В каких единицах измеряется переменный ток: Ошибка 403 — доступ запрещён

Что такое постоянный и переменный ток

Автор Alexey На чтение 6 мин Просмотров 14.8к. Опубликовано 11.01.2016
Обновлено 27.10.2016

Содержание

1. История изучения
2. Основные закономерности и силы в электрическом токе
3. Разновидности, характеристики и единицы измерения
4. Какой вид тока эффективнее и какая между ними разница?

Движение электронов в проводнике

Чтобы понимать что такое ток и откуда он берётся, нужно иметь немного знаний о строении атомов и законах их поведения. Атомы состоят из нейтронов (с нейтральным зарядом), протонов (положительный заряд) и электронов (отрицательный заряд).

Электрический ток возникает в результате направленного перемещения протонов и электронов, а также ионов. Как можно направить движение этих частиц? Во время любой химической операции электроны «отрываются» и переходят от одного атома к другому.

Те атомы, от которых «оторвался» электрон становятся положительно заряженным (анионы), а те к которым присоединился – отрицательно заряженными и называются катионами. В результате этих «перебеганий» электронов возникает электрический ток.

Естественно, этот процесс не может продолжаться вечно, электрический ток исчезнет когда все атомы системы стабилизируются и будут иметь нейтральных заряд (отличный бытовой пример – обычная батарейка, которая «садится» в результате окончания химической реакции).

Древние греки первыми заметили интересное явление: если потереть камень янтаря об шерстяную ткань, то он начинает притягивать мелкие предметы. Следующие шаги начали делать ученые и изобретатели эпохи ренессанса, которые построили несколько интересных устройств, демонстрировавших это явление.

Новым этапом изучения электричества стали работы американца Бенджамина Франклина, в частности его опыты с Лейденовской банкой – первым в мире электроконденсатором.

Именно Франклин ввёл понятия положительных и отрицательных зарядов, а также он придумал громоотвод. И наконец, изучение электротока стало точной наукой после описания закона Кулона.

Основные закономерности и силы в электрическом токе

Закон Ома – его формула описывает взаимосвязь силы, напряжения и сопротивления. Открыт в 19м веке немецким ученым Георгом Симоном Омом. Единица измерения электросопротивления названа в его честь. Его открытия были очень полезны непосредственно для практического использования.

Закон Джоуля – Ленца говорит, что на любом участке электрической цепи совершается работа. В результате этой работы нагревается проводник. Такой тепловой эффект часто используется на практике в инженерии и технике (отличный пример – лампа накаливания).

Движение зарядов при этом совершается работа

Эта закономерность получила такое название потому что сразу 2 ученых примерно одновременно и независимо, вывели её с помощью опытов
закона электромагнитной индукции.

В начале 19го века британский ученый Фарадей догадался, что изменяя количество линий индукции, которые пронизывают поверхность ограниченную замкнутым контуром, можно сделать индукционный ток. Посторонние силы, действующие на свободные частицы, называют электродвижущей силой (ЭДС индукции).

Разновидности, характеристики и единицы измерения

Электрический ток может быть или переменным, или постоянным.

Постоянный электроток — это ток, который не меняет своё направление и знак во времени, однако он может менять свою величину. Постоянный электроток в качестве источника чаще всего использует гальванические элементы.

Переменным называется тот, который меняет направление и знак по закону косинуса. Его характеристикой является частота. Единицы измерения в системе СИ – Герцы (Гц).

В последние десятилетия очень большое распространение получил трехфазный ток. Это вид переменного тока, который включает в себя 3 цепи. В этих цепях действует переменные ЭДС одинаковой частоты, но развернутые по фазе одна относительно другой на треть периода. Фазой называют каждую отдельную электроцепь.

Почти все современные генераторы производят трёхфазный электроток.

• Сила и количество тока

Сила тока зависит от величины заряда, протекающего в электроцепи за единицу времени. Сила тока это отношение электрозаряда, проходящего сквозь сечение проводника, ко времени его прохождения.

В системе СИ единица измерения силы заряда – кулон (Кл), времени – секунда (с). В итоге получаем Кл/с, данную единицу называют Ампер (A). Измеряется сила электротока с помощью прибора – амперметра.

• Напряжение

Напряжение — это соотношение работы к величине заряда. Работа измеряется в джоулях (Дж), заряд в кулонах. Данная единица называется Вольт (В).

• Электрическое сопротивление

Показания амперметра на различных проводниках дают разные значения. А для того чтобы замерять мощность электроцепи пришлось бы использовать 3 прибора. Явление объясняется тем, что у каждого проводника различная проводимость. Единица измерения называется Ом и обозначается латинской буквой R. Сопротивление также зависит и от длины проводника.

• Электрическая емкость

Два проводника, которые изолированы один от второго, могут накапливать электрические заряды. Данное явление характеризуется физ. величиной, которую называют электрической емкостью. Её единицей измерения – фарад (Ф).

• Мощность и работа электрического тока

Работа электротока на конкретном участке цепи равняется перемножению напряжения тока на силу и время. Напряжение меряют вольтами, силу амперами, время секундами. Единицей измерения работы приняли джоуль (Дж).

Мощность электротока – это отношение работы ко времени её совершения. Мощность обозначают буквой P и измеряют ваттами (Вт). Формула мощности очень простая: Сила тока умноженная на напряжение тока.

Существует также единица именуемая ватт-час. Её не следует путать с ваттами, это 2 разные физические величины. В ваттах измеряют мощность ( скорость потребления или передачи энергии), а в ватт-часах выражается энергия произведённая за конкретное время. Это измерение часто применяют в отношении бытовых электроприборов.

Например, лампа мощность которой равняется 100 Вт работала в течении одного часа, то она потребила 100 Вт*ч, а лампочка мощность которой 40 ватт потребит столько же электроэнергии за 2.5 часа.

Для того, чтобы замерять мощность электроцепи используют ваттметр

Какой вид тока эффективнее и какая между ними разница?

Постоянный электроток легко использовать в случае параллельного подключения генераторов, для переменного необходима синхронизация генератора и энергосистемы.

В истории произошло событие под названием «Война токов». Эта «война» произошла между двумя гениальными изобретателями – Томасом Эдисоном и Николой Теслой. Первый поддерживал и активно продвигал постоянный электроток, а второй переменный. «Война» закончилась победой Теслы в 2007 году, когда Нью-Йорк окончательно перешел на переменный.

Разница в эффективности передачи энергии на расстоянии оказалось огромной в пользу переменного тока. Постоянный электроток невозможно использовать, если станция находятся далеко от потребителя.

Но постоянный всё равно нашел сферу применения: он широко используется в электротехнике, гальванизации, некоторых видах сварки. Также постоянный электроток получил очень большое распространение в сфере городского транспорта (троллейбусы, трамваи, метро).

Естественно, не бывает плохих или хороших токов, у каждого вида есть свои преимущества и недостатки, самое главное – правильно их использовать.

В каких единицах измеряется сила тока? Краткий ответ

Автор Савельев Николай На чтение 4 мин Просмотров 175 Опубликовано 14.03.2023 Обновлено 14.03.2023

Электрические свойства предметов были отмечены впервые еще в Древней Греции, но дальше изучения свойства янтаря, потертого шерстяной тканью, притягивать мелкие предметы, дело не шло. Свойства янтаря никак не увязывались с наблюдаемыми электрическими природными явлениями, например, грозами и молниями. Определенный прогресс был сделан лишь в 17 веке. Тогда и вошло в обиход такое понятие, как сила тока. Разберемся, что это такое и в каких единицах измеряется сила тока.

Содержание

1. История измерения силы тока
2. Единицы измерения силы тока
3. Дробные и кратные единицы измерения силы тока
4. Приборы для измерения силы тока

История измерения силы тока

В 1745 году в голландском городе Лейдене ученым Питером ван Мушенбруком и его учеником Кюнеусом была изобретена лейденская банка, позволившая накапливать электричество, и появилась необходимость как-то измерять электрические характеристики. Знакомое нам современное разделение характеристик на напряжение, заряд и силу тока еще отсутствовало, и измерения производились электроскопом, по отклонению листочков которого можно было судить о величине электрического напряжения на банке.

Читайте также: Как посчитать ток, зная мощность и напряжение?

Позднее было выявлено, что электрический ток – это движение мельчайших заряженных частиц, и когда научились оценивать количество заряда, появилось понятие силы электрического тока I, как количество электрического заряда Q, протекающего через поперечное сечение проводящего материала в единицу времени t:

\[ I=\frac{Q}{t} \]

При этом, если количество электричества измеряется в кулонах (по имени французского ученого Огюста Кулона), а время в секундах, значение для тока выражается в амперах.

Единицы измерения силы тока

Единица измерения силы тока устанавливается в зависимости от принятой системы единиц. В данное время повсеместно в качестве системы измерений принята Международная система СИ, в которой в основу положены 7 основных физических величин, среди которых и сила электрического тока.

В каких единицах измеряется сила тока? В качестве единицы силы электрического тока принят ампер, определяемый, как и прочие основные единицы, Международным бюро мер и весов.

Ранее ампер был задан как сила тока, вызывающего определенную силу притяжения между двумя параллельными проводниками, располагающимися на расстоянии 1 метр. В настоящее время от этого определения отказались, и приняли иное: ампер устанавливается исходя из принятия для заряда электрона e значения, в точности равного 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ кулонов. Кулон же, как единица системы СИ – это величина заряда, прошедшего через сечение проводящего материала при силе тока 1 ампер за время 1 секунду.

Читайте также: Как рассчитать силу тока, потребляемую бытовым прибором?

Это интересно! Для измерения больших токов в цепи переменного тока отсутствует необходимость включать прибор последовательно с нагрузкой и с разрывом цепи, поскольку создаваемое током магнитное поле позволяет измерять силу тока токоизмерительными клещами без разрыва цепи. Этим методом широко пользуются электрики.

Название единица силы электрического тока получила по имени одного из ведущих ученых 19-го века в области электромагнетизма Андре-Мари Ампера.

Ампер оказался очень удобной единицей измерения силы электрического тока в физике, поскольку значения силы токов, с которыми человек сталкивается в быту, находятся в пределах нескольких ампер или десятков ампер.

Савельев Николай

Инженер по телевизионному оборудованию Электрика и электроника, это не только моё хобби, но и работа

Задать вопрос

Нагрузка на электрическую сеть в обычных городских квартирах ограничивается автоматами на электрощитке в 16 или 25 ампер.

Ампер обозначается символом А, например, 6 А означает 6 ампер.

Дробные и кратные единицы измерения силы тока

Существуют и дробные единицы измерения силы тока: микроампер мкА и миллиампер мА, соответственно одна миллионная и тысячная доля ампера.

Очень большие токи измеряются в кратных единицах, килоамперах кА и мегаамперах МА, укрупненных в 1000 раз и 1.000.000 раз единицах.

Приборы для измерения силы тока

Измеряется сила тока прибором, называемым амперметром, включаемым последовательно с электрической нагрузкой, для чего приходится разрывать электрическую сеть. Малые токи измеряются микроамперметрами и миллиамперметры.

Переменный ток | Сеансы ланчбоксов

Справка

В этом уроке мы дадим определение переменного тока (AC), объясним временные параметры переменного тока, объясним значение среднеквадратичного значения.

Постоянный ток

Переменный ток

В отличие от постоянного тока (DC) , который течет только в одном направлении, переменный ток (AC) течет то в одну, то в другую сторону, постоянно меняясь по величине и реверсируя направление.

В результате переменное напряжение также постоянно изменяется (чередуется) между положительной (+) и отрицательной (-) полярностью, а его амплитуда меняется со временем.

При построении во времени сигнал переменного тока принимает форму синусоиды, пересекающей нулевую линию при каждом изменении направления тока.

Сигнал переменного тока не всегда имеет форму синусоиды.

Например, сигнал переменного тока может иметь форму треугольника или прямоугольной формы.

Цикл — это однократное повторение потока переменного тока «туда-сюда».

Время, необходимое для одного полного цикла сигнала переменного тока, называется периодом.

Единицей измерения периода являются секунды (с).

Частота сигнала переменного тока – это количество циклов в одну секунду.

Частота измеряется в герцах (Гц).

В Северной Америке частота сети электропитания составляет 60 циклов в секунду или 60 Гц.

В остальном мире более распространена частота 50 Гц.

И если мы знаем частоту, мы можем вернуться назад и рассчитать период.

Например, при использовании 60 Гц…

Амплитуда — это измерение интенсивности сигнала переменного тока, которое используется для определения напряжения сигнала.

Амплитуда определяется высотой пика сигнала.

Это значение известно как пиковое или пиковое значение сигнала переменного тока и обычно отображается как (V _pk ).

Другим способом измерения амплитуды является измерение общей высоты между противоположными пиками.

Это значение известно как размах сигнала переменного тока и обычно отображается как (V _стр. ).

На практике как пиковые (или пиковые), так и размаховые формы измерения амплитуды используются редко.

Почти всегда напряжение переменного тока выражается в среднеквадратических значениях (RMS) или (V _rms ).

В _{среднеквадратичное значение} говорит нам, каким будет напряжение постоянного тока, эквивалентное нашему существующему сигналу тока переменного тока.

Мощность или энергия сигнала может быть представлена ​​на графике.

На графике вы видите представление AC Vrms (эквивалент постоянного тока).

Но каково соотношение между напряжением V _pk и V _rms ?

Этот расчет применим только к наиболее распространенным синусоидальным сигналам переменного тока.

Среднеквадратичное значение для других сигналов будет другим и зависит от формы этого сигнала.

10 В _{действ.}

5 А _{действ. 003}

10 В _DC

5 A _DC

2 Ом

50 Вт

Эти две лампы имеют одинаковое сопротивление (2 Ом), рассеивают одинаковую мощность в виде тепла (50 Вт) и излучают одинаковое количество света.

Одна лампа питается от переменного тока, а другая от постоянного.

Поскольку источник переменного напряжения эквивалентен 10-вольтовой батарее постоянного тока, мы назвали бы его источником переменного тока «10 вольт» RMS.

Если V

_pk сигнала составляет 55 В, каким будет V _pp ?

110 В _размах

100В _размах

70В _размах

55В _размах

9 0117 Какая частота показанного сигнала переменного тока?

4 Гц 1 В 4 В 1 Гц

Что представляет этот график?

Переменный ток Постоянный ток

• Переменный ток меняет направление своего течения
• Частота, измеряемая в герцах, представляет собой количество циклов за одну секунду
• Амплитуда определяет напряжение сигнала переменного тока.

Надеемся, вам понравилось

Переменный ток (AC)

Загрузка

Вакуумное давление

Давление слива

Низкое давление

Среднее давление 90 003

Высокое давление

Земля/общий

Низкое напряжение

Среднее Напряжение

Максимальное напряжение

Магнитное поле

Проверьте свою консоль

Измерения переменного тока — ElectronicsHub

Краткое описание

Введение

Переменный ток периодически меняет свое направление. Это зависит от времени. Мы можем объяснить и понять характеристики, нанеся на график мгновенные значения переменного тока. Этот график формы волны называется «формой волны переменного тока». Для измерения различных параметров формы волны переменного тока существуют разные методы. Все это объясняется в его учебнике.

Пиковое значение сигнала переменного тока

Максимальное значение положительного полупериода или отрицательного полупериода называется «пиковым значением». Его представляет Им. Это максимальное напряжение, достигаемое волной переменного тока.

От пика до – Пикового значения

Напряжение «от пика до пика» — это напряжение, измеренное между максимальными положительными и отрицательными амплитудами синусоидального сигнала. Это вдвое больше, чем амплитуда формы волны переменного тока. Это максимальное значение напряжения формы волны.
Обозначается ВПК.

Вернуться к началу

Среднее значение

Это среднее значение всех значений полупериода волны переменного тока. Чтобы найти среднее значение формы переменного сигнала, один полупериод делится на равноотстоящие ординаты. Вычисляя среднее значение этих мгновенных значений напряжения, мы получаем среднее значение формы волны переменного тока. Это частное площади под формой волны по времени.

Среднее значение в 0,637 раза больше размаха.

VAV = VPK x 0,637

Мы можем рассчитать среднее значение по приведенной ниже формуле.

V _AV =(Сумма всех средних ординат)/(Число средних ординат)

VAV = V1 + V2 + V3 + – – – – – – + Vn / n

Наверх

Среднеквадратичное значение напряжения

Это означает среднеквадратичное значение и является стандартным способом измерения переменного тока и напряжения и составления отчетов. Среднеквадратичное значение можно рассчитать, умножив размах напряжения на квадратный корень из 2 (приблизительно 0,707).

VRMS = VPK x 0,707

Среднеквадратичное значение определяется как «квадратный корень из средних значений квадратов всех напряжений в форме волны».

Среднеквадратичное значение является наиболее часто используемым методом для представления напряжения формы волны переменного тока.

Среднеквадратичное значение может быть представлено в виде других напряжений.

Важность среднеквадратичного значения

В случае переменного тока величины тока выражаются в виде среднеквадратичных значений.

Обычно мы говорили, что ток в домашнем хозяйстве составляет 120 вольт переменного тока. Фактически это означает, что среднеквадратичное напряжение бытовой электросети составляет 120 В.

Тепло, выделяемое в катушке из-за протекания переменного тока, пропорционально квадрату среднеквадратичного значения тока.

Среднеквадратичное напряжение можно измерить всеми вольтметрами. В некоторых дорогих вольтметрах сначала вычисляется пиковое напряжение и затем, умножая его на 0,707, получаем среднеквадратичное значение напряжения, наиболее точно.

Вернуться к началу

Форм-фактор и пик-фактор

Форм-фактор

«Форм-фактор — это отношение среднеквадратичного значения напряжения переменного тока к его среднему напряжению». Он представлен Kf.

Коэффициент формы = среднеквадратичное напряжение / среднее напряжение

Kf = Вэфф / Вср

По соотношению между средним значением напряжения и среднеквадратичным значением мы можем рассчитать форм-фактор как

Kf = 0,707 Вмакс / 0,637 Вмакс

= 1. 11

Крест-фактор

«Коэффициент амплитуды — это отношение пикового значения напряжения к его среднеквадратичному значению напряжения». Фактор амплитуды также известен как «фактор пика» и «фактор амплитуды».

Обозначается Kp.

Форм-фактор = Пиковое напряжение / Среднеквадратичное значение напряжения

Kp = Vpeak / Vrms

По соотношению между пиковым значением и среднеквадратичным значением мы можем рассчитать коэффициент амплитуды как

Kp = Vmax / 0,707 Vmax

= 1,414 90 003

Пример

Найдите все измерения переменного тока волны с амплитудой 10 В и частотой 20 Гц и средним значением 6,3 В.

Sol:

Дано, пиковое значение равно 10

Размах напряжения = 2 x пиковое напряжение

= 2 x 10

= 20 Вольт 002 = 1/20

= 0,05 с

Среднеквадратичное значение напряжения = Vpeak x 0,707

= 10 x 0,707

= 7,07 В

Угловая скорость (ω) = 2π f (рад/с)

90 002 = 2 х 3,1416 х 20

= 125,6 рад/сек

Форм-фактор Kf = Vrms / Vavg

= 7,07 / 6,3

= 1,11

 Коэффициент амплитуды Kp = Vпик / Вэфф.