ДОСТУП к СЕКРЕТАМ
системного
администрирования !
Что именно я получу ?
Количество подписчиков: 6622
ОТЗЫВЫ ПОДПИСЧИКОВ
Последние материалы !
Делаем печатные платы дома
Наложить музыку на видео
Телескоп системы Добсона
Новое занятие для души !
Ремонт камеры наблюдения
Не рабочий ADSL модем

Электрический ток постоянный и переменный


  В самом начале, давайте дадим короткое определение электрическому току. Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Ток - это движение электронов в проводнике, напряжение - это то, что приводит их (электроны) в движение.

Напряжение
 

  Теперь рассмотрим такие понятия, как постоянный и переменный ток и выявим их принципиальные отличия.
 

Отличие постоянного тока от переменного

   Основная особенность постоянного напряжения в том, что оно постоянно как по своей величине, так и по знаку. Постоянный ток, "течет" в все время одну сторону. Например, по металлическим проводам от плюсового зажима источника напряжения к минусовому (в электролитах его создают положительные и отрицательные ионы). Сами же электроны движутся от минуса к плюсу, но ещё до открытия электрона договорились считать, что ток течет от плюса к минусу и до сих пор при расчетах придерживаются этого правила.

 Чем же от постоянного отличается переменный ток (напряжение)? Из самого названия следует, что он меняется. Но - как именно? Переменный ток меняет за период как свою величину, так и направление движения электронов. В наших бытовых розетках -  это ток с синусоидальными (гармоническими) колебаниями частотой 50 герц (50 колебаний в секунду).

  Если рассмотреть замкнутую цепь на примере лампочки, то мы получим следующее:

  • при постоянном токе электроны будут течь через лампочку всегда в одном направлении от (-) минуса к (+) плюсу
     
  • при переменном направление движения электронов будет меняться в зависимости от частоты генератора. т. е. если в нашей сети частота переменного тока 50 герц (Hz), то направление движения электронов за 1 секунду поменяется 100 раз. Таким образом + и - в нашей розетке меняются местами сто раз в секунду (именно поэтому мы можем воткнуть электрическую вилку в розетку "вверх ногами" и все будет работать).
     

  Переменное напряжение в нашей бытовой розетке изменяется по синусоидальному закону. Что это значит? Напряжение от нуля увеличивается до положительного амплитудного значения (положительный максимум), потом уменьшается до нуля и продолжает уменьшаться дальше - до отрицательного амплитудного значения (отрицательный максимум), затем снова увеличивается, переходя через ноль и возвращается к положительному амплитудному значению.

  Говоря другими словами, при переменном токе постоянно меняется его заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Получается, что за секунду электроны 100 раз меняют направление своего движения и свою полярность, с положительной на отрицательную (помните, что их частота составляет 50 герц - 50 периодов или колебаний в секунду?).

Постоянный и переменный ток (напряжение)
 

  Первые электрические сети были постоянного тока. С этим было связано несколько проблем, одна из них - сложность конструкции самого генератора. А генератор переменного тока обладает более простой конструкцией, а потому прост и дешев в эксплуатации.

  Дело в том, что одинаковую мощность можно передать высоким напряжением и маленьким током или наоборот: низким напряжением и большим током. Чем больше ток, тем больше нужно сечение провода, т.е. провод должен быть толще. Для напряжения толщина провода не важна, были бы изоляторы хорошие. Переменный ток (в отличие от постоянного) просто легче преобразовывать.

  И это - удобно. Так по проводу относительно небольшого сечения электростанция может отправить пятьсот тысяч (а иногда и до полутора миллионов) вольт энергии при токе в 100 ампер практически без потерь. Потом, например, трансформатор городской подстанции "заберет" 500 000 вольт при токе в 10 ампер и "отдаст" в городскую сеть 10 000 вольт при 500 амперах. А районные подстанции уже преобразуют это напряжение в 220/380 вольт при токе порядка 10 000 ампер, для нужд жилых и промышленных кварталов города.

  Разумеется схема упрощена и имеется в виду вся совокупность районных подстанций в городе, а не какая-то конкретно.

  Персональный компьютер (ПК) работает по схожему принципу, но - в обратную сторону. Он преобразует переменный ток в постоянный а затем, при помощи блока питания, понижает его напряжение до значений, необходимых для работы всех компонентов внутри корпуса компьютера.

  В конце 19-го века всемирная электрификация вполне могла пойти и другим путем. Томас Эдисон (считается, что именно он изобрел одну из первых коммерчески успешных ламп накаливания) активно продвигал свою идею постоянного тока. И если бы не исследования другого выдающегося человека, доказавшего эффективность тока переменного, то все могло бы быть по другому.

  Гениальный серб Никола Тесла (некоторое время работавший у Эдисона), первым спроектировал и построил генератор многофазного переменного тока, доказав его эффективность и преимущество по сравнению с аналогичными разработками, работавшими с постоянным источником энергии.

  Сейчас давайте рассмотрим "места обитания" постоянного и переменного тока. Постоянный, например, находится в нашем телефонном аккумуляторе или батарейках. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в местах его хранения (аккумуляторах).

   Источники постоянного напряжения это:

  1. обычные батарейки применяемые в различных приборах (фонарики, плееры, часы, тестеры и т.д.)
  2. различные аккумуляторы (щелочные, кислотные и т. п.)
  3. генераторы постоянного тока
  4. другие специальные устройства, например: выпрямители, преобразователи
  5. аварийные источники энергии (освещение)


  Например, городской электротранспорт работает на постоянном токе напряжением в 600 Вольт (трамваи, троллейбусы). Для метрополитена оно выше - 750-825 Вольт.

   Источники переменного напряжения:

  1. генераторы
  2. различные преобразователи (трансформаторы)
  3. бытовые электросети (домашние розетки)
     

  О том, как и чем измерять постоянное и переменное напряжение мы с Вами говорили вот в этой статье, а напоследок (всем тем кто дочитал статью до конца) хочу рассказать небольшую историю. Озвучил ее мне мой шеф, а я перескажу с его слов. Уж больно она к нашей сегодняшней теме подходит!

  Поехал он как-то в служебную командировку с нашими директорами в соседний город. Налаживать дружественные отношения с тамошними IT-шниками :) А сразу возле трассы там такое замечательное местечко есть: родник с чистой водой. Возле все обязательно останавливаются и воду набирают. Это, своего рода, уже традиция.

  Местные власти, решив облагородить данное место, сделали все по последнему слову техники: вырыли сразу под родничком большую прямоугольную яму, обложили ее ярким кафелем, перелив сделали, подсветку светодиодную, бассейн получился. Дальше - больше! Сам родник "упаковали" в крапленую гранитную крошку, придали ему благородную форму, иконку над жерлом под стекло вмуровали - святое место, значится!

  И последний штрих - поставили систему подачи воды на фотоэлементе. Получается, что бассейн всегда наполнен и в нем "булькает", а чтобы набрать воду непосредственно из родничка, нужно поднести руки с сосудом к фотоэлементу и оттуда - "проистекает" :)

  Надо сказать, что по дороге к источнику наш шеф рассказывал одному из директоров, как это круто: новые технологии, вайфай, фотоэлементы, сканирование по сетчатке глаза и т.д. Директор был классическим технофобом, поэтому придерживался противоположного мнения. И вот, подъезжают они к родничку, подносят руки куда следует, а вода не течет!

  Они и так, и сяк, а результата - ноль! Оказалось, что тупо не было напряжения в электрической сети, которая питала эту шайтан-систему :) Директор был "на коне"! Отпустил несколько "контрольных" фраз по поводу всех этих п...х технологий, таких же п...х элементов, всех машин вообще и данной конкретной в частности. Зачерпнул канистрой прямо из бассейна и пошел в машину!

  Вот и получается, мы можем настроить все что угодно, "поднять" навороченный сервер, предоставить лучший и востребованный сервис, но, все равно, самый главный человек - это дядя Вася-электрик в ватнике, который одним движением руки может организовать полный skipped всей этой технической мощи и изяществу :)

  Так что помните: главное - качественное электропитание. Хороший серверный UPS (источник бесперебойного питания) и стабильное напряжение в розетках, а все остальное - приложится :)

  На сегодня у нас - все и до следующих статей. Берегите себя! Ниже - небольшое видео по теме статьи.




Понравилась статья? Нажмите на кнопки ниже или
оставьте свой комментарий внизу страницы !
 

Василёк
Добрый день! Объясните, пожалуйста, физический смысл фазы в наших сетях (там где 2 провода).

Верно ли я понимаю, что один из проводников создаёт сначала положительную разность потенциалов с условно нейтральным 2-м проводником (как бы толкает ток от себя на нейтральный), а потом отрицательную (тянет ток на себя) и так 50 раз в секунду


[Ответить]
John
В электросетях, построенных с использованием нуля (TN-C, TN-S, TN-CS), "фаза" - это незаземлённый проводник, а "ноль" или "нейтраль" - соответственно заземлённый.

"Верно ли я понимаю, что один из проводников создаёт..."
Ничего сами проводники не создают. Ток в вашей розетке обеспечивает трансформатор на подстанции.  :)
Но, да. Можно сказать, что направление тока в бытовой электросети меняется 100 раз в секунду.

[Ответить]
Солбон
спасибо

[Ответить]
Кахович Андрей
Пожалуйста.

[Ответить]
Elena
Obiasnite pojaluista, cto oznacaet elektriceskii potencial, himiceskii potencial i elektrohimiceskii potencial.

[Ответить]
John
Елена, я не могу и никто не сможет объяснить это в двух словах. Это физика уровня хорошего советского ВУЗа.
Я проверил, информации по этим темам в интернете очень много, Google вам в помощь и не зацикливайтесь на Википедии, там далеко не лучшие объяснения.
Кстати, электрические и электрохимические потенциалы обзорно рассматривают и в школьном курсе. По крайней мере 20-25 лет назад точно изучали.

[Ответить]
Валентина
Интересно и доходчиво изложено. Спасибо!

[Ответить]
Кахович Андрей
Пожалуйста!

[Ответить]
Максим
Сколько не вчитывался, такое ощущение, что выделенные фрагменты (см. ссылку) не могут иметь место одновременно

https://yadi.sk/i/HLGyASyjdCBdL

[Ответить]
Кахович Андрей
Поправил, спасибо за подсказку, Максим!

[Ответить]
John
Да, в первом фрагменте ошибка. При частоте переменного тока 50 Гц, направление движения электронов меняется 100 раз в секунду.

[Ответить]
Владимир
Источником Тока является Разность Потенциалов! Есть Разность, этих самых, Потенциалов, есть Ток!
Хотите получить Током , создайте Разность Потенциалов!
Нулевой Потенциал принимается условно. Есть только Разность Потенциалов. А, вот, с изменением Разности Потенциалов ведет борьбу Ток! Проводник, в отличчии от диэлектрика, стремиться к РавноПотенциальности.
Хотите оценить Ток,оцените Разность Потенциалов.

[Ответить]
John
Разность потенциалов это напряжение. Напряжение на участке цепи и сопротивление этого участка цепи определяют силу тока в этой цепи.

"Нулевой Потенциал принимается условно. Есть только Разность Потенциалов."
Согласен.

[Ответить]
John
Да, и ещё. Позабавили вы меня фразой "Проводник, в отличчии от диэлектрика, стремиться к РавноПотенциальности." Абсолютных диэлектриков в природе не существует, бывают плохие проводники, стекло или вакуум, например. Их и называют диэлектриками. И куда может стремиться проводник? Как у Курёхина: "При Стремлении А к группе Л-вторых"?

[Ответить]
Алексей
Где то заземление не требуется а где то важно и ноль и заземление и дополнительные фазы!Например на ПК вилка с тремя контактами где два из них сетевые то есть фаза и ноль,а третий заземление,которое защищает вас от нежелательной наводки напряжения на корпус или хотя бы от простого попадания фазы на корпус в случае повреждения системы питания или шнура

[Ответить]
John
Углубленное и расширенное дополнение к теме про электричество пишется. Если вас интересуют какие-то конкретные вопросы, озвучьте их. Постараюсь дать на них ответ в статье.
Прада, это не совсем в тему сайта, но если администратор не будет возражать, то почему бы и нет.

[Ответить]
Кахович Андрей
Думаю, администратор возражать не будет (я с ним договорюсь)   !;)

[Ответить]
Володя_(електрик)
якшо на рахунок вилки.в залежності від кількості фаз.наявності зазамлення.наявності плавкого запобіжника.
Якшо є бажання адміна можу допомогти зі статею на рахунок цієї теми...

[Ответить]
Владимир
Хм... я уверен, что среди нас есть профессиональные электрики.
И я бы не против поучиться у них и узнать... есть вилки на два, на три, на четыре и даже на пять штырьков, для чего и почему... в принципе заголовок темы есть, а значит и тема для статьи-урока тоже.

[Ответить]
Алексей
Ну с вилками проще некуда!Два штырька это фаза и ноль обычная сеть 220 вольт!Три штырька это та же сеть только добавляется заземление,четыре штырька это три фазы и земля!Ну а пять три фазы + ноль и плюс земля :)
Просто все эти дополнительные девайсы применяются по назначению!

[Ответить]
Владимир
Вот я и хачю постичь эти назначения. Земля и фазы мне знакомы а даааальше  ?)

[Ответить]
Алексей
А что конкретно интересует?
Для начала самые главные правила электрика:
1 Снять напряжение (обесточить)
2 Проверить отсутствие напряжения
3 Провести мероприятия, предотвращающие включение (самопроизвольное или чьими то шаловливыми ручками) комутационной аппаратуры (блокировка, запереть на замок, вывесить плакат).

[Ответить]

Страницы: [1]

Оставить комментарий

Ваше имя:

Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить


Поиск по сайту

ФОРУМ нашего сайта !

Ресурсы по теме !