Меню

Переменный ток меняет направление или нет

Направление переменного тока, ощутимая величина электрического тока и религиозное сознание. — Мысли злого плебея — ЖЖ

26 янв 2018

06:30 am — Направление переменного тока, ощутимая величина электрического тока и религиозное сознание.

Первоначально за направление электрического тока принималась неодинаковость свойств зажимов источника электроэнергии. Сейчас определение такое же, если отбросить рассуждение про движение заряженных частиц, которые никто никогда не видел и не увидит, но берут эти рассуждения про движение заряженных частиц на веру.

Если исходить из такого определения направленности электрического тока, то тогда получиться, что переменный ток тоже имеет направление, так как при прикосновении к одному выводу розетки однополюсным указателем напряжения он будет светить лампочкой, а при прикосновении к другому — не будет светить. Поэтому можно считать, что переменный ток идет от фазы к земле, а за носителей заряда электрического тока принимаю людей, которые в случае попадания под действие электрического тока будут стремиться освободиться от его действия, а значит будут двигаться от опасной фазы к земле:)

Вызвано это глухозаземленной нейтралью: один вывод источника переменного напряжения соединен с твердью земною — другой нет. Поэтому при прикосновении УНО (указатель напряжения однополюсный) к выводу не соединенному с землей, называемым фазой, пойдет переменный ток через конденсатор с обкладками образованными телом человека и поверхностью Земли к другому выводу. Соответственно в этом случае будет светить лампочка в УНО. При прикосновении к другому зажиму — нейтрали (нулю) — лампочка светить не будет, так как земля и ноль имеют приблизительно равные потенциалы, а емкость конденсатора образованного поверхностью человека и фазным проводом во много раз меньше.

Понимание переменного тока людьми похоже на разделение между религиозными верунами, агностиками и атеистами. Поэтому я их так и буду делить.

1. Веруны в школьное писание, в котором сказано, что переменный ток не имеет направления, так как написано «переменный ток меняет периодически свое направление». Они на самом деле являются шизофрениками или врунами, так как утверждают отсутствие направления у переменного тока, но палец в розетку переменного тока совать будут бояться, хотя если бы направления у переменного тока не было, то палец в розетку совать было бы совершенно безопасно, так как согласно того же школьного писания, для прохождения тока необходимо два провода, то есть должно быть опасно совать два пальца в розетку, а не один.

2. Агностики. Что такое электричество не знают, но пользуются. Если какие проблемы есть, то вызывают электротехнический персонал.

3. Атеисты, которые отрицают истинность школьного писания. Эту категорию можно поделить на три группы.

3.1. Веруны в ПТЭЭП, ПОТЭЭУ и т.п., которые являются не догмой, а руководящими документами. Они похожи на верующих в школьное писание, но наоборот. Придают слишком большое значение направлению переменного тока. Согласно техники безопасности, при прикосновении к фазе выделяется электрический ток величиной в несколько милиампер. В реальной жизни его значение в сто раз меньше. Что бы была ситуация как описывают в технике безопасности, необходимо находиться босиком на бетонном полу или земле без какого-либо изолирующего покрытия. Несмотря на то, что в реальности опасность прикосновения к фазе значительно меньше, чем там написано, но лучше перебдеть чем недобдеть, а значит по мере сил соблюдать все что там написано.

3.2. Аудиофилы. Они верят или знают они про направленность переменного тока — я не знаю, но они придают этому явлению большое значение. Отвергатели их теории давят на то, что явление направленности переменного тока дает искажения меньше минус 140дБ, то есть меньше 1мкВ при типичном размахе сигнала на выходе ОУ в 10В, то есть в 10000 раз меньше внутренних искажений типичной аналоговой микросхемы. Мои замеры напряжения в штепсельной розетке при помощи мультиметра, показали, что при замене местами щупов, показания меняются на 0.4 В, что при привидении к амплитуде в 10В дает эффект в 20мВ, которые уже можно отделить от помех, а значит в их переворачиваниях вилок или проводов какой-то смысл есть. Хотя эта разница в показаниях может быть вызвана моим желанием найти то, чего нет, так как последняя цифра постоянно меняла свое значение при измерении.

3.3. Те, кто самостоятельно исследовали последствия от прикосновения к выводам розетки и между собой. Они получаются пародоксальными для большинства населения, вне зависимости от их веры в различные писания по электричеству:
-тело человека имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, а не постоянное как пишут в ТБ;
-прикосновение к любому голому проводу проводки неощутимо в случае хорошей изоляции от земли, так как сила тока при прикосновении к фазному проводу около 10 мкА и ток является емкостным, а не активным, как пишут авторы учебников по ТБ.

Первым делом я замерил lcr-метром ескость своего тела относительно земли в штепсельной розетке. У меня получилась величина около 100пФ. Если эту величину подставить в формулы для вычисления силы тока, то получиться микроскопический ток величиной около 10мкА. После этого вставил в фазный зажим штепсельной розетки мультиметр в режиме измерения напряжения с последовательно подключенным с ним своим телом и резисторами в 9,1 МОм и стал смотреть показания мультиметра. для большей точности менял полярность щупов мультиметра и подсоединяемую руку к нему. Использовал мультиметр с внутренним сопротивлением равным 10МОм.

У меня получились такие значения.

Число резисторов по 9.1М напряжение на мультиметре средняя сила тока за четыре опыта, мкА
78, 80, 84, 85 8.175
1 65, 64, 71, 68 6,7
2 54, 53, 61, 60 5,7

Видно, что сила тока менялась нелинейно, как должна была бы в случае активного сопротивления. Я поэтому эти данные скормил программе «eurika», в результате получил емкость конденсатора тело-«глухозаземленная земля» в 120пФ, что близко к величине полученной путем измерения. При этом ошибка расчета напряжения получилась меньше 4В. То есть можно считать этот ток емкостным без большой ошибки. Таким образом можно получить максимальную мощность около 1мВт на резисторе сопротивлением 25 МОм, при этом на таком резисторе будет падать 155 В.

После этого я осмелел и решил определить при каком дополнительном резисторе подключенном последовательно с со своим телом, но без мультиметра, буду чувствовать электричество. Оказалось, что даже если палец в розетку воткну, то ничего не почувствую. Правда я стоял на кафельной плитке и в обуви на резиновой подошве. При этом советская «цешка» показала силу тока в 15 мкА при измерении силы тока до 100мкА. Если к щупу цешки не прикасался, то она показывала силу тока около 1 мкА. При измерении в режиме измерения напряжения не приводили к отклонению стрелки цешки от нуля.

Измерение силы тока мультиметром по типу предыдущего опыта, только в режиме измерения мкА, показало следующие значения силы тока: 8.6, 8.7, 9.2, 9.4 — среднее значение 8.97 мкА.
При этом без касания телом щупа мультиметр показывал силу тока в 1 мкА. При этих измерениях никаких особых ощущений не испытывал.

Разница в показаниях цешки и мультиметра может быть связана с тем, что измерения цешкой и мультиметром делал в разных зданиях. Возможно еще неправильно определил цену деления.

При вставлении «цешки» или мультиметра в режиме измерения мкА в «ноль» — показания тоже были ноль мкА. Мультиметр в режиме VAC показал напряжение около 4 В.

Таким образом для определения фазы в розетке можно использовать цифровой вольтметр (стрелочный не подходит, так как у него низкое сопротивление) или любой микроамперметр + диэлектрический коврик, хотя это противоречит ПТЭЭП и ПОТЭЭУ.
Тем не менее первый способ, то есть измерение при помощи вольтметра, даже безопаснее использования некоторых УНО:
-у мультиметра внутреннее сопротивление равно 1. 10 МОм, а сопротивление УНО с неоновой лампочкой может быть равным 1 МОм или даже меньше;
-мультиметр рассчитан на напряжение до 1000В, а УН китайского производства показывают напряжение от 100В до 500В.

На удивление, пассивные УНО с ЖК дисплеем безопаснее УНО с неоновой лампочкой, хотя они рассчитаны на напряжение до 250В. Мои измерения его сопротивления при помощи мегаометра при напряжении 500 В.

После этого решил определить порог чувствительности к электрическому току. Для этого подключал последовательно с телом резисторы разного сопротивления и определял силу тока по цешке до тех пор, пока не стал ощущать электричество телом. После простых преобразований полученных данных получил такой график.

Читайте также:  Типы двигателей постоянного тока с независимым возбуждением

Я электрический ток меньше 100-150 мкА не ощущаю совсем. Возможно, если приложиться напрямую к зажимам розетки, то сопротивление тела стало бы равным 1 кОм как было написано в советском ПТЭиПТБ (приложение Б3), так как сопротивление тела зависит от силы тока.

Источник

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

В современном мире каждый человек с детства сталкивается с электричеством. Первые упоминания об этом природном явлении относятся к временам философов Аристотеля и Фалеса, которые были заинтригованы удивительными и загадочными свойствами электрического тока. Но лишь в 17 веке великие ученые умы начали череду открытий, касающихся электрической энергии, продолжающихся по сей день.

Открытие электрического тока и создание Майклом Фарадеем в 1831 г. первого в мире генератора кардинально изменило жизнь человека. Мы привыкли, что нашу жизнь облегчают приборы, работающие с использованием электрической энергии, но до сих пор у большинства людей нет понимания этого важного явления. Для начала, чтобы понять основные принципы электричества, необходимо изучить два основных определения: электрический ток и напряжение.

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Что такое электрический ток и напряжение

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (носителей электрического заряда). Носителями электрического тока являются электроны (в металлах и газах), катионы и анионы (в электролитах), дырки при электронно-дырочной проводимости. Данное явление проявляется созданием магнитного поля, изменением химического состава или нагреванием проводников. Основными характеристиками тока являются:

  • сила тока, определяемая по закону Ома и измеряемая в Амперах (А), в формулах обозначается буквой I;
  • мощность, согласно закону Джоуля-Ленца, измеряемая в ваттах (Вт), обозначается буквой P;
  • частота, измеряемая в герцах (Гц).

Электрический ток, как носитель энергии используют для получения механической энергии с помощью электродвигателей, для получения тепловой энергии в отопительных приборах, электросварке и нагревателях, возбуждения электромагнитных волн различной частоты, создания магнитного поля в электромагнитах и для получения световой энергии в осветительных приборах и различного рода лампах.

Напряжение – это работа, совершаемая электрическим полем для перемещения заряда в 1 кулон (Кл) из одной точки проводника в другую. Исходя из данного определения, все-таки сложно осознать, что же такое напряжение.

Чтобы заряженные частицы перемещались от одного полюса к другому, необходимо создать между этими полюсами разность потенциалов (именно она и именуется напряжением). Единицей измерения напряжения является вольт (В).

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Для окончательного понимания определения электрического тока и напряжения, можно привести интересную аналогию: представьте, что электрический заряд — это вода, тогда давление воды в столбе – это и есть напряжение, а скорость потока воды в трубе – это сила электрического тока. Чем выше напряжение, тем больше сила электрического тока.

Что такое переменный ток

Если менять полярность потенциалов, то направление протекания электрического тока меняется. Именно такой ток и называется переменным. Количество изменений направления за определенный промежуток времени называется частотой и измеряется, как уже было сказано выше, в герцах (Гц). Например, в стандартной электрической сети в нашей стране частота равна 50 Гц, то есть направление движения тока за секунду меняется 50 раз.

Что такое постоянный ток

Когда упорядоченное движение заряженных частиц имеет всегда только одно направление, то такой ток именуется постоянным. Постоянный ток возникает в сети постоянного напряжения, когда полярность зарядов с одной и другой стороны постоянна во времени. Его очень часто используют в различных электронных устройствах и технике, когда не требуется передача энергии на большое расстояние.

Источники электрического тока

Источником электрического тока обычно называется прибор или устройство, с помощью которого в цепи можно создать электрический ток. Такие устройства могут создавать как переменный ток, так и постоянный. По способу создания электрического тока они подразделяются на механические, световые, тепловые и химические.

Механические источники электрического тока преобразуют механическую энергию в электрическую. Таким оборудованием являются различного рода генераторы, которые за счет вращения электромагнита вокруг катушки асинхронных двигателей вырабатывают переменный электрический ток.

Световые источники преобразуют энергию фотонов (энергию света) в электрическую энергию. В них используется свойство полупроводников при воздействии на них светового потока выдавать напряжение. К такому оборудованию можно отнести солнечные батареи.

Тепловые – преобразуют энергию тепла в электричество за счет разности температур двух пар контактирующих полупроводников – термопар. Величина тока в таких устройствах напрямую связана с разностью температур: чем больше разница – тем больше сила тока. Такие источники применяются, например, в геотермальных электростанциях.

Химический источник тока производит электричество в результате химических реакций. Например, к таким устройствам можно отнести различного рода гальванические батареи и аккумуляторы. Источники тока на основе гальванических элементов обычно применяются в автономных устройствах, автомобилях, технике и являются источниками постоянного тока.

Преобразование переменного тока в постоянный

Электрические устройства в мире используют постоянный и переменный ток. Поэтому возникает потребность в том, чтобы преобразовывать один ток в другой или наоборот.

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Из переменного тока можно получить постоянный ток с помощью диодного моста или, как его еще называют, «выпрямителя». Основной частью выпрямителя является полупроводниковый диод, который проводит электрический ток только в одном направлении. После этого диода ток не изменяет своего направления, но появляются пульсации, которые устраняют при помощи конденсаторов и других фильтров. Выпрямители бывают в механическом, электровакуумном или полупроводниковом исполнении.

В зависимости от качества изготовления такого устройства, пульсации тока на выходе будут иметь разное значение, как правило, чем дороже и качественнее сделан прибор – тем меньше пульсаций и чище ток. Примером таких устройств являются блоки питания различных приборов и зарядные устройства, выпрямители электросиловых установок в различных видах транспорта, сварочные аппараты постоянного тока и другие.

Для того, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный используются инверторы. Такие приборы генерируют переменное напряжение с синусоидой. Существует несколько видов таких аппаратов: инверторы с электродвигателями, релейные и электронные. Все они отличаются друг от друга по качеству выдаваемого переменного тока, стоимости и размерам. В качестве примера такого устройства можно привести блоки бесперебойного питания, инверторы в автомобилях или, например, в солнечных электростанциях.

Где используется и в чём преимущества переменного и постоянного тока

Для выполнения различных задач может потребоваться использование как переменного тока, так и постоянного. У каждого вида тока есть свои недостатки и достоинства.

Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость передачи тока на большие расстояния. Такой ток передавать целесообразнее с точки зрения возможных потерь и стоимости оборудования. Именно поэтому в большинстве электроприборов и механизмов используется только этот вид тока.

Жилые дома и предприятия, инфраструктурные и транспортные объекты находятся на расстоянии от электростанций, поэтому все электрические сети — переменного тока. Такие сети питают все бытовые приборы, аппаратуру на производствах, локомотивы поездов. Приборов, работающих на переменном токе невероятное количество и намного проще описать те устройства, в которых используется постоянный ток.

Постоянный ток используется в автономных системах, таких, например, как бортовые системы автомобилей, летательных аппаратов, морских судов или электропоездов. Он широко используется в питании микросхем различной электроники, в средствах связи и прочей технике, где требуется минимизировать количество помех и пульсаций или исключить их полностью. В ряде случае, такой ток используется в электросварочных работах с помощью инверторов. Существуют даже железнодорожные локомотивы, которые работают от систем постоянного тока. В медицине такой ток используется для введения лекарств в организм с помощью электрофореза, а в научных целях для разделения различных веществ (электрофорез белков и прочее).

Обозначения на электроприборах и схемах

Часто возникает потребность в том, чтобы определить на каком токе работает устройство. Ведь подключение устройства, работающего на постоянном токе в электрическую сеть переменного тока, неминуемо приведет к неприятным последствиям: повреждению прибора, возгоранию, электрическому удару. Для этого в мире существуют общепринятые условные обозначения для таких систем и даже цветовая маркировка проводов.

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Условно, на электроприборах, работающих на постоянном токе указывается одна черта, две сплошных черты или сплошная черта вместе с пунктирной, расположенные друг под другом. Также такой ток маркируется обозначением латинскими буквами DC. Электрическая изоляция проводов в системах постоянного тока для положительного провода окрашена в красный цвет, отрицательного в синий или черный цвет.

На электрических аппаратах и машинах переменный ток обозначается английской аббревиатурой AC или волнистой линией. На схемах и в описании устройств его также обозначают двумя линиями: сплошной и волнистой, расположенных друг под другом. Проводники в большинстве случаев обозначаются следующим образом: фаза – коричневым или черным цветом, ноль – синим, а заземление желто-зеленым.

Читайте также:  Как подобрать контактор по току

Почему переменный ток используется чаще

Выше мы уже говорили о том, почему переменный ток в настоящее время используется чаще, чем постоянный. И все же, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Споры о том, какой же ток в использовании лучше идет со времен открытий в области электричества. Существует даже такое понятие, как «война токов» — противоборство Томаса Эдисона и Николы Теслы за использование одного из видов тока. Борьба между последователями этих великих ученых просуществовала вплоть до 2007 года, когда город Нью-Йорк перевели на переменный ток с постоянного.

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Самая главная причина, по которой переменный ток используется чаще – это возможность передавать его на большие расстояния с минимальными потерями . Чем больше расстояние между источником тока и конечным потребителем, тем больше сопротивление проводов и тепловые потери на их нагрев.

Для того, чтобы получить максимальную мощность необходимо увеличивать либо толщину проводов (и уменьшать тем самым сопротивление), либо увеличивать напряжение.

В системах переменного тока можно увеличивать напряжение при минимальной толщине проводов тем самым сокращая стоимость электрических линий. Для систем с постоянным током доступных и эффективных способов увеличивать напряжение не существует и поэтому для таких сетей необходимо либо увеличивать толщину проводников, либо строить большое количество мелких электростанций. Оба этих способа являются дорогостоящими и существенно увеличивают стоимость электроэнергии в сравнении с сетями переменного тока.

При помощи электротрансформаторов напряжение переменного тока эффективно (с КПД до 99%) можно изменять в любую сторону от минимальных до максимальных значений, что тоже является одним из важных преимуществ сетей переменного тока. Применение трехфазной системы переменного тока еще больше увеличивает эффективность, а механизмы, например, двигатели, которые работают в электросетях переменного тока намного меньше, дешевле и проще в обслуживании, чем двигатели постоянного тока.

Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что использование переменного тока выгодно в больших сетях и при передаче электрической энергии на большие расстояния, а для точной и эффективной работы электронных приборов и для автономных устройств целесообразно использовать постоянный ток.

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Как устроен генератор переменного тока — назначение и принцип действия

Что такое активная и реактивная мощность переменного электрического тока?

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Что такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работы

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Как условно обозначаются элементы на электрических схемах?

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Что такое варистор, основные технические параметры, для чего используется

Источник



Мини-лекции. Переменный ток

Произошла авария и город погрузился во тьму! Только фары редких, проезжающих машин косыми лучами освещали ослепшие окна домов. Но вот, поздно ночью аварию устранили и. И ровно в 00 часов, нуль-нуль минут, включили рубильник и. А теперь вопрос!? Через какое время у Вас в доме опять вспыхнет свет и жизнь наладится? Через какое время электроны вышедшие из чрева электростанции доползут до Вашего дома, если. Если электростанция находится в двухстах километров от Вашего дома, а скорость электронов под воздействием электрического поля равна 0,1 мм/сек. Если Вы сразу же глубоко задумались. Если Вы взяли в руки калькулятор и. Значит всё, что здесь написано и далее, именно для Вас уважаемые «домохозяйки»!

Почему «домохозяйки», в смысле слово взято в скобочки? Да потому, что «домохозяйки» это не только женщины всю жизнь стоящие у «Вечного огня», но отчасти и мужики, ни черта не делающие и в своих казалось бы сугубо мужских делах, разбираются хуже любых домохозяек! У меня на работе есть такие инфантильные особи муженского пола. Они и думают не головой и как оказалось и руки у них растут оттуда же!

Пришли мы как-то в гости к своим не очень знакомым. Хозяина дома не оказалось, только его жена. И вот как обычно женщины удалились на кухню, — посплетничать естественно. Мне ничего не оставалось, как ходить по квартире и как бы с любопытством всё вокруг разглядывать. Всё было как у всех, но одна вещь меня очень заинтересовала! На стене висела узорчатая, большая, мельхиоровая ложка. Кто помнит семидесятые-восьмидесятые, тот понял о чём речь. Ложка, как ложка вот только тыльная сторона вся в каких-то царапинах, выбоинах.
«Это, что с ней?» — показывая ложку, спросил я хозяйку.
— У нас же молотка в доме нет! Вот мы ей гвозди и забиваем.

Всего моих мини-лекций семь. Насколько возможно постараюсь Вас не нагружать подробностями. Думаю, что Вы узнаете что-то новое для себя, полезное и посмотрите на всё другими глазами!? Возможно появится и восьмая мини-лекция? Всё зависит от Вашей реакции уважаемые читатели!

Возвратимся к теме поднятой в прошлой лекции. Тема уменьшения потерь при передаче электроэнергии на большие расстояния. Пути к уменьшению разные. Первым, что приходит на ум, это применение металлов для проводов с малым сопротивлением и это верно. Но!? Но скажем замена алюминиевых проводов на медные даст выигрыш, — медь имеет так называемое удельное сопротивление меньше чем у алюминия в 1,65 раза, но зато вес меди (удельный) в 3,3 раза больше чем у алюминия! И без того громадные сооружения линий передач станут ещё более громоздкими. Где же выход? Выход в повышении напряжения при передаче на большие расстояния. Скажем не 220 вольт, а 1150000 вольт.? Это значит, что для передачи одной и той же мощности при помощи высокого напряжения ток уменьшится 5227 раз (вспомните закон Ома!?). Соответственно и потери на нагрев улицы уменьшится! Но как получить такое сумасшедшее напряжение и что потом с ним делать на приёмной стороне?! Прямо так сунуть к нам в квартиру, дом? И делайте со всем этим что хотите? Получается замкнутый круг в виде квадрата! Но выход был найден благодаря открытиям и изобретением электромагнитной индукции и переменного тока!

К открытию вели два факта: ток протекающий по проводнику создавал магнитное поле и наоборот магнитное поле создавало электрический ток в проводнике. Получается, что протекающий по проводнику ток индуцировал в рядом расположенном проводнике такой же ток! Вот только была одна неувязка всё это происходило в мгновения в момент включения либо выключения тока. Постоянный ток не мог индуцировать такой же ток в расположенном рядом проводнике, увы! И только когда был изобретён переменный ток, решение сдвинулось с мёртвой точки!

Что же это за такой переменный ток и откуда его взять? Химические источники в этом случае не могли помочь. А кто мог? Генератор переменного тока. Вспомните как работает генератор постоянного тока? В момент перехода рамки от влияния одного полюса магнита к другому происходило переключения щёток токосъёмника (коллектора) и во внешнюю цепь приходили всплески постоянного тока горбообразной формы. В тоже время ток в самой рамке имел вид синусоиды. Так, что до изобретения генератора переменного тока нужно было лишь не переключать щётки, а снимать ток непрерывно с каждого плеча рамки! Что и было сделано рис7. В итоге мы получили ток синусоидальной формы рис6. И стало быть периодически меняющий своё направление и что главное всё время возрастающий и убывающий! Вот теперь такой ток мог непрерывно индуцировать на соседнем проводнике такой же синусоидальный ток, а это было наиважнейшее открытие! Только Вы ещё это не осознали, я так думаю!?

Если постоянный ток характеризуется величиной и направлением, то с переменным такой фокус не пройдёт! Итак, переменный ток описывается синусоидальной функцией и стало быть он периодичен и имеет период выраженный временным интервалом Т рис6. Обратная величина есть частота F показывающая сколько раз в секунду пройдёт периодов тока. Для нашей страны это пятьдесят периодов в секунду. Ток меняет своё направление пятьдесят раз за секунду! В западных странах шестьдесят раз. Если период Т измеряется в единицах времени, то частота в герцах по имени немецкого учёного Генриха Герца. И естественно по мере надобности с соответствующими приставками.

Чем же ещё характеризуется переменный ток кроме периода и частоты? Амплитудой, максимальной величиной которую мог достигнуть ток и так называющем действующим значением тока или напряжения. Что это такое? Если взять какой-то отрезок времени, то за этот отрезок переменный ток может совершить работу (нагрев), что и постоянный за это же время. Причём получается что эта величина постоянного тока будет равна 0,707 от амплитуды переменного тока! Кстати почти все приборы проградуированы в действующих значениях. Стало быть амплитудное значение будет равно не 220 вольт, а 311 вольт, то с чем Вы можете соприкасаться! А Вы и не подозревали!?

Читайте также:  Как правильно проверить ток утечки авто

А только ли вот такой искусственный ток будет переменным? Нет конечно. Музыка, речь преобразуется в электрический ток. И он тоже переменный и неважно, что не периодический и не очень синусоидальный, а главное, — его величина меняется во времени! К чему это я? Посмотрите на рис14. Здесь показан отрезок столба и с отрезком телефонной линии. Наверное нет такого человека, кто бы не видел провода бегущие вдоль дорог. Я на 99% уверен что если человек не занят в сфере связи или не имел к этому никакого отношения, — не знает о том, о чём я хочу Вам сказать! Посмотрите как на этом столбе провода а и б меняются местами. И если проследить далее, то через определённое расстояние они опять поменяются местами! И если бы была возможность сжать расстояние всей линии, то Вы бы с удивлением увидели, что провода как бы скручиваются в спираль. В телефонной связи и не только, такие фокусы с проводами называют скрещиванием. Смысл всего этого в том, что с одной линии на другую наводятся токи и стало быть слышны абоненту разговоры ведущиеся по другим линиям. При скрещивании через некоторое расстояние провода меняются местами и на проводе по которому только что шёл ток в одном направлении начал наводиться ток другого направления. В итоге происходит как бы самоуничтожение наводимых токов. А витая пара как раз и сделана так чтобы как можно сильнее развести наводящиеся токи с пары на пару проводов.

В описанном выше случае имеет место быть негативное проявление этой самой электромагнитной индукции. А, что же позитивного? Как оказалось, что есть интерес в том чтобы именно наводились токи с одного провода на другой! Одним словом был изобретён трансформатор рис12. На рисунке внешний вид трансформатора и рядом его схема. Две обмотки находятся на так называемом сердечнике. Та которая подключена к источнику переменного тока называется первичной, другая соответственно вторичной. Если число витков на обеих обмотках равны, то на вторичной обмотке будет такое же напряжение как и на первичной. В тоже время обмотки гальванически не связаны друг с другом, только магнитным полем. Если на вторичной число витков больше чем на первичной, то этот трансформатор с повышающей обмоткой. А если наоборот, вторичная содержит меньше, — то понижающий. Достаточно много трансформаторов с различными обмотками и напряжениями. На рис10 одна из первых конструкций трансформатора, а на рис11. унифицированный тип трансформатора с множеством обмоток и напряжений, — вариантов много. И если на рис11. домашний трансформатор с габаритными размерами 100х100х100 мм., то на рис13. огромный (выше человеческого роста) промышленный трансформатор. Существуют ещё больших размеров, рассчитанные на большие напряжения и мощности.

Вот мы и подошли к самому главному вопросу, как сделать так чтобы и волки были сыты и овцы целы!? Электростанция вырабатывает электрический ток относительно небольшого напряжения. Трансформатор повышает его до 1150000 вольт и передаётся по линии электропередач (ЛЭП) по полям и лесам за тысячи километров! В конце пути другой трансформатор понижает напряжение до 220 вольт. И нате Вам, пользуйтесь на здоровье! Если же для дома, для семьи нужно более высокое напряжение (печь СВЧ около 3000 вольт.), пожалуйста трансформатор к Вашим услугам. Если меньше 220-ти и здесь трансформатор, — запросто Вам напряжение понизит.

И напоследок на рис8. показано применение трансформаторов в быту. Это часть схемы радиоприёмника «Рекорд-60», выпущенный в 1960-ом году. Применяемый здесь трансформатор называют силовой и он питает весь радиоприёмник, давая 250 вольт и 5-6 вольт для накала радиоламп. Здесь вторичные обмотки (они справа) гальванически развязаны с сетью 220 вольт (обмотки слева). На рис9 часть схемы радиоприёмника «Москвич» пятидесятых годов. Здесь применяют так называемый автотрансформатор. У него одна большая обмотка (и первичная и вторичная и всё в одном флаконе)! Если в сети 220 вольт, то автотрансформатор только понижающий. Если же в сети 127 или 110 вольт (было и такое), то трансформатор и понижающий и повышающий, одновременно! На схеме именно он такой и переключен на напряжение сети 127/110 вольт. К сожалению вся схема радиоприёмника жёстко, гальванически связана с электрической сетью 220 вольт!

Источник

Что такое переменный ток

Что такое переменный ток. Определение переменного тока

Переменный ток – это направленное движение заряженных частиц, направление движения которых меняется на противоположное через равные промежутки времени. Если постоянный ток течет в одном направлении и не меняется по величине, то переменный ток может быть в данный момент положительным, а через определенный промежуток времени отрицательным.

Получение переменного тока

Получение переменного тока

Вырабатывают переменный ток генераторы переменного напряжения, которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Форма переменного тока может быть различной и зависит от его назначения. Форма переменного тока промышленного назначения и для бытовых нужд населения носит синусоидальный характер.

Он имеет такие характеристики как амплитуда, частота и период. Периодом синусоидального тока является его полный цикл колебания и измеряется временем совершения одного цикла колебания. Такие циклы повторяются и поэтому переменный ток еще называют циклическим.

Период обозначается буквой Т и выражается в секундах. Другим параметром синусоидального тока является частота, которая обратно пропорциональна периоду т. е. F = 1/Т. Если период переменного тока равен 1 секунде, то частота его будет равна 1 Гц.

Период, частота и амплитуда переменного тока

Период, частота и амплитуда переменного тока

Существует два стандарта переменного тока – это 50 Гц и 60 Гц. В России используется частота сети 50 Гц, а в Канаде и США 60 Гц. Такой параметр как амплитуда, определяется его наибольшей величиной в определенный промежуток времени, она может иметь отрицательное или положительное значение.

Что такое трехфазный переменный ток

Если два синусоидальных сигнала одновременно достигают наибольшей амплитуды и нуля, то можно говорить что эти сигналы имеют одинаковую фазу, т. е. совпадают по фазе. Если эти сигналы имеют разные значения максимума и нуля, то они сдвинуты по фазе.

Электрическая схема соединений треугольник

Электрическая схема соединений треугольник

В трехфазном переменном токе имеется три сигнала однофазного синусоидального тока сдвинутых относительно друг друга на 120°. Из многофазных электрических сетей в основном выбрана трехфазная сеть, как наиболее оптимальная. Трехфазная сеть состоит из 3-х однофазных сетей.

Такую однофазную сеть в трехфазной сети называют фазой. Возможны два вида соединения фаз в трехфазной сети – это соединение «треугольником» и «звездой». При соединении «звездой» одни концы генератора соединяются вместе и образуют нулевую точку, а другие провода обмоток идущие к нагрузкам называются линейными.

Напряжение между линейными проводами и нулевыми проводами называются фазным напряжением. А напряжение между линейными проводами называют линейным напряжением. Нулевой провод используется в случаях неравномерной нагрузки, позволяя выравнивать напряжение фаз.

Нейтральный провод применяется в схеме освещения, где создать равномерную нагрузку нелегко, так как не все лампы включаются одновременно и равномерно по фазам. Между фазными и линейными напряжениями имеется зависимость: Uл = √3*Uф ≈ 1,73*Uф. В трехфазных сетях по схеме «звезда» Uл – 380 В, а Uф = 220 В.

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях схемы звезда

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях схемы звезда

Если нагрузка в электрической цепи по схеме «звезда» в трех фазах одинакова, т. е. симметрична, то в нейтральном проводе тока нет, или он минимальной величины. А если ток нейтрали незначителен, то и сечение нулевого провода значительно меньше, чем сечение линейного провода. Когда нагрузка одинакова, ток в нейтрали будет равен нулю.

Нейтраль в этом случае не нужна. Тогда используют схему соединения трехфазной сети «треугольник», где все концы соединяются с началами обмоток генератора и образуют схему «треугольник» без нейтрали. В схеме «треугольник» фазные и линейные напряжения равны Uл = Uф, а токи определяются по формуле – IЛ = √3*IФ, где линейный ток в 1,73 раза больше фазного.

Соединение по схеме «треугольник» иногда используется в освещении, но в основном такую схему применяют в трехфазных сетях с небольшим перекосом фаз. Также тяжёлый запуск асинхронных электродвигателей осуществляется по схеме «звезда», чтобы снизить большой пусковой ток электродвигателя, а достигнув рабочего режима, переходят на схему «треугольник».

Источник