Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока

Электрический ток— это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц: электронов в металлах, в электролитах — ионов, а в газах — электронов и ионов. Электрический ток может быть будто постоянным, так и переменным.

Дефиниция постоянного электрического тока, его источники

Непрерывный ток ( DC, по-английски Direct Current) — это электрический ток, у которого  свойства и курс не меняются с течением времени. Обозначается непрерывный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Непрерывный ток используется в автомобилях и в домах, в многочисленных электронных приборах: ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. д. Перемеренный электрический ток  из розетки преобразуется в непрерывный при помощи блока питания или трансформатора напряжения с выпрямителем.

Любой электроинструмент, конструкция или прибор, работающие от батареек этак же являются потребителями постоянного тока , потому что батарея или аккумулятор- это исключительно источники постоянного тока, какой при необходимости преобразуется  в переменный с использованием специальных преобразователей (инверторов).

Принцип работы переменного тока

Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического токаПеременный ток  (AC по-английски Alternating Current)- это электрический ток, какой изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах условно обозначается отрезком синусоиды « ~ ».
Порой после синусоиды могут указываться характеристики переменного тока — частота, усилие, число фаз.

Переменный ток может быть будто одно- , так и  трёхфазным, для которого мгновенные значения тока и напряжения меняются по гармоническому закону.

Основные характеристики переменного тока — действующее смысл напряжения и частота.

Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока

Обратите внимание, будто на левом графике для однофазного тока меняется курс и величина напряжения с переходом в ноль за этап времени Т, а на втором графике для трехфазного тока существует смещение трех синусоид на одну третью периода. На правом графике 1 фаза обозначена буквой «а», а вторая буквой «б». Неплохо известно, что в домашней розетке 220 Вольт. Однако мало кто знает, что это действующие смысл переменного напряжения, но амплитудное или максимальное смысл будет больше на корень из двух, т.е будет равно 311 Вольт.

Таким образом, если у постоянного тока размер напряжения и направление не изменяются в течении времени, то у переменного тока- усилие постоянно меняется по величине и направлению (график ниже нуля это обратное курс).

И так мы подошли к понятию частота— это касательство числа полных циклов  (периодов) к единице времени периодически меняющегося  электрического тока. Измеряется в Герцах. У нас и в Европе частота равна 50 Герцам, в США- 60 Гц.

Что означает частота 50 Герц? Она означает, что у нас переменный ток меняет свое курс на противоположное и обратно (отрезок Т- на графике) 50 один за секунду!

Источниками переменного тока являются все розетки в доме и все то, что подключено напрямую проводами или кабелями  к электрощиту. У многих возникает проблема: а почему  в розетке не непрерывный ток? Ответ прост. В сетях переменного тока легко и с минимальными потерями преобразовывается размер напряжения до необходимого уровня при помощи трансформатора в любых объемах. Усилие необходимо увеличивать для возможности передачи электроэнергии на большие расстояния с наименьшими потерями в промышленных масштабах. Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока С электростанции, где стоят мощные электрогенераторы, выходит усилие величиной 330 000-220 000 Вольт, дальше возле нашего дома на трансформаторной подстанции оно преобразуется с величины 10 000 Вольт в трехфазное усилие 380 Вольт, которое и приходит в многоквартирный дом, а к нам в квартиру приходит однофазное усилие, т. к. между фазой и нулем или землей усилие равняется 220 В, а между разноименными фазами в электрощите 380 Вольт.

И еще одним из важных достоинств переменного напряжения является то, что асинхронные электродвигатели переменного тока конструктивно проще и работают гораздо надежнее, чем двигатели постоянного тока.

Будто переменный ток сделать постоянным

Для потребителей, работающих на постоянном токе- переменный преобразуется при помощи  выпрямителей.

  1. Первоначальный этап преобразования— это подключение диодного моста, состоящего из 4 диодов достаточной мощности (на рисунке ниже), какой срезает верхние границы переменных синусоид или делает ток однонаправленным.Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока
  2. Другой этап— это подключение параллельно на выход с диодного мостика конденсатора или сглаживающего фильтра, какой исправляет провалы между пиками синусоид. Обратите внимание, будто выглядит синусоида после прохождения чрез диодный мост (на рисунке выделена зеленным цветом).

    Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического тока

    И будто уменьшаются пульсации (изменения напряжения) после подключения конденсатора- на рисунке выделено синим цветом.

  3. Дальше при необходимости для уменьшения уровня пульсаций,  дополнительно могут применяются стабилизаторы тока или  напряжения.

Преобразователь постоянного тока в переменный

Принцип работы, отличия постоянного от переменного электрического токаЕсли с преобразованием переменного тока в непрерывный не возникает сложностей, то со обратным преобразованием все гораздо сложнее. В домашних условиях для этого используется инвертор — это генератор периодического напряжения из постоянного, по форме приближённого к синусоиде.

Инвертор технически сложное конструкция, поэтому и цены на него не маленькие. Стоимость зависит напрямую от выходной максимальной мощности переменного тока.

Будто правило, преобразование постоянного тока требуется в редких случаях. Так, для подключения от бортовой электросети автомобиля домашних электроприборов, инструмента и т. п. в походе, на даче и т. д.

Что такое фаза, ноль, заземление читайте в следующей нашей статье.

About Alexey

Leave a Reply