Войти на сайт. Что лучше постоянный ток или переменный

Как узнать переменный или постоянный ток?!

Как узнать переменный или постоянный ток и в чем их разница?

Я думаю большинство знает, что переменное напряжение обозначается: Переменный ток

А постоянный напряжение обозначается так:

Переменное апряжение это наши розетки 220V, а постоянное напряжение в батарейках, аккумуляторах, блоках питания и т.д. Одним из вариантов узнать постоянное напряжение или переменное можно при помощи индикаторной отвертки, а замерить переменное и постоянное можно мультиметром.

Первое что мы делаем, это касаемся по очереди каждого провода индикаторной отверткой.При постоянном напряжении индикаторная отвертка гореть не будет к какому проводу ее не приложи. Затем, если она не засветилась, выставляем на мультиметре значения постоянного напряжения и замеряем его выставив в максимальное значение. На моем мультиметре максимальное значение постоянного и переменного напряжения равняется 500V.

А вот с переменным напряжением на одном контакте точно начнет светиться, при условии что подано питание. Замерить его можно аналогичным способом, выставив мультиметр в положение переменного напряжения на максимальное значение. И нужно помнить о том, что в большинстве случаев нельзя при постоянном напряжении путать плюс и минус, иначе подключаемое устройство может выйти из строя.

Теперь усложним задачу, мы выяснили что у нас постоянное напряжение, но на китайском адаптере нет обозначений плюса и минуса и два провода одинакового цвета, как быть в этой ситуации?

Данная проблема решается просто, мы прикладываем контакты нашего мальтиметра (выставив его в максимальное положение) к проводам и смотрим показатели. Если на экране мультиметра значение со знаком минус ( - 12 ), то СОМ разъем касается провода с плюсом. Поменяв их местами минус исчезнет, но значение останется прежним ( 12 ). На черном СОМ кабеле нашего мультиметра будит минус, а на красном плюс.

frontnt.blogspot.com

Знакомимся- постоянный и переменный ток.

Знаете ли вы чем отличается постоянный ток от переменного?

Вспоминается забавный случай из студенчества: как то один студент с жаром доказывал мне что в розетке ток- постоянный (он же там все время есть!), а в батарейке- переменный (батарейка села- тока нет, значит он переменный) ...

Конечно же это не так. Переменный ток назван так потому, что он периодически (регулярно) изменяет свое значение- от максимального до минимального или как еще говорят- изменяется по синусоидальному закону . Если представить переменный ток в виде графика- то это будет синусоида.

Причем меняет переменный ток не только свое значение (силу) но и направление.

Если выразиться образно- это как иголка у швейной машинки двигается вверх-вниз с частотой 50 раз в секунду, так и переменный ток 220 вольт в квартирной розетке- изменяется с частотой 50 Герц или 50 раз в секунду.

Частота изменения переменного тока 50 Герц строго регламентирована и четко поддерживается на электростанциях специальной релейной защитой.

Уменьшение частоты влечет за собой серьезную аварийную ситуацию вплоть до развала энергосистемы!

Уменьшение частоты провоцирует слишком большая нагрузка (перегруз) генераторов электростанций, поэтому в таких случаях автоматика начинает отключать постепенно нагрузку до тех пор, пока частота не восстановится до номинальной.

За это отвечает автоматика АЧР- автоматическая частотная разгрузка.

Вот вкратце и все по переменому току.

Переходим к постоянному. Постоянный ток- он и в Африке постоянный . Он постоянен и по времени и по значению. Если в аккумуляторе напряжение 12 Вольт- то в любой момент времени это значение не меняется и составляет 12 Вольт.

Если представлять постоянный ток в виде графика- то это будет прямая горизонтальная линия.

Постоянный ток широко используется в технике: подавляющее большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток. Переменный ток используется преимущественно для более удобной передачи от генератора до потребителя.

Иногда в некоторых устройствах постоянный ток преобразуют в переменный ток преобразователями (инверторами)

Простейшим источником постоянного тока является химический источник (гальванический элемент или аккумулятор), поскольку полярность такого источника не может самопроизвольно измениться.

Для получения постоянного тока используют также электрические машины — генераторы постоянного тока.

В электронной аппаратуре, питающейся от сети переменного тока, для получения постоянного тока используют выпрямитель.

Уроки электрика!

subscribe.ru

Постоянный и переменный ток - Великие физики

Генератор постоянного тока

В начале XIX века появился гальванический элемент, а с ним и электрический ток.

В цепи с этим элементом течет постоянный электрический ток. Но со временем появился генератор переменного тока, так он стал основой современной электроэнергетики.

Переменный ток

Без него не было бы радиосвязи, телевидения и т. д. Переменный ток – это электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению. Он то возрастает, достигая максимума - амплитудного значения, то спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь пройти через ноль, после чего цикл всех изменений возобновляется. Время, за которое проходит цикл, называется периодом переменного тока. Количество периодов за определенное время – частота, которая измеряется в герцах. Переменный ток получается за счет вращения рамки в магнитном поле, а с обмоток статора снимается переменное напряжение.

графическое представление изменения переменного тока

Постоянный ток

При постоянном токе его сила, свойства и направление не меняется даже со временем. Постоянный ток используют в технике: подавляющее большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток. Источниками постоянного тока служат: гальванический элемент, аккумулятор, электромашинный генератор, выпрямитель, сглаживающий фильтр, стабилизатор напряжения. К основным законам постоянного тока относят:

закон Ома: "сила тока I для участка цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U к участку цепи и обратно пропорциональна сопротивлению R проводника этого участка цепи : I=U/R".
закон Джоуля — Ленца, определяющий количество тепла, выделяемого током в проводнике.
Расчёт разветвленных цепей постоянного тока производится с помощью Кирхгофа правил.

Графически постоянный ток представляет собой прямую линию

Переменный или постоянный ток?

Преимущества переменного тока:

применяя трансформатор, легко можно изменить напряжение в сетях переменного тока;
асинхронные электродвигатели переменного тока надежнее тех, которые используются при постоянном токе. Так, девяносто процентов электроэнергии вырабатывается именно ими;

используется для удобной передачи.

Устройство и принцип действия трансформатора.

Но при этом провода, по которым протекает ток, должны соответствовать его максимальному значению, к тому же в проводах он распределяется неравномерно, вблизи поверхности. Вокруг находится переменное магнитное поле, которое способно вызвать в соседних проводах и в других проводящих материалах электрические токи, а это приводит к бесполезной трате энергии. Несмотря на эти недостатки, переменный ток используют чаще. А связано это с тем, что электрическая энергия проходит длинное расстояние от станции к дому потребителя, при этом часть ее теряется, но, чтобы уменьшить потери, следует использовать высокое напряжение. Поднять напряжение у станции (а при передаче к потребителю уменьшить) возможно лишь при переменном токе и с помощью трансформаторов. Но можно ли использовать постоянный ток для передачи электрической энергии? Достаточно сложно – сначала переменное напряжение преобразовать в постоянное, а потом на другом конце линии электропередач превратить переданное постоянное напряжение в переменное.Так или иначе, нельзя утверждать, что постоянный или переменный ток лучше или хуже, ведь в нашей жизни мы используем и тот и другой.

www.phisiki.com

Kvant. Постоянный и переменный ток — PhysBook

Кикоин А.К. Постоянный и переменный электрический ток //Квант. — 1984. — № 10. — С. 28-29.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

Долгое время единственным источником электрического тока служил гальванический элемент, появившийся в самом начале XIX века. В цепи, присоединенной к такому источнику, течет постоянный электрический ток.

Успехи в изучении электромагнетизма привели к изобретению генератора переменного тока, и с тех пор именно переменный ток стал основой современной электроэнергетики.

Почему? Чем переменный ток «лучше» постоянного?

Переменный ток, как и постоянный,— это упорядоченное движение заряженных частиц, в частности в металлах — электронов. Но в цепи переменного тока электроны по многу раз изменяют направление своего упорядоченного движения. Малая масса электронов позволяет им «успевать> изменять направление движения не только 100 раз в секунду, как это происходит в промышленной сети, но и десятки миллионов раз в секунду, как, например, в антеннах радиостанций.

Чтобы в электрической цепи протекал переменный ток, цепь должна быть присоединена к источнику переменной ЭДС. Она выступает здесь в роли периодической вынуждающей силы, и ток в цепи совершает вынужденные колебания, разумеется, с частотой вынуждающей силы. Если ЭДС в источнике изменяется со временем по закону \(~\varepsilon = \varepsilon_m \cos \omega t\) и источник включен в цепь с активным сопротивлением R, то и ток в цепи изменяется по косинусоидальному закону («Физика 10», § 17):

\(~i = \frac{\varepsilon}{R} = \frac{\varepsilon_m}{R} \cos \omega t = I_m \cos \omega t\) .

Здесь εm и Im — амплитуды (максимальные значения) ЭДС и силы тока. Но свойства функции косинуса таковы, что в среднем за период колебаний сила тока равна нулю. Это, однако, не значит, что такой ток бесполезен и ни в чем себя не проявляет. Потому что хотя в среднем сила тока и равна нулю, не равен нулю квадрат силы тока. А мощность тока определяется именно квадратом силы тока. В любой момент времени мощность переменного тока в цепи с активным сопротивлением выражается равенством

\(~p = i^2 R = I^2_m R \cos^2 \omega t\) .

Среднее значение квадрата косинуса за период равно не нулю, а 1/2, так что среднее значение мощности

\(~\bar{p} = \bar{i^2} R = \frac{1}{2} I^2_m R\) .

Величина \(~I = \frac{I_m}{\sqrt{2}}\) называется действующим значением силы тока. В нашем случае мощность можно также выразить через напряжение на сопротивлении:

\(~p = \frac{u^2}{R} ; \bar{p} = \frac{\bar{u^2}}{R} = \frac{1}{2} \frac{U^2_m}{R} = \frac{U^2}{R}\) .

где \(~U = \frac{U_m}{\sqrt{2}}\) — действующее значение напряжения.

В этом состоит одно из отрицательных свойств переменного тока. Ведь провода, по которым протекает ток, необходимо рассчитывать на максимальное значение силы тока, а практически используется немногим более 2/3 этого значения. Есть и другие отрицательные следствия. Явление электромагнитной индукции приводит, например, к тому, что переменный ток в проводах распределяется не равномерно по всему сечению, а главным образом вблизи поверхности. (Это явление называется скин- эффектом, о нем в «Физике 10» не рассказывается. Характерно, что глубина проникновения переменного тока зависит от многих факторов, в том числе — и от частоты колебаний. Так, при частоте 50 Гц в медном проводнике эта глубина составляет ≈9 мм. С увеличением частоты глубина проникновения тока уменьшается.) Благодаря тому, что используется не все сечения проводов, их сопротивление реально возрастает. Далее, переменный ток, как и ток постоянный, окружен магнитным полем, но полем переменным. А такое поле, согласно закону электромагнитной индукции, вызывает в соседних проводах и в других проводящих материалах электрические токи, что приводит к бесполезной потере энергии.

Все эти недостатки полностью отсутствуют у постоянного тока. Почему же все-таки переменный ток практически безраздельно господствует в технике и в быту?

Прежде всего, сам принцип действия электрических генераторов таков, что в них возникает именно переменная ЭДС («Физика 10», § 23). Но не в этом главное. С помощью нехитрого устройства можно тот же генератор сделать источником и постоянного тока. Главная причина «популярности» переменного тока связана с тем, что электрическую энергию приходится передавать из мест, где она производится (электростанции), к местам ее потребления и часто на большие расстояния. При этом часть передаваемой энергии неизбежно теряется в виде тепла в проводах, по которым она передается в линиях электропередачи (ЛЭП). Чтобы эти потери были ие слишком высокими, нужно, оказывается, использовать для передачи высокое напряжение.

Необходимость высокого напряжения видна из следующего простого расчета. Допустим, что электрическая мощность Р = 66 кВт передается от электростанции в город под напряжением 220 В (именно такое напряжение обычно используется потребителями). Пусть сопротивление ЛЭП равно 0,4 Ом. Тогда сила тока в ЛЭП составит I = 66 000 Вт / 220 В = 300 А, а выделившееся в линии количество теплоты — Q = I2R =(300 A)2·0,4 Ом = 36 000 Вт. Больше половины передаваемой мощности (54,5 %) будет потеряно в виде тепла в ЛЭП! А теперь представим себе, что та же мощность по той же ЛЭП передается при напряжении 22 000 В. Теперь ток в цепи будет равен I = 66 000 Вт / 22 000 В = 3 А, а выделившееся количество теплоты — Q = (3 A)2·0,4 Ом = 3,6 Вт. Потеряно будет всего около 0,005 %! Вот почему электрическая энергия по ЛЭП всегда передается при очень высоком напряжении — 110, 220, 330, 400, 500 и даже 750 киловольт.

Но на клеммах генераторов электростанций напряжение значительно меньше — всего несколько тысяч вольт. Значит, в начале линии электропередачи это напряжение нужно повысить, а перед распределением энергии среди потребителей — понизить так, чтобы, потребитель получил ее при напряжении 220 вольт. Такое повышение и понижение напряжения оказывается возможным только для переменного тока. Делается это с помощью устройств, действующих на основе явления электромагнитной индукции, — трансформаторов («Физика 10», § 24). Существование трансформаторов — пожалуй, единственная причина повсеместного применения переменного тока в технике.

Однако те недостатки переменного тока, которые были изложены выше, заставляют думать о том, нельзя ли все-таки для передачи электрической энергии использовать постоянный ток, конечно, тоже высокого напряжения? Это сделать непросто. Действительно, сначала нужно переменное напряжение, после его повышения, преобразовать в постоянное (для этого служат выпрямители), а затем на другом конце ЛЭП — превратить переданное постоянное напряжение в переменное (это можно сделать с помощью устройств, называемых инверторами), чтобы напряжение можно было понизить до значения, нужного потребителю. Одна такая ЛЭП постоянного тока на напряжении 400 кВ в СССР уже работает.

Сказанное в этой заметке нельзя понимать так, что постоянный ток — это «хороший» ток, а переменный — «плохой». И тот и другой — это явления природы, и их нельзя оценивать словами «лучше», «хуже». Сказанное лишь означает, что для передачи энергии на большие расстояния предпочтительнее постоянный ток. И если пока все же преобладает применение для этой цели переменного тока, то это объясняется тем, что преобразование переменного тока в постоянный и обратно до сих пор еще представляет собой трудную задачу, которая, впрочем, успешно решается. Для техники в равной мере нужны и полезны оба тока. В некоторых случаях незаменим постоянный ток, например там, где используется электролиз. Но без переменных токов не было бы радиосвязи, телевидения и т. д. Перефразируя известное детское стихотворение, можно сказать: токи всякие нужны!