Содержание
Переменный ток и постоянный ток: отличие
Опубликовано:
В чём разница переменного и постоянного тока
Общее понятие электрического тока можно выразить как движение различных заряженных частиц (электронов, ионов) в некотором направлении. А его величину охарактеризовать числом заряженных частиц, которые прошли через проводник за определенный промежуток времени.
Если величина заряженных частиц в 1 кулон проходит через определенное сечение проводника за время в 1 секунду, тогда можно говорить о силе тока в 1 ампер протекающего через проводник. Таким образом определяется количество ампер или сила тока. Это общее понятие тока. А теперь рассмотрим понятие переменного и постоянного тока и их различие.
Постоянный электрический ток по определению — это ток, который течёт только в одном направлением и не меняет его со временем. Переменный ток характерен тем, что меняет свое направление и величину со временем. Если графически постоянный ток отображается как прямая линия, то переменный ток течет по проводнику по закону синуса и графически отображается как синусоида.
Графическое изображение постоянного тока
Так как переменный ток меняется по закону синусоиды, то он имеет такие параметры как период полного цикла, время которого обозначается буквой Т. Частота переменного тока обратна периоду полного цикла. Частота переменного тока выражается числом полных периодов в определенный промежуток времени (1 сек).
Графическое изображение переменного тока
Таких периодов в нашей электросети переменного тока равно 50, что соответствует частоте 50 Гц. F = 1/Т, где период для 50 Гц равен 0,02 сек. F =1/0,02 = 50 Гц. Обозначается переменный ток английскими буквами AC и знаком «~». Постоянный ток имеет обозначение DC и значок «-». Кроме того переменный ток может быть однофазным или многофазным. В основном используется трехфазная сеть.
Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное
Переменный ток имеет много преимуществ перед постоянным током. Низкие потери при передаче переменного тока в линиях электропередач (ЛЭП) по сравнению с постоянным током. Генераторы переменного тока простые и дешевые. При передаче на большие расстояния по ЛЭП высокое напряжение достигает 330 тысяч вольт с минимальным током.
Чем меньше ток в ЛЭП, тем меньше потерь. Передача постоянного тока на большие расстояния понесет немалые потери. Также высоковольтные генераторы переменного тока значительно проще и дешевле. Из переменного напряжения легко получить более низкое напряжение через простые трансформаторы.
Также, значительно дешевле получить постоянное напряжение из переменного, чем наоборот, использовать дорогие преобразователи постоянного напряжения в переменное. Такие преобразователи имеют низкий КПД и большие потери. По пути передачи переменного тока используют двойное преобразование.
Сначала с генератора получает 220 — 330 Кв, и передают на большие расстояния до трансформаторов, которые понижают высокое напряжение до 10 Кв и далее идут подстанции которые понижают высокое напряжение до 380 В.
С этих подстанций электроэнергия расходится по потребителям и поступает в дома и на электрощиты многоквартирного дома.
Три фазы трехфазного тока сдвинутые на 120 градусов
Для однофазного напряжения характерна одна синусоида, а для трехфазного три синусоиды, смещенные на 120 градусов относительно друг друга. Трехфазная сеть также имеет свои преимущества перед однофазными сетями. Это меньше габариты трансформаторов, электродвигатели также конструктивно меньших размеров.
Имеется возможность изменить направление вращения ротора асинхронного электродвигателя. В трехфазной сети можно получить 2 напряжения — это 380 В и 220 В, которые используются для изменения мощности двигателя и регулировки температуры нагревательных элементов. Используя трехфазное напряжение в освещении можно устранить мерцание люминесцентных ламп, для чего их подключают к разным фазам.
Постоянный ток используется в электронике и во всех бытовых приборах, так как он легко преобразуется из переменного за счёт его деления на трансформаторе до нужной величины и дальнейшего выправления.
Источником постоянного тока являются аккумуляторы, батареи, генераторы постоянного тока, светодиодные панели. Как видно различие в переменном и постоянном токе немалое. Теперь мы узнали — Почему в нашей розетки течет переменный ток, а не постоянный?
Помогла вам статья?
Преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки
Характеристики сварочного тока напрямую влияют на процесс сварки и качество соединения. Самые простейшие аппараты варят переменным током, но есть и продвинутые версии AC/DC, способные переключаться с «постоянки» на «переменку». Чтобы понять преимущества и недостатки работы аппаратов на переменном токе, сравним их с моделями, вырабатывающими постоянное напряжение.
В этой статье:
- Различие переменного и постоянного тока
- Какие аппараты какой ток вырабатывают
- Разница между сваркой переменным и постоянным током
- Области применения
- Советы по выбору
Различие переменного и постоянного тока
Во всех электрических сварочных аппаратах используется кабель массы и держателя/горелки.
Один конец является плюсом, а второй — минусом. При замыкании контактов и удержании их на расстоянии 3-5 мм, образуется электрическая дуга, которой выполняется плавление кромок основного металла. При этом подается дополнительный присадочный металл для заполнения ширины шва:
Но в сварочных агрегатах, генерирующих постоянный и переменный ток, внутри происходят разные физические процессы, определяющие характеристики сварочной дуги. Природа тока при этом тоже отличается.
Что такое полярность?
Говоря о постоянном токе, стоит упомянуть о полярности. Полярность — это направление движения отрицательно заряженных частиц. В физике они всегда движутся от клеммы минуса к клемме плюса. У переменного тока такой четко заданной направленности нет.
В сварочных аппаратах, работающих на постоянном токе, сварщик может выбрать, в какое гнездо установить разъем держателя (горелки), а в какой кабель массы. Поскольку электроны всегда движутся от минуса к плюсу, в каждом случае сварочный ток получит определенные свойства.
При прямой полярности (держатель на минус, а масса на плюс) отрицательно заряженные частицы перемещаются от держателя к изделию.
Это содействует:
Прямая полярность актуальна для сварки толстых сталей.
Обратная полярность подразумевает подключение держателя к плюсу, а кабеля массы к минусу. Это запускает электроны в обратном порядке — тепло концентрируется не на изделии, а на кончике электрода, снижая тепловложение на изделии. Обратная полярность применяется при сварке тонких листов железа, чтобы избежать прожогов. Но использование обратной полярности ведет к перегреву кончика электрода и его ускоренному плавлению.
Какие аппараты какой ток вырабатывают
Теперь рассмотрим, какие сварочные аппараты вырабатывают переменный или постоянный сварочный ток.
Именно трансформаторы вырабатывают переменный ток для сварки. Для этого в их конструкции используется две обмотки — первичная и вторичная. Они наматываются на стальной сердечник, который значительно утяжеляет массу аппарата.
Переменный ток из бытовой сети 220 V или трехфазной 380 V поступает на первичную обмотку. За счет большого количества витков возникает электромагнитное поле с концентрацией на сердечнике. На вторичную обмотку подается уже сниженное напряжение около 70-90 V и увеличенная сила тока до 160-300 А, в зависимости от количества витков обмотки трансформатора.
Трансформаторы используются только для РДС сварки покрытыми электродами. В зависимости от мощности сварочного тока определяется толщина проплавляемого металла.
Сварочные выпрямители содержат внутри две обмотки трансформатора, но дополнены блоком выпрямления, преобразовывающим переменный ток в постоянный. Чаще всего преобразователи рассчитаны на сеть 380 V, чтобы равномерно нагружать фазы питания.
Выпрямители используются на производствах и в мастерских, где требуется качественный провар толстых металлов 5-20 мм. Но за счет массивной конструкции занимают много места.
Часто комплектуются колесами для перемещения по цеху. Чтобы подать их на высоту, предусмотрены петли под крюк крана или тельфера.
Инверторы бывают на 220 и 380 V. У них входящий переменный ток с частотой 50 Гц выпрямляется и сглаживается при помощи фильтра. Затем ток возвращается снова в переменный, но его частота значительно возрастает и составляет 20-50 кГц. Есть модели, способные вывести частоту до 100 кГц. После этого ток снова преобразовывается в постоянный и фильтруется.
Такой процесс обеспечивает чрезвычайно ровный ток, содействующий стабильному горению дуги и высокому качеству шва. Инверторные аппараты применяются при сварке ММА, MIG, TIG. Благодаря компактности внутренних узлов некоторые инверторы весят всего 3-4 кг. Большинство бытовых моделей для РДС не превышает по массе 10 кг. Но есть и промышленные версии с силой тока 400-500 А и весом 30-50 кг.
Большинство инверторных аппаратов работают только с постоянным током, но есть профессиональные версии AC/DC, способные переключаться на переменный ток.
Это расширяет их возможности применения.
Разница между сваркой переменным и постоянным током
Понимая отличия переменного и постоянного тока, а также особенности сварочных аппаратов, вырабатывающие их, рассмотрим разницу в сварке.
Дуга на переменном токе горит менее стабильно, возможно случайное затухание при небольшом изменении зазора между электродом и изделием. Присутствует характерный треск. Манипулировать дугой сложнее, порой она «гуляет», труднее задавать форму шва.
При сварке на переменном токе присутствует разбрызгивание металла, дуга «плюется». Электроды на переменном токе расходуются быстрее. Во время выполнения потолочных и вертикальных швов перенос присадочного металла осложняется, некоторая его часть скапывает под действием силы тяжести вниз.
Но сварочные аппараты, работающие на переменном токе, стоят дешевле выпрямителей и инверторов. У них простейшая конструкция и внутренние узлы, которые легко переносят суровые условия на стройке, в гараже, цеху.
Ломаться здесь практически нечему — может только сгореть обмотка от перегрева. Если не перегревать трансформатор, то он будет служить долгие годы.
Аппараты не боятся пыли, а регулировка силы тока осуществляется приближением или отдалением первичной обмотки от вторичной. Все элементы простые и надежные, оборудование имеет повышенную ремонтопригодность с низкой стоимостью комплектующих.
Сварка на постоянном токе отличается стабильной дугой, шов вести легче, контролируя чешуйчатость, ширину и высоту валика. Дуга не трещит, а шелестит. Жидкий металл разбрызгивается меньше, капля лучше переносится на изделие. Постоянный ток более удобен для сварки не только в нижнем, но и в вертикальном и в потолочном положении.
Когда входящее напряжение «скачет», аппараты с постоянным током теряют только силу рабочего тока, но дуга остается стабильной. Качество шва уже не зависит на 100% от опытности сварщика, а обеспечивается лучшими характеристиками сварочного тока.
Но инверторы стоят дороже, чем трансформаторы. У них более сложное внутреннее оснащение и дорогостоящий ремонт. Инверторные сварочные аппараты чувствительны к пыли и ударам, тряске. При использовании на стройке или в цеху следует быть осторожным, а также регулярно продувать внутренние схемы от пыли.
Области применения
Исходя из этого сравнения работы аппаратов с переменным и постоянным током можно сделать вывод, что трансформатор подойдет для периодической сварки неответственных конструкций из малоуглеродистых сталей. Желательно, чтобы сварка велась в нижнем положении. При этом у сварщика должна быть определенная квалификация, иначе швы будут очень плохими. Трансформатор «выживет» в строительных условиях, частых транспортировках, запыленных помещениях. Это оптимальный варит для дачи, гаража, чтобы сэкономить.
Источник видео: Виталий М
Но трансформаторы с переменным током могут пригодиться и для профессиональных задач.
Например, при сварке покрытыми электродами алюминия или ржавого металла, который невозможно очистить. Они лучше инверторов, поскольку постоянное изменение направления движения электронов содействует разрушению оксида алюминия или загрязнений на поверхности. Постоянный ток на такое не способен (только в сочетании с импульсом)
Инверторы лучше подойдут для новичков, чтобы учиться варить. С ними легче работать во всех пространственных положениях, а также сваривать:
Изменение полярности поможет сварить тонкий металл 1-2 мм без прожогов. Но за инверторами требуется более тщательный уход и бережное обращение, иначе частые поломки дорого обойдутся.
Для профессиональной деятельности или частной мастерской лучше купить сварочные аппараты AC/DC. Переключаясь с переменного на постоянный ток, вы сможете качественно варить любые металлы и наслаждаться приятным шелестом электрической дуги.
Советы по выбору
Выбирая сварочный аппарат переменного тока, обращайте внимание на следующие характеристики:
Не забудьте про качественную маску для сварки, чтобы хорошо видеть сварочную ванну и защитить при этом глаза. Чтобы швы были прочные даже на переменном токе, важны хорошие электроды. Лучше выбирайте с рутиловым или основным покрытием. Они отлично плавятся и содействуют переносу капли металла. Никогда не покупайте для «переменки» электроды с целлюлозным покрытием.
|
Толщина металла, мм |
Диаметр электрода, мм |
Сила тока, А |
|---|---|---|
|
1-2 |
2 |
25-100 |
|
3-4 |
3 |
90-150 |
|
5-6 |
4 |
150-200 |
Ответы на вопросы: преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки
Как регулировать силу тока трансформатора?
СкрытьПодробнее
Регулировка силы тока возможна двумя способами.
Первый — плавный, путем вращения рукоятки на корпусе. Она сводит и разводит катушки первичной и вторичной обмотки между собой, от чего изменяется электромагнитное поле. Если нужно убавить ток — вращайте ручку против часовой стрелки. Для добавления силы тока, крутите ручку по часовой стрелке.
Второй способ — ступенчатый. Он есть только у промышленных версий и заключается в переключении витков обмотки. Механизм действует быстро, но не позволяет установить точных значений. У большинства трансформаторов нет дисплея, поэтому дугу нужно пробовать на черновом металле каждый раз после изменения настроек.
Как уменьшить ток, если ручка уже накручена до упора?
СкрытьПодробнее
Бывает, что сила тока убавлена до минимума, а металл все-равно прожигается. Тогда используют дополнительное приспособление — сталистую пружину, фиксируемую между прижимом массы и изделием.
Ее витки создают дополнительное сопротивление, снижая силу тока. Но при этом пружина греется, поэтому расположите ее на негорючей поверхности или подвесьте.
Можно ли на переменном токе заварить трещину на чугуне?
СкрытьПодробнее
Лучше использовать аппараты с постоянным током. Но если такой возможности нет, намотайте в один ряд поверх покрытого электрода оголенную медную проволоку. Она будет плавиться и добавляться вместе с присадочным металлом, смягчая сплав. Это сократит количество микротрещин при остывании чугуна.
Трансформатор сильно тарахтит, что делать?
СкрытьПодробнее
Да, аппараты на переменном токе сильно гудят и тарахтят. Работать рядом целый день не комфортно. Снизить шум можно, установив аппарат на резиновый коврик, плотно стянув все соединения на корпусе, подложив в соприкасающиеся металлические части кожуха прослойки асбеста.
Что делать, если произошло короткое замыкание обмотки трансформатора?
СкрытьПодробнее
Если сам проводник целый, потребуется перемотать катушку трансформатора с нанесением нового слоя изоляции. В случае обрыва проводника нужна новая обмотка. Лучше доверить эту работу сервисному центру.
Остались вопросы
Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время
Обратная связь
Вернуться к списку
Переменный ток и постоянный ток
Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимально удобные условия пользования нашим веб-сайтом. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением.
Закрывать.
Редактировать эту статью
Последняя редакция 30 авг 2021
См.
вся история
| Синусоидальная кривая, представляющая положительную и отрицательную фазы переменного тока. |
|
Электрический ток представляет собой поток заряда вдоль проводника, такого как медный провод. Когда он течет в одном направлении, он называется постоянным током (DC). Когда он периодически меняет направление, его называют переменным током (AC).
Переменный ток обычно используется для питания домов и предприятий, а также присутствует при передаче аудио- и радиосигналов по электрическим проводам. Постоянный ток типичен для аккумуляторов, питающих фонарики и другую бытовую технику, а также используется в некоторых промышленных приложениях.
Поскольку переменный ток периодически меняет направление, его можно охарактеризовать синусоидальной формой волны, где полупериоды над осью x представляют положительную фазу тока, а полупериоды ниже оси x представляют отрицательную фазу.
Переменный ток работает следующим образом: он начинается с нулевой позиции, достигает своего максимального значения (вершина положительного пика на синусоидальной кривой), возвращается к нулю, продолжается до максимума в противоположном направлении ( отрицательный, ниже оси x), затем вернуться к нулю, после чего цикл начинается снова. Количество этих циклов, совершаемых в секунду, называется частотой и измеряется в герцах (Гц).
Бытовая и коммерческая электроэнергия в Великобритании и других странах обычно имеет низкую частоту (50–60 Гц). Гораздо более высокие частоты встречаются в других приложениях, таких как телевидение (100 000 000 циклов в секунду (100 мегагерц (или 100 МГц), где 1 МГц составляет один миллион циклов в секунду)).
Еще более высокие частоты в несколько тысяч мегагерц используются в микроволновых и радиолокационных приложениях, в то время как в мобильных телефонах они могут быть порядка 1000 МГц (одна тысяча миллионов герц или 1 гигагерц (ГГц).
Многие электронные устройства содержат полупроводники, для которых требуется низковольтный постоянный ток. Это означает, что такие устройства должны преобразовывать переменный ток высокого напряжения в постоянный ток низкого напряжения. Обычно это достигается с помощью штепсельной вилки, которая поставляется вместе с устройством.
Переменный ток имеет множество преимуществ по сравнению с постоянным. Обычно к ним относятся:
- Переменный ток можно относительно легко и экономично повысить или понизить с помощью трансформатора, соответствующего применению. Постоянный ток не может быть подключен через трансформатор.
- Поскольку напряжение переменного тока можно повышать (и понижать), его можно повысить до высоких уровней напряжения для передачи на большие расстояния, а затем понизить до более безопасных уровней для потребительского использования.
- Переменный ток может генерировать высокое напряжение. С ДК сложнее.
- Из-за высокого напряжения, которое может генерироваться, переменный ток может передаваться на большие расстояния.
- Передача на большие расстояния приводит к относительно низким потерям энергии из-за сопротивления.
- Переменный ток дешевле производить, чем постоянный.
- При необходимости переменный ток можно легко преобразовать в постоянный.
В 2007 году организация Energy Saving Trust подсчитала, что к 2020 году 45% потребления электроэнергии в домашнем хозяйстве будет приходиться на развлечения, компьютеры, гаджеты и светодиодное освещение, все из которых питаются от постоянного тока. Это, в сочетании с появлением генерации постоянного тока с помощью солнечных панелей и аккумуляторных батарей, привело к появлению концепции сетей постоянного тока (а не переменного тока).
Для получения дополнительной информации см.: Электрические сети постоянного тока.
- Электрические сети постоянного тока.
- Электроснабжение.
- Потребление энергии.
- Аккумулятор энергии.
- Ископаемое топливо.
- Гидроэнергетика.
- Микросети.
- Микрогенерация.
- Нефть — глобальная перспектива.
- Мощность.
- Фотоэлектрический инвертор.
- Возобновляемая энергия.
- Однофазные и трехфазные системы переменного тока.
- Солнечные фотоэлектрические элементы.
- Будущее электроэнергетики Великобритании.
- Виды топлива.
- Вт.
- Доля
- Добавить комментарий
- Отправьте нам отзыв
AC против DC: все, что вам нужно знать
Ни для кого не секрет, что наша жизнь полностью зависит от электричества. Но знаете ли вы, как электрический ток попадает в наши дома и офисы? Поток электричества — это поток электронов через провод . Этот поток разделяется на 2 типа – переменного тока (AC) и постоянного тока (DC).
Переменный и постоянный ток различаются по направлению электрического тока. Движение электронов постоянно меняется в переменном токе. То идет вперед, то назад. В постоянном токе электричество будет течь в одном направлении.
В этой статье мы подробно рассмотрим напряжение переменного и постоянного тока. Мы также прольем свет на то, каковы другие различия между ними и какой из них предпочтительнее.
Что такое переменный ток?
Ток, который движется вперед и назад в своем направлении, называется переменным током. Его размер и полярность также время от времени различаются. Переменный ток работает на частоте 50-60 Гц. AC может преобразовываться с высокого на низкое значение с помощью трансформатор . Он может также очень быстро меняться, т. е. от низкого значения к высокому. Поэтому переменный ток считается лучшей альтернативой для передачи и распределения.
Что такое постоянный ток?
В отличие от переменного тока, при постоянном токе электрический ток протекает в одном направлении.
Работает на нулевой частоте. Размер и полярность постоянного тока остаются неизменными все время. Таким образом, он используется для мобильных телефонов, сварочных работ, электронного оборудования и электромобилей.
Разница между AC и DC
| Критерии | Напряжение переменного тока | Напряжение постоянного тока |
| Направление течения | Ток меняет направление. | Ток не меняет своего направления. |
| Поток заряда | Поток заряда при вращении катушки в магнитном поле или при вращении поля в устойчивом кольце. | Поток заряда постоянным магнетизмом в проводе. |
| Частота | Работает на частоте 50-60 Гц в зависимости от страны. | Работает на нулевой частоте. |
| Коэффициент мощности | Коэффициент мощности находится в диапазоне от 0 до 1. |
Коэффициент мощности всегда равен 1. |
| Генерация тока | Ток генерируется генератором. | Ток вырабатывается генератором и аккумулятором. |
| Нагрузка | Нагрузка является емкостной, резистивной или индуктивной. | Нагрузка резистивная |
| Графическое представление | Поскольку переменное напряжение течет в прямом и обратном направлении, его можно графически изобразить в виде пилообразной, прямоугольной или периодической волны и других видов волн. | Напряжение постоянного тока течет в одном направлении. Поэтому его можно изобразить прямой линией. |
| Передача на большие расстояния | Есть ли потери при передаче на большое расстояние | Имеет незначительные потери при передаче на большое расстояние. |
| Преобразование | Преобразует в постоянное напряжение через выпрямитель | Преобразует в переменное напряжение через инвертор |
| Требование подстанции | Требуется ограниченное количество подстанций для выработки и передачи тока. |
Требуется больше подстанций для выработки и передачи тока. |
| Применение | Применяется в бытовых и промышленных целях. | Подходит для фонариков, гальваники, электромобилей, электронного оборудования и т. д. |
Процесс выработки переменного тока
Переменный ток вырабатывается генератором переменного тока. Это устройство, специально разработанное для получения переменного тока. Проволочная петля помещается внутрь магнитного поля. Вращение проволоки осуществляется с помощью проточной воды, ветряной турбины, паровой турбины и других. Провод время от времени вращается, чтобы войти в различную магнитную полярность. Таким образом, ток переменного напряжения периодически меняет направление.
Процесс генерирования постоянного тока
Существует несколько способов генерирования постоянного напряжения.
Коммутатор — это устройство, которое может производить постоянный ток. Он генерирует постоянный ток, преобразовывая переменный ток в постоянный. Батареи также могут генерировать постоянный ток в результате химической реакции внутри них.
Преимущества – переменный ток по сравнению с постоянным
Существуют различные преимущества переменного напряжения по сравнению с постоянным. Вот некоторые из них:
- AC занимает больше места по сравнению с DC.
- AC дешевле, чем DC
- Проще генерировать ток через переменный, а не постоянный ток.
- Потери мощности меньше при переменном токе во время передачи по сравнению с постоянным током.
D&F Liquidators
D&F Liquidators уже более 30 лет обслуживает потребности в электротехнических строительных материалах. Это международный информационный центр с помещением площадью 180 000 квадратных метров, расположенным в Хейворде, Калифорния. Он хранит обширный перечень электрических разъемов, фитингов для кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводов, защитных выключателей и т.
Добавить комментарий