In grandezza e direzione, cambia costantemente e ad intervalli regolari.

Per generare una corrente alternata vengono utilizzati generatori in cui durante la fase si verifica l'induzione elettromagnetica, che viene effettuata utilizzando un magnete ruotato in un cilindro (rotore) e uno statore costituito da un nucleo fisso con un avvolgimento.

La corrente alternata viene utilizzata in radio, televisione, telefonia e molti altri sistemi grazie al fatto che la sua tensione e potenza possono essere convertite senza quasi perdere energia.

È ampiamente utilizzato nell'industria, così come per scopi di illuminazione.

Può essere monofase e multifase.

Che cambia secondo la legge sinusoidale, è monofase. Cambia in un certo periodo di tempo (periodo) in grandezza e direzione. La frequenza CA è il numero di cicli al secondo.

Nel secondo caso, la versione trifase è stata maggiormente utilizzata. Questo è un sistema di tre circuiti elettrici che hanno la stessa frequenza e EMF, sfasati di 120 gradi. Viene utilizzato per alimentare motori elettrici, forni, corpi illuminanti.

Molti gli sviluppi nel campo dell'elettricità e la loro applicazione pratica, nonché l'impatto sulla corrente alternata alta frequenza L'umanità è in debito con il grande scienziato Nikola Tesla. Finora non si conoscono tutte le sue opere, rimaste ai posteri.

In che cosa differisce la corrente continua dalla corrente alternata e qual è il suo percorso dalla sorgente al consumatore?

Quindi, una variabile è una corrente che può cambiare direzione e intensità per un certo tempo. I parametri a cui si presta attenzione sono la frequenza e la tensione. In Russia in famiglia reti elettriche viene fornita una corrente alternata avente una tensione di 220 V e una frequenza di 50 Hz. La frequenza di una corrente alternata è il numero di cambiamenti nella direzione delle particelle di una certa carica al secondo. Si scopre che a 50 Hz cambia direzione cinquanta volte, in cui la corrente continua differisce dalla corrente alternata.

La sua fonte sono le prese a cui sono collegati gli elettrodomestici a varie tensioni.

La corrente alternata inizia il suo movimento dalle centrali elettriche, dove ci sono potenti generatori, da dove esce con una tensione da 220 a 330 kV. Ulteriori passaggi nei quali si trovano vicino a case, attività commerciali e altre strutture.

Nella sottostazione, la corrente entra sotto una tensione di 10 kV. Lì viene convertito in una tensione trifase di 380 V. A volte con questo indicatore, la corrente passa direttamente agli oggetti (dove è organizzata una produzione potente). Ma in fondo si riduce ai soliti 220 V in tutte le case.

trasformazione

È chiaro che nelle prese otteniamo corrente alternata. Ma spesso per elettrodomesticiè richiesto un aspetto permanente. A tale scopo vengono utilizzati raddrizzatori speciali. Il processo consiste nei seguenti passaggi:

• collegare un ponte con quattro diodi aventi la potenza necessaria;
• collegare un filtro o un condensatore all'uscita dal ponte;
• collegamento di stabilizzatori di tensione per ridurre le ondulazioni.

La conversione può avvenire sia da AC a DC, e viceversa. Ma quest'ultimo caso sarà molto più difficile da implementare. Avrai bisogno di inverter, che, tra le altre cose, sono piuttosto costosi.

Esistono due tipi principali di corrente: continua e alternata. Per comprendere questi termini, è necessario ricordare che la corrente è un movimento ordinato di elettroni. E quando questi elettroni si muovono sempre nella stessa direzione, allora tale corrente viene chiamata costante. Ma il concetto di moto ordinato dovrebbe anche essere inteso come il fatto che in un momento gli elettroni si muovono in una direzione e nel secondo momento - nella direzione opposta, e così via senza fermarsi. Questa corrente è già chiamata variabile. Se parlano di tensione continua e alternata, significa che per la tensione continua + e - "si trovano sempre nello stesso posto".

Un esempio tensione costante una normale batteria può servire, sulla sua custodia troverai sempre le designazioni + e -. E per una variabile, + e - cambiano dopo un certo periodo di tempo. Di conseguenza pressione costante crea una corrente continua, e corrispondentemente tensione alternata - corrente alternata. Un esempio di tensione alternata è una normale rete elettrica. La corrente continua è indicata da una linea retta e la corrente alternata da una linea ondulata.

Penso che tu abbia visto più di una volta le iscrizioni 220V, davanti alle quali c'è una linea ondulata orizzontale. Questa è la designazione della corrente alternata.

Si noti che la stragrande maggioranza dei dispositivi che utilizzano la corrente continua non consente ai contatti + e - di confondersi quando sono collegati all'alimentazione, perché se sono confusi, il dispositivo può semplicemente "bruciarsi". Ma per la tensione alternata, questo non è più rilevante, diciamo che lo colleghi a una presa ... sì, qualunque cosa, e non importa da che parte inserisci la spina nella presa, il dispositivo funzionerà senza intoppi. Sicuramente dovevi notare anche una scritta simile a 50Hz vicino alle scritte a 220V. Questa è la frequenza AC. E significa quante volte al secondo il "più e meno" cambia posto. La scritta 50Hz (Hertz) significa che in un secondo la polarità della tensione cambia 50 volte.

Grafici

Per immaginare esattamente come avviene il cambio di polarità della tensione alternata, è necessario comprendere i grafici che mostrano la tensione in diversi momenti. Diamo un'occhiata a un grafico che mostra una tensione costante (è a sinistra). Supponiamo che questo grafico mostri la tensione ai contatti di una lampadina.

Dal punto 0 al punto "a" il grafico mostra che la tensione è zero. O in altre parole, dicendo che non c'è affatto (la torcia è spenta). Al momento “a” (nella nostra versione, sui contatti della lampadina) compare una tensione pari a U1, che rimane invariata nel tempo da “a” a “b” (la torcia è accesa). All'istante “b” la tensione scompare nuovamente (diventa uguale a zero). Se guardi il secondo grafico, che mostra la tensione alternata, penso che sia facile capire cosa succede esattamente alla tensione alternata in diversi momenti. Al punto zero è uguale a zero. Durante il tempo da "0" ad "a", la tensione aumenta gradualmente fino al valore di U1 e nello stesso momento inizia a scendere. Di conseguenza, al tempo "b" arriva a zero. Ma come puoi vedere nel grafico, la tensione continua a scendere e diventa negativa. Nel punto "g" raggiunge un minimo e ricomincia ad aumentare. Questo fenomeno si ripete per tutta l'esistenza della tensione (fino allo spegnimento della luce. Va notato che la tensione alternata può essere non solo di questa forma. Può essere, ad esempio, rettangolare o quasi di qualsiasi altra forma. Ora prendi un altro sguardo a questi due grafici, e ricorda, come indicato da corrente continua e alternata (tensione).