Разница постоянного тока и переменного тока: Отличие переменного тока от постоянного: преобразование, разница, принцип действия

Чем постоянный ток отличается от переменного и как преобразовывается?

Постоянный электрический ток — это движение частиц с зарядом в определенном направлении. То есть его напряжение или сила (характеризующие величины) имеют одно и то же значение и направление. Это то, чем постоянный ток отличается от переменного. Но рассмотрим все по порядку.

История появления и «войны токов»

Постоянный ток раньше называли гальваническим из-за того, что его открыли в результате гальванической реакции. Томас Эдисон пробовал передавать его по линиям электрических передач. В то время велись нешуточные споры между учеными по этому вопросу. Они даже получили название «войны токов». Решался вопрос о выборе в качестве основного, переменного или постоянного. «Борьба» была выиграна переменным видом, так как постоянный несет существенные потери, передаваясь на расстоянии. Зато трансформировать переменный вид не составляет никакого труда, это то, чем постоянный ток отличается от переменного. Поэтому последний легко передавать даже на огромные расстояния.

Источники постоянного электрического тока

В качестве источников могут служить аккумуляторы или другие приборы, где он возникает посредством химической реакции.

Это и генераторы, где он получается в результате электромагнитной индукции, а после этого выпрямляется за счет коллектора.

Применение

В различных устройствах постоянный ток применяется довольно часто. С ним работают, например, многие бытовые приборы, зарядные устройства и генераторы автомобиля. Любой портативный аппарат запитывается от источника, вырабатавающего постоянный вид.

В промышленных масштабах его применяют в двигателях и аккумуляторах. А в некоторых странах им оснащают высоковольтные линии электропередач.

В медицине с помощью постоянного электрического тока проводят оздоровительные процедуры.

На железной дороге (для транспорта) используют и переменный, и постоянный виды.

Переменный ток

Чаще всего, впрочем, применяют именно его. Здесь среднее значение силы и напряжения за определенный период равны нулю. По величине и направлению он постоянно изменяется, причем с равными промежутками времени.

Чтобы вызвать переменный ток, используют генераторы, в которых во время электромагнитной индукции возникает электродвижущая сила. Это осуществляется при помощи магнита, вращаемого в цилиндре (роторе), и статора, выполненного в виде неподвижного сердечника с обмоткой.

Переменный ток используют в радио, телевидении, телефонии и многих других системах ввиду того, что его напряжение и силу возможно преобразовывать, почти не теряя энергию.

Широко применяют его и в промышленности, а также в целях освещения.

Он может быть однофазным и многофазным.

Переменный ток, который изменяется согласно синусоидальному закону, является однофазным. Он изменяется в течение определенного промежутка времени (периода) по величине и направлению. Частота переменного тока является числом периодов за секунду.

Во втором случае самое большое распространение получил трехфазный вариант. Это система из трех электроцепей, которые имеют одинаковую частоту и ЭДС, сдвинуты по фазе на 120 градусов. Ее используют для питания электрических двигателей, печей, осветительных приборов.

Многими разработками в сфере электричества и практическим их применением, а также воздействием на переменный ток высокой частоты человечество обязано великому ученому Николе Тесла. До сих пор не все его труды, оставшиеся потомкам, являются познанными.

Чем постоянный ток отличается от переменного и каков его путь от источника до потребителя?

Итак, переменным называют ток, способный меняться по направлению и величине в течение определенного времени. Параметры, на которые при этом обращают внимание, это частота и напряжение. В России в бытовых электрических сетях подают переменный ток, имеющий напряжение 220 В и частоту 50 Гц. Частота переменного тока — это количество изменений направления частиц определенного заряда за секунду. Получается, что при 50 Гц он меняет свое направление пятьдесят раз, в чем постоянный ток отличается от переменного.

Его источником являются розетки, к которым подключают бытовые приборы под различным напряжением.

Переменный ток начинает свое движение от электрических станций, где имеются мощные генераторы, откуда он выходит с напряжением от 220 до 330 кВ. Далее переходит в трансформаторные подстанции, которые находятся вблизи домов, предприятий и остальных конструкций.

В подстанции ток попадает под напряжением 10 кВ. Там он преобразовывается в трехфазное напряжение 380 В. Иногда с таким показателем ток переходит непосредственно на объекты (где организовано мощное производство). Но в основном его снижают до привычных во всех домах 220 В.

Преобразование

Понятно, что в розетках мы получаем переменный ток. Но часто для электрических приборов необходим постоянный вид. Для этой цели служат специальные выпрямители. Процесс состоит из следующих действий:

• подключение моста с четырьмя диодами, имеющих необходимую мощность;
• подключение фильтра или конденсатора на выход с моста;
• подключение стабилизаторов напряжения для уменьшения пульсаций.

Преобразование может происходить как из переменного в постоянный ток, так и наоборот. Но последний случай будет реализовать значительно труднее. Потребуются инверторы, которые, помимо прочего, стоят совсем недешево.

Постоянный и переменный ток разница

Чем отличается переменный ток от постоянного — объяснение простыми словами

Определение

Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц. Так звучит определение из учебника по физике. Простыми словами можно перевести так, что у его составляющих всегда есть какое-то направление. Собственно, это направление и является определяющем в сегодняшнем разговоре.

Переменный ток (Alternative Current – AC) отличается от постоянного (Direct Current – DC) тем, что у последнего электроны (носители заряда) всегда движутся в одном направлении. Соответственно отличием переменного тока является то, что направление движения и его сила зависят от времени. Например, в розетке направление и величина напряжения, соответственно и сила тока, изменяется по синусоидальному закону с частотой в 50 Гц (50 раз за секунду изменяется полярность между проводами).

Для так сказать чайников в электрике изобразим это на графике, где по вертикальной оси изображена полярность и напряжение, а по горизонтальной время:

Красной линией изображено постоянное напряжение, оно остаётся неизменным с течением времени, разве что изменяется при коммутации мощной нагрузки или КЗ. Зелеными волнами показан синусоидальный ток. Вы можете видеть, что он протекает то в одну, то в другую сторону, в отличие от постоянного тока, где электроны всегда протекают от минуса к плюсу, а направлением движения электрического тока выбран путь от плюса к минусу.

Если сказать по-простому, то разницей в этих двух примерах является то, что у постоянки всегда плюс и минус находятся на одних и тех же проводах. Если говорить о переменном, то в электроснабжении используют понятия фазы и нуля. Если рассматривать по аналогии с постоянкой, то фаза и ноль являются плюсом и минусом, только полярность меняется 50 раз в секунду (в США и ряде других стран 60 раз в секунду, а в самолётах более 400 раз).

Происхождение

Разница между AC и DC заключается в их происхождении. Постоянный ток можно получить из гальванических элементов, например, батареек и аккумуляторов.

Также его можно получить с помощью динамомашины – это устаревшее название генератора постоянного тока. Кстати с их помощью генерировалась энергия для первых электросетей. Мы об этом говорили в статье об открытиях Николы Тесла, в заметках о войне идей между Теслой и Эдисоном. Позже так называли небольшие генераторы для питания велосипедных фар.

Переменный ток добывают также с помощью генераторов, в наше время в основном трёхфазных.

Также и то и другое напряжение можно получить с помощью полупроводниковых преобразователей и выпрямителей. Так вы можете выпрямить переменный ток или получить его же, преобразовав постоянный.

Формулы для расчета постоянного тока

Разницей между переменкой и постоянкой являются и формулы для расчетов процессов, происходящих в цепи. Так сопротивление рассчитываются по Закону Ома для участка цепи или для полной цепи:

E=I/R

E=I/(R+r)

Мощность также просто рассчитываются:

P=UI

Формулы для расчета переменного тока

В расчётах цепей переменного тока разница в формулах обусловлена отличием процессов, протекающих в емкостях и индуктивностях. Тогда формула закона Ома будет для активного сопротивления:

Здесь 1/wC и wL – емкостное и индуктивное реактивные сопротивления, а w – угловая частота, она равна 2пиF.

Для цепи с ёмкостью и индуктивностью:

wL-1/wC – это реактивное сопротивление, оно обозначается как Z.

На видео ниже более подробно рассказывается, в чем отличие переменного тока от постоянного:

Материалы по теме:

ru.natapa.org

Переменный ток и постоянный ток – это две различные формы токов, которые используются для передачи электроэнергии по всему миру. Оба тока одинаковы, так как для передачи электричества используются потоки электронов, но на этом сходство заканчивается. Переменный ток – это наиболее распространенный тип электроэнергии, который передается электростанциями и используется для питания зданий, офисов, домов и т. Д.

Постоянный ток (DC) был преобладающей формой электричества, которое использовалось в 19 го века и был также использован в первой коммерческой передаче электроэнергии Томаса Эдисона. Постоянный ток означает, что мощность течет в одном направлении. В постоянном токе поток электронов идет в постоянном направлении, не изменяясь через определенные промежутки времени, и достигается путем установки на провод постоянных магнитов, которые помогают электронам оставаться на устойчивом пути. Первоначально постоянный ток назывался «гальваническим током». Постоянные токи протекают в проводниках, таких как провода, но также могут проходить через полупроводники, изоляторы или даже через вакуум. Постоянные токи могут быть получены с использованием таких источников, как батареи, термопары и солнечные элементы. Химическая энергия внутри батареи обладает достаточной мощностью, чтобы толкать электроны, а не тянуть, в результате чего энергия течет в одном направлении.

Постоянный ток чаще всего встречается в приложениях, которые требуют малой мощности и могут работать от батарей или солнечных батарей. Однако другое популярное приложение, в котором используются постоянные токи, – это автомобили, в которых большинство автомобильных деталей работают от постоянного тока и преобразовываются из переменного тока с использованием генераторов переменного тока. DC был прекращен как основной метод питания домов и зданий, поскольку они не могли путешествовать на большие расстояния без потери энергии. Мощность и напряжение в постоянном токе остаются неизменными в стабильных условиях, в результате чего скорость передачи энергии источником остается неизменной. Напряжения постоянного тока имеют ненулевую временную кривую напряжения и всегда положительны, но могут увеличиваться и уменьшаться.

Мощность переменного тока (AC) отличается от постоянного тока, так как поток электронов в AC постоянно изменяется, от прямого к обратному и так далее. Это возможно путем размещения вращающихся магнитов вдоль проволоки и при изменении поляризации магнитов меняется поток электронов. Сегодня переменный ток используется для передачи электроэнергии и электроэнергии в домах, офисах и т. Д., Так как его легче транспортировать. Никола Тесла заслужил звание за разработку основ электроснабжения переменного тока благодаря своим линиям электропередачи переменного тока. Мощность переменного тока обычно течет в форме синусоидальной волны, но также может течь в форме трапеции, треугольника и квадрата. Радио и аудио сигналы являются примерами переменного тока.

Электростанции производят переменные токи с помощью вращающихся турбин, которые создают магнитные поля, которые толкают и тянут электроны, заставляя их чередоваться в потоке. Постоянное нажатие и вытягивание постоянно изменяет магнитную поляризацию, в результате чего электроны также меняют направление. Напряжение переменного тока также постоянно изменяется между положительным и отрицательным. Переменный ток подает ток и напряжение в синусоидальной форме волны, что приводит к пиковому значению (VP) и минимальному значению. Постоянное изменение направления известно как частота тока и измеряется в герцах. AC обычно имеет частоту 50 Гц или 60 Гц, в зависимости от страны.

Переменный ток стал основным методом питания по сравнению с постоянным током из-за возможности легко производить и передавать. Переменные характеристики переменного тока сводят к минимуму потери энергии из-за сопротивления в проводниках при передаче на большие расстояния. Напряжения переменного тока легче производить и передавать по сравнению с напряжениями постоянного тока. Конденсатор пропустит напряжение переменного тока, но заблокирует сигнал постоянного тока, в то время как индуктор пропустит напряжение постоянного тока и заблокирует сигнал переменного тока. Мощность переменного тока больше подходит для таких устройств, как лампы и обогреватели, в то время как постоянный ток больше подходит для электронной схемы. Переменный ток может быть преобразован из одного напряжения в другое с помощью трансформатора, тогда как постоянный ток может быть преобразован в переменный ток с помощью электродвигателя-генератора или электронной инверторной цепи.

Постоянный ток (DC)

Переменного тока (переменного тока)

Напряжение постоянного тока не может путешествовать очень далеко и начинает терять энергию

Безопаснее переносить на большие расстояния по городу и обеспечить большую мощность

Переменный и постоянный ток: в чем разница, история развития, применение

Детей учат, что пальцы в розетку совать нельзя! А почему? Потому что будет плохо. С более подробным объяснением часто бывают проблемы: какое-то там напряжение, ток, что-то куда-то течет. Чтобы вы в будущем могли сами объяснить своим детям, что к чему, мы сейчас объясним вам. Эта статья про переменный и постоянный токи, их отличия, применение и историю электричества вообще. Науку нужно делать интересной, и мы скромно пытаемся этим заниматься по мере сил.

Например: какой ток у нас в розетках? Переменный, конечно! Напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. А сеть, по которой передается ток – трехфазная. Кстати, если при словах «фаза» и «ноль» вы впадаете в ступор, почитайте что это такое, и день будет прожит вдвойне не зря! Но не будем забегать вперед. Обо всем по порядку.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Краткая история электричества

Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.

Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.

Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.

В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Именно тогда и появился термин «электричество».

Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.

Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.

Бенджамина любят все, ведь его портрет есть на каждой стодолларовой купюре. Помимо работы в точных науках, он был видным политическим деятелем. Но вопреки распространенному заблуждению, Франклин не был президентом США.

Дальше пойдет перечисление важных для истории электричества открытий.

1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.

Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.

На раскопках рядом с Багдадом нашли батарейку возрастом больше двух тысяч лет. Какой древний айфон с ее помощью подзаряжали – остается загадкой. Зато известно точно, что батарейка уже «села». Этот случай как бы говорит: может быть, люди знали об электричестве намного раньше, но потом что-то пошло не так.

Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию. Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции, электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями.

Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаменитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.

Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.

Постоянный ток

Сначала напомним, что ток – это движение заряженных частиц.

Постоянный ток – это ток, который течет в одном направлении.

Типичный источник постоянного тока – гальванический элемент. Проще говоря, батарейка или аккумулятор. Один из древнейших артефактов, связанных с электричеством – багдадская батарейка, которой 2000 лет. Предполагают, что она давала ток напряжением 2-4 Вольта.

Где используется постоянный ток:

• в питании большинства бытовых приборов;
• в батарейках и аккумуляторах для автономного питания приборов;
• для питания электроники автомобилей;
• на кораблях и подводных лодках;
• в общественном транспорте (троллейбусах, трамваях).

Проще всего представить постоянный ток наглядно, на графике. Вот как он выглядит:

Постоянный ток

Бытовые приборы работают на постоянном токе, но в розетки сети в квартире приходит переменный ток. Практически везде постоянный ток получается путем выпрямления переменного.

Переменный ток

Переменный ток – это ток, который меняет величину и направление. Причем меняет в равные промежутки времени.

Переменный ток используется в промышленности и электроснабжении. Именно его получают на станциях и отправляют к потребителям. Уже на месте преобразование переменного электрического тока в постоянный происходит с помощью инверторов.

Переменный ток – alternating current (AC). Постоянный ток – direct current (DC). Аббревиатуру AC/DC можно увидеть на трансформаторных будках, где происходит преобразование. А еще это название одной отличной австралийской рок-группы.

А вот и наглядное изображение переменного тока.

Переменный ток

Переменный ток течет в цепи в двух направлениях: туда и обратно. Одно из них считается положительным, а второе – отрицательным.

Так как величина тока меняется не только по направлению, но и по величине, не думайте, что в вашей розетке постоянно 220 Вольт. 220 – это действующее значение напряжения, которое бывает 50 раз в секунду. Кстати, в Америке используется другой стандарт переменного тока в сети: 110 Вольт и 60 Герц.

Война токов

Активное использование постоянного тока началось в конце 19 века. Тогда Эдисон довел до ума лампочку (1890) и основал первые в Нью-Йорке электростанции, которые производили постоянный ток напряжением 110 Вольт.

Использование постоянного тока было связано с существенными потерями при его передаче на большие расстояния. Переменный ток нельзя было использовать из-за того, что не было соответствующих счетчиков и моторов, работавших на переменном токе. Так же был затруднен процесс преобразования постоянного тока в переменный. При этом переменный ток можно было без потерь передавать на большие расстояния.

В то время в Америку из Сербии приехал Никола Тесла, который устроился на работу в компанию к Эдисону. Тесла изобрел электродвигатель переменного тока, понял все выгоды и предложил Эдисону его использование.

Тесла и Эдисон

Эдисон не послушал Теслу и к тому же не выплатил ему зарплату. Так и началось знаменитое противостояние изобретателей – война токов.

Она длилась более ста лет и закончилась в 2007 году. Тогда Нью-Йорк полностью перешел на электроснабжение переменным током.

Почему переменный ток опаснее постоянного

В войне токов, чтобы не потерпеть убытки и финансовый крах от внедрения и использования идей Теслы, Эдисон публично демонстрировал, как переменный ток убивает животных. Случай, когда какой-то американский гражданин погиб от удара переменным током, был очень подробно и широко освещен в прессе.

Для человека переменный ток в общем случае действительно опаснее постоянного. Хотя всегда нужно учитывать величину тока, его частоту, напряжение, сопротивление человека, которого бьет током. Рассмотрим эти нюансы:

1. Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным.
2. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
3. Переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы, стимулируя мышцы и сердце. Именно поэтому он несет большую опасность для жизни.

С каким бы током вы не работали, соблюдайте осторожность и будьте бдительны! Берегите себя и свои нервы, а также помните: сделать это эффективно поможет профессиональный студенческий сервис с лучшими экспертами.

{SOURCE}

Постоянный и переменный ток, в чем их различия

Как преобразовывают постоянный ток и переменный ток

Движение заряженных частиц (электронов и ионов), которое направлено или упорядоченно, называется электрическим током. Электрический ток может быть переменный ток и постоянный.

Электроток с постоянными свойствами и направлением называется постоянным. Постоянный ток необходим для работы всех электроприборов. Все электрическое оборудование, питающееся от аккумулятора, тоже потребляет постоянный ток. Батарейка и аккумулятор являются источниками постоянного тока, с помощью преобразователя его можно превратить в переменный ток. Постоянный ток и переменный, в чем же их отличия?

Когда величина изменяется по синусоидальному закону, то такой электрический ток называется переменный. Характеризуется он частотой и напряжением, бывает однофазным и трехфазным.

Всем известно, что выдаваемое розеткой напряжение составляет 220 Вольт, однако оно не постоянное, а максимальное напряжение, может достигать показаний свыше 300 Вольт.

Соответственно постоянный имеет не меняющееся в течение времени направление движения электронов и величину напряжения, а напряжение переменного тока постоянно изменяется. Отличие переменный от постоянного тока имеют именно в величине напряжения.

Важная характеристика электрического тока – это частота

Измеряется она Герцами, представляя собой, отношение количества повторений к промежутку времени, за которое они совершены. Россия применяет частоту 50 Гц.

На практике частота 50 Гц значит, что поток электронов колеблется, а его направление изменяется 50 раз в секунду.

Во всех электрических розетках течет переменный ток. Использование переменного, а не постоянного тока связано с возможностью передачи электроэнергии на большие расстояния без значительных потерь. Этим собственно и отличается постоянный ток и также переменный. В электрической подстанции подается напряжение в 220 тысяч Вольт и более, затем в трансформаторной подстанции, расположенной поблизости от жилых строений, преобразуется из 10 тысяч в 380 Вольт и направляется потребителю.

Электродвигатели, работающие на переменном токе значительно проще в конструкции и более долговечны.

Переменный в постоянный преобразуют с помощью выпрямителей. Сначала подключают диодный мост, чтобы сделать его однонаправленным. Затем необходимо подключение конденсатора или сглаживающего фильтра для исправления провала между пиками синусоиды.

Превращается постоянный ток и также переменный в одно мгновение, а вот с обратным изменением дела обстоят намного хуже. То есть переменный в постоянный преобразовать сложнее. Для этого требуется использовать инвертор, достаточно сложное и дорогое устройство. Как правило, такое преобразование требуется редко, например, если нужно включить электроприборы в бортовую сеть автомобиля.

Отличие постоянного и переменного тока, преобразование тока

Электрическим током называют направленное, упорядоченное движение заряженных частиц.

Постоянный ток имеет устойчивые свойства и направление движения заряженных частиц, которые не изменяются со временем. Он используется многими электрическими устройствами в домах, а также в автомобилях. От постоянного тока работают современные компьютеры, ноутбуки, телевизоры и многие другие устройства. Для преобразования переменного тока в постоянный используются специальные блоки питания и трансформаторы напряжения.

Все электрические устройства и электрические инструменты, работающие от батарей и аккумуляторов считаются потребителями постоянного тока, так как батарея – это источник постоянного тока, который может быть преобразован в переменный с помощью инверторов.

Разница переменного тока от постоянного

Переменным называют электрический ток, который может изменяться по направлению движения заряженных частиц и величине с течением времени. Важнейшими параметрами переменного тока считаются его частота и напряжение. В современных электрических сетях на разных объектах используется именно переменный ток, имеющий определенное напряжение и частоту. В России в бытовых электросетях ток имеет напряжение 220 В и частоту равную 50 Гц. Частота электрического переменного тока – это число изменений направления движения заряженных частиц за 1 секунду, то есть, при частоте в 50 Гц он меняет направление 50 раз в секунду. Таким образом, отличие переменного тока от постоянного заключается в том, что в переменном заряженные частицы могут менять направление движения.

Источниками переменного тока на объектах различного назначения являются розетки. К розеткам мы подключаем различные бытовые приборы, получающие необходимое напряжение. Переменный ток используется в электрических сетях потому, что величина напряжения может быть преобразована до необходимых значений с помощью трансформаторного оборудования с минимальными потерями. Другими словами, его гораздо проще и дешевле транспортировать от источников электроснабжения до конечных потребителей.

Передача переменного тока потребителям

Путь переменного тока начинается с электростанций, на которых устанавливаются мощнейшие электрические генераторы, из которых выходит электрический ток с напряжением на уровне 220-330 кВ. Через электрические кабели ток идет к трансформаторным подстанциям, устанавливаемым в непосредственной близости от объектов электрического потребления – домов, квартир, предприятий и других сооружений.

Подстанции получают электрический ток с напряжением около 10 кВ и преобразуют его в трехфазное напряжение 380 В. В некоторых случаях на питание объектов идет ток с напряжением 380 В, этого требуют мощные бытовые и производственные приборы, но чаще всего в месте ввода электричества в дом или квартиру, напряжение снижается до привычных нам 220 В.

Преобразование переменного тока в постоянный

Мы уже разобрались с тем, что в розетках бытовых электрических систем находится переменный ток, однако многие современные потребители электричества нуждаются в постоянном. Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется с помощью специальных выпрямителей. Весь процесс преобразования включает в себя три этапа:

1. Подключение диодного моста с 4-мя диодами необходимой мощности. Такой мост может «срезать» верхние значения синусоид переменного тока или делать движение заряженных частиц однонаправленным.
2. Подключение сглаживающего фильтра или специального конденсатора на выход с диодного моста. Фильтр способен исправить провалы между пиками синусоид переменного тока. Подключение конденсатора серьезно уменьшает пульсации и может довести их до минимальных значений.
3. Подключение стабилизаторов напряжения для снижения пульсаций.

Преобразование тока может осуществляться в обоих направлениях, то есть, из постоянного тоже можно сделать переменный. Но этот процесс значительно сложнее и осуществляется он за счет использования специальных инверторов, которые отличаются высокой стоимостью.

В чем разница между постоянным и переменным током

Электрический ток представляет собой направленный поток электронов от одного полюса источника тока к другому. Если это направление постоянно и не меняется во времени, говорят о постоянном токе. Один вывод источника тока при этом считается плюсовым, второй – минусовым. Принято считать, что ток течет от плюса к минусу.

Классическим примером источника постоянного тока является обычная пальчиковая батарейка. Такие батарейки широко применяются в качестве источника питания в малогабаритной электронной аппаратуре – например, в пультах дистанционного управления, в фотоаппаратах, радиоприемниках и т.д. и т.п.

Переменный ток, в свою очередь, характеризуется тем, что периодически меняет свое направление. Например, в России принят стандарт, согласно которому напряжение в электрической сети равно 220 В, а частота тока составляет 50 Гц. Именно второй параметр и характеризует, с какой частотой изменяется направление электрического тока. Если частота тока равна 50 Гц, то он меняет свое направление 50 раз в секунду.

Значит ли это, что в обычной электрической розетке, имеющей два контакта, периодически меняются плюс с минусом? То есть сначала на одном контакте плюс, на другом минус, потом наоборот и т.д. и т.п.? На самом деле все обстоит немного иначе. Электрические розетки в электросети имеют два вывода: фазовый и заземляющий. Обычно их называют «фазой» и «землей». Заземляющий вывод безопасен, напряжения на нем нет. На фазовом же выводе с частотой 50 Гц в секунду меняются плюс и минус. Если коснуться «земли», ничего не произойдет. Фазового же провода лучше не касаться, так как он всегда находится под напряжением 220 В.

Одни приборы питаются от постоянного тока, другие от переменного. Зачем вообще потребовалось такое разделение? На самом деле большинство электронных приборов используют именно постоянное напряжение, даже если включаются в сеть переменного тока. В этом случае переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямителе, в простейшем случае состоящем из диода, срезающего одну полуволну, и конденсатора для сглаживания пульсаций.

Переменный же ток используется только потому, что его очень удобно передавать на большие расстояния, потери в этом случае сводятся к минимуму. Кроме того, он легко поддается трансформации – то есть изменению напряжения. Постоянный ток трансформировать нельзя. Чем выше напряжение, тем ниже потери при передаче переменного тока, поэтому на магистральных линиях напряжение достигает нескольких десятков, а то и сотен тысяч вольт. Для подачи в населенные пункты высокое напряжение снижается на подстанциях, в результате в дома поступает уже достаточно низкое напряжение 220 В.

В разных странах приняты неодинаковые стандарты питающего напряжения. Так, если в европейских странах это 220 В, то в США – 110 В. Интересен и тот факт, что знаменитый изобретатель Томас Эдисон не смог в свое время оценить все преимущества переменного тока и отстаивал необходимость использования в электрических сетях именно постоянного тока. Лишь позже он был вынужден признать, что ошибся.

Переменный и постоянный ток — электровозы и запчасти: производство, тендеры

Использование двух родов тока в системе тягового электроснабжения железных дорог сложилось исторически. Все дело в том, что на заре электрификации на ЭПС использовались тяговые электродвигатели (ТЭД) исключительно постоянного тока. Это связано с их конструктивными особенностями, возможностью достаточно простыми средствами регулировать скорость и вращающий момент в широких пределах, возможностью работать с перегрузкой и т.д. Говоря техническим языком, электромеханические характеристики двигателей постоянного тока идеально подходят для целей тяги. Двигатели же переменного тока (асинхронные, синхронные) имеют такие характеристики, что без специальных средств регулирования их применение для электротяги становится невозможным. Таких средств регулирования на начальном этапе электрификации еще небыло и поэтому, естественно, в системах тягового электроснабжения применялся постоянный ток при напряжении сначала 1500, а затем 3000 В, или как принято говорить у электриков, 1,5 или 3 кВ. Строились тяговые подстанции, назначением которых является понижение переменного напряжения питающей сети до необходимого значения, и его выпрямление, т.е. преобразование в постоянное. Но шли годы, объемы перевозок на железной дороге увеличивались, соответственно расла нагрузка тяговых сетей. Мощность равна произведению тока на напряжение. Расли нагрузки, расли и потери в тяговой сети. Ведь потери пропорциональны квадрату тока, или. А это приводило к необходимости усиления тяговой сети, т.е. строились дополнительные тяговые подстанции, увеличивалось сечение проводов. Но все это радикально не решало проблемы. Выход был один — это уменьшить величину тока, но при той же мощности наргузки это можно сделать только поднимая величину напряжения. А тут возникла серьезная проблема: для двигателей постоянного тока напряжение 3 кВ оказалось практически предельным. Это связано с его конструкцией, наличием коллектора и щеток, вращающейся обмотки якоря. При повышении напряжения, надежность работы этих узлов значительно снизилась. Двигатели же переменного тока для тяги в то время были совершенно непригодны. Таким образом, возникло противоречие — для системы электроснабжения напряжение 3 кВ оказалось мало, а для ТЭД повышать его было невозможно. Но выход был найден с помощью перехода на переменный ток! В системе переменного тока на ЭПС стали устанавливать трансформаторы, которые позволяют, как известно, достаточно просто изменять величину напряжения, являются простыми и надежными. После трансформатора устанавливается выпрямитель, а дальше — ТЭД постоянного тока. При этом напряжение на ТЭД можно значительно понизить, тем самым повысив их надежность, а напряжение тяговой сети повысить, уменьшив потери в ней. Так было и сделано. Напряжение тяговой сети переменного тока повысили до 25 кВ, на шинах тяговой подстанции 27,5 кВ. При этом увеличилось расстояние между тяговыми подстанциями, уменьшилось сечение проводов тяговой сети, а следовательно, и стоимость системы электроснабжения. На начальном этапе внедрения переменного тока снова возникли проблемы. Дело в том, что выпрямительная техника того времени была несовершенна. Для выпрямления переменного тока использовались ртутные выпрямители. А это достаточно сложные, дорогие и капризные агрегаты даже при работе в стационарных условиях, не говоря уже об их установке на ЭПС. Это еще несколько задержало внедрение переменного тока. С появлением полупроводниковых выпрямителей эта проблема тоже решилась. Пока шло становление системы переменного тока, система постоянного тока бурно внедрялась на сети железных дорог. Когда все проблемы по переменному току удалось решить, значительная часть дорог оказалась уже электрифицирована на постоянном токе. Таким образом, система электрификации переменного тока является более совершенной и в настоящее время принята основной. По нормам проектирования постоянный ток должен применяться для завершения электрификации направлений, ранее электрифицированных на этом токе и для электрификации участков, примыкающих к таким направлениям. Кроме того, в настоящее время разработана система тягового электроснабжения переменного тока 2х25 кВ. При этом напряжение питающей сети увеличено до 50 кВ, а напряжение в контактной сети сохранилось прежним 25 кВ. По этой системе электрифицирована Байкало-Амурская магистраль и ряд участков в центре России. В местах стыкования систем постоянного и переменного тока устраиваются станции стыкования, где происходит смена локомотивов переменного и постоянного тока. Кроме того, существуют электровозы двойного питания, на переменный и постоянный ток, но в нашей стране они имеют ограниченное применение. Развитие полупроводниковой и микропроцессорной техники позволило снять ограничения на применение на ЭПС двигателей переменного тока. Эти двигатели, особенно асинхронные, являются простыми и надежными. В настоящее время выпущены электровозы и электропоезда с двигателями переменного тока, ведутся дальнейшие исследования в этом направлении. А как переходы с одного на другой ток на граничных участках работают? посредством тепловозов? Нет. Контактная сеть на станции стыкования может переключаться на любой род тока — полностью или по частям. При этом электровоз, например, постоянного тока подходит к станции, ему подают в КС постоянный ток, он притаскивает состав на заданный путь (если пассажирский — то к платформе), отцепляется, уходит на свою стоянку (где только постоянный ток), после этого ток в КС переключается на переменный, со своего места вылезает электровоз-переменник и прицепляется к оставленному составу. Ещё существуют двухсистемные электровозы, которым всё равно под каким родом тока ехать. Но они довольно дорогие и их мало — грузовые (а фактически грузопассажирские) ВЛ82 и ВЛ82М в Выборге и Минеральных Водах и пассажирский ЭП10 (пока в единственном экземпляре) в Москве-Курской (работает с поездом 061/062 «Буревестник» Москва — Нижний Новгород, но периодически уезжает на очередные испытания). Особенная конструкция в Минеральных Водах — хотя там от линии переменного тока отходит ветка, электрифицированная постоянным током, на станции нет переключаемых секций КС. Главные пути электрифицированы на переменном токе, а поезда на Кисловодск уходят со своих путей, где только постоянный ток. Сквозные поезда с главного хода в Кисловодск (их немного) ходят только под двухсистемными электровозами; электровозов постоянного тока в МинВодах нет.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОСТОЯННОГО ТОКА:

Во-первых подвижной состав в полтора раза дешевле. Во-вторых удельный расход у ЭР2 на холмистом профиле, типичном для московской области порядка 20-21 Вт, у ЭР9 — где-то в районе 28-30. Что касается второго пункта, то не забывайте, что вам придется учитывать также и стоимость электровозов\ электропоездов, которая у машин переменного тока существенно (на 30-50 процентов) выше. Отсюда несложно сделать вывод, что чем больше размеры движения по участку, чем больше убытки от использования переменного тока. Необходимые же расчеты можете сделать самостоятельно. Стоимость электрификации 100 км переменным током на однопутной линии при 2 подстанциях и одностороннем питании будет 65-70 млн долл.,постоянным током при расстоянии между подстанциями в 20 км — порядка 80 млн долл. при таких затаратах на капстроительство текучкой можно смело пренебречь, а цена подвижного состава вам известна — 3,5 млн долл ЭД9, 2,2 млн долл — ЭД4М, 1,4 млн долл — ЭП1. Расчетную цену за электровоз постоянного тока можно взять 1 млн. долл — столько стоит коллекторная машина у Бомбардье. Если использовать асинхронники, то разница в цене достигнет 2 млн долл.за машину. Официальные цифры на 80-е годы показывали , что на участках переменного тока удельный расход на 6-15 процентов выше(не по показаниям счетчиков машин, а именно по ТП). Вкратце — в основном из-за потерь в выпрямительной установке электровоза. Причем потери эти настолько велики — у Вл60 больше трети теряется, что даже система постоянки 1,65 кВ в этом смысле эффективнее переменки 2*25 Кв. ответ: Вы бы ещё электромашинные преобразователи вспомнили. ВЛ60, разработанный фактически в середине 50-х, имеет совершенно доисторические ртутные выпрямители с водяным охлаждением. Впрочем, на тяговых подстанциях линий постоянного тока стояли аналогичные выпрямители. ОБЩЕИЗВЕСТНО, и занесено в учебники со схемами и графиками потребления электроэнергии, что расход электроэнергии на постоянном токе ВСЕГДА меньше при равных условиях. Что и послужило причиной его сохранения как единственной системы на обычных линиях, например в НИдерландах, несмотря на напряжение 1,65 кВ. Что касается цифр, то даже группа безумных сторонников переменки во ВНИИЖТе, травившая ртутью машинистов, в конечном итоге вынуждена была признать как минимум шестипроцентный перерасход электроэнергии на единицу работы при переменном токе. И то — это при сравнении самого эффективного переменника с ВЛ8 при неучете возврата электроэнергии в сеть на постоянке. Реальные же цифры в зависимости от конкретных условий -10-15 процентов. Что и подтвердил недавний перевод участка Лоухи -Мурманиск на переменку. Несмотря на громогласные утверждения тех же придурков, что в свое время поработали с внедрением ртути, что вот мол сейчас все увидят, как эффективен переменный ток. И что получилось? Несмотря на более полное использование мощности локомотива при переменке, что должно было привести к уменьшению удельного расхода электроэнергии, все произошло с точностью до наоборот — расход увеличился, эксплуатационные расходы выросли — в общем история не учит только этих самых. .. у ВЛ80 потери также достаточно велики. В том же учебники вы прчитаете — расход э\энергии у электровозов переменного тока существенно выше, но у них выше скорость, что дает несравнимое преимущество. Но на практике этого то преимущества у них и нет. Сами знаете, какие на РЖД участковые скорости у грузовых. Значит смысла в электрификации переменным током немного?- мысл в увеличении скорости и не только — мощность 4 осного переменника такая же как у 6-осного постоянника. По системам тока — полигон постоянки и переменки на обычных линиях в ЗапЕвропе примерно одинаков. Ресурс электровозов постоянного тока в значительной мере выработан, электропоездов там почти нет, расходы при переходе с постоянного на переменный ток невелики и делается это быстро. Ну взяли бы голландцы, итальянцы, бельгийцы и перешли бы на переменный ток. Ан нет, Итальянские дороги заказали огромную партию НОВЫХ постоянников -почти 300 штук, что им мешало перейти на переменку, а заодно бы и локомотивный парк сменился бы . Нет, они упорно эксперементируют с постоянным током повышенного напряжения. в России не собираются переводить все участки на переменный ток.

Что перевели на переменный ток?

Участок Зима — Слюдянка. Но ведь он уникален, там самый сложный профиль, чем где бы то ни было. Из-за уклона до 19 тыс. потребляемая мощность велика и это привело к тому, что расстояние между подстанциямив среднем на участке Иркутск — Слюдянка составляет 11 км, а кое-где 7 (!!!) км. При этом площадь сечения проводов достигал 600 кв. мм. Контактная сеть усливалась третьими и даже четвртыми проводами, а количество тяговых подстанций увеличилось по сравнению с первым годом после электрификации в 2 раза. Подыскать в мире похожие примеры достаточно сложно и уж Италия и Бельгия здесь явно не пример. Увеличивать и дальше количество тяговых подстанций и сечение проводов стало невозможным. И это как раз наглядный пример сферы применения именно тяги переменного (повышенной мощности) тока. Так что информация о снижении расходов после перевода вполне правдоподобна. Причины перевода на переменный ток целого направления Мурманск — Кемь мне не известны. Указывается, что на момент перевода износ по системе электроснабжения составил 70%, необходима была замена всего трансформаторно — выпрямительного оборудования на тяговых подстанциях, замена опор, контактной сети и изоляторов. Решили, что лучше всё менять одновременно с вводом переменного тока. Профиль на этом участке мягче, чем на ВСЖД, поэтому, возможно, здесь и увеличился расход энергии. После Мурманск — Кемь хотели перевести на переменный ток и участок Данилов — Ярославль-Гл. — Александров, Ярославль — Кострома, но в последний момент от этой идеи отказались. Здесь проводится реконструкция системы электроснабжения с сохранением системы постоянного тока. Планами предусматривается замена системы тока лишь на двух участках: Мин. Воды — Кисловодск — здесь понятно почему: парк электровозов двойного питания изношен, заменить их нечем, а также с целью ликвидации короткого тягового плеча; Гор. Ключ — Кривенковская и Белоречеснкая — Адлер: тяжёлый профиль (хотя и почти нет грузового движения) и желание увеличить тяговые плечи. Постоянный ток преимущества перед переменным не имеет. По этой причине при новом строительстве линий (и при электрификации линий на автономной тяге) дают предпочтение переменномку току.

Преимущества переменной электротяги:

Уменьшение силы тока в КС за счет применения высокого напряжения 25кВ. Следствие — более длинные интервалы между тяговыми подстанциями и уменьшение количества самих подстанций. Любое необходимое напряжение на электровозе и электропоезде можно получить за счет трансформатора, который имеет кпд, близкий к 100% и очень высокую надежность. (при постоянном токе для этих целей используются электромашинные преобразователи (мотор-генераторы) или электронные статические преобразователи, которые дОроги и ненадежны. На переменном токе на электровоз можно передавать гораздо большую мощность, чем на постоянном. Отсюда и ограничение 200км/ч для скоростных поездов на постоянном токе. КС переменного тока можно использовать, как резервное питание для устройств СЦБ. На постоянном токе кроме основной ВСЛСЦБ на опоры КС еще вешают ВЛПЭ. На переменном токе проще погасить электрическую дугу, которая возникает при проходе секционных изоляторов, при пробое воздушных промежутков (молниезащита), при переключениях мачтовых разъединителей, поскольку дуга может сама погаснуть при переходе фазы через нулевое значение, причем вне зависимости от наличия в цепи реактивных сопротивлений. (На постоянном токе наличие реактивных сопротивлений только усугубляет ситуацию с дугогашением). Проще конструкция тяговых подстанций. Нетрудно догадаться, что один мощный выпрямитель гораздо ненадежнее, чем выпрямитель на порядок меньшей мощности на каждом электровозе/мотор-вагоне. Есть еще ряд мелких преимуществ…

Разница между переменным током (AC) и постоянным током (DC)

В проводящих материалах есть свободные электроны, которые перемещаются от одного атома к другому, когда к ним прикладывается разность потенциалов. Этот поток электронов в замкнутой цепи называется током. В зависимости от направления движения электронов в замкнутой цепи электрический ток в основном подразделяется на два типа: переменный ток и постоянный ток.

Одно из основных различий между переменным и постоянным током состоит в том, что в переменном токе полярность и величина тока меняются через равные промежутки времени, тогда как в постоянном токе они остаются постоянными.Некоторые различия объясняются ниже в форме сравнительной таблицы с учетом различных факторов;

Содержание: переменный ток (AC) против постоянного тока (DC)

1. Таблица сравнения
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Запомните

Таблица сравнения

Основа	Переменный ток	Постоянный ток
Определение	Направление тока периодически меняется.	Направление тока остается прежним.
Причины потока электронов	Вращение катушки в однородном магнитном поле или вращение однородного магнитного поля внутри стационарной катушки	Постоянное магнитное поле поперек провода
Частота	50 или 60 Гц	Ноль
Направление потока электронов.	Двунаправленный	Однонаправленный
Коэффициент мощности	В пределах от 0 до 1	Всегда 1
Полярность	Имеет полярность (+, -)	Не имеет полярности
Получено от	Генераторы переменного тока	Генераторы, батареи, солнечные элементы и т. Д.
Тип нагрузки	Их нагрузка резистивная, индуктивная или емкостная.	Их нагрузка обычно резистивная.
Графическое представление	Он представлен нерегулярными волнами, такими как треугольная волна, прямоугольная волна, квадратная волна, синусоида.	Представлен прямой линией.
Передача	Может передаваться на большие расстояния с некоторыми потерями.	Его можно передавать на очень большие расстояния с незначительными потерями.
Кабриолет	Легко преобразовать в постоянный ток	Легко преобразовать в переменный ток
Подстанция	Для генерации и передачи требуется несколько подстанций	Для генерации и передачи требуется больше подстанций
Пассивный параметр	Импеданс	Сопротивление
Harazdous	Опасно	Очень опасно
Приложение	Заводы, промышленность и для бытовых целей.	Гальваника, электролиз, электронное оборудование и т. Д.

Определение переменного тока

Ток, который периодически меняет свое направление, такой вид тока называется переменным током. Их величина и полярность также меняются со временем. В таких типах тока свободные электроны (электрический заряд) движутся как в прямом, так и в обратном направлении.

Частота (количество циклов, завершенных за одну секунду) переменного тока от 50 до 60 Гц, зависит от страны.Переменный ток легко преобразуется из высокого значения в низкое и наоборот с помощью трансформатора. Таким образом, он в основном используется для передачи и распределения.

Определение постоянного тока

Когда электрический заряд внутри проводника течет в одном направлении, такой тип тока называется постоянным током. Величина постоянного тока всегда остается постоянной, а частота тока равна нулю. Он используется в сотовых телефонах, электромобилях, сварке, электронном оборудовании и т. Д.

Графическое представление переменного тока показано на рисунке ниже.

Ключевые различия между переменным и постоянным током

• Ток, который периодически меняет свое направление, такой тип тока называется переменным током. Постоянный ток однонаправлен или течет только в одном направлении.
• Заряды в переменном токе протекают либо за счет вращения катушки в магнитном поле, либо путем вращения магнитного поля внутри неподвижной катушки.При постоянном токе заряды текут, поддерживая постоянный магнетизм вдоль провода.
• Частота переменного тока составляет от 50 до 60 Гц в зависимости от стандарта страны, тогда как частота постоянного тока всегда остается нулевой.
• Коэффициент мощности переменного тока находится в пределах от нуля до единицы, тогда как коэффициент мощности постоянного тока всегда остается равным единице.
• Генератор переменного тока вырабатывает ток генератора. Постоянный ток вырабатывается генератором, батареей и элементами.
• Нагрузка переменного тока бывает емкостной, индуктивной или резистивной. Нагрузка постоянного тока всегда носит резистивный характер.
• Переменный ток может быть графически представлен в виде волны различной неправильной формы, такой как треугольная волна, прямоугольная волна, периодическая волна, пилообразная волна, синусоида и т. Д. Постоянный ток графически представлен прямой линией.
• Переменный ток передается на большие расстояния с некоторыми потерями, тогда как постоянный ток проходит на очень большие расстояния с незначительными потерями.
• Переменный ток преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя, а постоянный ток преобразуется в переменный ток с помощью инвертора.
• Немногие подстанции требуют производства и передачи переменного тока. Для передачи постоянного тока требуются дополнительные подстанции.
• Переменный ток используется в промышленности, на фабриках и в быту. Постоянный ток в основном используется в электронном оборудовании, импульсном освещении, гибридных транспортных средствах, гальванике, электролизе, для возбуждения обмотки возбуждения ротора и т. Д.

Запомните

Постоянный ток опаснее переменного тока. При переменном токе величина тока становится высокой и низкой через равные промежутки времени, а при постоянном токе величина остается неизменной. Когда человеческое тело подвергается электрошоку, переменный ток входит в тело и выходит из него через равные промежутки времени, тогда как постоянный ток воздействует на тело непрерывно.

Разница между переменным и постоянным током?

Электричество возникает из-за движения электрических зарядов, в основном движения электронов.Направление тока в цепи противоположно направлению потока электронов, и, поскольку электроны движутся от отрицательного вывода к положительному выводу цепи, направление тока берется от положительного вывода к отрицательному выводу цепи. цепь. Разница между переменным и постоянным током возникает из-за направления тока . В постоянном токе электроны движутся в одном направлении, в то время как в переменном токе направление потока электронов меняется через равные промежутки времени. Типом тока, выделяемого из элементов и батарей, всегда является постоянный ток, тогда как ток, проходящий через электрические кабели за пределами дома, является переменным током.

Переменный ток создает изменяющийся или, как следует из названия, образец напряжения ` Переменное ’ с течением времени. Общее изменение напряжения во времени представляет собой синусоидальную волну (графическая диаграмма которой напоминает синусоидальную волну).Количество колебаний импульса переменного напряжения (т. Е. Изменение направления с прямого на обратное и с обратного на прямое) в каждую секунду называется его частотой, и его единицы равны ` Гц ‘(Гц). Индийские стандартные значения напряжения и частоты переменного тока, передаваемые по кабелям, составляют 240 вольт при 50 Гц .

Происхождение постоянного и переменного тока:

В присутствии магнитного поля электроны притягиваются к Северному полюсу и отталкиваются Южным полюсом, поэтому, когда проводник помещался в присутствии магнитного поля, наблюдался устойчивый поток электронов в одном направлении, вызывающий прямое ток, который использовался для питания батарей постоянного тока.Это чудо стало результатом экспериментов, проведенных Томасом Эдисоном в начале 19 ^-го века.

Однако у постоянного тока были и обратные стороны, такие как потеря энергии, когда ток проходил через большие расстояния, и отсутствие изменений напряжения. Итак, в более поздней части 19, ^-го, -го века, сербско-американский физик по имени Никола Тесла поместил проводник в присутствие вращающегося магнита, который постоянно вызывал изменение направления тока, создавая переменный ток. .

Постепенно аккумуляторная система Эдисона была заменена генераторами переменного тока, изобретенными Джорджем Вестингаузом в начале 20-х, ^{-х годов} века. В результате электричество стало популярным, так как оно получило более широкое распространение от электростанций. Люди только что осуществили величайшее изобретение 19 ^-го века.

Преимущества переменного и постоянного тока:

Хотя многие из наших бытовых приборов, такие как телевизоры, компьютеры, ноутбуки, холодильники, используют постоянный ток, основное электричество, получаемое от электрических кабелей, — это переменный ток.Основная причина этого — большая дальность передачи переменного тока. Он может покрывать большой радиус от основных электростанций без потери энергии (в идеале). Для передачи на большие расстояния ток должен быть как можно меньше, поскольку потери мощности в линии передачи пропорциональны квадрату тока ; поэтому, чтобы поддерживать ток на минимальном уровне, в то время как передача энергии находится на достаточно высоком уровне, требуются трансформаторы. Трансформаторы могут повышать или понижать напряжения, которые соответственно называются повышающими или понижающими трансформаторами.Поскольку напряжение DC для постоянного тока будет иметь постоянное напряжение, преобразовать постоянный ток будет невозможно. Но в случае переменного тока напряжения можно соответственно повышать и понижать при работе с низким током. На электростанциях производимый ток повышается трансформаторами на электростанции, которые в определенных местах понижают понижающие трансформаторы до более низкого напряжения, которое более безопасно для использования потребителями. Принимая во внимание это, мы можем понять, что ток в форме AC относительно безопаснее, поскольку он может работать на более низком токе.

Так зачем вообще использовать DC? Ответ заключается в том, что большинство микроэлектронных компонентов наших приборов состоит из «транзисторов». Транзисторы — это полупроводниковые устройства, которые представляют собой небольшие переключатели, которые используют сигналы напряжения для переключения между переключателями. Таким образом, если используется переменный ток, напряжение будет постоянно менять свою ориентацию, из-за чего теряется контроль над переключателем. Так что хотя это и возможно, заставить транзистор работать с переменным током довольно сложно.

Преобразование постоянного и переменного тока:

Переменный ток, который поступает в наши дома, преобразуется в постоянный с помощью адаптеров, поставляемых с электроникой, на указанное напряжение. С другой стороны, постоянный ток преобразуется в переменный с помощью двигателей-генераторов.

В чем разница между переменным и постоянным током

Что такое переменный ток (AC)?

AC, или переменный ток, относится к шкале напряжения или тока, размер и направление которой регулярно и периодически меняются с течением времени.

Диаграмма формы сигнала переменного тока показана на рисунке ниже ：

Что такое постоянный ток (DC)?

Постоянный ток, называемый постоянным током ，, также известный как «постоянный ток». Величина и направление постоянного тока остаются неизменными. Обычные источники питания постоянного тока включают батареи, свинцово-кислотные батареи и сухие батареи.

Форма сигнала постоянного тока показана на рисунке ниже:

Несколько основных понятий о текущем ：

Возьмем для примера синусоидальный переменный ток:

• Пик: Максимальное значение синусоидального переменного тока в цикле, обозначаемое как Vpk.
• среднее значение: Форма волны синусоидального переменного тока симметрична, поэтому среднее значение синусоидального переменного тока в цикле равно 0. Такое среднее значение не может описывать характеристики переменного тока. Поэтому мы часто вычисляем абсолютное среднее значение переменного тока, формула выглядит следующим образом:
• Мгновенное значение: Его также можно выразить как:
  ω — угловая частота переменного тока, ϕ — начальный фазовый угол переменного тока.
  
• Допустимое значение: Действующее значение переменного тока обычно определяется тепловым эффектом тока, и формула имеет следующий вид:

Обратите внимание, что следующие сигналы также относятся к переменному току, и все они могут быть преобразованы в синусоидальные волны с помощью преобразования Фурье.

Поскольку величина и направление постоянного тока постоянны, пиковое значение, мгновенное значение, эффективное значение и среднее значение постоянного тока равны константе.

В чем разница между переменным и постоянным током?

Теперь мы используем мощность 12 В постоянного тока и мощность 12 В переменного тока для анализа разницы между мощностью постоянного и переменного тока с точки зрения потери, использования, измерения и безопасности.

Loss
DC: Постоянный ток больше подходит для передачи на большие расстояния и большой емкости. Поэтому передача HVDC стала горячей темой.
AC: Цепь переменного тока имеет параметры индуктивности, поэтому потери при передаче на большие расстояния велики.

Используйте
стабильность напряжения постоянного тока, без большого шума, он подходит для использования электронных продуктов.(например, телевизоры, радиокомпьютеры и т. д.)
Электропитание переменного тока для прохождения через выпрямитель / импульсный источник питания в источник постоянного тока может использоваться для электронных продуктов.

Измерьте разницу между 12 В переменного тока и постоянного тока:
A) с помощью цифрового универсального измерения, соответственно, при измерении файла напряжения 20 В переменного тока и 20 В постоянного тока результаты будут разными.
B) простой метод измерения: с помощью стилуса (нестандартной ручки) на проводе крайней плоти, 12 В переменного тока все равно будет отображаться, а 12 В постоянного тока — нет.

Безопасность
12 В постоянного тока безопаснее, чем 12 В переменного тока. Сопротивление тела уменьшилось, когда 12 В переменного тока все еще может привести к смерти, 12 В постоянного тока не будет в 100%. Однако степень опасности поражения электрическим током для человеческого тела в основном зависит от величины тока, проходящего через человеческое тело, и продолжительности времени подачи энергии.

Пиковое значение
В соответствии со схемой напряжения, мгновенное пиковое напряжение постоянного и переменного тока 12 В переменного тока не одно и то же, мгновенное пиковое напряжение (12 В прямое) ≡ 12 В, мгновенное пиковое напряжение:

О схеме выпрямителя и инвертора

Выпрямитель: Преобразование переменного тока в постоянный называется выпрямителем.Принципиальная схема однофазного мостового выпрямителя представлена ​​ниже. VT1 и VT4 — это набор переключателей. VT2 и VT3 — еще один набор переключателей. Два набора переключателей включаются поочередно для получения постоянного тока.

Цепь инвертора : Преобразование постоянного тока в переменный называется схемой инвертора. Принципиальная схема однофазного мостового инвертора показана ниже. S1 и S2 — один набор схем; S3 и S4 — еще один набор схем. В простых случаях для резистивной нагрузки поочередно включаются два набора переключателей, чтобы получить переменный ток на обоих концах нагрузки.

Примечания: Чтобы получить хорошие формы сигналов для схем выпрямителя и инвертора, в реальных ситуациях следует использовать фильтры.

Seeed Fusion является пионером в области мгновенных онлайн-предложений по производству и сборке печатных плат. Если вы обнаружите необходимость превратить свои схемы в настоящие профессионально изготовленные печатные платы, Seeed Fusion предложит вам быстрые и доступные прототипы или высокоуровневые разработки для массового производства. Получите мгновенное предложение онлайн.

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

AC, DC: в чем разница?

AC, DC: в чем разница?

Разница между переменным током (AC) и постоянным током (DC) легко объяснима, однако наиболее широко опубликованные «объяснения», похоже, сбивают с толку факты и вызывают путаницу. Я надеюсь, что эта короткая статья поможет немного прояснить ситуацию.

Немного этимологии

Первоначально переменный ток назывался «переменным» током, а постоянный ток — «непрерывным».

При существующем разнообразии мнений относительно относительных достоинств систем переменного и постоянного тока большое значение придается вопросу, можно ли успешно использовать переменные токи в работе двигателей. Трансформаторы, с их многочисленными преимуществами, предоставили нам относительно совершенную систему распределения, и хотя, как и во всех отраслях техники, желательно множество улучшений, в этом направлении остается сделать сравнительно немного.Передача энергии, напротив, почти полностью ограничивалась использованием постоянных токов, и, несмотря на то, что было приложено много усилий, чтобы использовать для этой цели переменные токи, до настоящего времени они имели, по крайней мере, насколько известно, не дало желаемого результата.

Новая система двигателей и трансформаторов переменного тока
N Tesla , Американский институт инженеров-электриков, 1888

Я думаю, что Никола Тесла, возможно, использовал термин «переменный ток» как термин бизнесмена, а не как термин ученого или инженера.В конце концов, его система была «альтернативой» уже созданным электрическим системам постоянного тока. Термин «переменный» более уместен с научной точки зрения: полярность напряжения и направление тока действительно регулярно меняются (чередуются) в источниках переменного тока.

Итак, в чем разница между переменным и постоянным током?

Вы еще не разобрались? Сюрприз Сюрприз! Эээ, это должно быть: Припасы, припасы!

Электрический кабель или любой токопроводящий компонент системы может проводить электричество по заданному пути с целью передачи сигнала или для передачи энергии, а иногда и того и другого.Каждый электрический или электронный компонент, который был или когда-либо будет построен, демонстрирует свойства индуктивности и емкости, даже если только в минимальной степени. Эти два свойства вносят искажения в любую электрическую или электронную систему.

Постоянный ток часто описывается так, как если бы каждая часть электрической цепи была либо при постоянном напряжении, либо при нулевом вольт. Это не правильно. Постоянно присутствующие индуктивность и емкость гарантируют, что любое изменение приложенного напряжения вызовет изменения напряжения и тока в цепи нагрузки, которые не обязательно линейно отслеживаются с изменениями входного напряжения.В некоторых условиях, когда индуктивная нагрузка включается или выключается быстро, напряжение на переключающих контактах может менять полярность. Да, постоянный ток может иметь обратную полярность! Если вы мне не верите, просто посмотрите лорда Кельвина на электрические колебания. Лейденская банка — это устройство для хранения статического электричества. Бенджамин Франклин соединил несколько из них последовательно, чтобы создать более высокое напряжение, и назвал свое устройство батареей. Это определенно было то, что мы сегодня назвали бы устройством постоянного тока. Лорд Кельвин, британский ученый, был первым, кто заметил колебательный (реверсивный) характер разряда электричества из лейденской банки через индуктор.Это было задолго до того, как Тесла применил электрические колебания на практике.

AC или DC — это вопрос питания.

Любое объяснение переменного и постоянного тока, которое фокусируется на нагрузке , несомненно, будет неправильным, неправильным, неправильным. Это вопрос предложения.

Если напряжение питания предназначено для изменения полярности, особенно с регулярной скоростью, то мы говорим о питании AC .

Если напряжение питания не предназначено для изменения полярности, то речь идет о источнике питания DC .

Совершенно неправильно пытаться объяснить переменный или постоянный ток с точки зрения нагрузки. Источник питания будет подавать электроэнергию либо с постоянной полярностью (DC), либо с обратной полярностью (AC). Сейчас уже слишком поздно уходить от старых терминов, но если бы мы начали с CP для постоянной полярности и RP для изменения полярности, путаницы могло бы быть меньше. А может быть, может быть, в параллельной вселенной есть хэви-метал группа под названием RP / CP.

Зарядка переменным током или постоянным током — в чем разница —

Для многих это не имеет значения.DC работает быстрее, и это все, что им нужно знать. Но для любопытных это упрощенное объяснение разницы между зарядкой постоянным и переменным током. Технические подробности здесь намеренно замалчиваются.

Причина, по которой у нас есть два типа зарядки, заключается в том, что существует два «типа» электричества: переменного и постоянного тока; поэтому мы начнем с их обсуждения.

AC VERSUS DC

DC — это простой положительный и отрицательный тип электричества, с которым вы, вероятно, экспериментировали в 7-м классе.Ключевым преимуществом является то, что его легко хранить в батареях. Поэтому в портативной электронике — фонариках, сотовых телефонах, ноутбуках — используется постоянный ток; они должны хранить это. Транспортные средства с подзарядкой от сети портативны, поэтому они также используют батареи постоянного тока (хотя большинство из них имеют двигатели переменного тока — сложный шаг, который мы можем рассмотреть в другой раз).

Электричество переменного тока немного сложнее, потому что оно переключается взад и вперед, но ключевым преимуществом является то, что его можно экономично передавать на большие расстояния. Вот почему мощность переменного тока поступает в ваш дом по линиям электропередач и находится в розетках.Стационарные приборы, которые используют электричество непосредственно из розетки — лампы, холодильники, стиральные машины — используют переменный ток.

Поскольку электрическая сеть обеспечивает переменный ток, электричество необходимо преобразовать в постоянный ток, когда вы хотите зарядить портативное устройство. Это преобразование выполняется «выпрямителем». У всех портативных электронных устройств, которые заряжаются от сети, есть один: он обычно находится в черном ящике в зарядном шнуре вместе с некоторыми другими компонентами, которые мы игнорируем. Вы заметите, что чем больше энергии потребляет устройство, тем больше это поле.Ключ к пониманию зарядки переменного тока по сравнению с зарядкой постоянного тока — это узнать, где находится коробка и почему.

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Вот решение для зарядки постоянного тока для моего планшетного компьютера. Это просто USB-кабель, который позволяет моему планшету заряжаться от USB-порта постоянного тока в машине или ноутбуке. Обе стороны имеют постоянный ток, поэтому преобразование не требуется.

Зарядный шнур постоянного тока

А вот и решение для зарядки переменного тока моего планшета. Тот же USB-кабель подключается к маленькому черному ящику, который подключается к розетке переменного тока — коробка преобразует переменный ток в постоянный.

Преобразователь переменного тока в кабель постоянного тока

Вот упрощенная схема (можете ли вы сказать, что я не посещал занятия по рисованию?) Того, как зарядка постоянным и переменным током работает с подключаемым к электросети автомобилем:

Пути зарядки переменного и постоянного тока

Когда вы подключаетесь к источнику переменного тока — независимо от того, подключаете ли вы к розетке 120 В или 240 В или используете зарядное устройство J1772 — ваш автомобиль преобразует мощность в постоянный ток.

Когда вы используете зарядную станцию ​​постоянного тока — активно используются CHAdeMO и Supercharger, скоро появится CCS — мощность преобразуется станцией, поэтому постоянный ток поступает прямо в вашу батарею (не совсем, но достаточно близко для этого обсуждение).

Обратите внимание, что в обоих случаях питание начинается от переменного тока и заканчивается постоянным током; Единственное качественное различие между «зарядкой переменным током» и «зарядкой постоянным током» заключается в том, выполняется ли преобразование до или после того, как оно войдет в ваш автомобиль.

ПОЧЕМУ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ОБЕ ТИПЫ?

Зачем нужны два типа зарядки — почему бы не выбрать одно место для преобразования энергии?

Переменный ток более доступен в розетках, но, несмотря на то, что по линиям переменного тока передается большое количество энергии, количество розеток ограничено.Выделенные зарядные станции постоянного тока обеспечивают большую мощность, но, поскольку они дороги в установке и предназначены для зарядки от розетки, доступность ограничена.

Макс.питание от различных источников

ЗА И ПРОТИВОСТОЯНИЯ переменного тока

Розетки переменного тока используются повсеместно, поэтому для удобной зарядки ваш автомобиль должен иметь возможность подключаться к ним. Это означает, что каждый автомобиль должен уметь преобразовывать переменный ток в постоянный. Оборудование для преобразования в текущих сменных автомобилях варьируется; большинство из них может преобразовать мощность до 3,3, 6,6 или 9,6 кВт.

Для сравнения: обычная бытовая розетка может непрерывно обеспечивать до 1,4 кВт, а «высокомощные» розетки на 240 В, которые иногда встречаются в гаражах и автостоянках, могут обеспечивать до 9,6 кВт. Технически автомобиль может преобразовывать гораздо большую мощность, чем это, но оборудование будет громоздким, тяжелым, дорогим и горячим, а все, что превышает 9,6 кВт, будет использоваться нечасто, потому что розетки большей мощности недоступны.

Чтобы проиллюстрировать этот момент: Tesla Model S предлагает вариант за 1500 долларов, который позволяет автомобилю переоборудовать до 19 единиц.2кВт. Очевидно, что вдвое более быстрая зарядка является огромным преимуществом, когда вы можете ее использовать, поэтому некоторые владельцы клянутся этим, но вы можете получить такую ​​большую мощность, только если используете специальное оборудование для зарядки на 240 В. На Западном побережье есть несколько таких зарядных устройств на популярных маршрутах путешествий, но такое оборудование трудно найти, оно не требуется для ночной зарядки и все же намного медленнее, чем зарядка постоянным током. Многие владельцы пропускают этот вариант, чтобы сэкономить деньги и вес.

DC ЗА И МИНУСЫ

Зарядные станции постоянного тока имеют специальные сетевые подключения, поэтому они могут получать и преобразовывать гораздо больше энергии.Станции постоянного тока большие, дорогие и имеют много охлаждения — было бы непрактично устанавливать это оборудование в каждый автомобиль, даже если бы существовал способ подключения напрямую к сети.

Зарядные устройства CHAdeMO мощностью от 25 до 60 кВт, а нагнетатели от 90 до 120 кВт — почти в 100 раз быстрее, чем стандартная бытовая розетка на 120 В, и более чем в 10 раз быстрее, чем розетки на 240 В переменного тока.

При более высоких затратах сеть могла бы поставлять еще больше энергии; но эти ограничения в основном установлены, чтобы избежать повреждения автомобильных аккумуляторов во время зарядки.(Многие факторы определяют, насколько быстро могут заряжаться аккумуляторы, но в настоящее время автомобили, в которых используются зарядные устройства, имеют значительно большие батареи, чем автомобили, в которых используются зарядные устройства CHAdeMO. При прочих равных, более крупные аккумуляторы могут принимать больше энергии без вреда для здоровья).

ПРИМЕР: МОДУЛЬНАЯ ЗАРЯДКА

Простой способ визуализировать различия в зарядке постоянным и переменным током — это рассмотреть, как Tesla осуществляет зарядку своего седана Model S. Они производят большое количество ящиков, которые они называют «зарядными устройствами», которые включают выпрямитель мощностью 10 кВт для преобразования переменного тока в постоянный.Каждый автомобиль, который они построили, получает зарядку от сети переменного тока, поэтому он может выдерживать всю мощность, которую обеспечивает любая розетка. Подключенный к правильной розетке, он может заряжать автомобиль со скоростью до 24 миль в час.

Если вы купите «двойные зарядные устройства», вы получите две коробки в машине и теперь сможете работать с мощным проводным зарядным оборудованием. Это может заряжать автомобиль со скоростью до 50 миль в час.

У нагнетателей постоянного тока Tesla

на станции установлено 12 коробок, поэтому автомобилю не нужно делать переоборудование.Это может заряжать автомобиль со скоростью до 300 миль в час.

Блоки, которые выполняют преобразование энергии, по сути, такие же; Сравнение переменного и постоянного тока в значительной степени зависит от того, находятся ли коробки в машине или на зарядной станции и сколько их там.

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Помогло ли это вам понять разницу между зарядкой постоянным и переменным током и почему оба типа важны? Вы видели ошибки? (Не считая пропущенных деталей, поскольку они были упущены специально для простоты — если они не являются заметными).Есть ли у вас дополнительные или другие моменты, которые помогут понять разницу? Есть ли связанные темы, о которых вы хотели бы узнать больше? Пожалуйста дай нам знать.

Размещено Чадом

Изображения любезно предоставлены Plug In America, Aerovironment, Schneider, Microsoft Office Клипарт

Полярность постоянного и переменного тока для SMAW

Q: Я надеюсь, что вы могли бы пролить свет на тему, которая кажется популярной на форумах. Почему электроды 6011 не предназначены или не используются для корневых проходов и сварки труб в целом (кроме сварки труб переменным током)? У стержней 6010 лучшие механические или рабочие характеристики, чем у стержней 6011? Я знаю, что для более прочных труб есть более прочные стержни XX10.Однако при растяжении 60 000 в чем преимущество 6010 перед 6011?

Поэтому, возвращаясь к вашему вопросу, логично, что для более ответственного применения, такого как сварка труб, будут указаны только электроды E6010, а не электроды E6011. Обратите внимание, что для ручной сварки обычно используется полярность DC +.Он обеспечивает хороший профиль валика с более высоким уровнем проплавления. Полярность постоянного тока приводит к меньшему проникновению и более высокой скорости плавления электрода. Иногда его используют, например, для обработки тонких листов металла, чтобы предотвратить прожог.

Таблица различных типов покрытий и токов стержневых электродов

В целом (и, по крайней мере, в Северной Америке) постоянный ток является предпочтительной полярностью для всех электродов.Однако есть несколько ситуаций, когда используется полярность переменного тока. Первая, самая распространенная ситуация — когда у вас нет выбора. Это потому, что вы используете источник питания только с выходом переменного тока. Это типично для недорогих сварочных аппаратов начального уровня, которые часто называют сварочными аппаратами «жужжащего типа». Некоторые распространенные электроды, используемые с этими небольшими сварочными аппаратами, включают E6011, E6013 и специальные типы «E7018 AC». Вторая ситуация, в которой следует использовать полярность переменного тока, заключается в устранении проблем с дугой.Это явление, при котором дуга блуждает или выходит из стыка, и чаще встречается при использовании электродов большого диаметра при более высоких уровнях тока. Хотя есть и другие способы устранения проблем с дугой, которые можно использовать с полярностью постоянного тока, переключение на переменный ток часто оказывается эффективным решением. Обычные электроды, используемые на переменном токе при высоких уровнях тока, включают типы E6027 и E7024. alexxlab Посмотреть все записи автора alexxlab → Вам также может понравиться Где находится лицевой счет на квитанции за электроэнергию: «Где находится лицевой счёт на квитанции за электроэнергию?» – Яндекс.Кью 21.09.202104.11.2020 Ядерный взрыв в чернобыле: ХРОНОЛОГИЯ СОБЫТИЙ ВЗРЫВА НА ЧАЭС 11.10.201929.09.2020 Программы для энергетиков и электриков: Набор программ проектировщика-электрика | Проектирование электроснабжения 02.05.202029.09.2020 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт