Τι είδους ρεύμα ονομάζεται σταθερό; Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι συνεχές και εναλλασσόμενο. Η διαφορά μεταξύ συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος. Η πρίζα έχει συνεχές ή εναλλασσόμενο ρεύμα;

Το ίδιο το ηλεκτρικό ρεύμα δεν είναι τίποτα άλλο από την ομαλή κίνηση όλων των φορτισμένων σωματιδίων σε αέρια, ηλεκτρολύτες και μεταλλικά αντικείμενα. Αυτά τα στοιχεία που φέρουν ένα ορισμένο φορτίο περιλαμβάνουν ιόντα και ηλεκτρόνια. Σήμερα θα προσπαθήσουμε να διευκρινίσουμε τι το εναλλασσόμενο ρεύμα διαφέρει από το συνεχές ρεύμα, γιατί στην πράξη συναντά κανείς συχνά και τους δύο τύπους.

Χαρακτηριστικά DC

Direct Current ή DC στα αγγλικά σημαίνει μια παρόμοια ποικιλία, η οποία έχει την εγγενή ιδιότητα να μην αλλάζει τις παραμέτρους της σε οποιαδήποτε χρονική περίοδο. Μια μικρή οριζόντια γραμμή ή δύο παράλληλες γραμμές με ένα γραμμικό σχέδιο μιας από αυτές είναι μια γραφική αναπαράσταση συνεχούς ρεύματος.

Πεδίο εφαρμογής: οι περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές, συμπεριλαμβανομένου του εξοπλισμού υπολογιστών, τηλεοράσεων και gadget, χρησιμοποιούνται σε οικιακά δίκτυα και αυτοκίνητα. Για τη μετατροπή του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα στην περιοχή εξόδου, χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές τάσης με ανορθωτές ή εξειδικευμένα τροφοδοτικά.

Ένα κοινό παράδειγμα κατανάλωσης DC είναι σχεδόν όλα τα ηλεκτρικά εργαλεία που λειτουργούν με μπαταρίες. Η συσκευή μπαταρίας παραμένει σε κάθε περίπτωση μια σταθερή πηγή ενέργειας. Η μετατροπή σε μεταβλητή επιτυγχάνεται, εάν είναι απαραίτητο, με τη βοήθεια μετατροπέων - ειδικών στοιχείων.

Ποια είναι η αρχή λειτουργίας του εναλλασσόμενου ρεύματος

Η αγγλική συντομογραφία AC (Alternating Current) υποδηλώνει ένα ρεύμα που αλλάζει την κατεύθυνση και το μέγεθός του σε χρονικές περιόδους. Το ημιτονοειδές τμήμα "~" είναι η συμβατική του σήμανση σε συσκευές. Χρησιμοποιείται επίσης η εφαρμογή μετά από αυτό το εικονίδιο και άλλα χαρακτηριστικά.

Παρακάτω είναι ένα σχήμα με τα κύρια χαρακτηριστικά αυτού του τύπου ρεύματος - ονομαστική συχνότητα και τάση λειτουργίας.

Πρέπει να σημειωθούν τα χαρακτηριστικά της αλλαγής στο αριστερό γράφημα, που έγινε για μονοφασικό ρεύμα, στο μέγεθος και την κατεύθυνση της τάσης με τη μετάβαση στο μηδέν σε μια ορισμένη χρονική περίοδο T. Για το ένα τρίτο της περιόδου, τρία ημιτονοειδή μετατοπίζονται για ένα τριφασικό ρεύμα σε ένα άλλο γράφημα.

Τα σημάδια "a" και "b" υποδεικνύουν τις φάσεις. Οποιοσδήποτε από εμάς έχει μια ιδέα για την παρουσία 220V σε μια κανονική πρίζα. Αλλά για πολλούς θα είναι μια ανακάλυψη ότι η μέγιστη ή αλλιώς αποκαλούμενη τιμή πλάτους είναι μεγαλύτερη από την ενεργητική τιμή κατά ένα ποσό ίσο με τη ρίζα του δύο και είναι 311 Volt.

Προφανώς, στην περίπτωση του συνεχούς ρεύματος, οι παράμετροι κατεύθυνσης και τάσης παραμένουν αμετάβλητες, αλλά για το εναλλασσόμενο ρεύμα, παρατηρείται μετασχηματισμός αυτών των μεγεθών. Στο σχήμα, η αντίθετη κατεύθυνση είναι η περιοχή του γραφήματος κάτω από το μηδέν.

Ας περάσουμε στη συχνότητα. Αυτή η έννοια σημαίνει την αναλογία περιόδων (πλήρης κύκλους) προς μια συμβατική μονάδα χρόνου. Αυτός ο δείκτης μετριέται σε Hertz. Η τυπική ευρωπαϊκή συχνότητα είναι 50, στις ΗΠΑ το ισχύον πρότυπο είναι 60G.

Αυτή η τιμή δείχνει τον αριθμό των αλλαγών στην κατεύθυνση του ρεύματος σε ένα δευτερόλεπτο προς το αντίθετο και την επιστροφή στην αρχική κατάσταση.

Εναλλασσόμενο ρεύμα υπάρχει στο συνεχές ρεύμα και στις πρίζες. Για ποιο λόγο δεν υπάρχει συνεχές ρεύμα εδώ; Αυτό γίνεται για να είναι δυνατή η λήψη της απαιτούμενης τάσης σε οποιαδήποτε ποσότητα με τη χρήση μετασχηματιστών χωρίς σημαντικές απώλειες. Αυτή η τεχνική παραμένει ο καλύτερος τρόπος μετάδοσης ισχύος σε βιομηχανική κλίμακα σε σημαντικές αποστάσεις με ελάχιστες απώλειες.

Η ονομαστική τάση, η οποία τροφοδοτείται από ισχυρές γεννήτριες σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, στην έξοδο είναι περίπου 330.000-220.000 Volt. Σε έναν υποσταθμό που βρίσκεται στην περιοχή κατανάλωσης, η τιμή αυτή μετατρέπεται σε 10.000V με μετάβαση σε τριφασική έκδοση 380 Volt. και το διαμέρισμά σας λαμβάνει μονοφασική τάση. Η τάση μεταξύ μηδέν και φάσης θα είναι 220 V και στην ασπίδα μεταξύ διαφορετικών φάσεων ο παρόμοιος δείκτης είναι 380 Volt.

Οι ασύγχρονοι κινητήρες που λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα είναι πολύ πιο αξιόπιστοι και έχουν απλούστερο σχεδιασμό από τους αντίστοιχους συνεχούς ρεύματος.

Μετατροπή AC σε DC

Για έναν τέτοιο μετασχηματισμό, η βέλτιστη μέθοδος είναι η χρήση ανορθωτών:

• Η σύνδεση της γέφυρας διόδου είναι το πρώτο βήμα σε αυτή τη διαδικασία. Ο σχεδιασμός 4 διόδων με την απαιτούμενη ισχύ συμβάλλει στη διαδικασία αποκοπής των άνω ορίων των ήδη γνωστών εναλλασσόμενων ημιτονοειδών. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται μονοκατευθυντικό ρεύμα.

Οι αλλαγές που προκύπτουν από μειωμένο κυματισμό εμφανίζονται με μπλε χρώμα.

• εγκαθίστανται για να μειώσουν το επίπεδο λειτουργίας των παλμών εάν είναι απαραίτητο.

Μετατροπέας DC σε AC

Σε αυτή την περίπτωση, η διαδικασία φαίνεται αρκετά περίπλοκη. Ένας μετατροπέας είναι μια τυπική τεχνική στην καθημερινή ζωή, είναι μια γεννήτρια περιοδικής τάσης που λαμβάνεται από μια σταθερή τάση κοντά σε ένα ημιτονοειδές κύμα.

Οι υψηλές τιμές για μια τέτοια συσκευή οφείλονται στην πολυπλοκότητα του σχεδιασμού. Το κόστος καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από το μέγιστο ρεύμα εξόδου.

Χρησιμοποιείται σε μάλλον σπάνιες περιπτώσεις. Για παράδειγμα, εάν είναι απαραίτητο να συνδέσετε κάποιο εργαλείο ή συσκευές στο ηλεκτρικό δίκτυο του αυτοκινήτου.

Οδηγίες

Αρχικά, ας καταλάβουμε τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα. Η κατευθυνόμενη κίνηση () των φορτισμένων σωματιδίων ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα. Στο εναλλασσόμενο ρεύμα ενός αγωγού, διέρχονται διαφορετικές ποσότητες φορτισμένων σωματιδίων σε ίσα χρονικά διαστήματα. Σε μια σταθερά, ο αριθμός αυτών των σωματιδίων για τον ίδιο χρόνο είναι πάντα ισοδύναμος.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα αλλάζει συνεχώς την ισχύ, το μέγεθος ή την κατεύθυνσή του. Και αυτές οι αλλαγές είναι πάντα περιοδικές, επαναλαμβάνονται δηλαδή σε τακτά χρονικά διαστήματα. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τη μεταβλητή ρεύμαη μπαταρία δεν μπορεί να φορτιστεί ή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τέτοιους τεχνικούς σκοπούς.

Σε αντίθεση με το μόνιμο ρεύμα, η μεταβλητή έχει πολλές πρόσθετες έννοιες: - περίοδος - η προσωρινή τιμή της ολοκλήρωσης ενός πλήρους κύκλου μεταβλητών δεικτών ρεύμα; μισός κύκλος και συχνότητα (αριθμός κύκλων για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο - πλάτος - η υψηλότερη τιμή της μεταβλητής). ρεύμα;- στιγμιαία αξία – αξία ρεύμασε μια δεδομένη χρονική στιγμή.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι πιο συνηθισμένο και ευρέως χρησιμοποιούμενο. Είναι πιο εύκολο να το μετατρέψετε σε εναλλασσόμενο ρεύμα διαφορετικής τάσης, για να αλλάξετε την τάση στα δίκτυα ανάλογα με τις απαραίτητες ανάγκες. Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας μετασχηματιστή. Μετασχηματιστής - μια συσκευή που μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα μιας τάσης στο ίδιο ρεύμα, αλλά διαφορετικής τάσης στην ίδια συχνότητα ρεύμα.

Η λοβιακή πνευμονία ξεκινά οξεία, πιο συχνά μετά από σοβαρή υποθερμία. Η θερμοκρασία φτάνει τους 39-40 βαθμούς, ο ασθενής έχει σοβαρά ρίγη. Ο πόνος εμφανίζεται αμέσως κατά την αναπνοή και από τον προσβεβλημένο πνεύμονα. Ο βήχας συνοδεύεται από την απελευθέρωση πυώδους, παχύρρευστου πτυέλου από το αίμα. Η κατάσταση του ασθενούς είναι σοβαρή. Η αναπνοή είναι ρηχή, γρήγορη, με φούντωμα των φτερών της μύτης. Η προσβεβλημένη πλευρά του στήθους υστερεί αισθητά σε σχέση με την υγιή πλευρά κατά την αναπνοή.

Στον πλανήτη Γη σήμερα, το 98% του συνόλου της ηλεκτρικής ενέργειας παράγεται από γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος. Ένα τέτοιο ρεύμα είναι αρκετά εύκολο να παραχθεί και να μεταδοθεί σε μεγάλες αποστάσεις. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα και η τάση μπορούν επανειλημμένα να αυξηθούν και να μειωθούν - μετασχηματιστούν. Η εργασία δεν γίνεται με τάση, αλλά με ρεύμα. Επομένως, όσο χαμηλότερη είναι η τιμή του, τόσο μικρότερες είναι οι απώλειες στα καλώδια.

Πολλοί χρήστες πιστεύουν ότι χρησιμοποιείται μόνο εναλλασσόμενο ρεύμα με τάση 220V και συχνότητα 50Hz. Αυτό ισχύει μόνο για τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, τους ηλεκτρικούς κινητήρες σε ηλεκτρικές σκούπες και τα ψυγεία.

Σε κάθε σύνθετη οικιακή συσκευή που τροφοδοτείται από δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος, υπάρχουν εξαρτήματα που λειτουργούν σε σταθερή τάση με διαφορετικές τιμές. Είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθεί ποιες μπορεί να είναι αυτές οι τιμές. Επομένως, όλοι οι καταναλωτές στην πρίζα έχουν εναλλασσόμενο ρεύμα της ίδιας συχνότητας και τάσης.

D.C

Αν και το μερίδιο της παραγωγής συνεχούς ρεύματος είναι μόνο 2%, η αξία της είναι αρκετά μεγάλη. Το συνεχές ρεύμα παράγεται από γαλβανικές κυψέλες, μπαταρίες, θερμοστοιχεία και ηλιακούς συλλέκτες.

Τα ηλιακά πάνελ γίνονται ένας πολλά υποσχόμενος τομέας ενέργειας σήμερα, όταν το ζήτημα της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι οξύ.

Το συνεχές ρεύμα τροφοδοτεί κινητήρες ατμομηχανών στις σιδηροδρομικές μεταφορές και χρησιμοποιείται στο εποχούμενο δίκτυο αεροσκαφών και αυτοκινήτων.

Υπάρχουν όλο και περισσότερα ηλεκτρικά και υβριδικά αυτοκίνητα στους δρόμους των σύγχρονων πόλεων. Για την επαναφόρτιση των μπαταριών τους κατασκευάζονται σταθμοί που παρέχουν τις ανάγκες τους σε συνεχές ρεύμα.

Τι είδους πρίζες πρέπει να υπάρχουν;

Οι διαστάσεις των πριζών, ο τύπος τους, το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται εξαρτώνται κατά κύριο λόγο από τον σκοπό των πριζών, τα ρεύματα και τις τάσεις για τις οποίες έχουν σχεδιαστεί. Οι συσκευές που λειτουργούν με σταθερή τάση έχουν πολωμένα βύσματα. Επομένως, οι υποδοχές για αυτά πρέπει να είναι πολωμένες. Τότε ακόμη και ένας άπειρος χρήστης δεν θα μπορεί να μπερδέψει πού είναι το "+" και το "-".

Το εναλλασσόμενο ρεύμα σε ένα κύκλωμα είναι μια ηλεκτρική ροή φορτισμένων σωματιδίων, της οποίας η κατεύθυνση και η ταχύτητα αλλάζουν περιοδικά με την πάροδο του χρόνου σύμφωνα με έναν ορισμένο νόμο.

Οδηγίες

Ανατρέξτε στις γενικότητες ενός ηλεκτρικού κυκλώματος που περιγράφονται στο σχολικό σας εγχειρίδιο. Εκεί θα δείτε ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα, η τιμή του οποίου ποικίλλει σύμφωνα με έναν ημιτονοειδές ή συνημιτονικό νόμο. Αυτό σημαίνει ότι το μέγεθος του ρεύματος σε ένα δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος ποικίλλει σύμφωνα με το νόμο του ημιτονοειδούς ή συνημιτόνου. Αυστηρά μιλώντας, αυτό αντιστοιχεί στο ρεύμα που ρέει σε ένα οικιακό ηλεκτρικό δίκτυο. Ωστόσο, η ημιτονικότητα του ρεύματος δεν είναι ένας γενικός ορισμός του εναλλασσόμενου ρεύματος και δεν εξηγεί πλήρως τη φύση της ροής του.

Σχεδιάστε ένα γράφημα ημιτονοειδούς κύματος σε ένα κομμάτι χαρτί. Από αυτό το γράφημα μπορεί να φανεί ότι η τιμή της ίδιας της συνάρτησης, που εκφράζεται από την τρέχουσα ισχύ σε αυτό το πλαίσιο, αλλάζει από θετική τιμή σε αρνητική τιμή. Επιπλέον, ο χρόνος μετά τον οποίο αλλάζει το πρόσημο είναι πάντα ο ίδιος. Αυτός ο χρόνος ονομάζεται περίοδος των ταλαντώσεων του ρεύματος και ο αντίστροφος του χρόνου ονομάζεται συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος. Για παράδειγμα, η συχνότητα του οικιακού εναλλασσόμενου ρεύματος είναι 50 Hz.

Λάβετε υπόψη ότι το πρόσημο της λειτουργίας αλλάζει φυσικά. Στην πραγματικότητα, αυτό σημαίνει μόνο ότι κάποια στιγμή το ρεύμα αρχίζει να ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση. Επιπλέον, εάν ο νόμος της αλλαγής είναι ημιτονοειδής, τότε η αλλαγή στην κατεύθυνση της κίνησης δεν συμβαίνει απότομα, αλλά με σταδιακό φρενάρισμα. Εξ ου και η έννοια του εναλλασσόμενου ρεύματος, και η κύρια διαφορά του από το συνεχές ρεύμα, το οποίο ρέει πάντα προς την ίδια κατεύθυνση και έχει σταθερή τιμή. Όπως είναι γνωστό, η κατεύθυνση του ρεύματος καθορίζεται από την κατεύθυνση των θετικά φορτισμένων σωματιδίων στο κύκλωμα. Έτσι, σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, τα φορτισμένα σωματίδια μετά από ορισμένο χρόνο αλλάζουν την κατεύθυνση της κίνησής τους προς το αντίθετο.

Παρά το γεγονός ότι το ηλεκτρικό ρεύμα είναι αναπόσπαστο μέρος της σύγχρονης ζωής, πολλοί χρήστες δεν γνωρίζουν καν βασικές πληροφορίες για αυτό. Σε αυτό το άρθρο, παρακάμπτοντας το βασικό μάθημα της φυσικής, θα εξετάσουμε πώς το συνεχές ρεύμα διαφέρει από το εναλλασσόμενο ρεύμα, καθώς και πώς χρησιμοποιείται σε σύγχρονες οικιακές και βιομηχανικές συνθήκες.

Σε επαφή με

Διαφορά στους τρέχοντες τύπους

Δεν θα εξετάσουμε ποιο είναι το ρεύμα εδώ, αλλά θα προχωρήσουμε αμέσως στο κύριο θέμα του άρθρου. Το εναλλασσόμενο ρεύμα διαφέρει από το συνεχές ως προς το ότι αλλάζει συνεχώς την κατεύθυνση της κίνησης και το μέγεθός της.

Οι αλλαγές αυτές πραγματοποιούνται σε περιόδους ίσων χρονικών διαστημάτων. Για τη δημιουργία ενός τέτοιου ρεύματος, χρησιμοποιούνται ειδικές πηγές ή γεννήτριες που παράγουν ένα εναλλασσόμενο EMF (ηλεκτροκινητική δύναμη), το οποίο αλλάζει τακτικά.

Το βασικό κύκλωμα της αναφερόμενης συσκευής για την παραγωγή εναλλασσόμενου ρεύματος είναι αρκετά απλό. Πρόκειται για ένα ορθογώνιο πλαίσιο κατασκευασμένο από χάλκινα σύρματα, το οποίο συνδέεται σε έναν άξονα και στη συνέχεια περιστρέφεται στο πεδίο ενός μαγνήτη χρησιμοποιώντας έναν ιμάντα κίνησης. Οι άκρες αυτού του πλαισίου είναι συγκολλημένες σε χάλκινους δακτυλίους επαφής που γλιστρούν απευθείας πάνω από τις πλάκες επαφής, περιστρέφοντας ταυτόχρονα με το πλαίσιο.

Υπό την προϋπόθεση ενός ομοιόμορφου ρυθμού περιστροφής, αρχίζει να προκαλείται ένα EMF, το οποίο αλλάζει περιοδικά. Είναι δυνατή η μέτρηση του EMF που δημιουργείται στο πλαίσιο με μια ειδική συσκευή. Χάρη στην εμφάνιση, είναι δυνατός ο προσδιορισμός του μεταβλητού EMF και μαζί του το εναλλασσόμενο ρεύμα.

Στη γραφική εκτέλεση, αυτές οι ποσότητες απεικονίζονται τυπικά με τη μορφή κυματοειδούς ημιτονοειδούς. Η έννοια του ημιτονοειδούς ρεύματος αναφέρεται συχνά σε εναλλασσόμενο ρεύμα, καθώς αυτός ο τύπος αλλαγής ρεύματος είναι ο πιο συνηθισμένος.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι ένα αλγεβρικό μέγεθος και η τιμή του σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή ονομάζεται στιγμιαία τιμή. Το ίδιο το πρόσημο του εναλλασσόμενου ρεύματος καθορίζεται από την κατεύθυνση στην οποία ρέει το ρεύμα σε μια δεδομένη στιγμή. Επομένως, το πρόσημο μπορεί να είναι θετικό ή αρνητικό.

Τρέχοντα χαρακτηριστικά

Για μια συγκριτική αξιολόγηση όλων των πιθανών εναλλασσόμενων ρευμάτων, ονομάζονται κριτήρια Παράμετροι AC, μεταξύ των οποίων:

• περίοδος;
• εύρος;
• συχνότητα;
• κυκλική συχνότητα.

Μια περίοδος είναι μια χρονική περίοδος κατά την οποία εμφανίζεται ένας πλήρης κύκλος τρέχουσας αλλαγής. Το πλάτος είναι η μέγιστη τιμή. Η συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος ήταν ο αριθμός των ολοκληρωμένων περιόδων σε 1 δευτερόλεπτο.

Οι παράμετροι που αναφέρονται παραπάνω καθιστούν δυνατή τη διάκριση διαφορετικών τύπων εναλλασσόμενων ρευμάτων, τάσεων και EMF.

Κατά τον υπολογισμό της αντίστασης διαφορετικών κυκλωμάτων στο εναλλασσόμενο ρεύμα, επιτρέπεται η σύνδεση μιας άλλης χαρακτηριστικής παραμέτρου που ονομάζεται γωνιακή ή κυκλική συχνότητα. Αυτή η παράμετρος καθορίζεται από την ταχύτητα περιστροφής του προαναφερθέντος πλαισίου σε μια ορισμένη γωνία σε ένα δευτερόλεπτο.

Σπουδαίος!Θα πρέπει να καταλάβετε τη διαφορά μεταξύ ρεύματος και τάσης. Η θεμελιώδης διαφορά είναι γνωστή: το ρεύμα είναι μια ποσότητα ενέργειας και η τάση ονομάζεται μέτρο.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα πήρε το όνομά του επειδή η κατεύθυνση της κίνησης των ηλεκτρονίων αλλάζει συνεχώς, όπως και το φορτίο. Έχει διαφορετικές συχνότητες και ηλεκτρικές τάσεις.

Αυτό είναι το διακριτικό χαρακτηριστικό από το συνεχές ρεύμα, όπου η κατεύθυνση της κίνησης των ηλεκτρονίων παραμένει αμετάβλητη. Εάν η αντίσταση, η τάση και το ρεύμα είναι σταθερά και το ρεύμα ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση, τότε ένα τέτοιο ρεύμα είναι σταθερό.

Για τη διέλευση συνεχούς ρεύματος στα μέταλλα, είναι απαραίτητο η πηγή σταθερής τάσης να κλείνει πάνω της χρησιμοποιώντας έναν αγωγό, που είναι το μέταλλο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μια πηγή χημικής ενέργειας που ονομάζεται γαλβανική κυψέλη χρησιμοποιείται για τη δημιουργία συνεχούς ρεύματος.

Τρέχουσα μετάδοση

Οι πηγές εναλλασσόμενου ρεύματος είναι κανονικές πρίζες. Βρίσκονται σε εγκαταστάσεις για διάφορους σκοπούς και σε οικιστικούς χώρους. Σε αυτά συνδέονται διάφορες ηλεκτρικές συσκευές, οι οποίες λαμβάνουν την απαραίτητη τάση για τη λειτουργία τους.

Η χρήση εναλλασσόμενου ρεύματος στα ηλεκτρικά δίκτυα δικαιολογείται οικονομικά γιατί το μέγεθος της τάσης του μπορεί να μετασχηματιστείστο επίπεδο των απαιτούμενων τιμών. Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας εξοπλισμό μετασχηματιστή με επιτρεπόμενες μικρές απώλειες. Η μεταφορά από τις πηγές ενέργειας στους τελικούς καταναλωτές είναι φθηνότερη και ευκολότερη.

Η μεταφορά ρεύματος στους καταναλωτές ξεκινά απευθείας από το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, όπου χρησιμοποιείται μια ποικιλία εξαιρετικά ισχυρών ηλεκτρικών γεννητριών. Από αυτά λαμβάνεται ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο αποστέλλεται μέσω καλωδίων σε υποσταθμούς μετασχηματιστών. Συχνά, οι υποσταθμοί βρίσκονται κοντά σε βιομηχανικές ή οικιακές εγκαταστάσεις ηλεκτρικής κατανάλωσης. Το ρεύμα που λαμβάνουν οι υποσταθμοί μετατρέπεται σε τριφασική εναλλασσόμενη τάση.

Οι μπαταρίες και οι συσσωρευτές περιέχουν συνεχές ρεύμα, η οποία χαρακτηρίζεται από σταθερές ιδιότητες, δηλ. δεν αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Χρησιμοποιείται σε κάθε σύγχρονο ηλεκτρικό προϊόν, καθώς και σε αυτοκίνητα.

Τρέχουσα μετατροπή

Ας εξετάσουμε χωριστά τη διαδικασία μετατροπής εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται με τη χρήση εξειδικευμένων ανορθωτών και περιλαμβάνει τρία στάδια:

1. Το πρώτο βήμα είναι να συνδέσετε μια γέφυρα τεσσάρων διόδων δεδομένης ισχύος. Αυτό, με τη σειρά του, καθιστά δυνατό τον καθορισμό μονοκατευθυντικής κίνησης για φορτισμένα σωματίδια. Επιπλέον, μειώνει τις ανώτερες τιμές των ημιτονοειδών χαρακτηριστικών του εναλλασσόμενου ρεύματος.
2. Στη συνέχεια, συνδέεται ένα φίλτρο εξομάλυνσης ή ένας εξειδικευμένος πυκνωτής. Αυτό γίνεται από τη γέφυρα διόδου στην έξοδο. Το ίδιο το φίλτρο βοηθά στη διόρθωση των κοιλάδων μεταξύ των τιμών κορυφής των ημιτονοειδών. Και η σύνδεση ενός πυκνωτή μειώνει σημαντικά το κυματισμό και το φέρνει σε ελάχιστες τιμές.
3. Στη συνέχεια συνδέονται συσκευές σταθεροποίησης τάσης για να μειώσουν την κυματισμό.

Αυτή η διαδικασία, εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να πραγματοποιηθεί σε δύο κατευθύνσεις, μετατροπή συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι η διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε σχέση με το διάστημα. Έχει αποδειχθεί ότι το συνεχές ρεύμα δεν επιτρέπει στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα να διαδοθούν στο διάστημα, ενώ το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να προκαλέσει τη διάδοσή τους. Επιπλέον, κατά τη μεταφορά εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω καλωδίων, οι απώλειες επαγωγής είναι πολύ μικρότερες από ό,τι κατά τη μετάδοση συνεχούς ρεύματος.

Το σκεπτικό για την τρέχουσα επιλογή

Η ποικιλία των ρευμάτων και η έλλειψη ενός ενιαίου προτύπου δεν οφείλεται μόνο στην ανάγκη για διαφορετικά χαρακτηριστικά σε κάθε μεμονωμένη κατάσταση. Στην επίλυση των περισσότερων ζητημάτων, το πλεονέκτημα είναι υπέρ του εναλλασσόμενου ρεύματος. Αυτή η διαφορά μεταξύ των τύπων ρευμάτων καθορίζεται από τις ακόλουθες πτυχές:

• Δυνατότητα μετάδοσης εναλλασσόμενου ρεύματος σε μεγάλες αποστάσεις. Δυνατότητα μετατροπής σε ετερογενή ηλεκτρικά κυκλώματα με διφορούμενα επίπεδα κατανάλωσης.
• Η διατήρηση σταθερής τάσης για εναλλασσόμενο ρεύμα είναι δύο φορές φθηνότερη από ό,τι για το συνεχές ρεύμα.
• Η διαδικασία μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας σε μηχανική δύναμη πραγματοποιείται με πολύ χαμηλότερο κόστος σε μηχανισμούς και κινητήρες AC.

Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η μεταφορά φορτίου ή η κίνηση φορτισμένων σωματιδίων μεταξύ σημείων με διαφορετικά ηλεκτρικά δυναμικά. Το ηλεκτρικό φορτίο μπορεί να μεταφερθεί από ιόντα, πρωτόνια και/ή ηλεκτρόνια. Στην καθημερινή ζωή, η κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω αγωγών χρησιμοποιείται σχεδόν παντού. Υπάρχουν συνήθως δύο τύποι ηλεκτρικής ενέργειας - εναλλασσόμενη και άμεση. Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε πώς το συνεχές ρεύμα διαφέρει από το εναλλασσόμενο ρεύμα.

Συνεχές και εναλλασσόμενο ρεύμα

Οποιοδήποτε φαινόμενο δεν μπορεί να φανεί ή να «αγγιχτεί» άμεσα είναι πιο εύκολο να κατανοηθεί χρησιμοποιώντας αναλογίες. Στην περίπτωση του ηλεκτρισμού, μπορούμε να θεωρήσουμε το νερό σε έναν σωλήνα ως το πλησιέστερο παράδειγμα. Το νερό και ο ηλεκτρισμός ρέουν μέσω των αγωγών - καλωδίων και σωλήνων τους.

• Ο όγκος του ρέοντος νερού είναι η ένταση του ρεύματος.
• Η πίεση στον σωλήνα είναι τάση.
• Η διάμετρος του σωλήνα είναι η αγωγιμότητα, η αμοιβαία αντίσταση.
• Όγκος ανά πίεση - ισχύς.

Η πίεση στον σωλήνα δημιουργείται από την αντλία - η αντλία αντλεί σκληρότερα, η πίεση είναι υψηλότερη, ρέει περισσότερες ροές νερού. Η διάμετρος του σωλήνα είναι μεγαλύτερη - η αντίσταση είναι μικρότερη, περισσότερο νερό ρέει. Η πηγή παράγει περισσότερη τάση - περισσότερες ροές ηλεκτρικής ενέργειας. Τα καλώδια είναι παχύτερα - λιγότερη αντίσταση, υψηλότερο ρεύμα.

Για παράδειγμα, μπορείτε να πάρετε οποιαδήποτε χημική πηγήισχύς - μπαταρία ή συσσωρευτής. Οι ακροδέκτες του έχουν ονομασίες πόλων: συν ή πλην. Εάν συνδέσετε μια αντίστοιχη λάμπα στην μπαταρία, μέσω των καλωδίων και του διακόπτη, θα ανάψει. Τι συμβαίνει; Το αρνητικό τερματικό της πηγής εκπέμπει ηλεκτρόνια - στοιχειώδη σωματίδια που φέρουν αρνητικό φορτίο. Κατά μήκος των καλωδίων, μέσω των συνδετήρων του διακόπτη και της σπείρας του λαμπτήρα, κινούνται προς τον θετικό ακροδέκτη, προσπαθώντας να εξισορροπήσουν το δυναμικό των ακροδεκτών. Όσο το κύκλωμα είναι κλειστό στους συνδέσμους του διακόπτη και η μπαταρία δεν είναι νεκρή, τα ηλεκτρόνια ρέουν σε μια σπείρα και ο λαμπτήρας είναι αναμμένος.

Η κατεύθυνση κίνησης των φορτίων παραμένει αμετάβλητη όλη την ώρα - από το μείον στο συν. Αυτό είναι συνεχές ρεύμα, μπορεί να είναι παλλόμενο - να εξασθενήσει ή να αυξηθεί.

Για ΠΟΛΛΟΥΣ λογους Η χρήση μόνο σταθερής τάσης είναι ακατάλληλη: Πάρτε, για παράδειγμα, την αδυναμία χρήσης μετασχηματιστών. Ως εκ τούτου, μέχρι σήμερα έχει αναπτυχθεί ένα σύστημα τροφοδοσίας και κατανάλωσης εναλλασσόμενης τάσης, για το οποίο δημιουργούνται οικιακές συσκευές.

Υπάρχει μια απλή απάντηση στο ποια είναι η διαφορά μεταξύ συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος. Σε αυτό το παράδειγμα λαμπτήρα, η τάση σε έναν ακροδέκτη του τροφοδοτικού θα είναι πάντα μηδέν. Αυτό είναι το ουδέτερο καλώδιο, αλλά από την άλλη - το καλώδιο φάσης - η τάση αλλάζει. Και όχι μόνο σε μέγεθος, αλλά και σε κατεύθυνση - από το συν στο μείον. Τα ηλεκτρόνια δεν ρέουν σε τακτοποιημένες σειρές προς μία κατεύθυνση, αντίθετα, ορμούν μπρος-πίσω, τα ίδια σωματίδια τρέχουν πέρα ​​δώθε κατά μήκος της πυρακτώσεως σπείρας και κάνουν όλη τη δουλειά. Αλλαγή της κατεύθυνσης του ηλεκτρισμούκαι δίνει την ίδια την έννοια της «μεταβλητής».

Προηγμένες ρυθμίσεις δικτύου

Εκτός από την τάση, τη δύναμη, την ισχύ και την αντίσταση/αγωγιμότητα, εμφανίζονται δύο νέα χαρακτηριστικά που περιγράφουν διαδικασίες. Αυτές οι παράμετροι απαιτούνται, όπως και οι τέσσερις πρώτες. Όταν κάποιο από αυτά αλλάζει, αλλάζουν οι ιδιότητες ολόκληρης της αλυσίδας.

• Μορφή.
• Συχνότητα.

Ο τύπος του γραφήματος αλλαγής τάσης παίζει μεγάλο ρόλο. Στην ιδανική περίπτωση, μοιάζει με ημιτονοειδή με ομαλές μεταβάσεις από τιμή σε τιμή. Οι αποκλίσεις από το ημιτονοειδές σχήμα μπορεί να οδηγήσουν σε κακή ποιότητα ισχύος.

Συχνότητα είναι ο αριθμός των μεταβάσεων από μια ακραία κατάσταση σε μια άλλη σε ορισμένο χρόνο. Το ευρωπαϊκό πρότυπο των 50 Hz (hertz) σημαίνει ότι η τάση αλλάζει συν και πλην 50 φορές ανά δευτερόλεπτο και τα ηλεκτρόνια αλλάζουν κατεύθυνση εκατό φορές. Για αναφορά: Ο διπλασιασμός της συχνότητας οδηγεί σε τετραπλάσια μείωση των διαστάσεων της συσκευής.

Εάν η πρίζα έχει εναλλασσόμενο ρεύμα 50 Hz και 220 V (βολτ), τότε αυτό σημαίνει ότι η μέγιστη τάση τροφοδοσίας στο δίκτυο φτάνει τα 380 V. Από πού προέρχεται αυτό; Σε ένα σταθερό δίκτυο, η τιμή της τάσης είναι σταθερή, αλλά κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής είτε πέφτει είτε αυξάνεται. Αυτά τα 220 V είναι η τιμή της πραγματικής τάσης ενός ημιτονοειδούς ρεύματος με πλάτος 380 V. Γι' αυτό η μορφή αλλαγής των τιμών είναι τόσο σημαντική, γιατί εάν διαφέρει πολύ από το ημιτονοειδές, η ενεργή τάση θα είναι επίσης αλλάξει πολύ.

Πρακτική σημασία των διαφορών

Αυτό είναι, εναλλασσόμενο και συνεχές ρεύμα. Δεν είναι τόσο δύσκολο να καταλάβεις ποια είναι η διαφορά. Υπάρχει μια διαφορά και πολύ μεγάλη. Μια πηγή DC δεν θα σας επιτρέψει να συνδέσετε έναν μετασχηματιστή συγκόλλησης ή οποιονδήποτε άλλο. Κατά τον υπολογισμό της μόνωσης ή των πυκνωτών, λαμβάνεται για τη διάσπαση η μέγιστη τιμή τάσης και όχι η πραγματική τάση. Σε τελική ανάλυση, σίγουρα μπορεί να προκύψει η σκέψη: "γιατί χρειάζεστε πυκνωτές 400 βολτ σε ένα δίκτυο 220 βολτ;" Εδώ είναι η απάντηση, σε ένα δίκτυο 220 V η τάση φτάνει τα 380 V κατά την κανονική λειτουργία και σε περίπτωση μικρής βλάβης, τα 400 V δεν είναι το όριο.

Άλλο ένα «παράδοξο». Ένας πυκνωτής έχει άπειρη αντίσταση σε ένα δίκτυο συνεχούς ρεύματος και αγωγιμότητα σε ένα δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος, τόσο μικρότερη είναι η αντίσταση του πυκνωτή. Με τα πηνία είναι διαφορετικά - μια αύξηση της συχνότητας προκαλεί αύξηση της επαγωγικής αντίδρασης. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα - τη βάση όλων των επικοινωνιών.

Ένα από τα χαρακτηριστικά του ρεύματος είναι η τάση. Σε κάθε περίπτωση παράγεται από συγκεκριμένη πηγή. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτό το φυσικό μέγεθος και ας μάθουμε πώς η σταθερή τάση διαφέρει από την εναλλασσόμενη τάση.

Μια μικρή υποχώρηση

Ας θυμηθούμε τι είναι το «ρεύμα». Είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο φορτισμένα σωματίδια κινούνται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Εάν αυτά, ας πούμε, τα ηλεκτρόνια ή τα ιόντα ορμούν πάντα προς την ίδια κατεύθυνση, το ρεύμα ονομάζεται σταθερό. Και όταν η κίνηση των σωματιδίων παίρνει περιοδικά διαφορετική κατεύθυνση, μιλούν για εναλλασσόμενο ρεύμα.

Ας περάσουμε στην ένταση. Η ουσία του συχνά αποκαλύπτεται κατ' αναλογία με το νερό. Το τελευταίο δεν ρέει από μόνο του. Για παράδειγμα, σε έναν κεκλιμένο σωλήνα, το ρευστό κινείται προς τα κάτω υπό την επίδραση της βαρύτητας. Και όσο πιο ψηλά είναι το νερό από το έδαφος, τόσο περισσότερη δυναμική ενέργεια έχει. Είναι το ίδιο με το ρεύμα: τα σωματίδια «ρέουν» υπό την επίδραση της τάσης. Ταυτόχρονα, στην αρχή του ταξιδιού τους έχουν μεγάλες δυνατότητες, και στο τελικό σημείο - λιγότερες.

Σύγκριση

Το μεγαλύτερο δυναμικό υποδεικνύεται με ένα συν, λιγότερο - με ένα μείον. Όταν μιλούν για τη διαφορά μεταξύ άμεσης τάσης και εναλλασσόμενης τάσης, εννοούν εάν το "+" και το "-" παραμένουν στη θέση τους όταν κινούνται φορτισμένα σωματίδια. Στην περίπτωση σταθερής τάσης, η πολικότητα είναι πάντα η ίδια. Ένα παράδειγμα εδώ είναι μια πηγή όπως μια μπαταρία. Είναι σημαντικό αυτό το είδος τάσης να είναι χαρακτηριστικό συνεχούς ρεύματος, που υποδεικνύεται σχηματικά με μια ευθεία γραμμή.

Με εναλλασσόμενη τάση, τα θετικά και αρνητικά δυναμικά σε κάθε άκρο του αγωγού εναλλάσσονται καθώς περνά ο χρόνος. Αντίστοιχο παράδειγμα είναι ένα κανονικό ηλεκτρικό δίκτυο, στο οποίο συνδέονται συσκευές μέσω πρίζας. Σε αυτή την περίπτωση, λειτουργεί εναλλασσόμενο ρεύμα, που γραφικά αναπαρίσταται με μια κυματιστή γραμμή. Η συχνότητά του, για παράδειγμα 50 Hz, σημαίνει, μεταξύ άλλων, πόσες φορές ανά δευτερόλεπτο εναλλάσσονται τα συν και πλην που σχετίζονται με την τάση.

Το παρακάτω διάγραμμα θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε καλύτερα τη διαφορά μεταξύ άμεσης και εναλλασσόμενης τάσης:

Το πρώτο γράφημα δείχνει ότι με την πάροδο του χρόνου (t) η σταθερή τάση (U) διατηρεί την τιμή της. Η δεύτερη εικόνα δείχνει τη δυναμική της εναλλασσόμενης τάσης: είναι είτε μηδέν, μετά μέγιστη και μετά ελάχιστη. Είναι ξεκάθαρα ορατό ότι όλες οι τιμές επαναλαμβάνονται περιοδικά. Πρέπει να πούμε ότι η εναλλασσόμενη τάση συχνά, αλλά όχι πάντα, αποκτά τις παραμέτρους της ακριβώς σύμφωνα με τον ημιτονοειδές νόμο. Σε άλλες περιπτώσεις, η εικόνα στο γράφημα έχει ελαφρώς διαφορετική εμφάνιση.